一种集成电机喷水推进器轴系结构的制作方法

1.本申请涉及一种集成电机喷水推进器轴系结构，属于船舶推进技术领域。


背景技术：

2.船用喷水推进器一般采用柴油机驱动，柴油机扭矩通过传动轴传递到推进器叶轮，并在柴油机与推进器之间设置齿轮箱及轴承座以调节转速及支撑轴系。近年来，随着技术的发展，电机与喷水推进器开始整合为一体，即在喷水推进器叶轮的泵壳上布置电机，叶轮叶片与泵壳无间隙连接，泵壳既跟随叶片一起旋转，又是电机的转子轭，其上布置永磁铁，永磁铁外部布置线圈，构成电机的定子。喷水推进器由集成在泵壳外的电机驱动，转速通过电流频率调节，无需扭矩传递轴系及调节转速的齿轮箱，极大简化了能量传递方式。但采用上述结构，电机与推进器集成后，没有传动轴，甚至泵内也没有短轴，推力轴承只能布置在泵壳上，不仅规格直径大，重量重，而且线速度高，摩擦发热高容易损坏，同时单支点也不稳定。


技术实现要素：

3.本申请要解决的技术问题是集成电机喷水推进器因省去了长轴导致轴系支点缺失导致的支撑与轴向力传递不稳定及推力轴承规格过大的问题。
4.为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种集成电机喷水推进器轴系结构，所述推进器包括叶轮和导叶体，叶轮连接电机转子轭，电机转子轭外连接永磁铁，永磁铁外设有电机线圈；其特征在于，所述推进器内设有短轴连接叶轮和导叶体传递叶轮轴向力；所述短轴和导叶体之间设有推力轴承以传递叶轮轴向力并支撑轴系一端。
5.优选的，所述推进器设有进口流道，所述进口流道上设有水润滑轴承，所述电机转子轭外侧与所述水润滑轴承构成转动副形成轴系的第二个支撑点。
6.优选的，所述电机转子轭设有向进口流道延伸的延伸段。
7.优选的，所述延伸段内侧与所述进口流道平滑过渡，所述延伸段外侧与所述水润滑轴承构成转动副。
8.优选的，所述进口流道内壁设有冷却水槽延伸至电机线圈与永磁铁缝隙间。进一步的，所述冷却水槽入口设于延伸段与进口流道的过渡缝隙处。
9.优选的，所述推力轴承数量至少设为一对、分别位于短轴的相对两侧。
10.优选的，所述叶轮和电机转子轭设为一体成型结构。
11.优选的，所述电机线圈固定设于船尾板上。
12.本申请优点在于，通过轴系结构对集成电机喷水推进器的轴系进行支撑，实现支撑和轴向力的传递，结构强度刚度高，安全可靠。
附图说明
13.图1为实施例中提供的集成电机喷水推进器轴系结构示意图。
具体实施方式
14.为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
15.实施例
16.本实施例提供的是集成电机喷水推进器轴系结构，涉及集成电机喷水推进器的轴系结构布置，根据系统功能结构特点，灵活布置推力轴承与径向轴承，实现集成推进器的可靠安全运行。
17.集成电机喷水推进器的推进结构包括叶轮5和导叶体6，导叶体6位于叶轮5后方(以流体方向)，导叶体6固定在船尾板1上，叶轮5与电机转子轭(泵壳)4为一体结构，电机转子轭4外布置有永磁铁3，永磁铁3外部布置电机线圈2，电机线圈2固定在船尾板1上构成推进器的定子，永磁铁3、电机转子轭4和叶轮5构成转子；
18.本实施例中，参见图1，集成电机喷水推进器设置在船尾板1上，推进器内设置有短轴8连接叶轮5和导叶体6，用于传递叶轮轴向力；在短轴8和导叶体6之间设置推力轴承7以传递叶轮轴向力并支撑轴系一端；
19.喷水推进器的进口流道10上通过紧固件布置水润滑轴承9，电机转子轭4往进口流道10处延伸，延伸段内侧线型按进口流道要求光顺，电机转子轭4外侧与水润滑轴承9构成转动副，成为轴系的第二个支撑点；且进口流道10内壁设置有冷却水槽延伸至电机线圈2与永磁铁3缝隙间，使水流过轴承动静配合面进行散热，冷却水槽入口位于进口流道10和延伸段的过渡缝隙处。
20.通过采用上述技术方案，实现了集成电机喷水推进器在船上的布置及轴系的支撑和轴向力的传递，结构强度刚度高，安全可靠。
21.安装使用时，电机转子轭4与叶轮5整体加工，构成一整体，电机转子轭4往进口流道10处延伸，延伸段内侧线型按进口流道10要求光顺，外侧精加工，以配合水润滑轴承9；以电机转子轭4为基础，从内向外布置永磁铁3与电机线圈2；通过短轴8连接集成电机的叶轮5、导叶体6，并在短轴8与导叶体6间设置一对推力轴承7，推力轴承7支撑轴系并传递轴向力至导叶体6上，完成喷水推进器的组装；在与船尾板1一体的进口流道10上通过紧固件布置水润滑轴承9，以水润滑轴承9为基础，将喷水推进器整体安装到位；水润滑轴承9与导叶体内的推力轴承7构成两个支撑位实现了轴系的支撑，整个系统定位精度高，运转可靠。


技术特征：
1.一种集成电机喷水推进器轴系结构，所述推进器包括叶轮(5)和导叶体(6)，叶轮(5)连接电机转子轭(4)，电机转子轭(4)外连接永磁铁(3)，永磁铁(3)外设有电机线圈(2)；其特征在于，所述推进器内设有短轴(8)连接叶轮(5)和导叶体(6)传递叶轮轴向力；所述短轴(8)和导叶体(6)之间设有推力轴承(7)以传递叶轮轴向力并支撑轴系一端。2.如权利要求1所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述推进器设有进口流道(10)，所述进口流道(10)上设有水润滑轴承(9)，所述电机转子轭(4)外侧与所述水润滑轴承(9)构成转动副形成轴系的第二个支撑点。3.如权利要求2所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述向进口流道(10)设为单流道。4.如权利要求2所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述电机转子轭(4)设有向进口流道(10)延伸的延伸段。5.如权利要求2所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述延伸段内侧与所述进口流道(10)平滑过渡，所述延伸段外侧与所述水润滑轴承(9)构成转动副。6.如权利要求2所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述进口流道(10)内壁设有冷却水槽延伸至电机线圈(2)与永磁铁(3)缝隙间。7.如权利要求6所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述冷却水槽入口设于延伸段与进口流道(10)的过渡缝隙处。8.如权利要求1所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述推力轴承(7)数量至少设为一对、分别位于短轴(8)的相对两侧。9.如权利要求1所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述叶轮(5)和电机转子轭(4)设为一体成型结构。10.如权利要求1所述的一种集成电机喷水推进器轴系结构，特征在于，所述电机线圈(2)固定设于船尾板(1)上。

技术总结
本申请公开了一种集成电机喷水推进器轴系结构，所述推进器包括叶轮和导叶体，叶轮连接电机转子轭，电机转子轭外连接永磁铁，永磁铁外设有电机线圈；其特征在于，所述推进器内设有短轴连接叶轮和导叶体传递叶轮轴向力；所述短轴和导叶体之间设有推力轴承以传递叶轮轴向力并支撑轴系一端。本申请通过轴系结构对集成电机喷水推进器的轴系进行支撑，实现支撑和轴向力的传递，结构强度刚度高，安全可靠。安全可靠。安全可靠。


技术研发人员：蔡佑林 汲国瑞 张恒 邱继涛 王俊 李宁 孔为平
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2023/2/3