一种带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器，包括输入法兰、刹车盘、传动法兰、传动轴、绝缘法兰、过载法兰、轴承法兰及输出法兰。本实用新型专利技术的带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器，绝缘法兰将扭矩传递至过载法兰，过载法兰将扭矩通过扭矩保护钢球传递至轴承法兰，进而由轴承法兰传递至输出法兰，如果系统产生的扭矩过大，则扭矩保护钢球会从V型槽滑出并挤压弹性片，此时扭矩传递中断，防止发电机组因扭矩过大而损坏，扭矩恢复正常后，扭矩保护钢球在弹性片的回弹力作用下重新进入V型槽。

Coupling for horizontal shaft ocean current energy generator with steel ball overload protection

The utility model discloses a steel ball type overload protection of horizontal axis marine current coupling with the generator, including input flange, brake disc, drive shaft, flange, flange, flange, overload insulation flange and output flange bearing. The utility model with ball type overload protection of horizontal axis marine current coupling with the generator, the insulating flange torque to the torque overload overload flange, flange through ball bearing flange to transfer torque protection, and then to transfer the output flange by the bearing flange, if the system to produce the torque is too large, it will protect the ball from torque V groove slide out and squeeze the elastic sheet, the torque transmission interruption generator to prevent damage due to excessive torque, torque after normal torque protection ball back into the V slot in the back of the elastic plate under the elastic action.

【技术实现步骤摘要】
一种带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器
本技术涉及海流能发电
，具体涉及一种带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器。
技术介绍
随着传统不可再生能源的日益消耗，能源危机日益加重，可再生能源的开发备受青睐。在可再生能源领域中，海流能是一种清洁可再生能源，我国海流能储量丰富，其开发利用潜力巨大。相对波浪而言，海流能的变化平稳且有规律，具有能量密度大，规律性强，蕴藏量大等优点。和波浪能相比海流能发电的发展较为成熟，并具规模开发条件和商业化发展前景。水平轴海流能发电机由于安装在海水中，安装和拆卸一次成本巨大，所以需要有免维护的功能，要求各零部件具有使用寿命长、可靠性高的特性，一般需要各零部件具备20年的使用寿命。水平轴海流能发电机由于在海水中工作，所以密封显得特别重要，发电机形状一般为圆柱形，分级安装；安装和维护时人员一般不能进入，所以机组安装方式不同于一般的发电机组。通常，一台海流能发电机内含一台联轴器用于联接齿轮箱高速轴与发电机主轴，海流能发电机组对联轴器的要求比较苛刻。海流能发电机组的联轴器要求在高速、重载条件下调整传动装置轴系扭转振动特性，补偿因振动、冲击引起的主、从动轴向、径向和角位移，吸收轴系因外部负载的波动而产生的额外能量，并不间断传递扭矩和运动。同时具有扭矩限制功能，当机组发生短路或过载时，联轴器上的扭矩超过了设定的扭矩，扭矩限制器便会产生分离，当过载情形消失后自行恢复联结，从而有效防止了机械损坏和昂贵的停机损失。海流能发电过程中电机的电机磁场不对称，由于安装及电机本身质量的原因引起电机磁场不对称，磁极分布不均匀误差，以及发生故障时，会产生寄生电流；电流通过联轴器传到齿轮箱会烧伤轴承和齿轮，减小齿轮箱的轴承和齿轮的使用寿命，因此联轴器的绝缘性能也是海流能发电联轴器的一个重要指标。为了防止寄生电流通过联轴器从发电机转子流向齿轮箱和主轴部件，要求联轴器的阻抗大于100MΩ，并能承受2KV电压。现有的海流能发电系统中通常使用的联轴器主要是膜片联轴器和鼓齿形联轴器以及梅花联轴器。普通膜片联轴器具有补偿不对中的能力强，传动效率高，能适应温差变化大等恶劣环境，并且能在冲击震动的条件下安全运行，结构简单，体积小重量轻，拆卸方便，并且能够准确的传递转速等优点。但是，普通膜片联轴器并不具有绝缘和过载保护功能，而且由于水平轴海流能发电机结构特殊，普通膜片联轴器没法安装，因为装配时处于封闭的环境，人不能进入机组。长期运行时，膜片会产生微动损伤，会缩短使用寿命。鼓齿形联轴器径向尺寸小，承载能力大，可允许一定的角位移，适用于重载的传动，但是该联轴器也不具备绝缘和过载保护功能，并且没法安装，因为装配时处于封闭的环境，人不能进入机组。如果去掉花键润滑，联轴器的寿命就会降低，同时，由于轴的串动花键会产生微动损伤，会缩短使用寿命。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种适用于水平轴海流能发电机的联轴器，该联轴器的安装角度可调，具有寿命长、绝缘、过载保护、缓冲等特性。为了解决上述技术问题，本技术提供的技术方案如下：一种带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器，至少包括：输入法兰；刹车盘，所述刹车盘固定于输入法兰上；传动法兰，所述传动法兰的一端与输入法兰固定连接；传动轴，所述传动轴与传动法兰之间花键联接；绝缘法兰，所述绝缘法兰与传动轴固定连接；过载法兰，所述过载法兰的一端与绝缘法兰固定连接，另一端端面上沿圆周方向均布设有若干V型槽，所述V型槽中设有扭矩保护钢球；轴承法兰，所述轴承法兰的外壁与过载法兰的内壁之间设有至少两圈轴承钢球，所述轴承法兰上设有环状凸台，所述环状凸台与轴承法兰的法兰盘之间设有环形腔，所述环状凸台设有与V型槽一一对应并容纳扭矩保护钢球轴向穿过的通槽，所述环形腔内设有与扭矩保护钢球对应的弹性结构；输出法兰，所述输出法兰与轴承法兰固定连接。一种优选的实施例，所述弹性结构包括与过载法兰固定连接的套筒及由套筒的端面径向延伸至环形腔内的弹性片。一种优选的实施例，所述套筒与过载法兰螺纹连接。一种优选的实施例，所述传动轴与绝缘法兰之间设有绝缘轴，所述绝缘轴的两端分别与传动轴和绝缘法兰连接的端面均为锥形面。一种优选的实施例，所述绝缘轴与传动轴和绝缘法兰之间的连接面上均穿设有若干螺钉。一种优选的实施例，所述传动法兰与传动轴连接的一端连接有外花键一，所述传动轴与传动法兰连接的一端连接有外花键二，所述外花键一和外花键二通过具有内花键的花键套连接。一种优选的实施例，所述传动法兰与花键套上还套设有密封套一，所述密封套一的内表面分别与传动法兰和花键套的外表面之间密封连接；所述传动轴与花键套上还套设有密封套二，所述密封套二的内表面分别与传动轴和花键套的外表面之间密封连接。一种优选的实施例，所述花键套的内壁、外花键一的外壁、外花键二的外壁、密封套一的内壁、密封套二的内壁、传动法兰的端面以及传动轴的端面共同围合形成润滑腔，所述润滑腔内填充有润滑剂。一种优选的实施例，所述花键套与密封套一、密封套二之间分别设有沿传动轴的轴向压缩且相互平衡的弹性部件。一种优选的实施例，所述花键套的中部径向向外延伸有环状的凸台，所述凸台两侧的端面分别与密封套一、密封套二的端面相对，所述凸台两侧的端面上沿圆周方向均布设有至少两组盲孔，每组盲孔包括相互对称且分别面向密封套一、密封套二的盲孔，所述盲孔内放置压缩弹簧。本实施例的带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器，其优势在于：（1）绝缘法兰将扭矩传递至过载法兰，过载法兰将扭矩通过扭矩保护钢球传递至轴承法兰，进而由轴承法兰传递至输出法兰，如果系统产生的扭矩过大，则扭矩保护钢球会从V型槽滑出并挤压弹性片，此时扭矩传递中断，防止发电机组因扭矩过大而损坏，扭矩恢复正常后，扭矩保护钢球在弹性片的回弹力作用下重新进入V型槽；（2）传动轴与绝缘法兰之间设置绝缘轴，防止发电机端的寄生电流流向变速箱，从而有效保证变速箱的使用寿命；（3）传动法兰与传动轴之间通过花键联接，由于花键联接为非刚性连接，对变速箱端的震动和冲击起到一定的缓冲作用；（4）外花键一、外花键二为鼓形齿，与花键套的内花键之间的尺侧间隙较齿轮传动大，允许产生一定的角位移，即变速箱的输出轴与联轴器的传动轴之间可允许一定的安装角度，足以补偿因振动、冲击引起的径向位移和角位移，更加适应海底多变的外部环境；（5）花键套的内壁、外花键一的外壁、外花键二的外壁、密封套一的内壁、密封套二的内壁、传动法兰的端面以及传动轴的端面共同围合形成润滑腔，润滑腔中添加长寿命的润滑剂，对花键的啮合部长期进行润滑，防止花键的啮合部位产生磨损，从而提升使用寿命；（6）花键套与密封套一、密封套二之间分别设有沿传动轴的轴向压缩且相互平衡的弹性部件，可以有效防止花键套产生轴向的窜动，避免花键的啮合部位产生偏磨，从而提升使用寿命。附图说明图1为一种水平轴海流能发电机组的连接示意图；图2为实施例一带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器的结构示意图；图3为图2所示A部的局部放大示意图；图4为实施例一中过载法兰的结构示意图；图5为实施例一中轴承法兰的剖视结构示意图；图6为实施例一中轴承法兰的侧视图；图7为实施例一中弹性结构的结构示意图；图8为实施例二带钢球式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器，其特征在于，至少包括：输入法兰；刹车盘，所述刹车盘固定于输入法兰上；传动法兰，所述传动法兰的一端与输入法兰固定连接；传动轴，所述传动轴与传动法兰之间花键联接；绝缘法兰，所述绝缘法兰与传动轴固定连接；过载法兰，所述过载法兰的一端与绝缘法兰固定连接，另一端端面上沿圆周方向均布设有若干V型槽，所述V型槽中设有扭矩保护钢球；轴承法兰，所述轴承法兰的外壁与过载法兰的内壁之间设有至少两圈轴承钢球，所述轴承法兰上设有环状凸台，所述环状凸台与轴承法兰的法兰盘之间设有环形腔，所述环状凸台设有与V型槽一一对应并容纳扭矩保护钢球轴向穿过的通槽，所述环形腔内设有与扭矩保护钢球对应的弹性结构；输出法兰，所述输出法兰与轴承法兰固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种带钢球式过载保护的水平轴海流能发电机用联轴器，其特征在于，至少包括：输入法兰；刹车盘，所述刹车盘固定于输入法兰上；传动法兰，所述传动法兰的一端与输入法兰固定连接；传动轴，所述传动轴与传动法兰之间花键联接；绝缘法兰，所述绝缘法兰与传动轴固定连接；过载法兰，所述过载法兰的一端与绝缘法兰固定连接，另一端端面上沿圆周方向均布设有若干V型槽，所述V型槽中设有扭矩保护钢球；轴承法兰，所述轴承法兰的外壁与过载法兰的内壁之间设有至少两圈轴承钢球，所述轴承法兰上设有环状凸台，所述环状凸台与轴承法兰的法兰盘之间设有环形腔，所述环状凸台设有与V型槽一一对应并容纳扭矩保护钢球轴向穿过的通槽，所述环形腔内设有与扭矩保护钢球对应的弹性结构；输出法兰，所述输出法兰与轴承法兰固定连接。2.按照权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述弹性结构包括与过载法兰固定连接的套筒及由套筒的端面径向延伸至环形腔内的弹性片。3.按照权利要求2所述的联轴器，其特征在于，所述套筒与过载法兰螺纹连接。4.按照权利要求1所述的联轴器，其特征在于，所述传动轴与绝缘法兰之间设有绝缘轴，所述绝缘轴的两端分别与传动轴和绝缘法兰连接的端面均为锥形面。5.按照权利要求4所述的联轴器，其特征在于，所述绝缘轴与传动轴和绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾海港，李伟，林勇刚，刘宏伟，杨金鹏，王超助，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33