轴端发电机组件、轴端发电机、车辆转向架及其组装方法技术

本发明专利技术涉及轴端发电机组件、轴端发电机、车辆转向架及其组装方法。轴端发电机组件包括：压紧端盖，其被构造成能够安装到车辆的车轴而与车轴一起旋转；以及轴端发电机，其包括转子和定子，定子被构造成能够固定安装到车辆的轴箱或承载鞍。压紧端盖包括沿轴端发电机的轴向延伸的第一轴向插接构件，轴端发电机包括与转子非转动连接的沿轴向延伸的第二轴向插接构件，第一轴向插接构件和第二轴向插接构件能够彼此相对轴向移动而实质上不能相对转动。在发电机工作时，轴向插接结构允许车轴和轴箱或车轴和承载鞍之间的轴向相对移位，该相对位移不会影响转子和定子之间的(轴向)相对位置。因而可以提高发电机的发电效率。

【技术实现步骤摘要】
轴端发电机组件、轴端发电机、车辆转向架及其组装方法
本专利技术涉及轴端发电装置，尤其涉及轴端发电机组件、轴端发电机、包括该轴端发电机的车辆转向架、车辆转向架的组装方法。
技术介绍
随着铁路机车的发展，越来越多的传感器和机电部件被应用在铁路机车上，电力解决方案成为一个重要需求。为此，提出了(盘式或筒式)轴端发电机作为铁路机车的电力供给源。当转向架在车轴的轴向有小的游隙时，盘式发电机的输出功率稳定。当转向架在车轴的径向有小的游隙时，筒式发电机的输出功率稳定。然而，当具有传统承载鞍的转向架在车轴的径向和轴向都有大的游隙时，它增加了轴端发电机的安装困难，特别是对于盘式发电机。在现有的铁路轴端发电机中，转子直接安装到轴端，而定子安装到轴箱或承载鞍。另外，转子、定子、端盖等常常在发电机组件提供商处生产，而在整机厂商的车间组装。对于整机厂商来说，装配流程长、操作复杂、公差控制要求严格。这是因为，需要精确地控制制造公差和装配公差才能确保转子和定子的相对位置。通常，在铁路机车行驶期间，车轴与轴箱或车轴与承载鞍之间的游隙会发生变化，这使得定子和转子之间的气隙发生变化，从而影响轴端发电机的运行和稳定电力的供应。例如，车轴与轴箱或车轴与承载鞍之间的游隙的变化会导致转子和定子之间的气隙变动，甚至产生转子和定子之间的刮擦。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了轴端发电机组件、轴端发电机、包括该轴端发电机的车辆转向架、车辆转向架的组装方法。该轴端发电机组件减轻或消除了车轴与轴箱或车轴与承载鞍之间的轴向游隙对轴端发电机造成的不利影响。提供一种轴端发电机组件，其包括：压紧端盖，其被构造成能够安装到车辆的车轴而与所述车轴一起旋转；以及轴端发电机，其包括转子和定子，所述定子被构造成能够固定安装到车辆的转向架的固定部，其中，所述压紧端盖包括沿所述轴端发电机的轴向延伸的第一轴向插接构件，所述轴端发电机包括与所述转子非转动连接的沿所述轴向延伸的第二轴向插接构件，所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件被构造成能够彼此轴向插接成：所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件能够彼此相对轴向移动而实质上不能相对转动。在至少一个实施方式中，所述第一轴向插接构件包括类插销结构，该类插销结构的横截面为非圆形，所述第二轴向插接构件包括与所述类插销结构形状匹配的轴向孔，或者所述第二轴向插接构件包括类插销结构，该类插销结构的横截面为非圆形，所述第一轴向插接构件包括与所述类插销结构形状匹配的轴向孔。在至少一个实施方式中，所述第一轴向插接构件包括多个插销，所述第二轴向插接构件包括能够分别与所述插销轴向插接的多个轴向孔，或者所述第二轴向插接构件包括多个插销，所述第一轴向插接构件包括能够分别与所述插销轴向插接的多个轴向孔。在至少一个实施方式中，所述第一轴向插接构件为第一花键构件，所述第二轴向插接构件为第二花键构件。在至少一个实施方式中，所述压紧端盖包括：盘状的第一安装部，其被构造成能够安装到所述车轴的轴端；以及沿所述车轴的轴向从所述第一安装部伸出的所述第一轴向插接构件。在至少一个实施方式中，所述压紧端盖还包括：多个螺钉孔，所述多个螺钉孔围绕所述第一轴向插接构件地设置于所述第一安装部；第一环状凸条，其从所述第一安装部的外周缘远离所述第一轴向插接构件地延伸，其中，在通过穿过所述螺钉孔的螺钉将所述压紧端盖安装到所述轴端时，所述第一环状凸条的轴向远端面压抵所述车轴的轴端面。在至少一个实施方式中，所述压紧端盖形成为单件式结构。在至少一个实施方式中，所述第一花键构件为外花键轴，所述第二花键构件为内花键套，或者所述第一花键构件为内花键套，所述第二花键构件为外花键轴。在至少一个实施方式中，所述转子包括转子铁芯，所述第二轴向插接构件一体地形成于所述转子铁芯。在至少一个实施方式中，所述转子和所述定子经由轴承彼此定位。在至少一个实施方式中，所述轴端发电机还包括被构造成容纳所述转子和所述定子的至少主要部分的壳体，所述定子固定安装于所述壳体，所述转子经由轴承能转动地安装于所述壳体。在至少一个实施方式中，所述轴端发电机为筒式发电机，所述定子至少部分地围绕所述转子。在至少一个实施方式中，所述壳体包括壳体主体和端盖，所述转子在其轴向一端经由第一轴承支撑于所述壳体主体，所述转子在其轴向另一端经由第二轴承支撑于所述端盖。在至少一个实施方式中，所述第二轴承在所述第二轴向插接构件的外周面支撑所述转子。在至少一个实施方式中，所述定子通过热装而与所述壳体主体形成过盈配合。在至少一个实施方式中，所述壳体被构造成能够经由所述壳体上的第二安装部固定安装到所述转向架的轴箱或承载鞍，所述端盖包括被构造成能够与所述轴箱或所述承载鞍形成配合的第二环状凸条。在至少一个实施方式中，所述轴端发电机组件还包括固定安装到所述壳体上的外壳，所述外壳包括第三安装部，所述第三安装部被构造成能够固定安装到所述转向架的轴箱或承载鞍。在至少一个实施方式中，所述轴端发电机为盘式发电机。在至少一个实施方式中，所述第二轴向插接构件与所述转子的转子铁芯独立地形成后安装到所述转子铁芯。在至少一个实施方式中，所述第一轴向插接构件为花键轴，所述第二轴向插接构件为花键套，所述花键套经由多个沿径向延伸的螺钉固定到所述转子的朝向所述压紧端盖延伸的轴。提供一种轴端发电机，其包括转子和定子，所述定子被构造成能够固定安装到车辆的转向架的固定部，其中，所述轴端发电机还包括与所述转子非转动连接的、能够与形成于车轴或者与所述车轴非转动连接的第一轴向插接构件轴向插接的第二轴向插接构件，所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件被构造成能够彼此轴向插接成：所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件能够彼此相对轴向移动而实质上不能相对转动。提供一种车辆转向架，其包括根据本专利技术的轴端发电机。一种车辆转向架的组装方法，其用于在车辆转向架中组装根据本专利技术的轴端发电机组件，所述组装方法包括如下步骤：将所述压紧端盖安装到所述车轴；以及在使所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件轴向插接的状态下，将所述轴端发电机安装到所述转向架的轴箱或承载鞍。在至少一个实施方式中，在所述定子和所述转子预安装在所述轴端发电机的壳体内的情况下，将所述轴端发电机安装到所述轴箱或所述承载鞍。在本专利技术的轴端发电机组件中，通过轴向插接结构实现车轴到发电机的转子的扭矩传递。在发电机工作时，轴向插接结构在可靠地传递转矩的同时允许车轴和轴箱(固定部)或车轴和承载鞍(固定部)之间的轴向相对移位，使得该相对位移不会影响转子和定子之间的(轴向)相对位置。因而，在本专利技术的轴端发电机组件中，可以提高发电机的发电效率。在本申请中，转向架的固定部是指转向架的不随车轴转动的部分。换言之，在车辆运行期间，车轴相对于该固定部转动。该固定部包括但不限于支撑于车轴的轴箱或承载鞍。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施方式的轴端发电机组件的轴向截面图，其中省略了用于安装轴端发电机的外壳。图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的轴端发电机组件的立体图。图3示出了根据本专利技术的一个实施方式的发电机的轴向截面图。图4A至图4E示出了根据本专利技术的一些变型例的轴向插接结构的横截面图。附图标记说明10轴端发电机；11内花键套；111内花键；13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴端发电机组件，其包括：压紧端盖，其被构造成能够安装到车辆的车轴而与所述车轴一起旋转；以及轴端发电机，其包括转子和定子，所述定子被构造成能够固定安装到车辆的转向架的固定部，其中，所述压紧端盖包括沿所述轴端发电机的轴向延伸的第一轴向插接构件，所述轴端发电机包括与所述转子非转动连接的沿所述轴向延伸的第二轴向插接构件，所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件被构造成能够彼此轴向插接成：所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件能够彼此相对轴向移动而实质上不能相对转动。

【技术特征摘要】
1.一种轴端发电机组件，其包括：压紧端盖，其被构造成能够安装到车辆的车轴而与所述车轴一起旋转；以及轴端发电机，其包括转子和定子，所述定子被构造成能够固定安装到车辆的转向架的固定部，其中，所述压紧端盖包括沿所述轴端发电机的轴向延伸的第一轴向插接构件，所述轴端发电机包括与所述转子非转动连接的沿所述轴向延伸的第二轴向插接构件，所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件被构造成能够彼此轴向插接成：所述第一轴向插接构件和所述第二轴向插接构件能够彼此相对轴向移动而实质上不能相对转动。2.根据权利要求1所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述第一轴向插接构件包括类插销结构，该类插销结构的横截面为非圆形，所述第二轴向插接构件包括与所述类插销结构形状匹配的轴向孔，或者所述第二轴向插接构件包括类插销结构，该类插销结构的横截面为非圆形，所述第一轴向插接构件包括与所述类插销结构形状匹配的轴向孔。3.根据权利要求1所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述第一轴向插接构件包括多个插销，所述第二轴向插接构件包括能够分别与所述插销轴向插接的多个轴向孔，或者所述第二轴向插接构件包括多个插销，所述第一轴向插接构件包括能够分别与所述插销轴向插接的多个轴向孔。4.根据权利要求1所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述第一轴向插接构件为第一花键构件，所述第二轴向插接构件为第二花键构件。5.根据权利要求1所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述压紧端盖包括：盘状的第一安装部，其被构造成能够安装到所述车轴的轴端；以及沿所述车轴的轴向从所述第一安装部伸出的所述第一轴向插接构件。6.根据权利要求5所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述压紧端盖还包括：多个螺钉孔，所述多个螺钉孔围绕所述第一轴向插接构件地设置于所述第一安装部；第一环状凸条，其从所述第一安装部的外周缘远离所述第一轴向插接构件地延伸，其中，在通过穿过所述螺钉孔的螺钉将所述压紧端盖安装到所述轴端时，所述第一环状凸条的轴向远端面压抵所述车轴的轴端面。7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述压紧端盖形成为单件式结构。8.根据权利要求4所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述第一花键构件为外花键轴，所述第二花键构件为内花键套，或者所述第一花键构件为内花键套，所述第二花键构件为外花键轴。9.根据权利要求1至6中的任一项所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述转子包括转子铁芯，所述第二轴向插接构件一体地形成于所述转子铁芯。10.根据权利要求1至6中的任一项所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述转子和所述定子经由轴承彼此定位。11.根据权利要求1至6中的任一项所述的轴端发电机组件，其特征在于，所述轴端发电机还包括被构造成容纳所述转子和所述定子的至少主要部分的壳体，所述定子固定安装于所述壳体，所述转子经由轴承能转动地安装于所述壳体。12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱干军，关冉，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE