一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于船舶行业领域，涉及一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置，包括：轮缘式电机、支撑结构和螺旋桨，所述支撑结构包括：轴系和轴承座支撑，所述轴系沿水平方向设置于所述轮缘式电机壳体内侧的中部，所述轴系的两端设置有所述轴承座支撑，所述轴承座支撑与所述轮缘式电机壳体的内壁相连，用于支撑所述轴系；所述螺旋桨位于所述轴系两端的轴承座支撑之间，且所述螺旋桨的毂与所述轴系相连，其叶片与所述轮缘式电机的转子内壁相连，使得所述转子带动所述螺旋桨旋转。本发明专利技术使用置于水下的轮缘式永磁同步电机直接驱动螺旋桨，去掉中间的齿轮传动环节，去掉复杂的齿轮箱和吊柱等机构，具有推进效率高、使用寿命长和密封防漏等的特点。

A ship bow push device driven by a flange permanent magnet motor

The invention belongs to the field of shipbuilding industry, relates to a flange type permanent magnet motor driving the ship with bow side pushing device, including a rim type motor, propeller and supporting structure, the supporting structure includes: shaft and bearing support, the middle of the shaft along the horizontal direction is arranged on the inner side of the casing flange wheel type motor the two ends of the shaft is provided with a support bearing seat, supporting the bearing seat and the flange of the inner wall of the shell type motor is used for supporting the shaft; the propeller is in the bearings at both ends of the supporting seat, and the propeller hub is connected with the shaft, the blade with the rim type motor rotor connected with the inner wall of the rotor, which is driven by the rotation of the propeller. Rim type used in the invention is arranged in the water under the permanent magnet synchronous motor direct drive propeller, remove the gear transmission links, remove the complex gear box and davits and other institutions, has the characteristics of high propulsive efficiency, long service life and seal etc..

【技术实现步骤摘要】
一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置
本专利技术属于船舶行业领域，涉及船舶辅机的艏侧推装置部分，具体涉及一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置。
技术介绍
船用艏侧推装置一般应用于船长较长的船舶，或者对机动性/操纵要求较高的船舶，前者如内河或海洋运输船，后者如海洋工程船、公务执法船、军舰等。一般安装于船艏，提供横向推力，起到辅助转向的作用，故叫艏侧推装置。也有船艏船艉都安装侧推装置，达到更好的机动性。有的侧推装置还带有升降和全回转机构，以便起到全方位推进的作用。传统的艏侧推装置通常由变频电机驱动，变频电机通过联轴器与侧推的输入轴连接在一起，输入轴上有主动齿轮，与螺旋桨轴上的从动齿轮构成减速齿轮副，最终带动螺旋桨轴和螺旋桨旋转。变频电机可以改变输入轴的转速和转向，从而改变螺旋桨的推力大小和推力方向，实现船舶往左或往右移动。传统艏侧推装置存在如下问题：1.推进效率低：首先传统侧推电机普遍变频三相异步电机，此种电机定子励磁为他励，励磁电流大，磁路损耗多，电机效率不高。其次电机与螺旋桨之间通过齿轮传动，产生了机械效率损失，降低传动效率。第三侧推有容纳轴系和齿轮的齿轮箱和吊柱，体积巨大，在水中产生阻力，进一步降低了推进效率；2.噪声振动大：齿轮传动产生振动并引发噪声，其次水流流经吊柱和齿轮箱后，产生紊流，螺旋桨在紊流中，产生振动，并引发空泡，空泡爆裂产生噪声。结构复杂、重量重体积大、可靠性低：侧推结构包括了齿轮、输入轴、螺旋桨轴、各种轴承和轴承座、密封和密封座、水下齿轮箱和吊柱等，结构复杂，零件众多；3.二侧推力不平衡：由于螺旋桨装于吊柱和齿轮箱的一侧，当螺旋桨旋转时，有一侧水流是经过吊柱和齿轮箱后才达到螺旋桨，另一侧是直接流向螺旋桨，导致螺旋桨发出的推力不等，以至船舶左右转推力不对称；4.密封容易漏油：螺旋桨轴从充满润滑油的齿轮箱中伸出，带动水里的螺旋桨，在轴上有动密封，常因装配误差、轴系跳动、泥沙磨损、橡胶老化等原因引起密封失效、导致漏油或进水，引起侧推失效。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出了一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置，本专利技术使用置于水下的低速大扭矩轮缘式永磁同步电机直接驱动螺旋桨，去掉中间的齿轮传动环节，去掉复杂的齿轮箱和吊柱等机构，电机转子定子由耐腐蚀绝缘外壳包裹，具有推进效率高、使用寿命长和密封防漏等的特点。为至少解决上述技术问题之一，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术提出了一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置，包括：轮缘式电机、支撑结构和螺旋桨，其特征在于，其中，所述支撑结构包括：轴系和轴承座支撑，所述轴系沿水平方向设置于所述轮缘式电机壳体内侧的中部，所述轴系的两端设置有所述轴承座支撑，所述轴承座支撑与所述轮缘式电机壳体的内壁相连，用于支撑所述轴系；所述螺旋桨位于所述轴系两端的轴承座支撑之间，且所述螺旋桨的毂与所述轴系相连，其叶片与所述轮缘式电机的转子内壁相连，使得所述转子带动所述螺旋桨旋转。进一步的，所述轴承座支撑包括：轴承座、圆形外壳和多个钣金，其中，所述轴承座位于所述轴系的一端，所述多个钣金沿圆周间隔设置，且每个所述钣金的一端与所述轴承座相连，另一端与所述圆形外壳相连，所述圆形外壳固定于所述轮缘式电机壳体的内壁上。进一步的，所述转子为永磁体，其内圆直径等于所述螺旋桨的外圆直径，使得所述螺旋桨能够沿竖直方向设置于所述转子的内圆中。进一步的，所述轮缘式电机为永磁同步电机。进一步的，所述轮缘式电机的壳体采用耐腐蚀绝缘材料。进一步的，所述螺旋桨为不锈钢质或铜质螺旋桨。进一步的，所述轮缘式电机的定子固定于所述轮缘式电机壳体上。进一步的，所述轮缘式电机的定子采用绝缘密封结构。本专利技术至少包括以下有益效果：1）推进效率高：永磁同步电机转子采用永磁体代替线圈，减少了磁耗，提高了电机效率和功率因数，其次电机直接驱动螺旋桨，消除了齿轮传动环节，减少了机械效率损失，同时取消了齿轮箱和吊柱，减小了在水中的阻力，进一步提高效率；2）噪声振动大大降低：消除了齿轮传动及其带来的噪声，螺旋桨来流均匀，桨叶振动小，消除了传统螺旋桨的梢涡空泡及其带来的噪声；3）本专利技术具有结构简单、重量轻体积小和可靠性高的特点，取消了以往存在的齿轮、输入轴、螺旋桨轴、各种轴承和轴承座、密封和密封座、水下齿轮箱和吊柱等零件。重量大大减轻，零件数量减少，可靠性提高，且电机完全置于水下，节省了船内空间；4）本专利技术所述艏侧推装置的二侧推力平衡：由于取消了螺旋桨一侧的吊柱和齿轮箱，本专利技术所述螺旋桨的前后两端再无遮挡，来流均匀，二侧推力对称；5）密封防泄漏：电机直接驱动螺旋桨，取消了螺旋桨轴和轴密封，不再有漏油和进水的问题。附图说明图1为本专利技术轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置的结构示意图。其中，电机转子101、电机定子102、电机壳体103、毂201、叶片202、轴系301、轴承座302、圆形外壳303、钣金304。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。根据本专利技术的实施例，图1为本专利技术轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置的结构示意图，参照图1所示，本专利技术所述船用艏侧推装置包括：轮缘式电机、支撑结构和螺旋桨。根据本专利技术的一些实施例，本专利技术所述轮缘式电机为永磁同步电机，包括：转子101、定子102以及电机壳体103，所述电机壳体用于固定及支撑所述定子，本专利技术所述转子、定子以及电机壳体采用绝缘防腐蚀材料和密封构件进行绝缘防水，所述转子采用永磁体，所述转子的内圆直径等于所述螺旋桨的外圆直径，使得所述螺旋桨能够沿竖直方向设置于所述转子的内圆中；所述定子固定于所述电机壳体上，所述定子绕有线圈，在通入三相电源后产生旋转磁场，转子在旋转磁场的作用下产生旋转同时输出力矩，转子转速与旋转磁场转速同步，进而由所述转子直接带动所述螺旋桨旋转，电机转速即螺旋桨转速，不需要采用传统的齿轮等传动环节构件。根据本专利技术的一些实施例，本专利技术所述密封构件的具体种类不受限制，只要能够具有密封防水的作用即可。根据本专利技术的实施例，参照图1所示，所述支撑结构包括：轴系301和轴承座支撑，所述轴系沿水平方向设置于所述轮缘式电机壳体内侧的中部，所述轴系的两端设置有所述轴承座支撑，所述轴承座支撑包括：轴承座302、圆形外壳303和多个钣金304，其中，所述轴承座位于所述轴系的一端，所述多个钣金沿圆周间隔设置，且每个所述钣金的一端与所述轴承座相连，另一端与所述圆形外壳相连，所述圆形外壳固定于所述轮缘式电机壳体的内壁上，用于固定和支撑所述轴系。根据本专利技术的一些实施例，本专利技术所述钣金的具体个数不受限制，只要能将所述轴承座固定即可。根据本专利技术的实施例，参照图1所示，所述螺旋桨位于所述轴系两端的轴承座之间，且所述螺旋桨的毂201与所述轴系301相连，其叶片202与所述轮缘式电机的转子内壁相连，使得所述转子直接带动所述螺旋桨旋转。根据本专利技术的一些实施例，本专利技术所述螺旋桨为不锈钢质或铜质螺旋桨；本专利技术由于取消了螺旋桨一侧的吊柱和齿轮箱，所述螺旋桨位于所述轴系两端的轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置，包括：轮缘式电机、支撑结构和螺旋桨，其特征在于，其中，所述支撑结构包括：轴系和轴承座支撑，所述轴系沿水平方向设置于所述轮缘式电机壳体内侧的中部，所述轴系的两端设置有所述轴承座支撑，所述轴承座支撑与所述轮缘式电机壳体的内壁相连，用于支撑所述轴系；所述螺旋桨位于所述轴系两端的轴承座支撑之间，且所述螺旋桨的毂与所述轴系相连，其叶片与所述轮缘式电机的转子内壁相连，使得所述转子带动所述螺旋桨旋转。

【技术特征摘要】
1.一种轮缘式永磁电机驱动的船用艏侧推装置，包括：轮缘式电机、支撑结构和螺旋桨，其特征在于，其中，所述支撑结构包括：轴系和轴承座支撑，所述轴系沿水平方向设置于所述轮缘式电机壳体内侧的中部，所述轴系的两端设置有所述轴承座支撑，所述轴承座支撑与所述轮缘式电机壳体的内壁相连，用于支撑所述轴系；所述螺旋桨位于所述轴系两端的轴承座支撑之间，且所述螺旋桨的毂与所述轴系相连，其叶片与所述轮缘式电机的转子内壁相连，使得所述转子带动所述螺旋桨旋转。2.根据权利要求1所述的船用艏侧推装置，其特征在于，所述轴承座支撑包括：轴承座、圆形外壳和多个钣金，其中，所述轴承座位于所述轴系的一端，所述多个钣金沿圆周间隔设置，且每个所述钣金的一端与所述轴承座相连，另一端与所述圆形外壳相...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑锐聪，邱湘瑶，王立，
申请(专利权)人：广州海工船舶设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44