一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器，包括：壳体、轮缘式电机、液悬浮轴承系统和螺旋桨。本实用新型专利技术采用置于水中的永磁无刷电机直接带动无毂式螺旋桨转动，省去了中间的传动设备，转子和螺旋桨组件由液悬浮轴承支撑并将推力传递到电机和船体上，降低电机到螺旋桨之间的中间传动损耗，提高效率、简化推进系统结构、降低噪声和振动等。降低噪声和振动等。降低噪声和振动等。

【技术实现步骤摘要】
一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器


[0001]本技术属于船舶轮机中船用推进器
，具体涉及一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器。

技术介绍

[0002]随着电力推进技术的发展，电力推进系统越来越多地应用于船舶上。常见的电力推进系统包括变速齿轮箱、轴系（含轴、联轴器、各种轴承和轴承座、艉管密封）、螺旋桨等；电力推进系统的推进方式是由电动机带动变速齿轮箱减速后，驱动轴系和螺旋桨旋转，产生船舶前进或后退的推力，如图1所示。这种推进方式存在以下问题：结构复杂，零件众多，故障率高、占用空间大、重量重；推进效率低：电机与螺旋桨之间通过齿轮、轴系等部件传动，齿轮啮合产生能量损失，同时轴承通常为滑动轴承，摩擦力大，摩擦功耗大；以上传动环节，产生了中间传动损耗，降低了系统的推进效率；传动齿轮啮合产生振动并引发噪声，其次，水流流经轴系和水下附体后，产生紊流，螺旋桨在紊流中旋转，产生激振和空泡，空泡爆裂产生噪声。

技术实现思路

[0003]本技术针对现有技术的不足，提出了一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器，本技术采用置于水中的永磁无刷电机直接带动无毂式螺旋桨转动，省去了中间的传动设备，转子和螺旋桨组件由液悬浮轴承支撑并将推力传递到电机和船体上。降低电机到螺旋桨之间的中间传动损耗，提高效率、简化推进系统结构、降低噪声和振动等。
[0004]为至少解决上述技术问题之一，本技术采取的技术方案为：
[0005]一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器，其特征在于，包括：壳体、轮缘式电机、液悬浮轴承系统和螺旋桨，其中，r/>[0006]所述轮缘式电机包括：定子组件、转子组件和端面法兰，所述定子组件和转子组件设置于所述壳体内，所述壳体的两端分别设有所述端面法兰；
[0007]所述液悬浮轴承系统位于所述端面法兰上，所述液悬浮轴承系统包括：转子端板和推力盘，所述转子端板与所述转子组件相连且与所述端面法兰之间具有第一间隙通道，所述转子端板内部设有与所述第一间隙通道相连通的第一水流道，所述推力盘固定于所述转子端板的端部且与所述端面法兰之间具有与所述第一间隙通道相连通的第二间隙通道，所述推力盘内部设有分别与所述第二间隙通道和第一水流道相连通的第二水流道，用于水流通过形成液悬浮；
[0008]所述螺旋桨与所述转子组件相连。
[0009]进一步的，所述转子端板还设有径向高压水腔，且所述径向高压水腔分别与所述第一间隙通道和第一水流道相连通，用于产生径向高压水流。
[0010]进一步的，所述推力盘还设有轴向高压水腔和进水口，所述轴向高压水腔分别与所述第二间隙通道和第二水流道相连通，用于产生轴向高压水流，所述进水口与所述第二
水流道相连通。
[0011]进一步的，所述进水口连接有高压水泵。
[0012]进一步的，所述液悬浮轴承系统还包括：减摩块，所述减摩块设置于所述端面法兰的外壁上。
[0013]进一步的，所述定子组件固定于两端的所述端面法兰的内侧台阶的上方，所述转子组件位于所述定子组件的内侧。
[0014]进一步的，所述螺旋桨为整体式螺旋桨或分体式螺旋桨。
[0015]进一步的，所述轮缘式电机为轮缘式永磁无刷电机。
[0016]本技术的有益效果至少包括：
[0017]1）采用液悬浮轴承，降低了成本，另外，由于结构更加简单，可靠性也提高了；
[0018]2）提高了推进效率：首先，采用了永磁式无刷电机，使用永磁体代替线圈，相比传统的他励式电动机，减少了电流损耗，提高了电机效率和功率因数；其次，电机的转子内圆直接固定螺旋桨，转子直接驱动螺旋桨转动，不再需要任何中间传动环节；第三，液动力悬浮轴承支撑起转子组件和螺旋桨，承受其重量和推力，使其在旋转过程中处于悬浮状态，减小了摩擦力，降低了摩擦功耗，以上措施，均提高了推进效率；
[0019]3）噪声振动降低：由于转子直接驱动螺旋桨，消除了传统推进型式中齿轮箱齿轮啮合带来的振动与噪声；其次，推进器运行中，轴承副为非接触模式的液悬浮轴承，摩擦噪声和振动大大减小，综上因素，噪声振动降低了；
[0020]4）结构简单化、重量变轻、可靠性提高、占用舱内空间少：取消了传统电力推进型式所固有的联轴器、齿轮箱、轴系、滑动轴承和轴承座、艉管密封系统等中间传动部件，结构更加简单，可靠性更高，同时重量也大幅减轻。另外，由于电机置于水下，节省了舱内空间。
附图说明
[0021]图1为现有技术电力推进系统结构示意图。
[0022]图2为本技术环形电力推进器结构示意图。
[0023]图3为图2的C-C向剖视图。
[0024]图4为本技术一个实施例的整体式螺旋桨结构示意图。
[0025]图5为本技术一个实施例的分体式螺旋桨结构示意图。
[0026]图6为图3的A处局部放大图，示意液悬浮轴承系统结构。
[0027]其中，电机1，齿轮箱2，轴系3，螺旋桨4，叶梢401，叶梢法兰402，桨叶403，转子组件5，左侧端面法兰6，壳体7，定子组件8，右侧端面法兰9，液悬浮轴承系统10，转子端板11，第一间隙通道111，第一水流道112，径向高压水腔113，推力盘12，第二间隙通道121，第二水流道122，轴向高压水腔123，进水口124，径向减摩块13，轴向减摩块14。
具体实施方式
[0028]为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。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。
[0029]图2为本技术环形电力推进器结构示意图，图3为图2的C-C向剖视图，结合图2和3所示，本技术一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器，主要包括：壳体、轮缘式电机、螺旋桨和液悬浮轴承系统。
[0030]本技术采用轮缘式永磁无刷电机，取代了传统的他励式三相异步电动机。所述轮缘式电机主要由定子组件、转子组件、机壳、端面法兰组成。电机定子组件为铁芯和线圈组成，整体灌封密封绝缘胶，与水隔绝并起到绝缘的作用，转子内含永磁体并灌封密封绝缘胶，防止水进入转子内部腐蚀永磁体，转子左右二端为转子端板，与转子一起形成转子组件。定子铁芯压装在电机机壳内，机壳即为推进器的壳体，壳体左右二端连接电机的端面法兰，分别为：左侧端面法兰和右侧端面法兰，所述定子组件固定于两端的所述端面法兰的内侧台阶的上方，所述转子组件位于所述定子组件的内侧。
[0031]本技术所述转子内圆直径大，可以容纳螺旋桨，螺旋桨通过叶梢固定在转子组件内圆上，由转子直接带动螺旋桨转动，电机转速即螺旋桨转速，不需要齿轮等中间传动环节。电机定子在通入三相电源后产生旋转磁场，电机转子中的永磁体在旋转磁场的作用下产生电磁力，转子旋转并输出力矩，带动螺旋桨在水中旋转产生推动船舶的推力。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液悬浮轴承支撑的环形电力推进器，其特征在于，包括：壳体、轮缘式电机、液悬浮轴承系统和螺旋桨，其中，所述轮缘式电机包括：定子组件、转子组件和端面法兰，所述定子组件和转子组件设置于所述壳体内，所述壳体的两端分别设有所述端面法兰；所述液悬浮轴承系统位于所述端面法兰上，所述液悬浮轴承系统包括：转子端板和推力盘，所述转子端板与所述转子组件相连且与所述端面法兰之间具有第一间隙通道，所述转子端板内部设有与所述第一间隙通道相连通的第一水流道，所述推力盘固定于所述转子端板的端部且与所述端面法兰之间具有与所述第一间隙通道相连通的第二间隙通道，所述推力盘内部设有分别与所述第二间隙通道和第一水流道相连通的第二水流道，用于水流通过形成液悬浮；所述螺旋桨与所述转子组件相连。2.根据权利要求1所述的环形电力推进器，其特征在于，所述转子端板还设有径向高压水腔，且所述径向高压水腔分别与所述第一间隙通...

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