專利名稱：輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，屬于船用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
調(diào)距槳因其能夠適應(yīng)船舶不同推進(jìn)工況，降低船舶啟停時(shí)間，減少主機(jī)啟停次數(shù)，而被廣泛應(yīng)用于各類船舶上。另一類輪緣式推進(jìn)器是近年發(fā)展的推進(jìn)器，因其沒有槳轂，故水動(dòng)性能好，能源利用率高。目前調(diào)距槳只有槳轂式，通過復(fù)雜的液壓系統(tǒng)控制槳轂中的伺服油缸調(diào)節(jié)螺距變化，制造成本維護(hù)成本較高。輪緣式推進(jìn)器只有定距槳變頻驅(qū)動(dòng)式，通過永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪緣旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)連接在輪緣上的葉片，實(shí)現(xiàn)與螺旋槳相似的推進(jìn)能力。槳轂式調(diào)距槳，是通過油缸推動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(或曲柄銷槽機(jī)構(gòu))的滑塊帶動(dòng)曲柄旋轉(zhuǎn)，槳葉與曲柄緊固因而與曲柄一起旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)螺距的功能。這一結(jié)構(gòu)經(jīng)典可靠，已發(fā)展了近百年，但仍有缺點(diǎn):一是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度小，到達(dá)死點(diǎn)后旋轉(zhuǎn)力矩非常??；二是曲柄機(jī)構(gòu)需要一個(gè)同時(shí)連接多個(gè)槳葉曲柄的滑塊槽以保證各個(gè)槳葉轉(zhuǎn)角同步，習(xí)慣稱之為“導(dǎo)架”;而導(dǎo)架零件只能使用與小直徑的槳轂式調(diào)距槳，對(duì)于直徑數(shù)米的輪緣式調(diào)距槳?jiǎng)t無法采用。各種調(diào)距槳，均依靠液壓系統(tǒng)提供調(diào)距動(dòng)力。因此在旋轉(zhuǎn)的軸上必須配置旋轉(zhuǎn)密封裝置提供液壓配油回路，這一裝置限制了液壓系統(tǒng)的壓力，使得調(diào)距機(jī)構(gòu)中的油缸直徑較大；同時(shí)在較上軸系的調(diào)距槳推進(jìn)器中，細(xì)而長的配油管路制造非常麻煩。在輪緣結(jié)構(gòu)的推進(jìn)器中，因沒有槳轂 ，如果使用配油裝置，則配油旋轉(zhuǎn)密封直徑太大，制造困難，密封難以保證。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置。本實(shí)用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，包括輪殼、輪緣和多只槳葉，特點(diǎn)是:所述輪緣通過軸系軸承支撐于輪殼中，多只齒輪盤沿周向置于輪緣上，每只齒輪盤上固定一槳葉，齒輪盤與前端面齒圈和后端面齒圈相嚙合，前端面齒圈和后端面齒圈分別通過徑向軸承支撐于輪緣上，前端面齒圈和后端面齒圈上分別設(shè)有永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，前端面齒圈上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子和后端面齒圈上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子分別與輪殼上永磁電機(jī)定子相對(duì)。進(jìn)一步地，上述的輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，其中，所述槳葉通過螺栓緊固于齒輪盤上。更進(jìn)一步地，上述的輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，其中，所述輪緣與輪殼之間設(shè)有骨架密封。本實(shí)用新型技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:[0012]本實(shí)用新型輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，是一種輪緣推進(jìn)器，在回轉(zhuǎn)中心沒有回轉(zhuǎn)軸；該推進(jìn)裝置能夠通過差動(dòng)端面齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)葉片同步偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)螺旋槳螺距變化；該推進(jìn)器裝置的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來自內(nèi)置于輪緣里的兩臺(tái)永磁變頻電機(jī)，端面齒輪的差動(dòng)，通過頻率變化控制兩臺(tái)電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)差來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)可行的調(diào)距結(jié)構(gòu)，使得葉片能夠在輪緣上旋轉(zhuǎn)角度，且各個(gè)葉片轉(zhuǎn)角同步。系統(tǒng)均集成在一起，沒有傳統(tǒng)意義上的傳動(dòng)軸系、聯(lián)軸節(jié)等，極大的節(jié)省了空間。沒有調(diào)距槳轂，提高了相同直徑下的螺旋槳效率。采用了新型的永磁電機(jī)進(jìn)行推進(jìn)，更加節(jié)能環(huán)保。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:


圖1:本實(shí)用新型的軸測(cè)示意圖；圖2:本實(shí)用新型的截面剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1、圖2所示，輪緣式 差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，包括輪殼10、輪緣9和多只槳葉1，輪緣9通過軸系軸承7支撐于輪殼10中，多只齒輪盤2沿周向置于輪緣9上，每只齒輪盤2上安裝一槳葉I，齒輪盤2與前端面齒圈3和后端面齒圈相嚙合，前端面齒圈3和后端面齒圈分別通過徑向軸承6支撐于輪緣9上，前端面齒圈3設(shè)有永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子5，后端面齒圈上也設(shè)有永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子,前端面齒圈3上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子和后端面齒圈上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子分別與輪殼上永磁電機(jī)定子4相對(duì)。槳葉I通過螺栓緊固在齒輪盤2上，齒輪盤根據(jù)差動(dòng)原理可以調(diào)整角度，齒盤即槳葉的實(shí)際調(diào)整角度，通過測(cè)量端面齒盤的差動(dòng)角進(jìn)行反饋。齒輪盤2與輪緣9的接觸面承受螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力、離心力。齒輪盤2分別與前端面齒圈3和后端面齒圈嚙合，當(dāng)端面齒圈同向同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槳葉I隨輪緣9回轉(zhuǎn)；當(dāng)兩個(gè)端面齒圈旋轉(zhuǎn)有差動(dòng)時(shí)，直齒齒輪同步發(fā)生旋轉(zhuǎn)(調(diào)節(jié)螺距)，并同時(shí)隨輪緣回轉(zhuǎn)。兩個(gè)端面齒圈通過徑向軸承6支撐,并與永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子5聯(lián)接為一體。兩臺(tái)永磁電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)端面齒圈同步旋轉(zhuǎn)，當(dāng)變頻脈沖控制兩臺(tái)電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)差時(shí)，端面齒圈也產(chǎn)生差動(dòng)，差動(dòng)實(shí)現(xiàn)槳葉偏轉(zhuǎn)。輪緣9、槳葉1、齒輪盤2和端面齒圈等是整個(gè)推進(jìn)器的轉(zhuǎn)子，輪殼10和永磁電機(jī)定子等是推進(jìn)器的定子，轉(zhuǎn)子與定子之間通過軸承承受推進(jìn)力，輪緣與輪殼之間設(shè)有回轉(zhuǎn)軸承及骨架密封8。整個(gè)推進(jìn)器內(nèi)部充滿潤滑油液，一方面保護(hù)齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤滑，另一方面減少水下壓差對(duì)密封的影響。因系統(tǒng)全部置于水下，其工作發(fā)熱通過四周的流水冷卻。螺距角度反饋通過檢測(cè)貼在端面齒圈上的標(biāo)記，獲得兩個(gè)齒圈的相位差角Φ，若齒輪減速比為i，則槳葉的轉(zhuǎn)角α=Φ/ I。綜上所述，本實(shí)用新型輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，是一種輪緣推進(jìn)器，在回轉(zhuǎn)中心沒有回轉(zhuǎn)軸；該推進(jìn)裝置能夠通過差動(dòng)端面齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)葉片同步偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)螺旋槳螺距變化；該推進(jìn)器裝置的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來自內(nèi)置于輪緣里的兩臺(tái)永磁變頻電機(jī)，端面齒輪的差動(dòng)，通過頻率變化控制兩臺(tái)電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)差來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)可行的調(diào)距結(jié)構(gòu)，使得葉片能夠在輪緣上旋轉(zhuǎn)角度，且各個(gè)葉片轉(zhuǎn)角同步。系統(tǒng)均集成在一起，沒有傳統(tǒng)意義上的傳動(dòng)軸系、聯(lián)軸節(jié)等，極大的節(jié)省了空間。沒有調(diào)距槳轂，提高了相同直徑下的螺旋槳效率。采用了新型的永磁電機(jī)進(jìn)行推進(jìn)，更加節(jié)能環(huán)保。需要理解到的是:以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的`保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，包括輪殼、輪緣和多只槳葉，其特征在于:所述輪緣通過軸系軸承支撐于輪殼中，多只齒輪盤沿周向置于輪緣上，每只齒輪盤上固定一槳葉，齒輪盤與前端面齒圈和后端面齒圈相哨合，前端面齒圈和后端面齒圈分別通過徑向軸承支撐于輪緣上，前端面齒圈和后端面齒圈上分別設(shè)有永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，前端面齒圈上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子和后端面齒圈上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子分別與輪殼上永磁電機(jī)定子相對(duì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，其特征在于:所述槳葉通過螺栓緊固于齒輪盤上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，其特征在于:所述輪緣與輪殼之 間設(shè)有骨架密封。
專利摘要本實(shí)用新型涉及輪緣式差動(dòng)端面齒調(diào)距推進(jìn)裝置，包括輪殼、輪緣和多只槳葉，輪緣通過軸系軸承支撐于輪殼中，多只齒輪盤沿周向置于輪緣上，每只齒輪盤上固定一槳葉，齒輪盤與前端面齒圈和后端面齒圈相嚙合，前端面齒圈和后端面齒圈分別通過徑向軸承支撐于輪緣上，前端面齒圈和后端面齒圈上分別設(shè)有永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，前端面齒圈上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子和后端面齒圈上的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子分別與輪殼上永磁電機(jī)定子相對(duì)。該輪緣推進(jìn)器，在回轉(zhuǎn)中心沒有回轉(zhuǎn)軸；該推進(jìn)裝置能夠通過差動(dòng)端面齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)葉片同步偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)螺旋槳螺距變化；該推進(jìn)器裝置的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來自內(nèi)置于輪緣里的兩臺(tái)永磁變頻電機(jī)，端面齒輪的差動(dòng)，通過頻率變化控制兩臺(tái)電機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)差來實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B63H3/06GK203094424SQ201320024720
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者張一先 申請(qǐng)人:蘇州船用動(dòng)力系統(tǒng)股份有限公司