一种用于高速旋转的空心轴制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于高速旋转的空心轴，包括前轴头、空心轴轴体、后轴头，所述空心轴轴体由主发磁轭及辅发磁轭连接构成，主发磁轭的空腔直径比辅发磁轭的空腔直径大，所述空心轴轴体两端分别连接前轴头、后轴头。本实用新型专利技术创造性的将安装配件的支撑磁轭作为转轴使用，充分利用材料的特性，空心轴在保证强度足够的情况下，减轻重量，减少高速旋转时的离心力，克服采用整体实心轴无法在其相应位置安装零配件的难题，克服了轴长而大的制作工艺难题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及转极式凸极同步发电机
，尤其涉及一种用于高速旋转的空心轴。
技术介绍
随着市场的变化和发展，高速柴油发电机组是国外机车的发展需求，为了减轻机车的轴重和简化机车的整体布局，高速柴油机带动的主辅发电机将是市场和国外客户的一个重要的选择和需要。目前，内燃机车上的同步发电机基本都是采用的转极式凸极同步发电机，转极式凸极主辅发电机的转子结构型式采用主发电机的磁极组装与辅发电机的磁极组装通过高强度螺栓连接在一起，形成空心轴结构，其轴承位与滑环位的同轴度要求在φ0.03mm，其两端的支撑结构目前有两种，一种是柴油机的输入与主发电机连接，另一端是采用支架和轴的形式与主发电机的磁轭支撑，支架和轴要穿过辅发电机的内部，该种结构需要的空间大，受到频率的限制，磁极的数量多，转速不能过高，适用于中速柴油发电机组（约1000r/min），其优点是组成空心轴的部件少，采用零件独立加工的方式组装，可保证组装后的同轴度要求，满足使用要求，缺点是需要的空间大，配件的体积和质量大，高速时受到的离心力大，不能在高速下使用。另一种是柴油机的输入与主发电机连接，其辅助端的支撑是轴直接与辅发电机的磁轭连接，不需要穿过辅发电机的内部，该种结构需要的空间较小，受到频率的限制，磁极的数量少，转速需要较高，适用于高速柴油发电机组（1800～2200r/min），其优点是结构紧凑，体积小，高速旋转时受到的离心力小，安全性得到提高，其缺点是组装时部件多，累积误差的作用，部件的加工精度要求高，比较难达到要求，特别是两端的轴承位同轴度和滑环装配面的同轴度，目前的加工水平和设备能力还难以保证。由于高速柴油发电机组拖动的主辅发电机，其转速达到1800-2200r/min，柴油机的能量输入靠柴油机端的后轴头输入，主辅发电机的空心轴由后轴头、主发磁轭、辅发磁轭和前轴头组成，前轴头的尾部还要装配滑环，滑环的的环体要与碳刷接触传递电能，为主辅发电机的磁极提供励磁电能。组成空心轴的配和装配在其上的滑环，相对于旋转中心轴，其同轴度要求在φ0.03mm以内，采用现有的设计加工方式，将各个部件按一般的加工方法和精度加工后组装，由于各个部件的累积误差，无法满足要求，提高各个部件的加工精度，又无法完成加工或造成加工成本极昂贵。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供了一种用于高速旋转的空心轴，包括前轴头、空心轴轴体、后轴头，所述空心轴轴体由主发磁轭及辅发磁轭连接构成，主发磁轭的空腔直径比辅发磁轭的空腔直径大，所述空心轴轴体两端分别连接前轴头、后轴头。进一步的，辅发磁轭一端设置有圆周方向的安装定位止口，且安装槽定位止口端面上设置有螺纹孔，辅发磁轭通过高强度螺栓与前轴头连接固定，所述辅发磁轭另一端具有凸出的安装定位止口，该凸出的安装定位止口端面设置有若干螺纹孔。进一步的，主发磁轭的一端设有凹入的安装定位止口，该凹入的安装定位止口端面设置有与辅发磁轭凸出的安装定位止口上通孔位置对应的螺纹孔，所述辅发磁轭的凸出的安装定位止口安装到主发磁轭的凹入的安装定位止口中，通过高强度螺栓与主发磁轭固定。进一步的，所述主发磁轭另一端（与后轴头连接的一端）沿着圆周面朝圆心收拢，呈一个直径小于空腔直径的安装定位止口，沿安装定位止口端面设置有若干螺纹孔。进一步的，前轴头设置有滑环安装位、轴承安装位和用于安装电源引线的沟槽。进一步的，后轴头设置有轴承安装位、动力输入法兰安装位。本技术的有益效果为：1.采用空心轴，空心部位无轴通过，空间结构紧凑，体积小，适用于高速下使用。2.充分利用内部的有限空间和材料的特性，减短连接轴的长度，提高其刚度和加工难度。3.组成的配件加工精度相对较低，可减低制造成本和设备的精度要求。4.同轴度高，克服各个配件由于加工的累积误差造成的不同轴度，或由于加工精度的提高造成高昂加工制造成本。5.拆装方便简洁，复原简单可靠。附图说明图1为本技术装的剖面图。图中:1.前轴头、2.螺栓、3. 辅发磁轭、4. 主发磁轭，5.后轴头。具体实施方式如图1所示，本技术包括前轴头1、辅发磁轭3和主发磁轭4构成的空心轴、后轴头5。所述辅发磁轭3和主发磁轭4为空腔结构。前轴头1、后轴头5分别连接到空心轴两端。所述空心轴由空腔直径较大的主发磁轭4及空腔直径较小的辅发磁轭3构成。辅发磁轭3一端设置有圆周方向的安装定位止口，且安装定位止口端面上设置有螺纹孔，辅发磁轭3通过高强度的螺栓2与前轴头1连接固定，所述辅发磁轭3另一端具有凸出的安装定位止口，该凸出的安装定位止口设置有通孔。主发磁轭4的一端设有凹入的安装定位止口，该凹入的安装定位止口端面设置有与辅发磁轭3凸出的安装定位止口的通孔对应的螺纹孔，所述辅发磁轭3的凸出的安装定位止口安装到凹入的安装定位止口中，通过高强度的螺栓2与主发磁轭4固定。所述主发磁轭4另一端朝圆心收拢，呈一个直径小于空腔直径的定位止口，沿定位止口端面设置有若干螺纹孔，用于通过高强度的螺栓2与后轴头5连接固定。为了安装方便，前轴头1设置有滑环安装位、轴承位和用于安装电源引线的沟槽。后轴头5设置有轴承位、动力输入法兰位。本技术的主发磁轭4和辅发磁轭3采用特殊的空心结构，便于安装磁极线圈和磁极铁芯以及励磁引线，在保证有足够的强度和刚度的情况下，减轻转子的质量，有利于减少转子的离心力。配件之间的连接采用高强度螺栓，使得结合面之间有足够的摩擦力来传递扭矩。采用本技术，先将各个配件按普通配件的加工精度要求加工（轴承位和滑环位留有一定的加工余量），然后将两端的轴头和主发磁轭4、辅发磁轭3用高强度的螺栓组装在一起，通过找正有关的装配面来加工轴承位和滑环装配面，保证整个空心轴的同轴度要求在φ0.03mm，克服累积误差，拆卸组装其它部件后，按原位装回空心轴，保证空心轴的同轴度要求。本技术创造性的将安装配件的支撑磁轭作为转轴使用，充分利用材料的特性，空心轴在保证强度足够的情况下，减轻重量，减少高速旋转时的离心力，克服采用整体实心轴无法在其相应位置安装零配件的难题，克服了轴长而大的制作工艺难题。本技术这种用于高速旋转的特殊空心轴的设计制作，利用整体轴的加工方式，将其组合成整体空心轴来进行最后的磨削加工，通过一定的方式找正加工，拆卸组装其它配件后，按原位装回，保证加工和组装时各个部位的同轴度都在允许的范围内。该种用于高速旋转的特殊空心轴，解决了由于组装部件多的同轴度问题，控制住了轴头尾部部件的跳动量，减少了磨损和提高了配件的寿命，提高高速主辅发电机的使用寿命和运行可靠性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高速旋转的空心轴，其特征在于，包括前轴头、空心轴轴体、后轴头，所述空心轴轴体由主发磁轭及辅发磁轭连接构成，主发磁轭的空腔直径比辅发磁轭的空腔直径大，所述空心轴轴体两端分别连接前轴头、后轴头。

【技术特征摘要】
1.一种用于高速旋转的空心轴，其特征在于，包括前轴头、空心轴轴体、后轴头，所述空心轴轴体由主发磁轭及辅发磁轭连接构成，主发磁轭的空腔直径比辅发磁轭的空腔直径大，所述空心轴轴体两端分别连接前轴头、后轴头。2.如权利要求1所述的用于高速旋转的空心轴，其特征在于，辅发磁轭一端设置有凹入的安装定位止口，且安装定位止口端面上设置有若干螺纹孔，辅发磁轭通过螺栓与前轴头连接固定，所述辅发磁轭另一端设置有凸出的安装定位止口，该凸出的安装定位止口端面设置有若干通孔。3.如权利要求2所述的用于高速旋转的空心轴，其特征在于，主发磁轭的一端设有凹入的安装定位止口，该安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑才华，
申请(专利权)人：成都中车电机有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51