一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达制造技术

一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达，包括马达壳体，所述马达壳体左右两侧面分别固定安装有左端盖和右端盖，所述马达壳体内为容置空腔，所述马达壳体上部固定安装有进汽口，侧壁固定安装有排汽口，进汽口与排汽口均与容置空腔连通，所述容置空腔内设有传动轴，所述传动轴偏离容置空腔中心且可旋转地设置于所述容置空腔中，传动轴有可灵活滑动叶片，通过叶片带动传动轴；本发明专利技术具有工作安全可靠、有较高的起动力矩、功率范围及转速范围较宽，而且相同功率下比蒸汽轮机成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达
本专利技术属于航母装备
，涉及航母上弹射器的动力部分，具体涉及一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达。
技术介绍
弹射器属于航母的关键装备之一，目前比较成熟的弹射技术有蒸汽弹射和电磁弹射等。据权威评论指出，蒸汽弹射技术相对成熟，可靠性高，有数十年成熟使用经验等优势；但也存在体积大、重量重、效率低、对舰上辅助系统要求高，运行和维护费用相对较高，输出功率低，只能弹射一定重量的舰载机等劣势。电磁弹射器体积小，重量轻，效率高，输出功率大，能量输出调节范围宽，弹射过程不仅加速均匀且力量可控，具有很多优势，电磁弹射航母已经被认为是先进航母的标志。但电磁弹射要消耗大量电能，航母需增大发电能力，而航母发电要利用常规能量或者核能，通过锅炉产生水蒸气，再推动汽轮机带动发电机发电，电的来源远不如陆地方便。因弹射时功率太大，还需配置大功率储电系统；考虑总能量利用效率，电磁弹射实际能效并不高；电磁弹射由多种大功率电器元件构成，弹射电机接近甲板，容易受到海水腐蚀，飞机高温尾流，高湿环境影响，导致故障高发，其可靠性有待观察。电器元件都有怕水怕热的属性，在海上使用容易出现故障，国外很多先进舰船采用全电驱动，故障频发就是案例。据报道，目前仅有中美两国研制出蒸汽弹射和电磁弹射技术，可见其复杂程度，为我国航母的发展奠定基础。但是这两种技术都存在不足，如果有一种技术能具备两种技术的综合优点，将加速我国航母的发展。能直接利用蒸汽，提高能量利用效率，可靠性高，体积小，重量轻，设备维护量小，可大功率输出动力，动力输出调节范围宽，弹射过程加速均匀力量可控，能适应海洋腐蚀、飞机高温尾流、高湿环境影响，这种新的弹射技术将是一项最有潜力的弹射技术。自航母出现后，尽管研制出多种结构不同的弹射器，其结构和原理各不相同，我们一一对比他们动力部分的工作原理，能够平稳输出动力，具有宽的功率范围和转速范围的设备屈指可数，对比它们的特征曲线表，结构简单的气动叶片马达优点最突出。在技术设计手册中，相对电机，气动叶片马达存在输出功率小，耗气量大，效率低，噪音大，容易产生振动等缺点。但同时具有小体积能产生高功率；高适应性，温升较小，转速可随负载改变；急启动，急停机，特别适合频繁启动的场合；简单的无级调速，控制压缩空气的流量，转速可从零一直到每分钟万转，操作灵活；启动扭矩较大，能带载启动，过载时马达只是转速降低或停止；结构简单，工作可靠；不受外部环境的影响，甚至在水中、多尘、潮湿、脏污等恶劣环境中能正常工作，不产生火花、过热、爆炸、短路(电)等危险因素。气动叶片马达的能量利用效率通常超过40％，对比现有蒸汽弹射效率的5%，同样的弹射任务，从理论上讲采用气动叶片马达的蒸汽消耗量只有蒸汽弹射的八分之一，如此低耗对于远洋作战的航母意义重大。相对气动叶片马达，工况类似的蒸汽轮机技术成熟，使用广泛，单台轮机的输出功率很强大，由于输出转速和功率范围窄，静态或低速状态下输出动力很弱，不适合弹射需要。飞机弹射过程中，直线加速度达到3G，除飞机消耗动能外，弹射器上随飞机运动的从动件也要消耗一定动能；如果从动件出现曲线运动，消耗的动能会更大。任何一款弹射器的设计与制造，都要求从动件的质量越轻，曲线运动越小，额外消耗的动能越少，弹射效果越好，如果处理不当，直接导致弹射器的失败。因此现有弹射技术的研究都是尽量减轻从动件的自重，采用直线驱动。叶片马达属于回转式运动设备，这是它的劣势，依照以往弹射器的研究经验容易被否定。采用大直径转轮可以降低马达输出转速，当转轮轮缘线速度达到最大值百米/秒时，马达实际转速在10转/秒以下，叶片滑动速度在30米/秒以下，这样马达回转运动消耗的动能就会降低很多，部件的磨损也随之减轻；加之高强质轻如碳纤维复合材料的大量出现和应用，各种从动件的质量大大减轻，额外消耗的动能进一步降低；再加上叶片马达具有高能量效率的特性，能够弥补马达回旋运动产生动能损耗过多的弊端，马达弹射方案才具有实际价值。目前的现状是气动叶片马达的功率普遍偏小，没有能够直接使用蒸汽的大功率叶片马达。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种以水蒸汽为工作介质并且具有较高的起动力矩、功率范围及转速范围较宽的，尤其适用于用于机动性要求高，用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达。本专利技术的技术方案为：一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达，包括马达壳体，所述马达壳体左右两侧面分别固定安装有左端盖和右端盖，所述马达壳体内为圆柱型容置空腔，所述马达壳体上部固定安装有进汽口，侧壁固定安装有排汽口，进汽口与排汽口均与容置空腔连通，所述容置空腔内设有传动轴，所述传动轴偏离容置空腔中心且可旋转地设置于所述容置空腔中，所述传动轴上设有齿型花键，在齿型花键部位安装有支撑架，支撑架通过销轴和齿型转子固定连接，齿型转子两相邻的齿形成通槽，通槽内镶嵌有含油垫片，含油垫片内设有可灵活滑动叶片，所述传动轴为中空轴，所述传动轴内插装芯轴，所述芯轴外圆面均布的多根轴向长凹槽，凹槽与传动轴内壁共同组成封闭的通气槽，所述传动轴上设有与通气槽相应的通气孔，所述通气槽与齿型转子的通槽位置对应，所述通槽上设有与通气孔相通的孔，所述传动轴与右端盖连接处设有进气孔，所述进气孔与通气槽连通，所述进气孔连接配气器，所述配气器可通过进气孔向通气槽内进气和排气，并通过通气孔和叶片通孔控制扇叶活动。进一步的，配气器设置进气腔和出气腔，进气腔连接高压气源，出气腔连接低压尾气处理系统，所述进气腔靠近进汽口一侧，所述出气腔靠近排气口一侧，传动轴每转动一周，通气槽与进气腔和出气腔分别连通一次。进一步的，所述齿型转子通槽的深度略高于叶片的高度，所述齿型转子距离马达壳体内腔底部的距离小于叶片的高度。进一步的，传动轴两端安装有圆锥滚子轴承，通过左端螺帽和右端螺帽调整转子和左端盖、右端盖之间间隙，压盖压紧圆锥滚子轴承外圈，传动轴两端安装有骨架油封，压盖右端固定安装有配气器。进一步的，马达壳体上面固定安装有上导向槽，上导向槽内安装有多组压缩弹簧，压缩弹簧底端连接碳密封条使碳密封条保持紧贴齿型转子外表面，并且碳密封条可在上导向槽内灵活滑动。进一步的，所述叶片的数量为偶数，相对的两片叶片通过连杆刚性连接，所述齿型转子和传动轴上均设有固定扇叶的叶片通孔，所述叶片通孔与通气孔在同一直线上，所述扇叶可通过叶片通孔上下滑动。本专利技术的有益效果为：本专利技术具有工作安全可靠、有较高的起动力矩、功率范围及转速范围较宽，而且相同功率下比蒸汽轮机成本低等优点。附图说明图1为本专利技术侧视切面结构示意图；图2为本专利技术主视切面结构示意图；图3为本专利技术立体图；图4为本专利技术右视图；图5为本专利技术实施例2中侧视切面结构示意图；图6为本专利技术实施例2中扇叶和传动轴示意图；图7为本专利技术实施例2中主视切面结构示意图。图中：1、马达壳体，2、排汽口，3、支撑架，4、含油垫片，5销轴，6、齿型转子，7、叶片连杆，8、叶片，9、进汽口，10、上导向槽，11、压缩弹簧，12、压盖，13、左端螺帽，14、传动轴，15、左端盖，16、骨架油封，17、芯轴，19、碳密封条，20、圆锥滚子轴承，21、右端盖，22、右端螺帽，23、配气器，25、通气槽，26、通气孔，27、叶片通孔，28、进气孔，29、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达，包括马达壳体，所述马达壳体左右两侧面分别固定安装有左端盖和右端盖，所述马达壳体内为圆柱形容置空腔，所述马达壳体上部固定安装有进汽口，侧壁固定安装有排汽口，进汽口与排汽口均与容置空腔连通，所述容置空腔内设有传动轴，所述传动轴偏离容置空腔中心且可旋转地设置于所述容置空腔中，所述传动轴上设有齿型花键，在齿型花键部位安装有支撑架，支撑架通过销轴和齿型转子固定连接，齿型转子两相邻的齿形成通槽，通槽内镶嵌有含油垫片，含油垫片内设有可灵活滑动叶片，所述传动轴为中空轴，所述传动轴内插装芯轴，所述芯轴外圆面均布的多根轴向长凹槽，凹槽与传动轴内壁共同组成封闭的通气槽，所述传动轴上设有与通气槽相应的通气孔，所述通气槽与齿型转子的通槽位置对应，所述通槽上设有与通气孔相通的孔，所述传动轴与右端盖连接处设有进气孔，所述进气孔与通气槽连通，所述进气孔连接配气器，所述配气器可通过进气孔向通气槽内进气和排气，并通过通气孔和叶片通孔控制扇叶活动。

【技术特征摘要】
2017.10.06 CN 20172128507921.一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达，包括马达壳体，所述马达壳体左右两侧面分别固定安装有左端盖和右端盖，所述马达壳体内为圆柱形容置空腔，所述马达壳体上部固定安装有进汽口，侧壁固定安装有排汽口，进汽口与排汽口均与容置空腔连通，所述容置空腔内设有传动轴，所述传动轴偏离容置空腔中心且可旋转地设置于所述容置空腔中，所述传动轴上设有齿型花键，在齿型花键部位安装有支撑架，支撑架通过销轴和齿型转子固定连接，齿型转子两相邻的齿形成通槽，通槽内镶嵌有含油垫片，含油垫片内设有可灵活滑动叶片，所述传动轴为中空轴，所述传动轴内插装芯轴，所述芯轴外圆面均布的多根轴向长凹槽，凹槽与传动轴内壁共同组成封闭的通气槽，所述传动轴上设有与通气槽相应的通气孔，所述通气槽与齿型转子的通槽位置对应，所述通槽上设有与通气孔相通的孔，所述传动轴与右端盖连接处设有进气孔，所述进气孔与通气槽连通，所述进气孔连接配气器，所述配气器可通过进气孔向通气槽内进气和排气，并通过通气孔和叶片通孔控制扇叶活动。2.根据权利要求1所述一种用于舰载机弹射起飞的大功率蒸汽马达，其特征在于，配气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克强，
申请(专利权)人：李克强，
类型：发明
国别省市：山东,37