阅读说明：本技术 吊舱推进器及其推进电机定子的安装方法 (Nacelle propeller and method for mounting stator of propulsion motor thereof ) 是由 徐建国 马志刚 王欣 景李玥 陈陶冶 于 2020-04-09 设计创作，主要内容包括：本公开提供了一种吊舱推进器及其推进电机定子的安装方法,属于吊舱推进器领域。所述吊舱推进器包括吊舱壳体、推进电机和螺旋桨,所述推进电机包括定子、转子和输出轴,所述定子为空心圆筒,所述吊舱壳体内设安装所述定子的空腔,所述空腔的内壁与所述定子的外壁接触,所述定子套装于所述转子,所述转子套装于所述输出轴上,所述螺旋桨套装在所述输出轴上,所述螺旋桨位于所述空腔外,所述吊舱推进器还包括两个胀紧套,所述两个胀紧套分别套设于所述定子的两端,且所述两个胀紧套均夹设在所述空腔的内壁与所述定子的外壁之间。(The invention provides a pod propeller and a mounting method of a propulsion motor stator thereof, and belongs to the field of pod propellers. The pod propeller comprises a pod shell, a propelling motor and a propeller, wherein the propelling motor comprises a stator, a rotor and an output shaft, the stator is a hollow cylinder, a cavity of the stator is arranged in the pod shell, the inner wall of the cavity is in contact with the outer wall of the stator, the stator is sleeved on the rotor, the rotor is sleeved on the output shaft, the propeller is located outside the cavity, the pod propeller further comprises two expansion sleeves, the two expansion sleeves are respectively sleeved at two ends of the stator, and the two expansion sleeves are respectively clamped between the inner wall of the cavity and the outer wall of the stator.)

吊舱推进器及其推进电机定子的安装方法

技术领域

本公开涉及吊舱推进器领域，特别涉及一种吊舱推进器及其推进电机定子的安装方法。

背景技术

吊舱推进器是近年来新兴的船舶推进装置。吊舱推进器将推进电机置于船舱外部，直接与螺旋桨相连，可以在360°内水平转动以实现矢量推进。电机的定子一般安装固定于吊舱壳体上，主要用于接入电源，产生旋转磁场，驱动电机的转子运转产生动力。

目前，常用的定子与吊舱壳体安装方法有焊接、热套、螺栓和键连接。其中，焊接依靠人工操作，且对焊缝的质量要求高，制造缺陷偏多；热套安装流程复杂，需要额外的加热、加压设备，而且当尺寸较大、热套行程大时有热套过程中冷却套死的巨大风险；螺栓连接因为结构强度和可靠性的双重要求在大型吊舱的电机定子安装中优势越来越小；键安装也是较常见的安装方式，但它不仅需要在定子和吊舱壳体上开槽，而且可能导致电机扭矩的偏载，产生磨损，导致使用寿命下降。

发明内容

本公开实施例提供了一种吊舱推进器及其推进电机定子的安装方法，能够保证固定联结的同时简化安装流程，提高产品合格率。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种吊舱推进器，所述吊舱推进器包括吊舱壳体、推进电机和螺旋桨，

所述推进电机包括定子、转子和输出轴，所述定子为空心圆筒，所述吊舱壳体内设安装所述定子的空腔，所述空腔的内壁与所述定子的外壁接触，所述定子套装于所述转子，所述转子套装于所述输出轴上，所述螺旋桨套装在所述输出轴上，所述螺旋桨位于所述空腔外，

所述吊舱推进器还包括两个胀紧套，所述两个胀紧套分别套设于所述定子的两端，且所述两个胀紧套均夹设在所述空腔的内壁与所述定子的外壁之间。

可选地，所述两个胀紧套中每个胀紧套均包括内环、外环和螺钉，

所述内环为开口环，所述内环包括套体和在所述套体的一端的外壁上沿周向布置的法兰面，

所述套体夹设在所述定子与所述外环之间，所述外环夹设在所述套体与所述空腔的内壁之间，所述外环的端面与所述法兰面正对，所述外环与所述法兰面通过所述螺钉连接。

可选地，所述内环的外表面为圆锥状，所述内环的内表面与所述定子相匹配，

所述外环的内表面为与所述内环的外表面相匹配的圆锥状，所述外环的外表面与所述空腔相匹配。

可选地，所述法兰面布置在所述内环的大端上，所述内环的小端插装在所述外环内。

可选地，所述螺钉的数量为两个或两个以上，每个所述螺钉均匀间隔地固定于所述法兰面上。

可选地，所述吊舱推进器还包括至少两个第一支撑环，各所述第一支撑环均匀间隔地套装于所述定子、且夹设在所述空腔与所述定子之间，所述两个胀紧套分别套装在所述第一支撑环上，相邻两个所述第一支撑环之间的所述定子沿周向开设有通风孔。

可选地，所述相邻两个所述第一支撑环之间的所述定子上布置有四个通风孔，所述四个通风孔沿所述定子的周向均匀分布。

可选地，所述吊舱推进器还包括至少两个第二支撑环，所述第一支撑环的数量与所述第二支撑环的数量相同，所述第一支撑环与所述第二支撑环一一对应，各所述第二支撑环间隔地固定于所述空腔，所述第二支撑环套装于相对应的所述第一支撑环、且夹设在所述空腔与相对应的第一支撑环之间。

另一方面，提供了一种吊舱推进器的推进电机定子的安装方法，所述安装方法包括：

将推进电机定子移动至吊舱壳体的空腔中，所述推进电机定子为空心圆筒，所述空腔用于安装所述推进电机定子，所述空腔的内壁与所述推进电机定子的外壁接触；

分别将两个胀紧套套装至所述推进电机定子的两端，所述两个胀紧套分别夹设在所述空腔与所述推进电机定子之间。

可选地，所述两个胀紧套中每个胀紧套均包括内环、外环和螺钉，所述内环包括套体和在所述套体的一端的外壁上沿周向布置的法兰面，

所述分别将两个胀紧套套装至所述推进电机定子的两端，包括：

将所述胀紧套的外环套装至所述推进电机定子的一端；

将所述胀紧套的内环的套体套装至所述推进电机定子与所述外环之间，所述外环的端面与所述法兰面正对，所述外环夹设在所述套体与所述空腔的内壁之间；

采用螺钉锁紧所述外环和所述法兰面。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过吊舱推进器包括吊舱壳体、推进电机和螺旋桨，所述推进电机包括定子、转子和输出轴，所述定子为空心圆筒，所述吊舱壳体内设安装所述定子的空腔，所述空腔的内壁与所述定子的外壁接触，所述定子套装于所述转子，所述转子套装于所述输出轴上，所述螺旋桨套装在所述输出轴上，所述螺旋桨位于所述空腔外，定子转动带动输出轴转动，进而驱动螺旋桨转动，实现吊舱推进器的功能；在推进电机的定子的两端分别套装两个胀紧套，且所述两个胀紧套均夹设在所述空腔的内壁与所述定子的外壁之间，两个胀紧套在吊舱壳体与电机定子间产生足够的压力和摩擦力来实现吊舱壳体与电机定子之间的固定联结，安全可靠；胀紧套的安装流程较为简单，能够简化推进电机的定子安装流程，提高产品合格率；并且，在安装流程中无需额外的加热、加压设备，极大降低制造成本，提升产品合格率，同时不用在吊舱壳体和电机定子上开槽，对被联结件没有强度影响，不会产生磨损，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的去除螺旋桨的吊舱推进器的结构示意图；

图2是本公开实施例提供的去除螺旋桨的吊舱推进器的结构示意图；

图3是本公开实施例提供的内环的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的胀紧套的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的一种吊舱推进器的推进电机定子的安装方法的流程图；

图6是本公开实施例提供的一种吊舱推进器的推进电机定子的安装方法的流程图。

附图中，各零部件的标号如下：

1吊舱壳体、2定子、3胀紧套、4内环、41套体、42法兰面、5外环、6螺钉、7第一支撑环、8通风孔、9第二支撑环。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

为便于对本公开实施例提供的技术方案的理解，首先介绍一下吊舱推进器。吊舱推进器主要用于船舶推进和操舵。吊舱推进器一般由驱动电机(推进电机)和螺旋桨模块构成。推进电机可以置于船舱外部，直接与螺旋桨相连，可以在360°内水平转动以实现矢量推进。推进电机以永磁交流电机为主，推进电机的定子一般安装固定于吊舱壳体内，主要用于接入电源，产生旋转磁场，驱动推进电机的转子运转产生动力。

图1和图2分别是本公开实施例提供的去除螺旋桨的吊舱推进器的结构示意图。参见图1和图2，该吊舱推进器包括吊舱壳体1、推进电机和螺旋桨。

该推进电机包括定子2、转子(图未示出)和输出轴(图未示出)，定子2为空心圆筒，吊舱壳体1内设安装定子2的空腔，空腔的内壁与定子2的外壁接触，所述定子2套装于所述转子，所述转子套装于所述输出轴上，所述螺旋桨套装在所述输出轴上，所述螺旋桨位于所述空腔外。

吊舱推进器还包括两个胀紧套3，所述两个胀紧套3分别套设于所述定子2的两端，且所述两个胀紧套3均夹设在所述空腔的内壁与所述定子2的外壁之间。

定子2的一端安装一个胀紧套3，定子2的另一端安装另一个胀紧套3，两个胀紧套3用于承受定子2和吊舱壳体1在转子运转过程产生的扭矩。

在本公开实施例中，通过吊舱推进器包括吊舱壳体1、推进电机和螺旋桨，所述推进电机包括定子2、转子和输出轴，所述定子2为空心圆筒，所述吊舱壳体1内设安装所述定子2的空腔，所述空腔的内壁与所述定子2的外壁接触，所述定子2套装于所述转子，所述转子套装于所述输出轴上，所述螺旋桨套装在所述输出轴上，所述螺旋桨位于所述空腔外，定子转动带动输出轴转动，进而驱动螺旋桨转动，实现吊舱推进器的功能；在推进电机的定子2的两端分别套装两个胀紧套3，且所述两个胀紧套3均夹设在所述空腔的内壁与所述定子2的外壁之间，两个胀紧套3在吊舱壳体1与电机定子2间产生足够的压力和摩擦力来实现吊舱壳体1与电机定子2之间的固定联结，安全可靠；胀紧套3的安装流程较为简单，能够简化推进电机的定子安装流程，提高产品合格率；并且，在安装流程中无需额外的加热、加压设备，极大降低制造成本，提升产品合格率，同时不用在吊舱壳体1和电机定子2上开槽，对被联结件没有强度影响，不会产生磨损，使用寿命长。

示例性地，推进电机可以是永磁同步电机，用于驱动螺旋桨旋转。

永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机。永磁同步电机中，转子的结构具体为转子永磁体形成。需要说明的是，在相关技术中，输出轴也可以作为转子的一部分。示例性地，转子由多个呈扇形的磁钢基板组成，磁钢基板以输出轴轴心线为中心均匀布置在输出轴的周壁。

定子2的结构大多为内部绕组浸漆形成，示例性地，定子可以包括定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组。定子绕组通电后可以产生变化的旋转磁场，转子在旋转磁场中受到电磁力作用转动，从而带动输出轴旋转。

可选地，安装所述定子2的空腔、定子和转子为同心布置。

示例性地，该永磁同步电机可以是大功率电机。

可选地，螺旋桨的数量可以为一个，也可以为两个，当有一个螺旋桨时，螺旋桨套装在输出轴的一端；当有两个螺旋桨时，其中一个螺旋桨与输出轴的一端连接，另一个螺旋桨与输出轴的另一端连接。

对于胀紧套，胀紧套是一种广泛应用于重型载荷下机械联结的部件，它是靠拧紧高强度螺栓使包容面间产生的压力和摩擦力实现负载传送的一种无键联结装置。

示例性地，所述两个胀紧套3中每个胀紧套3均包括内环4、外环5和螺钉6。

所述内环4为开口环，所述内环4包括套体41和在所述套体41的一端的外壁上沿周向布置的法兰面42。

所述套体41夹设在所述定子2与所述外环5之间，所述外环5夹设在所述套体41与所述空腔的内壁之间，所述外环5的端面与所述法兰面42正对，所述外环5与所述法兰面42通过所述螺钉6连接。

图3是本公开实施例提供的内环的结构示意图。参见图3，内环为开口环。开口环便于内环的安装。

图4是本公开实施例提供的胀紧套的结构示意图。参见图3和图4，内环4的套体41夹设在定子2与外环5之间，内环4的套体41的第一端设有法兰面42，外环5的端面与法兰面42相对，外环5与法兰面42通过螺钉6连接，内环4的套体41的第二端位于外环5内。

如前述，胀紧套是靠拧紧高强度螺钉使包容面间产生足够的压力和摩擦力实现负载传送的一种无键联结装置。当拧紧高强度螺钉时，内环沿输出轴的轴向位移，使外环与吊舱壳体1之间、内环与定子2之间产生压力，从而在摩擦力的作用下实现无键联结。

示例性地，所述螺钉6的数量为两个或两个以上，每个所述螺钉6均匀间隔地固定于所述法兰面42上。

可选地，螺钉6的数量可以为8。

通过收紧螺钉6时，分别将外环5和内环6向外和向内扩张，从而将电机定子和法兰胀紧，避免电机运转时定子和法兰之间产生滑动。

示例性地，所述内环4的外表面为圆锥状，所述内环4的内表面与所述定子2相匹配。

所述外环5的内表面为与所述内环4的外表面相匹配的圆锥状，所述外环5的外表面与所述空腔相匹配。

当内环4的外表面为圆锥状时，所述法兰面42布置在所述内环4的大端上，所述内环4的小端插装在所述外环5内。

也即，内环4的外表面横截面的直径从法兰面42开始沿内环的轴向顺次减小。

示例性地，至少两个螺钉6均匀间隔地固定于法兰面42上。

示例性地，吊舱推进器还包括至少两个第一支撑环7，各所述第一支撑环7间隔地套装于所述定子2、且夹设在所述空腔与所述定子2之间，所述两个胀紧套3分别套装在第一支撑环7上，相邻两个所述第一支撑环7之间的所述定子2沿周向开设有通风孔8。

第一支撑环7可以是布置在定子外壁上的钢结构格栅。参见图1，由于套装在定子2两端的第一支撑环7需布置胀紧套3，套装在定子2两端的第一支撑环7的外径比其他位置的第一支撑环7的外径小。

通风孔8用于对电机工作时产生的热量进行散热，热量从通风孔8出来后，沿相邻两个第一支撑环7之间的空间构成的流道流动并散热到吊舱壳体上。由吊舱壳体将热量散发到外部。

示例性地，所述相邻两个所述第一支撑环7之间的所述定子2上布置有四个通风孔8，所述四个通风孔8沿所述定子2的周向均匀分布。

示例性地，四个通风孔8可以位于定子2的同一横截面上。

四个通风孔均匀分布，实现均匀散热，确保电机的工作温度是均匀的，提高电机工作的稳定性。

示例性地，吊舱推进器还包括至少两个第二支撑环9，所述第一支撑环7的数量与所述第二支撑环9的数量相同，所述第一支撑环7与所述第二支撑环9一一对应，各所述第二支撑环9间隔地固定于所述空腔，所述第二支撑环9套装于相对应的所述第一支撑环7、且夹设在所述空腔与相对应的第一支撑环7之间。

其中，相匹配的第一支撑环7与第二支撑环9之间可以为小间隙或过渡配合关系，第一支撑环7与所述第二支撑环9一一对应，电机的定子轴向安装到位后，相对应的第一支撑环7与第二支撑环9可以完全对齐，这样使得第一支撑环7之间的流道空间进一步增大。

通过第一支撑环7和第二支撑环9，吊舱壳体1和定子2能够定位安装并承重，可以保证径向支撑强度。

其中，相邻两个第二支撑环9之间形成的空间为散热风道，与相邻两个第一支撑环之间形成的流道连通。当定子2安装到位后，电机定子2上的各径向通风孔8均通过定子上的流道与吊舱壳体1的散热风道对齐，从而使电机冷却空气有足够的通风能力，也利于散热，达到散热的效果，实现对电机的冷却。

图5是本公开实施例提供的一种吊舱推进器的推进电机定子的安装方法的流程图，适用于安装图1和图2示出的吊舱推进器的推进电机的定子。参见图5，该安装方法流程可以包括如下步骤。

步骤501、将推进电机定子移动至吊舱壳体的空腔中。

其中，推进电机定子为空心圆筒，空腔用于安装推进电机定子，空腔的内壁与推进电机定子的外壁接触。

步骤502、分别将两个胀紧套套装至推进电机定子的两端。

其中，两个胀紧套分别夹设在空腔与定子之间。

本公开实施例中，通过先将推进电机定子移动至吊舱壳体的空腔中，再分别将两个胀紧套套装至推进电机定子的两端，两个胀紧套分别夹设在空腔与定子之间；两个胀紧套在吊舱壳体与电机定子间产生足够的压力和摩擦力来实现吊舱壳体与电机定子之间的固定联结，安全可靠；胀紧套的安装流程较为简单，能够简化推进电机的定子安装流程，提高产品合格率；并且，在安装流程中无需额外的加热、加压设备，极大降低制造成本，提升产品合格率，同时不用在吊舱壳体和电机定子上开槽，对被联结件没有强度影响，不会产生磨损，使用寿命长。

图6是本公开实施例提供的一种吊舱推进器的推进电机定子的安装方法的流程图，适用于安装图1和图2示出的吊舱推进器的推进电机的定子。参见图6，该安装方法流程可以包括如下步骤。

步骤601、将推进电机定子移动至吊舱壳体的空腔中。

其中，推进电机定子为空心圆筒，空腔用于安装推进电机定子，空腔的内壁与推进电机定子的外壁接触。

示例性地，吊舱推进器还包括至少两个第一支撑环，各第一支撑环间隔地套装于定子、且夹设在空腔与定子之间，第一支撑环位于两个胀紧套之间，相邻两个第一支撑环之间的定子沿周向开设有通风孔。

通风孔用于对电机工作时产生的热量进行散热，热量从通风孔出来后，沿相邻两个第一支撑环之间的空间构成的流道流动并散热到吊舱壳体上。由吊舱壳体将热量散发到外部。

可选地，相邻两个第一支撑环之间的定子上布置有四个通风孔，四个通风孔沿定子的周向均匀分布。

相应地，吊舱推进器还包括至少两个第二支撑环，第一支撑环的数量与第二支撑环的数量相同，第一支撑环与第二支撑环一一对应，各第二支撑环间隔地固定于空腔，第二支撑环套装于相对应的第一支撑环、且夹设在空腔与相对应的第一支撑环之间。

第一支撑环与第二支撑环一一对应，电机的定子轴向安装到位后，相对应的第一支撑环与第二支撑环可以完全对齐，这样使得第一支撑环之间的流道空间进一步增大。

基于此，步骤601还可以包括：在将推进电机定子移动至吊舱壳体的空腔中时，保证对应的第一支撑环和第二支撑环对齐。

步骤602、提供两个胀紧套。

两个胀紧套中每个胀紧套均包括内环、外环和螺钉。内环包括套体和在套体的一端的外壁上沿周向布置的法兰面。

步骤603、将胀紧套的外环套装至推进电机定子的一端。

步骤604、将胀紧套的内环的套体套装至推进电机定子与外环之间。

其中，外环的端面与法兰面正对，外环夹设在套体与空腔的内壁之间。

示例性地，内环的外表面为圆锥状，内环的内表面与定子相匹配；外环的内表面为与内环的外表面相匹配的圆锥状，外环的外表面与空腔相匹配。

相应地，法兰面布置在内环的大端上，内环的小端插装在外环内。

步骤605、采用螺钉锁紧外环和法兰面。

螺钉的数量为两个或两个以上，每个所述螺钉均匀间隔地固定于所述法兰面上。

步骤605可以包括：使用扭矩扳手，按对角、交叉的原则均匀地将胀紧套上的高强度螺钉拧紧，拧紧方法是每个高强度螺钉每次只拧到额定力矩的1/4，拧紧的次序以内环的开口处为界，确保达到额定力矩。

步骤603-步骤605为其中一个胀紧套的安装流程，按照此安装流程完成两个胀紧套的安装。

本公开实施例中，通过先将推进电机定子移动至吊舱壳体的空腔中，再分别将两个胀紧套套装至所述推进电机定子的两端，两个胀紧套分别夹设在所述空腔与所述定子之间；两个胀紧套在吊舱壳体与电机定子间产生足够的压力和摩擦力来实现吊舱壳体与电机定子之间的固定联结，安全可靠；胀紧套的安装流程较为简单，能够简化推进电机的定子安装流程，提高产品合格率；并且，在安装流程中无需额外的加热、加压设备，极大降低制造成本，提升产品合格率，同时不用在吊舱壳体和电机定子上开槽，对被联结件没有强度影响，不会产生磨损，使用寿命长。

此外，第一支撑环和第二支撑环相配对，能够提供定子的径向支撑，结合胀紧套进行配合安装：先将电机定子装配到吊舱壳体的适当位置后，再调整第一支撑环和第二支撑环的位置，将第一支撑环与对应的第二支撑环对齐后，然后将胀紧套上的高强度螺钉拧紧，使吊舱壳体的支撑环、胀紧套、电机定子的支撑环间的缝隙消除，完成电机定子与吊舱壳体的联结。

以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。