大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010509754.1

申请日:

2010.10.08

公开号:

CN102032199A

公开日:

2011.04.27

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):F04D 13/08申请公布日:20110427|||实质审查的生效IPC(主分类):F04D 13/08申请日:20101008|||公开

IPC分类号:

F04D13/08

主分类号:

F04D13/08

申请人:

吴声震

发明人:

吴声震

地址:

325400 浙江省平阳昆阳镇白石街四号楼761室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵技术领域,由外壳、内壳及叶轮组成,其特征在于:电机机座内装置减速部件J;输出轴联接叶轮,轴承与叶轮之间有车氏密封。所述的电机机座中包容电磁驱动件与为改进型准行星减速传动件J,其中:(A)电磁驱动件包括电机座、定子与转子轴;(B)减速传动件J包括太阳轮、准行星轮、内齿圈、大端盖、输出轴、轴承、及内嵌式圆端盖,圆端盖与圆环板用螺钉联接一体形成固定行星架,圆端盖底部将传动件J与电磁驱动件分隔开;(C)准行星轮与内齿圈之间有两只齿数Z、模数m相同的、两侧对称装置的分流齿轮,准行星轮轴与分流齿轮轴固定在固定行星架上。有益效果:(a)本发明改进准行星传动比背景技术仅有三只行星轮的承载能力大一倍;(b)将行星减速件置于电机机座内不仅轴向尺寸短,而且因为没有减速器机座,而使减速部分重量轻40-50%、成本低40-50%(国内减速器均按重量计价,行星减速器5-6万元/t.)。

权利要求书

1: 一种大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵, 由外壳 (1)、 内壳 (2) 及叶轮 (7) 组成, 其中 : 内壳 (2) 法兰联接在外壳 (1) 内圆环辐板上, 其特征在于 : (A) 电机 (3) 法兰联接在内壳 (2) 内圆环辐板上, 所述电机 (3) 的机座内装置行星齿轮 减速部件 J ; (B) 电机 (3) 的输出轴 (14) 轴头外花键与输出轴 A 内花键联接, 输出轴 A 由轴承 (5) 支承在内壳 (2) 孔中, 输出轴 A 的轴伸端联接叶轮 (7), 在轴承 (5) 与叶轮 (7) 之间有车氏 密封 (6) ; (C) 电机 (3) 输出轴 (14) 与输出轴 A 外罩有一薄壁保护筒 (4)。
2: 根据权利要求 1 所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵, 其特征在于 : 电机 (3) 输 出轴 (14) 与输出轴 A 为一体轴。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵, 其特征在于 : 电机 (3) 是指机座 (9) 中包容电磁驱动件与为改进型准行星减速传动件 J, 其中 : (A) 电磁驱动件包括电机机座 (9)、 定子与转子轴 (8) ; (B) 减速传动件 J 包括装在转子轴 (8) 上的太阳轮 (15)、 准行星轮 (20)、 与输出轴 (14) 圆盘联接的内齿圈 (12)、 大端盖 (11)、 输出轴 (14) 及支承轴承 (16)、 密封圈 (13) 及内嵌式 圆端盖 (10), 圆端盖 (10) 与圆环板 (17) 用螺钉联接一体形成固定行星架, 圆端盖 (10) 法 兰与机座端面联接、 短圆筒部嵌入机座内腔、 圆端盖底部将减速传动件 J 与电磁驱动件分 隔开 ; (C) 准行星轮 (20) 与内齿圈 (12) 之间有两只齿数 Z、 模数 m 相同的、 两侧对称装置的 分流齿轮 (19), 均布的准行星轮轴 (21) 与分流齿轮轴 (19) 固定在由圆端盖 (10) 与圆环板 (17) 联接一体的固定行星架上。

说明书


大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵

    【技术领域】
     本发明涉及给排水设备技术领域, 一种大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵。 【背景技术】
     ( 一 ) 实用新型 《行星齿轮变速潜水贯流泵》 (ZL01244573.8) 因下述改进而取得 专利权 :
     (1) 机电一体化壳体内腔装置 “电机 +NGW 行星减速器 + 叶轮” ;
     (2) 输出轴上有机械密封。
     该实用新型的主要问题是 :
     (A)“电机 +NGW 减速器 + 叶轮” 结构, 结构复杂、 维修不便、 轴向尺寸长、 笨重、 成本 高;
     (B) 大型机械密封制造质量要求高、 难度大, 因而国内制造厂家少、 价格很高, 进口 的更高, 交货时间长, 给维修带来很大困难。大型机械密封制造装配要求亦很高。
     ( 二 ) 专利 《一种改良型潜水贯流泵》 (200910026280.2) 的技术特征在于 : 所述的 电机转子通过齿轮减速机连接所述的水泵主轴的输入端。 该发明亦属于 “电机 +NGW 减速器 + 叶轮” 结构, 结构复杂、 维修不便、 轴向尺寸长、 笨重、 成本高。 【发明内容】
     本发明目的在于提供一种承载能力大、 轴向尺寸短、 维修方便及制造成本低, 结构 型式为 “减速电机 + 叶轮” 的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵。两项技术实施方案如下 :
     (A) 电机座内用内嵌式圆端盖将渐开线周转轮系与电磁驱动件分隔开, 此时, 电磁 驱动件中定子、 转子须向风扇端移动一些。 周转轮系为改进型准行星传动, 准行星传动是指 NGW 行星机构中行星架处于固定状态, 即变为固定架 ; 改进型准行星传动是指在准行星轮 与内齿圈之间有两只相同的分流齿轮, 使功率分流数增加一倍, 因而大大提高了承载能力。 该技术方案是建立在下述理论基础上 :
     (1) 电 机 座 承 载 力 : 据成大先 《机 械 设 计 手 册》卷 3.14-410 页 : T2 = δ4(Nm), δ- 壁厚, 并根据拟合公式 : δ = 0.858( 机型号 )0.1164, 求得 YR-710(2240kW) 的壁厚 δ = 32.5(mm), 电机承载能力远> 145000Nm。
     (2) 热功率与润滑油 : 润滑油的功能是润滑而不是散热降温, 储油过多并无益处, 因为油的比热容为铸铁的四倍, 而热导率仅为铸铁的千分之三, 因此不存在储油量过少的 问题。
     (B) 输出轴装置了车氏密封 : 使用寿命为普通油封二十几倍。
     【有益效果】
     本发明对照发明专利 (ZL200710068047.1), 其新颖、 创造及实用性体现在 :
     (a) 本发明改进准行星传动比背景技术仅有三只行星轮的承载能力大一倍 ( 见附 表);(b) 将行星减速件置于电机机座内不仅轴向尺寸短, 而且因为没有减速器机座, 而 使减速部分重量轻 40-50%、 成本低 40-50% ( 国内减速器均按重量计价, 行星减速器 5-6 万元 /t.) ;
     (c) 输出轴上由于装置了车氏密封, 密封性能好, 从而防止了漏油。
     为了说明问题, 现根据江苏亚太泵业公司魏光新总工程师等 《南水北调东线工程 贯流泵机组选型与结构初探》 ( 水泵技术, 2005 年第 2 期 ) 一文的例子 :
     电机参数 : 功率 N = 2240kW、 八极 n1 = 740rpm、 减速比 i = 4.93、 减速器重 12t., 价 72 万元。
     计算条件 : 使用寿命 50000 小时, 工作系数 KA = 1.75, 安全系数 SH = 1.20、 SF = 1.50
     【附图说明】
     图 1. 本发明实施例结构示意图
     图 2 本发明实施例电机 (3) 的结构示意图 【具体实施方式】
     下面结合附图对本发明详加描述 :
     参照图 1. 与 2. 一种大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵, 由外壳 (1)、 内壳 (2) 及叶 轮 (7) 组成, 其中 : 内壳 (2) 法兰联接在外壳 (1) 内圆环辐板上, 其特征在于 :
     (A) 电机 (3) 法兰联接在内壳 (2) 内圆环辐板上, 所述电机 (3) 的机座内装置行星 齿轮减速部件 J ;
     (B) 电机 (3) 的输出轴 (14) 轴头外花键与输出轴 A 内花键联接, 输出轴 A 由轴承 (5) 支承在内壳 (2) 孔中, 输出轴 A 的轴伸端联接叶轮 (7), 在轴承 (5) 与叶轮 (7) 之间有车 氏密封 (6), TB3 车氏密封由薄唇齿形滑环 +O 型圈组成, 其使用寿命为普通油封二十几倍 ;
     (C) 电机 (3) 输出轴 (14) 与输出轴 A 外罩有一薄壁保护筒 (4), 以延长输出轴寿 命。
     所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵, 其特征在于 : 电机 (3) 输出轴 (14) 与输 出轴 A 为一体轴, 目的在于简化轴的结构。 所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵, 其特征在于 : 电机 (3) 是指机座 (9) 中包 容电磁驱动件与为改进型准行星减速传动件 J, 其中 :
     (A) 电磁驱动件包括电机机座 (9)、 定子与转子轴 (8) ;
     (B) 减速传动件 J 包括装在转子轴 (8) 上的太阳轮 (15)、 准行星轮 (20)、 与输出 轴 (14) 圆盘联接的内齿圈 (12)、 大端盖 (11)、 输出轴 (14) 及支承轴承 (16)、 密封圈 (13) 及内嵌式圆端盖 (10), 圆端盖 (10) 与圆环板 (17) 用螺钉联接一体形成固定行星架, 圆端 盖 (10) 法兰与机座端面联接、 短圆筒部嵌入机座内腔、 圆端盖底部将传动件 J 与电磁驱动 件分隔开 ;
     (C) 准行星轮 (20) 与内齿圈 (12) 之间有两只齿数 Z、 模数 m 相同的、 两侧对称装 置的分流齿轮 (19), 均布的准行星轮轴 (21) 与分流齿轮轴 (19) 固定在由圆端盖 (10) 与圆 环板 (17) 联接一体的固定行星架上。
     行星传动之所以是最好的结构形式, 是因为具有同轴、 内啮合和功率分流三大特 性, 功率分流越多、 承载能力越大。由于分流齿轮 (10) 使分流数增加一倍, 因而计算表明承 载能力较 ( 背景技术 ) 发明专利 (ZL200710068047.1) 可提高一倍。
     成大先 《机械设计手册》 卷 3.14-306 页 : TB3 车氏密封由薄唇齿形滑环 +O 型圈组 成, 滑环齿尖与旋转面的接触近于线接触, 可大大减少高速旋转产生的摩擦热。 滑环薄唇刚 性小, O 型圈使滑环薄唇束紧于滑动面, 滑动面油膜很薄, 通常为 0.001-0.0025, 只起润滑 作用, 而不至被刮出成滴 ( 泄漏 ) ; O 型圈的弹力使线接触密封面磨损得以自动补偿。 TB3 的 使条件为工作压力 0-40Mpa、 工作温度 -55-250℃、 v = 10m/s, 其使用寿命为普通油封二十 几倍。
     实施例是对本发明的说明而不是限定, 任何简单变换后的方案均属于本发明的保 护范围。

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1、10申请公布号CN102032199A43申请公布日20110427CN102032199ACN102032199A21申请号201010509754122申请日20101008F04D13/0820060171申请人吴声震地址325400浙江省平阳昆阳镇白石街四号楼761室72发明人吴声震54发明名称大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵57摘要本发明涉及大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵技术领域,由外壳、内壳及叶轮组成,其特征在于电机机座内装置减速部件J;输出轴联接叶轮,轴承与叶轮之间有车氏密封。所述的电机机座中包容电磁驱动件与为改进型准行星减速传动件J,其中A电磁驱动件包括电机座、定子与转子轴;B减速传。

2、动件J包括太阳轮、准行星轮、内齿圈、大端盖、输出轴、轴承、及内嵌式圆端盖,圆端盖与圆环板用螺钉联接一体形成固定行星架,圆端盖底部将传动件J与电磁驱动件分隔开;C准行星轮与内齿圈之间有两只齿数Z、模数M相同的、两侧对称装置的分流齿轮,准行星轮轴与分流齿轮轴固定在固定行星架上。有益效果A本发明改进准行星传动比背景技术仅有三只行星轮的承载能力大一倍;B将行星减速件置于电机机座内不仅轴向尺寸短,而且因为没有减速器机座,而使减速部分重量轻4050、成本低4050国内减速器均按重量计价,行星减速器56万元/T。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页C。

3、N102032202A1/1页21一种大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵,由外壳1、内壳2及叶轮7组成,其中内壳2法兰联接在外壳1内圆环辐板上,其特征在于A电机3法兰联接在内壳2内圆环辐板上,所述电机3的机座内装置行星齿轮减速部件J;B电机3的输出轴14轴头外花键与输出轴A内花键联接,输出轴A由轴承5支承在内壳2孔中,输出轴A的轴伸端联接叶轮7,在轴承5与叶轮7之间有车氏密封6;C电机3输出轴14与输出轴A外罩有一薄壁保护筒4。2根据权利要求1所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵,其特征在于电机3输出轴14与输出轴A为一体轴。3根据权利要求1或2所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵,其特征在于电机3是指。

4、机座9中包容电磁驱动件与为改进型准行星减速传动件J,其中A电磁驱动件包括电机机座9、定子与转子轴8;B减速传动件J包括装在转子轴8上的太阳轮15、准行星轮20、与输出轴14圆盘联接的内齿圈12、大端盖11、输出轴14及支承轴承16、密封圈13及内嵌式圆端盖10,圆端盖10与圆环板17用螺钉联接一体形成固定行星架,圆端盖10法兰与机座端面联接、短圆筒部嵌入机座内腔、圆端盖底部将减速传动件J与电磁驱动件分隔开;C准行星轮20与内齿圈12之间有两只齿数Z、模数M相同的、两侧对称装置的分流齿轮19,均布的准行星轮轴21与分流齿轮轴19固定在由圆端盖10与圆环板17联接一体的固定行星架上。权利要求书CN。

5、102032199ACN102032202A1/3页3大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵【技术领域】0001本发明涉及给排水设备技术领域,一种大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵。【背景技术】0002一实用新型行星齿轮变速潜水贯流泵ZL012445738因下述改进而取得专利权00031机电一体化壳体内腔装置“电机NGW行星减速器叶轮”;00042输出轴上有机械密封。0005该实用新型的主要问题是0006A“电机NGW减速器叶轮”结构,结构复杂、维修不便、轴向尺寸长、笨重、成本高;0007B大型机械密封制造质量要求高、难度大,因而国内制造厂家少、价格很高,进口的更高,交货时间长,给维修带来很大困难。大型机械密。

6、封制造装配要求亦很高。0008二专利一种改良型潜水贯流泵2009100262802的技术特征在于所述的电机转子通过齿轮减速机连接所述的水泵主轴的输入端。该发明亦属于“电机NGW减速器叶轮”结构,结构复杂、维修不便、轴向尺寸长、笨重、成本高。【发明内容】0009本发明目的在于提供一种承载能力大、轴向尺寸短、维修方便及制造成本低,结构型式为“减速电机叶轮”的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵。两项技术实施方案如下0010A电机座内用内嵌式圆端盖将渐开线周转轮系与电磁驱动件分隔开,此时,电磁驱动件中定子、转子须向风扇端移动一些。周转轮系为改进型准行星传动,准行星传动是指NGW行星机构中行星架处于固定状态,。

7、即变为固定架;改进型准行星传动是指在准行星轮与内齿圈之间有两只相同的分流齿轮,使功率分流数增加一倍,因而大大提高了承载能力。该技术方案是建立在下述理论基础上00111电机座承载力据成大先机械设计手册卷314410页T24NM,壁厚,并根据拟合公式0858机型号01164,求得YR7102240KW的壁厚325MM,电机承载能力远145000NM。00122热功率与润滑油润滑油的功能是润滑而不是散热降温,储油过多并无益处,因为油的比热容为铸铁的四倍,而热导率仅为铸铁的千分之三,因此不存在储油量过少的问题。0013B输出轴装置了车氏密封使用寿命为普通油封二十几倍。0014【有益效果】0015本发明。

8、对照发明专利ZL2007100680471,其新颖、创造及实用性体现在0016A本发明改进准行星传动比背景技术仅有三只行星轮的承载能力大一倍见附表;说明书CN102032199ACN102032202A2/3页40017B将行星减速件置于电机机座内不仅轴向尺寸短,而且因为没有减速器机座,而使减速部分重量轻4050、成本低4050国内减速器均按重量计价,行星减速器56万元/T;0018C输出轴上由于装置了车氏密封,密封性能好,从而防止了漏油。0019为了说明问题,现根据江苏亚太泵业公司魏光新总工程师等南水北调东线工程贯流泵机组选型与结构初探水泵技术,2005年第2期一文的例子0020电机参数功率。

9、N2240KW、八极N1740RPM、减速比I493、减速器重12T,价72万元。0021计算条件使用寿命50000小时,工作系数KA175,安全系数SH120、SF1500022【附图说明】0023图1本发明实施例结构示意图0024图2本发明实施例电机3的结构示意图【具体实施方式】0025下面结合附图对本发明详加描述0026参照图1与2一种大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵,由外壳1、内壳2及叶轮7组成,其中内壳2法兰联接在外壳1内圆环辐板上,其特征在于0027A电机3法兰联接在内壳2内圆环辐板上,所述电机3的机座内装置行星齿轮减速部件J;0028B电机3的输出轴14轴头外花键与输出轴A内花键联接。

10、,输出轴A由轴承5支承在内壳2孔中,输出轴A的轴伸端联接叶轮7,在轴承5与叶轮7之间有车氏密封6,TB3车氏密封由薄唇齿形滑环O型圈组成,其使用寿命为普通油封二十几倍;0029C电机3输出轴14与输出轴A外罩有一薄壁保护筒4,以延长输出轴寿命。0030所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵,其特征在于电机3输出轴14与输出轴A为一体轴,目的在于简化轴的结构。0031所述的大扭矩行星齿轮减速潜水贯流泵,其特征在于电机3是指机座9中包容电磁驱动件与为改进型准行星减速传动件J,其中0032A电磁驱动件包括电机机座9、定子与转子轴8;说明书CN102032199ACN102032202A3/3页50033。

11、B减速传动件J包括装在转子轴8上的太阳轮15、准行星轮20、与输出轴14圆盘联接的内齿圈12、大端盖11、输出轴14及支承轴承16、密封圈13及内嵌式圆端盖10,圆端盖10与圆环板17用螺钉联接一体形成固定行星架,圆端盖10法兰与机座端面联接、短圆筒部嵌入机座内腔、圆端盖底部将传动件J与电磁驱动件分隔开;0034C准行星轮20与内齿圈12之间有两只齿数Z、模数M相同的、两侧对称装置的分流齿轮19,均布的准行星轮轴21与分流齿轮轴19固定在由圆端盖10与圆环板17联接一体的固定行星架上。0035行星传动之所以是最好的结构形式,是因为具有同轴、内啮合和功率分流三大特性,功率分流越多、承载能力越大。。

12、由于分流齿轮10使分流数增加一倍,因而计算表明承载能力较背景技术发明专利ZL2007100680471可提高一倍。0036成大先机械设计手册卷314306页TB3车氏密封由薄唇齿形滑环O型圈组成,滑环齿尖与旋转面的接触近于线接触,可大大减少高速旋转产生的摩擦热。滑环薄唇刚性小,O型圈使滑环薄唇束紧于滑动面,滑动面油膜很薄,通常为000100025,只起润滑作用,而不至被刮出成滴泄漏;O型圈的弹力使线接触密封面磨损得以自动补偿。TB3的使条件为工作压力040MPA、工作温度55250、V10M/S,其使用寿命为普通油封二十几倍。0037实施例是对本发明的说明而不是限定,任何简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。说明书CN102032199ACN102032202A1/2页6图1说明书附图CN102032199ACN102032202A2/2页7图2说明书附图CN102032199A。

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