深海磁力耦合器推進(jìn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水下航行器結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域的構(gòu)件，特別涉及一種深海作業(yè)裝備的推進(jìn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]由于水壓變化頻繁、需要承受超高水壓等特殊的使用工況條件，深海水下航行器整體的安全性、穩(wěn)定性與可靠性能要求極高。特別是，其耐壓承壓能力、部件與部件之間的防水密封等級的要求非常高。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，水下推進(jìn)器通常是以直流電機(jī)為動(dòng)力源，通過減速器帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生前進(jìn)推力。這種結(jié)構(gòu)形式，相對復(fù)雜，一定程度上增加了所需密封的點(diǎn)/面;并且，一定程度上擠占了有限的安裝空間、增加了整個(gè)裝置的自重，不利于輕量化和微型化的設(shè)計(jì)和制造要求，即降低了整個(gè)裝置的機(jī)動(dòng)性和靈活性。
[0004]更為關(guān)鍵的一個(gè)因素是，現(xiàn)有技術(shù)中，水下推進(jìn)器的動(dòng)力輸出軸與螺旋槳等水中執(zhí)行部件連接處一般使用常規(guī)的軸密封機(jī)構(gòu)，即機(jī)械密封裝置。而機(jī)械密封裝置的使用壽命、長時(shí)間使用下的穩(wěn)定性與可靠性等諸多方面，在深海高壓條件下都有一定的局限性。而一旦機(jī)械密封效能降低或失靈，在幾千米深的水下作業(yè)時(shí)，推進(jìn)裝置外部壓力達(dá)到幾十個(gè)兆帕，整個(gè)推進(jìn)裝置將損壞，直接制約了水下推進(jìn)器整體運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性與可靠性能的提尚。
[0005]另外一個(gè)十分關(guān)鍵的因素是，推進(jìn)裝置在超高水壓且水壓高低起伏大、變化頻繁的特殊使用工況條件，使得水下推進(jìn)器整體的耐壓指標(biāo)要求極高。現(xiàn)在技術(shù)中，解決機(jī)器承壓能力的技術(shù)問題，所采用的主要技術(shù)手段，一般是通過提高材料的性能等級或增加殼體材料的厚度。這種技術(shù)手段始終會有一個(gè)“極限”，并且，這也將造成其他一些技術(shù)問題，且效果也不理想；另一方面，這也將造成水下推進(jìn)器制造成本的上升。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是，提供一種深海磁力耦合器推進(jìn)裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好，運(yùn)行安全、可靠，推進(jìn)效率高等技術(shù)特點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所需要解決的技術(shù)問題是，如何有效解決深海水下作業(yè)時(shí)，水下航行器在承受巨大水下壓力狀態(tài)下的密封、抗壓，進(jìn)而提高其工作安全性與可靠性的技術(shù)問題。
[0008]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是，一種深海磁力耦合器推進(jìn)裝置，其特征在于，包括密封罩、磁力耦合器、螺旋槳、壓力補(bǔ)償裝置和永磁無刷直流電機(jī)；
[0009]所述磁力耦合器包括主動(dòng)輪和從動(dòng)輪；
[0010]所述磁力耦合器的主動(dòng)輪裝配在所述永磁無刷直流電機(jī)的輸出軸上；
[0011]所述磁力耦合器的主動(dòng)輪的外側(cè)設(shè)置有圓筒狀的密封罩，所述密封罩的左端封閉，右端與所述永磁無刷直流電機(jī)的殼體連接，將所述磁力耦合器的主動(dòng)輪整體罩在密封罩內(nèi)部;所述密封罩的右端與所述永磁無刷直流電機(jī)的殼體連接處設(shè)置有O型圈，密封罩內(nèi)壁與磁力耦合器的主動(dòng)輪之間保留一定間距；
[0012]以所述密封罩為軸，在所述密封罩外壁面的左端和右端，分別裝配有第一水潤滑軸承和第二水潤滑軸承；
[0013]所述磁力耦合器的從動(dòng)輪的中心孔套裝在上述第一水潤滑軸承和第二水潤滑軸承上；
[0014]以上述從動(dòng)輪為軸，所述螺旋槳的轂裝配在所述從動(dòng)輪上；
[0015]所述壓力補(bǔ)償裝置為一軟管，軟管內(nèi)部包裹所述永磁無刷直流電機(jī)的電纜線；
[0016]所述永磁無刷直流電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端的殼體上設(shè)置有一連接管口；
[0017]所述軟管的一端與所述連接管口插接并通過第一卡箍卡緊，軟管的另一端與防水密封接頭插接并通過第二卡箍卡緊；
[0018]所述防水密封接頭的內(nèi)部設(shè)置有貫通內(nèi)外壁面的接線端子，其中，接線端子位于內(nèi)壁面的一端與所述永磁無刷直流電機(jī)的電源線焊接在一起，接線端子位于外壁面的一端與外部供電電纜末端連接的防水插座插接；
[0019]所述軟管內(nèi)部空腔與所述永磁直流無刷電機(jī)殼體的內(nèi)腔以及所述密封罩的內(nèi)腔，三者之間相互貫通，并注滿有變壓器油。
[0020]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是：
[0021]1、“軟管內(nèi)部空腔與永磁無刷直流電機(jī)殼體的內(nèi)腔以及密封罩的內(nèi)腔，三者之間相互貫通，并注滿有變壓器油”這一技術(shù)手段的采用，使得軟管內(nèi)部空腔與永磁直流無刷電機(jī)殼體的內(nèi)腔以及密封罩的內(nèi)腔，三者之間形成一整體的“靜密封”結(jié)構(gòu)，這種固定連接結(jié)構(gòu)形式所形成的“靜密封”，其風(fēng)險(xiǎn)等級幾乎接近為零。
[0022]這一技術(shù)手段的采用，大幅提升了深海磁力耦合器推進(jìn)裝置內(nèi)部的整體密封性能，進(jìn)一步保證了深海磁力耦合器推進(jìn)裝置工作過程中，安全系數(shù)、穩(wěn)定性與可靠性的提升；
[0023]更為關(guān)鍵的是，在深海作業(yè)時(shí)，壓力補(bǔ)償裝置在相同的水壓下，其變形量遠(yuǎn)大于電機(jī)殼體和密封罩殼體，這樣部分變壓器油將由軟管內(nèi)腔隨水下壓力的變化同步“補(bǔ)償”流入電機(jī)殼體和密封罩殼體內(nèi)部腔室內(nèi)，以“自動(dòng)”調(diào)節(jié)電機(jī)殼體和密封罩殼體內(nèi)部腔室內(nèi)的液壓，始終處于與外部水壓平衡的狀態(tài)，從而確保了電機(jī)殼體和密封罩殼體內(nèi)外之間的壓力平衡，為深海磁力耦合器推進(jìn)裝置工作過程中的安全系數(shù)、穩(wěn)定性與可靠性提供了有力的保障。
[0024]此外，基于同樣的原因，不難看出，如果不采用該技術(shù)手段，那將需要通過大幅增加電機(jī)殼體和密封罩殼體材料自身耐壓等級和厚度。這樣的話，將導(dǎo)致整個(gè)深海磁力耦合器推進(jìn)裝置重量的增加、內(nèi)部空間的擠占，以及制造成本的上升。
[0025]2、采用永磁無刷直流電機(jī)直接帶動(dòng)安裝在磁力耦合器上的螺旋槳旋轉(zhuǎn)，以替代現(xiàn)有技術(shù)的直流電機(jī)、減速機(jī)帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)的組合方式，這一連接結(jié)構(gòu)上的變化，減少了密封連接點(diǎn)/面，這利于深海磁力耦合器推進(jìn)裝置工作過程中，安全系數(shù)、穩(wěn)定性與可靠性的進(jìn)一步提升。
[0026]3、此外，永磁無刷直流電機(jī)還具有體積小、重量輕、無級調(diào)速、軟啟軟停、制動(dòng)特性好、效率高、可靠性高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)，維修與保養(yǎng)簡單等特點(diǎn)?；诖?，從另一個(gè)角度也可輔證上述技術(shù)方案中，深海磁力耦合器推進(jìn)裝置整體質(zhì)量的輕量化、整體體型的微型化和內(nèi)部各部件的高度集約與集成化;設(shè)計(jì)布局的余地將大幅增加，這將進(jìn)一步促進(jìn)深海磁力耦合器推進(jìn)裝置整體的機(jī)動(dòng)性與靈活性能的提升。
[0027]優(yōu)選為，上述軟管的材質(zhì)為塑料;所述永磁直流無刷電機(jī)的殼體材質(zhì)為鈦合金。
[0028]該有技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，深海磁力耦合器推進(jìn)裝置水下作業(yè)的特殊工況，對電機(jī)殼體材質(zhì)要求極高，使用鈦合金材料制作永磁直流無刷電機(jī)的殼體，可以保證在相同的水下承壓條件下，電機(jī)殼體厚度的節(jié)省;而軟管的材質(zhì)為塑料，在可以保證其工作穩(wěn)定可靠的前提下，降低可更換部件的制造與使用成本。
[0029]進(jìn)一步優(yōu)選，上述螺旋槳的外側(cè)還設(shè)置有導(dǎo)流罩，所述導(dǎo)流罩固定在所述永磁無刷直流電機(jī)