一种轮缘推进器的装配工装及其装配方法

技术领域

本发明涉及轮缘推进器技术领域，具体涉及一种轮缘推进器的装配工装及其装配方法。

背景技术

轮缘推进器是一种新型的船用电机推进器，具有无复杂轴系、无冷却、润滑系统，具有高效率、低噪声、安全性高等优点。适用于各类特种船舶及水下航行器。

轮缘推进器其特殊的结构，也对其总装配的过程提出了特殊的要求。轮缘推进器从定转子形式上分类，属于长径比小(短粗型)的永磁电机，此种类型的电机，在总装配时，一般采用立式装配进行定转子合装。但轮缘电机采用的轴承为水润滑轴承，水润滑轴承的轴瓦面与转子之间的间隙一般在1mm左右，远小于常规永磁电机定转子间的气隙。另外，水润滑轴承的轴瓦面加工精度较高，一旦磕碰对轴瓦的使用影响较大。因此在整个装配过程中，电机定转子间需保持较高的同轴度，不能出现磕碰到水润滑轴承的情况。

由于永磁电机的转子带有磁性，在电机装配过程中属于工艺难点。常规的永磁电机定转子装配多是在定转子气隙间垫入铜皮或环氧板，让转子与定子沿着铜皮或环氧板做相对移动，这时必然存在定子与转子之间在某一方向隔着铜皮或环氧板互相吸住的情况，对于水润滑轴承来说，定转子间的间隙较小，极易对水润滑轴承表面产生磕碰。此外，常规电机也可以制造导向轴进行定转子的立式装配，但总有一侧水润滑轴承需要拆卸工装后进行装配，否则装配工装会与水润滑轴承发生干涉，导致装配工装无法取出或水润滑轴承无法安装。装配工装频繁的拆卸使得装配效率较低，且难以保证定转子两侧的轴承均免受磕碰，安装风险较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种轮缘推进器的装配工装及其装配方法，其解决了轮缘推进器安装时易与水润滑轴承发生碰撞的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明的轮缘推进器的装配工装包括：

底盘，所述底盘上同心设置有套筒；

顶盘，所述顶盘上同心设置有导向轴，所述导向轴的第一端能够在所述套筒内滑动，所述导向轴的第二端能够与所述套筒卡接；

多个定位块，多个所述定位块绕所述顶盘的轴线设置；所述定位块与所述顶盘的侧壁可拆卸连接；

多个支撑座，所述底盘的底面与多个所述支撑座的顶面抵接。

可选地，所述顶盘的侧壁沿其轴向开设有多个滑槽；

所述定位块能够在所述滑槽内沿竖直方向滑动。

可选地，所述定位块上设置有第一螺纹孔和第二螺纹孔；

所述第一螺纹孔包括相连通的沉孔和通孔，所述沉孔靠近所述导向轴设置；

所述第二螺纹孔与开设于所述滑槽上的第三螺纹孔连通；第三螺纹孔贯通所述顶盘的侧壁。

可选地，所述导向轴的第一端与所述导向轴的第二端之间设置有支撑平台；

所述支撑平台与所述套筒的顶面抵接。

可选地，所述导向轴贯穿所述底盘的顶面和底面；

竖直方向上，所述导向轴的底面与所述底盘的底面的间距小于所述支撑座的高度。

可选地，所述底盘和所述顶盘上均开设有多个吊装孔。

可选地，所述底盘上开设有环形槽，所述环形槽与所述底盘的侧壁连通；

竖直方向上，所述环形槽上贯穿有紧固螺栓。

可选地，所述支撑座包括一对空心环和多根立柱；

所述立柱的两端与一对所述空心环一一对应连接。

进一步地，本发明还提供一种轮缘推进器的装配方法，所述轮缘推进器的装配方法基于如上所述的轮缘推进器的装配工装实施，所述装配方法包括：

电机装配：将所述底盘放置在多个所述支撑座上；将非驱动端水润滑轴承安装于所述底盘上；将定子安装于所述非驱动端水润滑轴承上；

将多个定位块从顶盘上拆下，并连接至转子轭的内侧；起吊顶盘至所述定位块处，将多个所述定位块与所述顶盘连接；

起吊顶盘，使导向轴沿竖直方向滑入所述套筒内，直至导向轴的第二端与所述套筒卡接；

将驱动端水润滑轴承安装于所述定子上；

工装拆卸：解除顶盘与定位块的连接，将顶盘吊装拆除；拆除多个定位块；拆除底盘。

可选地，对所述定位块以及与所述定位块连接所述顶盘处进行编号。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

装配工装采用立式安装方式，将底盘的底面与多个支撑座的顶面抵接，使底盘悬空，在导向轴的第二端与套筒卡接后，能够使导向轴的第一端悬空，使顶盘下落至固定位置，便于后续定子、转子和一对水润滑轴承的安装，安装方式简捷，装配效率高。

导向轴和套筒同心设置，且能够卡合连接，能够对导向轴在其径向上的移动进行限位，有效避免定转子间相互吸引而碰撞水润滑轴承的情况，降低了装配难度，提高了装配良率。

转子内壁上开设有多个与螺旋桨进行装配的安装孔，本发明利用多个安装孔辅助装配工装进行装配。定位块能够与安装孔可拆卸连接，且定位块与顶盘可拆卸连接，定位块设置于转子与顶盘之间，因此，定位块能够对顶盘起到其径向上的限位作用，使得在拆除顶盘时，顶盘不会与转子发生碰撞，提高了装配良率。

多个定位块绕顶盘的轴线设置，定位块与顶盘的侧壁可拆卸连接。可拆卸连接的方式使得定位块与顶盘能够灵活拆卸，既便于装配工装闲置时多个定位块的收纳，也使得定子、转子和一对水润滑轴承安装完成后，能够将顶盘拆卸下来，因此能够在不拆除装配工装的工况下，实现水润滑轴承的安装，简化了工艺，也降低了频繁拆装装配工装造成磕碰水润滑轴承及定转子的风险。

附图说明

图1为本发明的轮缘推进器的装配工装的结构示意图；

图2为本发明的轮缘推进器的装配工装使用时合装初始位置结构截面图；

图3为本发明的轮缘推进器的装配工装使用时合装完成后位置结构截面图。

【附图标记说明】

1：底盘；11：套筒；12：吊装孔；13：环形槽；14：紧固螺栓；

2：顶盘；21：导向轴；22：滑槽；221：第三螺纹孔；23：支撑平台；24：圆环；

3：定位块；31：第一螺纹孔；32：第二螺纹孔；

4：支撑座；41：空心环；42：立柱；

5：非驱动端水润滑轴承；

6：驱动端水润滑轴承；

7：定子；

8：转子。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；“连接”可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明提供一种轮缘推进器的装配工装，装配工装包括底盘1、顶盘2、多个定位块3和多个支撑座4。底盘1上同心设置有套筒11；顶盘2上同心设置有导向轴21，导向轴21的第一端能够在套筒11内滑动，导向轴21的第二端能够与套筒11卡接，也即第二端的直径大于第一端的直径；多个定位块3绕顶盘2的轴线设置；定位块3与顶盘2的侧壁可拆卸连接；底盘1的底面与多个支撑座4的顶面抵接。

如图2和图3所示，装配工装采用立式安装方式，将底盘1的底面与多个支撑座4的顶面抵接，使底盘1悬空，在导向轴21的第二端与套筒11卡接后，能够使导向轴21的第一端悬空，使顶盘2下落至固定位置，便于后续定子7、转子8和一对水润滑轴承的安装，安装方式简捷，装配效率高。

导向轴21和套筒11同心设置，且能够卡合连接，能够对导向轴21在其径向上的移动进行限位，有效避免定转子8间相互吸引而碰撞水润滑轴承的情况，降低了装配难度，提高了装配良率。

转子8内壁上开设有多个与螺旋桨进行装配的安装孔，本发明利用多个安装孔辅助装配工装进行装配。定位块3能够与安装孔可拆卸连接，且定位块3与顶盘2可拆卸连接，定位块3设置于转子8与顶盘2之间，因此，定位块3能够对顶盘2起到其径向上的限位作用，使得在拆除顶盘2时，顶盘2不会与转子8发生碰撞，提高了装配良率。

多个定位块3绕顶盘2的轴线设置，定位块3与顶盘2的侧壁可拆卸连接。可拆卸连接的方式使得定位块3与顶盘2能够灵活拆卸，既便于装配工装闲置时多个定位块3的收纳，也使得定子7、转子8和一对水润滑轴承安装完成后，能够将顶盘2拆卸下来，因此能够在不拆除装配工装的工况下，实现水润滑轴承的安装，简化了工艺，也降低了频繁拆装装配工装造成磕碰水润滑轴承及定转子8的风险。

进一步地，顶盘2的侧壁沿其轴向开设有多个滑槽22；定位块3能够在滑槽22内沿竖直方向滑动，使得在拆卸顶盘2时，顶盘2仅抵接定位块3滑动，不会与驱动端水润滑轴承6发生碰撞。滑槽22能够对顶盘2在水平面内的转动进行限位，便于定位块3与顶盘2进行连接。通过定位块3、滑槽22以及套筒11、导向轴21的有效配合，能够大幅提升轮缘推进器的装配良率。

其次，定位块3上设置有第一螺纹孔31和第二螺纹孔32；第一螺纹孔31包括相连通的沉孔和通孔，沉孔靠近导向轴21设置，第一螺纹孔31连接有第一螺栓；第二螺纹孔32与开设于滑槽22上的第三螺纹孔221连通，通过第二螺栓连接；第三螺纹孔221贯通顶盘2的侧壁。本实施例中，顶盘2的侧壁设置为圆环24，圆环24与顶盘2整体呈凹形，便于对第一螺栓和第二螺栓进行拆装。通过螺栓进行可拆卸连接，第一螺栓的螺杆与通孔螺纹连接，第一螺栓的螺帽则预埋于沉孔内，使得定位块3与转子8连接后，第一螺栓不会对顶盘2的安装造成影响，也即不会使第一螺栓和滑槽22发生干涉，从而提高装配精度，进一步降低装配过程中磕碰水润滑轴承的风险。

另外，导向轴21的第一端与导向轴21的第二端之间设置有支撑平台23；支撑平台23与套筒11的顶面抵接。具体地，支撑平台23可以是一独立结构，如一圆盘，圆盘焊接于导向轴21的第一端与导向轴21的第二端之间；也可以是一体化设置，如对导向轴21进行车加工，车出导向轴21的第二端，只要能够形成支撑平台23的台阶结构即可。通过设置一支撑平台23，能够使套筒11对支撑平台23的下降高度进行限位，从而能够将顶盘2、定位块3安装至预设位置，便于后续驱动端水润滑轴承6的对孔及安装，有效提高了装配的效率。相较于导向轴21的第二端与套筒11进行卡接的方式，设置支撑平台23的方式使得导向轴21不易磨损，限位效果更好。

进一步地，导向轴21贯穿底盘1的顶面和底面；竖直方向上，导向轴21的底面与底盘1的底面的间距小于支撑座4的高度。通过将导向轴21与套筒11配合连接，能够对导向轴21的下降高度进行限位。在此基础上，增高支撑座4的高度，使得导向轴21与套筒11配合限位时，套筒11能够将导向轴21悬空，从而避免导向轴21底端与底面或外部刚性面接触，进而能够避免导向轴21的磨损，提高限位精度。

其次，底盘1和顶盘2上均开设有多个吊装孔12。本实施例中，吊装孔12呈扇形，多个吊装孔12之间形成吊装梁，通过多根吊装梁进行吊装，当然也可以采用其他吊装方式，只要能够保证吊装时顶盘2的平稳性即可。通过吊装能够使顶盘2平稳地升降，实现顶盘2与定位块3的拆装。对于底盘1而言。开设吊装孔12能够增强对底盘1的限位效果，如将支撑座4与底盘1绑扎，便于后续底盘1的拆除回收。

参见图3，底盘1上开设有环形槽13，环形槽13与底盘1的侧壁连通；竖直方向上，环形槽13上贯穿有紧固螺栓14。环形槽13形成台阶结构，与非驱动端水润滑轴承5的配合面形状相适配，既能够增大底盘1与多个支撑座4的接触面，也能够增大底盘1与非驱动端水润滑轴承5的接触面，提高支护稳定性，进而提高装配精度。

进一步地，支撑座4包括一对空心环41和多根立柱42；立柱42的两端与一对空心环41一一对应连接。本实施例中将环形槽13设置于空心环41位置，使得紧固螺栓14能够从空心环41的底端进行拆装，多根立柱42和空心环41的设置为紧固螺栓14的拆装提供了便利性，便于非驱动端水润滑轴承5的拆装。可以只将支撑座4的顶板设置为空心环41，底板可以是实心板，本实施例中支撑座4的顶板和底板均设置为空心环41，是出于节省材料以及顶板和底板可以调换适应以提高便利性的目的。

此外，本发明还提供一种轮缘推进器的装配方法，轮缘推进器的装配方法基于如上的轮缘推进器的装配工装实施，装配方法包括：

电机装配：将底盘1放置在多个支撑座4上；将紧固螺栓14伸入支撑座4内部，从环形槽13底端进行紧固螺栓14的装配，将非驱动端水润滑轴承5安装于底盘1上；将定子7安装于非驱动端水润滑轴承5上；

拆除第二螺栓，将多个定位块3从顶盘2上拆下，并通过第一螺栓将定位块3连接至转子轭的内侧；起吊顶盘2至定位块3处，下降顶盘2，顶盘2的多个滑槽22与多个定位块3一一对应滑动连接，直至使第二螺纹孔32与第三螺纹孔221同轴，将多个定位块3与顶盘2通过多个第二螺栓对应进行连接，完成顶盘2和转子8的连接；

起吊顶盘2和转子8，使导向轴21沿竖直方向滑入套筒11内，直至导向轴21的第二端与套筒11卡接；

将驱动端水润滑轴承6安装于定子7上；

工装拆卸：拆除第二螺栓，解除顶盘2与定位块3的连接，将顶盘2吊装拆除；拆除第一螺栓，拆除多个定位块3；拆除紧固螺栓14，拆除底盘1。

本实施例中，顶盘2的外径不大于转子8的内径及驱动端水润滑轴承6的内径，以使完成轮缘推进器的装配后顶盘2能够拆卸下来；同时，顶盘2与定位块3连接后的外径，也即顶盘2中心到定位块3外壁的间距，大于转子8的内径及驱动端水润滑轴承6的内径，以使定位块3能够与转子8的内壁顶部抵接，进而使定位块3与顶盘2能够承担转子8及驱动端水润滑轴承6的重力，降低第一螺栓和第二螺栓所受剪力，能够避免螺栓断裂或发生形变，以延长螺栓的使用寿命并提高装配精度。

本发明通过对第一螺栓、第二螺栓和紧固螺栓14的拆装结构进行巧妙设置，实现了轮缘推进器的高精度装配，简化了装配工艺，并且能够在装配工装不拆卸下来的前提下，完成两侧水润滑轴承完成装配，能够有效避免水润滑轴承安装过程中发生磕碰的情况，对于小间距永磁电机定转子8间的气隙的适应性强。

进一步地，对定位块3以及与定位块3连接顶盘2处进行编号。本实施例中，定位块3与与其连接的滑槽22采用同一编号，编号能够保证定位块3与顶盘2每次装配时的相对位置一致，从而能够保证第二螺纹孔32及第三螺纹孔221的对孔，不需要再去额外转动顶盘2或转子8，简化了工艺。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。