本實用新型涉及轉(zhuǎn)極式凸極同步發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高速旋轉(zhuǎn)的空心軸。

背景技術(shù)：

隨著市場的變化和發(fā)展，高速柴油發(fā)電機組是國外機車的發(fā)展需求，為了減輕機車的軸重和簡化機車的整體布局，高速柴油機帶動的主輔發(fā)電機將是市場和國外客戶的一個重要的選擇和需要。

目前，內(nèi)燃機車上的同步發(fā)電機基本都是采用的轉(zhuǎn)極式凸極同步發(fā)電機，轉(zhuǎn)極式凸極主輔發(fā)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式采用主發(fā)電機的磁極組裝與輔發(fā)電機的磁極組裝通過高強度螺栓連接在一起，形成空心軸結(jié)構(gòu)，其軸承位與滑環(huán)位的同軸度要求在φ0.03mm，其兩端的支撐結(jié)構(gòu)目前有兩種，一種是柴油機的輸入與主發(fā)電機連接，另一端是采用支架和軸的形式與主發(fā)電機的磁軛支撐，支架和軸要穿過輔發(fā)電機的內(nèi)部，該種結(jié)構(gòu)需要的空間大，受到頻率的限制，磁極的數(shù)量多，轉(zhuǎn)速不能過高，適用于中速柴油發(fā)電機組（約1000r/min），其優(yōu)點是組成空心軸的部件少，采用零件獨立加工的方式組裝，可保證組裝后的同軸度要求，滿足使用要求，缺點是需要的空間大，配件的體積和質(zhì)量大，高速時受到的離心力大，不能在高速下使用。另一種是柴油機的輸入與主發(fā)電機連接，其輔助端的支撐是軸直接與輔發(fā)電機的磁軛連接，不需要穿過輔發(fā)電機的內(nèi)部，該種結(jié)構(gòu)需要的空間較小，受到頻率的限制，磁極的數(shù)量少，轉(zhuǎn)速需要較高，適用于高速柴油發(fā)電機組（1800～2200r/min），其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，高速旋轉(zhuǎn)時受到的離心力小，安全性得到提高，其缺點是組裝時部件多，累積誤差的作用，部件的加工精度要求高，比較難達(dá)到要求，特別是兩端的軸承位同軸度和滑環(huán)裝配面的同軸度，目前的加工水平和設(shè)備能力還難以保證。

由于高速柴油發(fā)電機組拖動的主輔發(fā)電機，其轉(zhuǎn)速達(dá)到1800-2200r/min，柴油機的能量輸入靠柴油機端的后軸頭輸入，主輔發(fā)電機的空心軸由后軸頭、主發(fā)磁軛、輔發(fā)磁軛和前軸頭組成，前軸頭的尾部還要裝配滑環(huán)，滑環(huán)的的環(huán)體要與碳刷接觸傳遞電能，為主輔發(fā)電機的磁極提供勵磁電能。組成空心軸的配和裝配在其上的滑環(huán)，相對于旋轉(zhuǎn)中心軸，其同軸度要求在φ0.03mm以內(nèi)，采用現(xiàn)有的設(shè)計加工方式，將各個部件按一般的加工方法和精度加工后組裝，由于各個部件的累積誤差，無法滿足要求，提高各個部件的加工精度，又無法完成加工或造成加工成本極昂貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型提供了一種用于高速旋轉(zhuǎn)的空心軸，包括前軸頭、空心軸軸體、后軸頭，所述空心軸軸體由主發(fā)磁軛及輔發(fā)磁軛連接構(gòu)成，主發(fā)磁軛的空腔直徑比輔發(fā)磁軛的空腔直徑大，所述空心軸軸體兩端分別連接前軸頭、后軸頭。

進(jìn)一步的，輔發(fā)磁軛一端設(shè)置有圓周方向的安裝定位止口，且安裝槽定位止口端面上設(shè)置有螺紋孔，輔發(fā)磁軛通過高強度螺栓與前軸頭連接固定，所述輔發(fā)磁軛另一端具有凸出的安裝定位止口，該凸出的安裝定位止口端面設(shè)置有若干螺紋孔。

進(jìn)一步的，主發(fā)磁軛的一端設(shè)有凹入的安裝定位止口，該凹入的安裝定位止口端面設(shè)置有與輔發(fā)磁軛凸出的安裝定位止口上通孔位置對應(yīng)的螺紋孔，所述輔發(fā)磁軛的凸出的安裝定位止口安裝到主發(fā)磁軛的凹入的安裝定位止口中，通過高強度螺栓與主發(fā)磁軛固定。

進(jìn)一步的，所述主發(fā)磁軛另一端（與后軸頭連接的一端）沿著圓周面朝圓心收攏，呈一個直徑小于空腔直徑的安裝定位止口，沿安裝定位止口端面設(shè)置有若干螺紋孔。

進(jìn)一步的，前軸頭設(shè)置有滑環(huán)安裝位、軸承安裝位和用于安裝電源引線的溝槽。

進(jìn)一步的，后軸頭設(shè)置有軸承安裝位、動力輸入法蘭安裝位。

本實用新型的有益效果為：

1.采用空心軸，空心部位無軸通過，空間結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，適用于高速下使用。

2.充分利用內(nèi)部的有限空間和材料的特性，減短連接軸的長度，提高其剛度和加工難度。

3.組成的配件加工精度相對較低，可減低制造成本和設(shè)備的精度要求。

4.同軸度高，克服各個配件由于加工的累積誤差造成的不同軸度，或由于加工精度的提高造成高昂加工制造成本。

5.拆裝方便簡潔，復(fù)原簡單可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型裝的剖面圖。

圖中:1.前軸頭、2.螺栓、3. 輔發(fā)磁軛、4. 主發(fā)磁軛，5.后軸頭。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型包括前軸頭1、輔發(fā)磁軛3和主發(fā)磁軛4構(gòu)成的空心軸、后軸頭5。所述輔發(fā)磁軛3和主發(fā)磁軛4為空腔結(jié)構(gòu)。前軸頭1、后軸頭5分別連接到空心軸兩端。

所述空心軸由空腔直徑較大的主發(fā)磁軛4及空腔直徑較小的輔發(fā)磁軛3構(gòu)成。輔發(fā)磁軛3一端設(shè)置有圓周方向的安裝定位止口，且安裝定位止口端面上設(shè)置有螺紋孔，輔發(fā)磁軛3通過高強度的螺栓2與前軸頭1連接固定，所述輔發(fā)磁軛3另一端具有凸出的安裝定位止口，該凸出的安裝定位止口設(shè)置有通孔。

主發(fā)磁軛4的一端設(shè)有凹入的安裝定位止口，該凹入的安裝定位止口端面設(shè)置有與輔發(fā)磁軛3凸出的安裝定位止口的通孔對應(yīng)的螺紋孔，所述輔發(fā)磁軛3的凸出的安裝定位止口安裝到凹入的安裝定位止口中，通過高強度的螺栓2與主發(fā)磁軛4固定。所述主發(fā)磁軛4另一端朝圓心收攏，呈一個直徑小于空腔直徑的定位止口，沿定位止口端面設(shè)置有若干螺紋孔，用于通過高強度的螺栓2與后軸頭5連接固定。

為了安裝方便，前軸頭1設(shè)置有滑環(huán)安裝位、軸承位和用于安裝電源引線的溝槽。后軸頭5設(shè)置有軸承位、動力輸入法蘭位。

本實用新型的主發(fā)磁軛4和輔發(fā)磁軛3采用特殊的空心結(jié)構(gòu)，便于安裝磁極線圈和磁極鐵芯以及勵磁引線，在保證有足夠的強度和剛度的情況下，減輕轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，有利于減少轉(zhuǎn)子的離心力。配件之間的連接采用高強度螺栓，使得結(jié)合面之間有足夠的摩擦力來傳遞扭矩。采用本實用新型，先將各個配件按普通配件的加工精度要求加工（軸承位和滑環(huán)位留有一定的加工余量），然后將兩端的軸頭和主發(fā)磁軛4、輔發(fā)磁軛3用高強度的螺栓組裝在一起，通過找正有關(guān)的裝配面來加工軸承位和滑環(huán)裝配面，保證整個空心軸的同軸度要求在φ0.03mm，克服累積誤差，拆卸組裝其它部件后，按原位裝回空心軸，保證空心軸的同軸度要求。

本實用新型創(chuàng)造性的將安裝配件的支撐磁軛作為轉(zhuǎn)軸使用，充分利用材料的特性，空心軸在保證強度足夠的情況下，減輕重量，減少高速旋轉(zhuǎn)時的離心力，克服采用整體實心軸無法在其相應(yīng)位置安裝零配件的難題，克服了軸長而大的制作工藝難題。

本實用新型這種用于高速旋轉(zhuǎn)的特殊空心軸的設(shè)計制作，利用整體軸的加工方式，將其組合成整體空心軸來進(jìn)行最后的磨削加工，通過一定的方式找正加工，拆卸組裝其它配件后，按原位裝回，保證加工和組裝時各個部位的同軸度都在允許的范圍內(nèi)。該種用于高速旋轉(zhuǎn)的特殊空心軸，解決了由于組裝部件多的同軸度問題，控制住了軸頭尾部部件的跳動量，減少了磨損和提高了配件的壽命，提高高速主輔發(fā)電機的使用壽命和運行可靠性。