[发明专利]一种冷收缩补偿定位的超导电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷收缩补偿定位的超导电机，属于超导电机技术领域。

背景技术

在超导电机中，由于超导材料需要工作在深低温的环境下，该超导线材的支撑结构及传动结构涉及到不同的材料。而不同材料在由常温降低到低温过程中会产出不同的变形，进而产生较大的温度应力或者破坏不同部件之间的紧密配合。为克服超导电机因温度引起的尺寸变化而采用的补偿结构的现有技术，如美国专利US7462961B2中所介绍的一种力矩管结构形式，其力矩管为全复合材料组成，一端连接常温部分，另一端连接低温部分。该力矩管与低温容器之间的连接属于不同材料之间的连接。这种冷收缩补偿定位对轴向定位有较好加效果。但是，线胀系数不同材料之间的连接，特别是与低温部分相连的结构，温度的变化会引起不同程度和不同方向的变形。传统的有一种单止口径向定位结构，但因温度变化，径向定位仍然存在不足的问题，且结构件容易遭受冷收缩的破坏。因为，在配合中，如果线胀系数较大的材料在外，则在降温过程中，配合面间的过盈量会增加，过大温度应力会引起结构的破坏；如果线胀系数较小的材料在外，则在降温过程中，配合面间的间隙将会增大，过大的间隙会引起不同材料连接部分之间的对中及偏心

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺点，提供一种径向定位采取内外双重止口的结构形式，既能够满足止口定位的效果，由能够避免过大的温度应力导致结构破坏的一种冷收缩补偿定位的超导电机。

本发明的技术方案是：

一种冷收缩补偿定位的超导电机，其特征在于，包括转子、力矩管、低温容器和连接螺栓；所述的力矩管一端为力矩管转子端，另一端为力矩管低温端；所述力矩管转子端与转子固定连接，力矩管低温端与低温容器通过连接螺栓固定连接；低温容器与力矩管低温端连接的平面上有环形槽止口，力矩管低温端在该环形槽止口中；环形槽止口的外径与力矩管低温端的外径在常温时相同，用于保证力矩管与低温容器在常温下的同轴度；在常温时，环形槽止口的内径小于力矩管低温端的的内径，两者的差值为环形槽止口的内侧面与力矩管低温端的内侧面之间的间隙值，该间隙用于避免低温容器在低温工作时所产生的应力和保证力矩管与低温容器在低温下的同轴度。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，其环形槽止口的外径与力矩管低温端的外径在常温时的误差值为用作中心定位的过渡配合的公差值。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，在常温时，环形槽止口的内侧面与力矩管低温端的内侧面之间的间隙值为力矩管与低温容器在低温工作时径向收缩成为中心定位配合的径向收缩值。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，其力矩管低温端为圆柱面向外凸起的法兰盘式连接端。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，其法兰盘式连接端平面上有若干个固定通孔，该固定通孔为具有倒角的长方形孔，与环形槽止口的底部用于连接螺栓连接的螺纹孔的中心在常温时重合；连接螺栓与长方形孔在径向具有间隙，用于消除低温容器在低温工作时所产生的应力。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，其法兰盘式连接端的外圆柱面上有若干个用于连接螺栓连接的螺纹孔，该螺纹孔的中心与环形槽止口外侧壁上的固定通孔中心重合。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，其力矩管低温端外侧圆柱面至管内壁环形加强筋凸台上有若干个用于连接螺栓连接的螺纹孔，该螺纹孔的中心与环形槽止口外侧壁上的固定通孔中心重合。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，其力矩管低温端的端面和环形槽止口的底面垂直于力矩管与低温容器共同的轴线。

所述的冷收缩补偿定位的超导电机，在常温时，环形槽止口3.1的内侧面与力矩管低温端2.1的内侧面之间的间隙值按下述公式确定：

力矩管2与低温容器3其中一个为第一种材料，另一个为第二种材料，从常温降低到低温时的平均线胀系数分别为α1和α2，温度变化为ΔT，环形槽止口3.1的内侧面为内止口，环形槽止口3.1的内径为内止口处的直径D；

第一种材料的单边收缩量为：

第二种材料的单边收缩量为：

在内止口处需要预留的间隙为：

结合本发明的技术方案、原理，对技术效果说明如下：