[发明专利]机械组件

说明书

技术领域

本发明涉及其至少一部分在使用中经历低(任选地低温)温的机械组件。机械组件可用作用于超导旋转电机(例如马达或发电机)的扭矩传递柱。

背景技术

可通过将金属端部壳体安装于心轴，并且接着将碳纤维织物或布缠绕在端部壳体和心轴周围以形成构件，来制造用于超导旋转电机的扭矩传递柱。通常，在施加之前，碳纤维织物或布穿过树脂浴槽。这种工艺可描述为“湿缠绕”工艺。

发明内容

本发明提供一种机械组件，其包括：

具有第一端部的细长部件；以及

夹持配件，其固定于细长部件的第一端部，并且在机械组件处于环境温度时，向细长部件的第一端部施加径向夹持力；

其中，夹持配件适于使得在机械组件任选地冷却到低温温度时，夹持配件的至少一部分由于冷却而沿轴向方向收缩使夹持配件大致维持或增大其向细长部件的第一端部施加的径向夹持力。

机械组件可为用于超导旋转电机的扭矩传递柱。超导旋转电机典型地包括安装成围绕协作定子或在协作定子内旋转的柱形转子。转子或定子可包括安装在励磁线圈支承结构上的多个超导励磁线圈。当操作时，超导励磁线圈和励磁线圈支承结构必须保持处于低温温度(即，低于线圈超导时所处的临界温度)。相反地，优选使励磁线圈支承结构的安装件保持尽可能接近环境温度，以便允许转子或定子联接于在环境温度下操作的其它装备或构件。扭矩传递柱可设置在励磁线圈支承结构及其安装件之间，以允许传递扭矩和其它应力，以及在它们之间提供良好的隔热。扭矩传递柱在每个轴向端部处可具有单独的夹持配件。换言之，第一夹持配件可固定于细长部件的第一端部，而第二夹持配件可固定于细长部件的第二端部。典型地，在使用期间将冷却包括细长部件的第一端部和第一夹持配件的扭矩传递柱的仅一部分，包括细长部件的第二端部和第二夹持配件的扭矩传递柱的其余部分将保持处于环境温度或接近环境温度。

夹持配件可包括用以允许机械组件连接于另一个构件(例如在扭矩传递管的情况下，励磁线圈支承结构)的连接器部分。如果第二夹持配件设置在细长部件的第二端部处，则第二夹持配件的连接器部分可允许扭矩传递柱连接于安装件。

夹持配件适于以不同的量补偿本来在冷却期间由于具有不同的热膨胀系数的构件部件收缩而将出现的径向夹持力的任何减小。在没有这种补偿的情况下，则夹持配件与细长部件的第一端部之间的、处于或接近环境温度时刚性且牢固的连接有在机械组件被冷却时将变得松散的风险。换言之，夹持配件可构建成使得施加于细长部件的第一端部的径向夹持力在机械组件被冷却时保持大致恒定，以使在环境温度和低温温度两者处，在细长部件与夹持配件之间维持刚性且牢固的连接。在机械组件被冷却时，施加于细长部件的第一端部的径向夹持力还可增大。虽然大体不是优选的，但是施加于细长部件的第一端部的径向夹持力稍微减小可为可接受的，只要其保持在接受的公差内。

细长部件可为标准复合构件，例如由诸如碳纤维加强塑料(CFRP)或玻璃加强塑料(GRP)的复合材料制成的管。管将典型地在其第一端部处具有大致圆形横截面，但是其它非圆形横截面是可能的。为了方便，可利用适当直径或横截面的标准复合管。夹持配件的构件部分在形状和大小上可特别地设置成适应这种标准复合管。复合管可为完全中空的，或者具有用于接收夹持配件的中空第一端部。复合管可限定扭矩传递柱的直线柱部分。

夹持配件可包括环形夹持部件，其优选地包括径向内部部件和径向外部部件。径向内部部件和径向外部部件在径向方向上间隔开，以在它们之间限定环形通道，细长部件的第一端部在使用中接收到该环形通道中。径向内部部分和径向外部部件可形成为整体构件。径向内部部件优选地包括多个沿周向隔开的轴向槽口，该轴向槽口从基部部分延伸，并且限定多个沿周向隔开的轴向指部。轴向槽口可任选地延伸环形联接部件的整个轴向长度。环形夹持部件向细长部件的第一端部施加径向夹持力，如在下面更详细地描述的。径向内部部件和径向外部部件可形成为单独的构件，而在一个可选布置中，径向外部部件可形成端部壳体或柄的一部分(见下文)。因此，在本文中对环形夹持部件的任何参考在一些布置中仅表示径向内部部件。

夹持配件可包括端部壳体或柄。允许机械组件连接于另一个构件的连接器部分可形成为端部壳体的一部分。