一种无轴承旋转电机的制作方法

专利查询2022-7-2  83



1.本实用新型属于电机制造技术领域,具体涉及一种可设置在外部设备的转轴上,便于安装和拆卸的无轴承旋转电机。


背景技术:

2.无轴承电机具有无摩擦磨损、无需润滑,易于实现更高转速和更大功率运行,特别是其中的永磁型无轴承电机具有结构简单、运行可靠性高、体积小、重量轻、效率高和功率密度大等优势,在飞轮储能、高速机床主轴电机和密封泵、离心机、压缩机、高速微型硬盘驱动装置等领域具有广阔的应用前景;但现有的无轴承电机与其他外部设备的连接结构较为复杂,安装和拆卸步骤麻烦,容易影响工作效率。


技术实现要素:

3.为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种无轴承旋转电机,以解决现有的无轴承电机与其他外部设备的连接结构较为复杂,安装和拆卸步骤麻烦,容易影响工作效率的问题。
4.本实用新型其中一实施例提供了一种电机,用于连接外部设备,所述外部设备具有转轴和轴承,其特征在于,所述电机包括:
5.定子组件;以及
6.转子组件,可转动地设置在所述定子组件的内部,所述转子组件内部具有容置腔,所述容置腔用于容置外部设备的转轴,所述转轴另一端与轴承连接;所述定子组件近外部设备一侧设置有安装板,所述定子组件通过安装板连接在外部设备上。
7.在其中一实施例中,所述定子组件包括壳体以及设置在所述壳体内的定子线圈;
8.所述转子组件包括聚磁环以及设置在所述聚磁环外侧的多个永磁体单元,所述多个永磁体单元与所述定子线圈对应设置,所述定子线圈通电时产生磁矩以驱动所述多个永磁体单元运动;
9.所述安装板内部设置有多个插销。
10.在其中一实施例中,所述安装板的板面处具有圆形开口,所述聚磁环贯穿圆形开口;所述插销贯穿安装板至聚磁环;所述插销与聚磁环卡紧固定。
11.在其中一实施例中,所述聚磁环包括有第一环体、第二环体;所述第一环体通过连接环与第二环体连接;所述第二环体外侧设置多个永磁体单元;所述第一环体与外部设备的转轴抱紧固定。
12.在其中一实施例中,所述聚磁环内部具有容置腔;所述容置腔内壁设置有直线定位槽,且定位槽由容置腔开口处向底部延伸;所述转轴设置有定位键,且定位键插入定位槽中;所述转轴插入至容置腔中,且所述转轴通过定位槽与转子组件限位滑动连接;所述容置腔内壁设置有切槽,且切槽位于定位槽正对面。
13.在其中一实施例中,所述切槽位于第一环体,且所述切槽在第一环体形成两端面;
所述第一环体具有从边缘切入到端面的螺孔,且螺孔内设置有调节螺栓;所述调节螺栓穿过切槽连接到第一环体另一端面;所述调节螺栓通过收紧切槽间距使第一环体抱紧外部设备的转轴;所述转子组件与转轴抱紧固定;所述安装板上具有与螺孔相吻合的管路,且管路开口处设置有防护插销。
14.在其中一实施例中,还包括:
15.第一密封圈,所述第一密封圈设置在所述安装板的靠近外部设备一端。
16.在其中一实施例中,还包括:
17.第二密封圈,设置在所述安装板和所述壳体之间;所述安装板通过螺钉与壳体固定连接;以及
18.起吊块,设置在所述壳体上;所述起吊块通过螺钉与壳体固定连接;所述起吊块上设置有吊环,且吊环与所述起吊块固定连接。
19.在其中一实施例中,还包括:
20.后盖,设置在所述壳体远离连接外部设备一端;所述后盖与所述壳体之间设置有编码器安装座;所述后盖通过螺钉与编码器安装座固定连接;所述编码器安装座通过螺钉与壳体固定连接。
21.在其中一实施例中,所述编码器安装座的上下两端面分别设有安装槽;所述编码器安装座朝向所述壳体的安装槽设置有第三密封圈;所述编码器安装座朝向所述后盖的安装槽内设置有第四密封圈。
22.在其中一实施例中,还包括:
23.编码器,所述编码器与所述编码器安装座之间设置有定位支架,且编码器通过螺钉安装在定位支架上;所述定位支架固定安装在编码器安装座上;所述编码器通过编码器连接轴与容置腔底部连接。
24.在其中一实施例中,所述螺钉通过沉孔安装在零件上,且螺钉端面低于零件外表面。
25.在其中一实施例中,所述编码器底座上设置有电源线、信号线;所述电源线与定子组件电性连接;所述信号线与编码器电性连接。
26.本实用新型以上实施例所提供的无轴承旋转电机具有以下有益效果:
27.1、由于本实用新型的电机为无轴承电机,电机的中心处为无轴承的容置腔,因此可以通过安装板将电机设置在外部设备上,由电机转子抱紧外部设备的转轴,直接对外部设备进行驱动,并且转轴另一端通过轴承安装在外部设备上,可以保证转轴的流畅转动,而电机内部无需设置轴承,降低电机的维修频率;电机与外部设备安装操作步骤简单,便于工人对电机的安装和拆卸。
28.2、由于本实用新型中的安装板设置有插销,在电机关机情况下,通过将插销插入至聚磁环表面相应位置的盲孔,实现对转子组件位置的限位,有助于编码器的识别定位;同时保护转子组件,防止其与定子组件发生碰撞导致损坏。
29.3、由于本实用新型在安装板、壳体、编码器安装座之间安装连接处设置有密封圈,装配完成后可以保证电机内部的密封性,让电机内部处于一个衡定的气体环境,避免灰尘或水蒸气进入电机内部,可以提高电机的使用寿命。
30.4、由所述编码器底座上安装的编码器对转子组件的转动位移量进行检测,并通过
编码器底座上的信号线传送到数据处理终端;其中编码器也可以用来测量永磁体位置和电机转角及转速,方便工作人员记录或调整电机的工作状态。
31.5、由所述固定在壳体上的吊环,可以通过缆索等将本实用新型的电机悬挂起来,更方便将外部设备的轴承穿入容置腔中进行固定;降低了装配难度,便于安装和拆卸。
32.6、由于本实用新型采用沉孔安装螺钉的结构连接不同组件,螺钉头部没入组件表面,可以保证组件表面的平整。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本实用新型的轴视立体结构示意图;
35.图2为本实用新型从吊环方向的侧视结构示意图;
36.图3为图2中的a-a方向的剖视结构示意图;
37.图4为图2中的b-b方向的剖视结构示意图;
38.图5为本实用新型的转子组件结构示意图;
39.图6为本实用新型的传感器安装座结构示意图;
40.图7为本实用新型的使用状态示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
42.需要说明,若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态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。
43.另外,若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“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。另外,若全文中出现的“和/或”或者“及/或”,其含义包括三个并列的方案,以“a和/或b”为例,包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
44.请参见图1,本实用新型其中一实施例提供了一种电机100,用于连接外部设备200,所述外部设备200具有转轴210和轴承220,其特征在于,所述电机100包括:
45.定子组件110;以及
46.转子组件120,可转动地设置在所述定子组件110的内部,所述转子组件120内部具有容置腔121,所述容置腔121用于容置外部设备200的转轴210,所述转轴210另一端与轴承220连接;所述定子组件110近外部设备200一侧设置有安装板130,所述定子组件110通过安装板130连接在外部设备200上。
47.在本实施例所提供的电机100中,由于安装板130设置在定子组件110上,转子组件120内部具有无轴承的容置腔121可用于连接外部设备200的转轴210,以及转子组件120可相对于定子组件110旋转,因此可以通过安装板130将电机100设置在外部设备200上,由转子组件120直接对转轴210进行驱动,并且转轴210另一端通过轴承安装在外部设备200上,同样可以保证转轴210的流畅转动,而电机100内部无需设置轴承,降低电机的维修频率;同时电机与外部设备安装操作步骤简单,便于工人的安装和拆卸。
48.在其中一实施例中,所述定子组件110包括壳体111以及设置在所述壳体111内的定子线圈;
49.所述转子组件120包括聚磁环122以及设置在所述聚磁环外侧的多个永磁体单元123,所述多个永磁体单元123与所述定子线圈对应设置,所述定子线圈通电时产生磁矩以驱动所述多个永磁体单元123运动;
50.所述安装板130内部设置有多个插销131。
51.在本实施例所提供的电机100中,由定子组件110通电后驱动转子组件120进行转动,进一步带动容置腔121中设置的转轴210进行转动,其中转轴210的另一端通过轴承220与外部设备连接。
52.在其中一实施例中,所述安装板130的板面处具有圆形开口,且圆形开口处设置有聚磁环122穿过;所述插销131贯穿安装板130至聚磁环122;所述插销131与聚磁环122卡紧固定。
53.由于本实用新型中的安装板设置有插销131,在断电关机情况下,通过将插销131插入至聚磁环122表面相应位置的盲孔,实现对转子组件120位置的限位固定,有助于后续流程中转子组件120与转轴210的固定;同时保护转子组件120,防止其与定子组件110发生碰撞导致损坏。
54.在其中一实施例中,所述聚磁环122包括有第一环体122a、第二环体122b;所述第一环体122a通过连接环122c与第二环体122b连接;所述第二环体122b外侧设置多个永磁体单元123;所述第一环体122a与外部设备200的转轴210抱紧固定。
55.所述第一环体122a通过连接环122c与第二环体122b为一体成型的筒状结构,由所述第二环体122b外侧的永磁单元123转动驱动整个转子组件120进行旋转,同时通过第一环体122a实现对外部设备200的连接与固定;由于转子组件120与转轴210连接的时候,是靠转子组件120中的聚磁环122变形抱紧转轴210,所述连接环122c的外径小于第一环体122a、第二环体122b的外径,且连接环122c的外径与第一环体122a、第二环体122b的外径的差值是根据计算变形量设计得出,以保证转子组件120能产生形变抱紧外部设备200的转轴210。
56.在其中一实施例中,所述聚磁环122内部具有容置腔121;所述容置腔121内壁设置有直线定位槽124,且定位槽124由容置腔121开口处向底部延伸;所述转轴210设置有定位键,且定位键插入定位槽124中;所述转轴210插入至容置腔121中,且所述转轴210通过定位槽124与转子组件120限位滑动连接;所述容置腔121内壁设置有切槽125,且切槽125位于定
位槽124正对面。
57.所述容置腔121的底部由一圆形底座与聚磁环122的一端通过螺钉连接组成;其中定位槽124与切槽125深度均为延伸至连接环122c处;外部设备200通过将其连接轴上的定位键插入到定位槽处,可以实现外部设备200的限位,使其与聚磁环122同步旋转。
58.在其中一实施例中,所述切槽125位于第一环体122a,且所述切槽125在第一环体122a形成两端面;所述第一环体122a具有从边缘切入到端面的螺孔,且螺孔内设置有调节螺栓126;所述调节螺栓126穿过切槽125连接到第一环体122a的另一端面;所述调节螺栓126通过收紧切槽125间距使第一环体122a抱紧外部设备的转轴210;所述转子组件120与转轴210抱紧固定;所述安装板130上具有与螺孔相吻合的管路,且管路开口处设置有防护插销131。
59.由于转子组件120与转轴210连接的时候,是靠转子组件120中的聚磁环122变形抱紧外部设备的转轴210,在将转轴210插入容置腔121后,可以通过拧紧调节螺栓126,让聚磁环122的第一环体122a的环体产生形变,从而抱紧外部设备的转轴210。
60.在其中一实施例中,还包括:
61.第一密封圈310,所述第一密封圈310设置在所述安装板130的靠近外部设备200一端。
62.所述第一密封圈310套接在所述安装板130靠近外部设备200的一端,在所述电机100与外部设备安装时,所述第一密封圈310可以起到密封防水的作用,防止液体进入电机内部损坏电机。
63.在其中一实施例中,还包括:
64.第二密封圈320,设置在所述安装板130和所述壳体111之间;所述安装板130通过螺钉与壳体111固定连接;以及
65.起吊块410,设置在所述壳体111上;所述起吊块410通过螺钉与壳体111固定连接;所述起吊块410上设置有吊环411,且吊环411与所述起吊块410固定连接。
66.在本实施方式中,所述第二密封圈320可以保证电机100内部的密封性,起到密封防水防尘的作用,以防有液体从连接处渗入电机内部,损坏电机;所述吊环411在安装时可用于连接缆索吊起电机,方便安装固定以及拆卸时吊起电机防止其摔落地面。
67.在其中一实施例中,还包括:
68.后盖510,设置在所述壳体111远离外部设备一端;所述后盖510与所述壳体111之间设置有编码器安装座610;所述后盖510通过螺钉与编码器安装座610固定连接;所述编码器安装座610通过螺钉与壳体111固定连接。
69.所述编码器安装座610可用于连接后盖510与电机,可为编码器安装提供稳定的支撑作用;同时在编码器安装座610上具有与转子组件120底部相吻合的限位槽,确保转子组件120的转动轴心与编码器转轴的轴心在同一条直线上。
70.在其中一实施例中,所述编码器安装座610的上下两端面分别设有安装槽;所述编码器安装座610朝向所述壳体111的安装槽设置有第三密封圈330;所述编码器安装座610朝向所述后盖510的安装槽内设置有第四密封圈340。
71.所述编码器设置的第三密封圈330、第四密封圈340可以起到密封防水作用,防止也液体和水汽进入电机内部。
72.在其中一实施例中,还包括:
73.编码器620,所述编码器620与所述编码器安装座610之间设置有定位支架630,且编码器620通过螺钉安装在定位支架630上;所述定位支架630固定安装在编码器安装座610上;所述编码器620通过编码器连接轴621与容置腔121底部连接。
74.所述编码器底座610上安装的编码器620对转子组件120的转动位移量进行检测,并通过编码器底座610上的信号线传送到数据处理终端;其中编码器620也可以用来测量永磁体位置和电机转角及转速,方便工作人员记录或调整电机的工作状态。
75.在其中一实施例中,所述螺钉通过沉孔安装在零件上,且螺钉端面低于零件外表面。
76.在本实施例所提供的电机100中,采用沉孔安装螺钉的结构连接不同组件,螺钉头部没入组件表面,可以保证组件表面的平整。
77.在其中一实施例中,所述编码器底座610上设置有电源线640、信号线650;所述电源线640与定子组件110电性连接;所述信号线650与编码器620电性连接。
78.所述电源线640用于连接定子组件110通电产生磁场,所述信号线650用于将编码器620所记录的信息传输至数据处理终端。
79.以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

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