專利名稱：交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，用于五 軸加工中心用雙擺角數(shù)控萬能銑頭、車銑復(fù)合加工中心用B軸和大扭矩轉(zhuǎn)臺等功能部件的 回轉(zhuǎn)機構(gòu)，更具體地說，是應(yīng)用兩臺標(biāo)準(zhǔn)外轉(zhuǎn)子力矩電機串聯(lián)或并聯(lián)的直接驅(qū)動來實現(xiàn)機 構(gòu)回轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
隨著直接驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展，用力矩電機代替機械傳動已成為回轉(zhuǎn)機構(gòu)未來發(fā)展的 必然趨勢。雖然外轉(zhuǎn)子式力矩電機具有相同體積條件下比內(nèi)轉(zhuǎn)子式力矩電機扭矩大的特 點，但相對來講，在一定空間條件下，單臺外轉(zhuǎn)子式力矩電機的驅(qū)動扭矩仍比機械傳動的驅(qū) 動扭矩小很多，因此為了增加外轉(zhuǎn)子式力矩電機的驅(qū)動扭矩，現(xiàn)有技術(shù)基本是采用將兩臺 外轉(zhuǎn)子式力矩電機連接在一起，以達到增加驅(qū)動扭矩的目的，該技術(shù)的解決方案通常包括 兩種一是將兩臺外轉(zhuǎn)子式力矩電機的定子由力矩電機制造商固聯(lián)在一起，同時采用一個 特制的加長轉(zhuǎn)子；二是由力矩電機制造商特制一個加長的外轉(zhuǎn)子式力矩電機。這兩種解決 方案都是非標(biāo)電機，同時，為了使回轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠角度定位，通常將外轉(zhuǎn)子圓周進行精密磨削 用于夾緊定位系統(tǒng)進行液壓夾緊，非標(biāo)電機與轉(zhuǎn)子外圓周進行磨削使得現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子式回 轉(zhuǎn)機構(gòu)的成本大大增加，直接阻礙了直接驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展和廣范應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機串、并 聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，該機構(gòu)采用串聯(lián)或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)形式將兩臺外轉(zhuǎn)子式力矩電機結(jié)合成為整 體的驅(qū)動回轉(zhuǎn)單元，電機的輸出扭矩大，同時降低了回轉(zhuǎn)機構(gòu)的制造成本。為解決以上問題，本實用新型的具體技術(shù)方案如下一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式 力矩電機串聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括芯軸、后端蓋、上端力矩電機外轉(zhuǎn)子、上端力矩電機定子、下端 力矩電機外轉(zhuǎn)子和下端力矩電機定子，在所述的上端力矩電機定子和下端力矩電機定子的 內(nèi)側(cè)共同與水冷套連接，水冷套通過與芯軸配合的配油環(huán)與后端蓋連接，后端蓋與外殼體 連接；所述的上端力矩電機外轉(zhuǎn)子通過隔套與前端傳動件連接，隔套通過前端傳動件與前 端連接件連接，下端力矩電機外轉(zhuǎn)子直接與前端傳動件連接；在外殼體的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺軸 承，轉(zhuǎn)臺軸承同時與前端傳動件和前端連接件配合，在后端蓋的尾端設(shè)有尾端支撐軸承，尾 端支撐軸承同時與芯軸配合。在外殼體的內(nèi)壁與隔套的外壁之間還設(shè)有液壓抱閘。所述水冷套的外圓周上，與力矩電機定子的接觸面上設(shè)有環(huán)形冷卻槽。所述的水冷套的內(nèi)圓周上設(shè)有軸向方向的走線槽；所述的芯軸為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)。本實用新型采用外轉(zhuǎn)子式力矩電機直接驅(qū)動技術(shù)，把驅(qū)動傳動鏈的長度縮短為 零，解決了以往機械式傳動中的反向間隙、磨損等問題，實現(xiàn)了力矩電機獨有的高速、高加 速度、低噪音、高精度的特性；采用串聯(lián)或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)形式將兩臺外轉(zhuǎn)子式力矩電機結(jié)合成為整體的驅(qū)動回轉(zhuǎn)單元，解決了單臺外轉(zhuǎn)子力矩電機扭矩相對較小的缺點；兩臺力矩 電機均采用市場上常見的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的外轉(zhuǎn)子式力矩電機，及極大程度上降低了回轉(zhuǎn)機構(gòu)的 成本。在夾緊機構(gòu)的設(shè)計上，充分的利用了獨特的隔套連接外轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式，將液壓 抱閘的作用圓周表面將外轉(zhuǎn)子的外圓周轉(zhuǎn)移到了隔套的外圓周表面，有效地減小了由于力 矩電機外轉(zhuǎn)子加工和熱處理帶來的加工采購成本和電機轉(zhuǎn)子夾緊變形的設(shè)計風(fēng)險，使任意 角度定位更為準(zhǔn)確，并獲得了更大的夾緊扭矩。所述的水冷套上設(shè)有環(huán)形冷卻槽，并與上下端力矩電機的定子配合形成各自獨立 的冷卻循環(huán)腔，水冷套上設(shè)置有上下端力矩電機獨立的冷卻水進出口，使電機形成各自獨 立的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。所述的水冷套的內(nèi)圓周上設(shè)有軸向方向的走線槽；所述的芯軸為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)。 該結(jié)構(gòu)可留出力矩電機電纜走線空間，上下端外轉(zhuǎn)子力矩電機夾在機構(gòu)中間的線纜可由空 腔內(nèi)自由引出。綜上所述，本實用新型可做為雙擺角數(shù)控萬能銑頭的C軸，車銑復(fù)合用B軸和具有 大扭矩回轉(zhuǎn)要求的轉(zhuǎn)臺等回轉(zhuǎn)機構(gòu)使用。不但具有驅(qū)動扭矩大、夾緊扭矩大、冷卻效果好、 轉(zhuǎn)速高、精度高、無反向間隙和無磨損的特點，并且具有士360°大轉(zhuǎn)角回轉(zhuǎn)范圍，是實現(xiàn)雙 擺角數(shù)控萬能銑頭、車銑復(fù)合用B軸單元和轉(zhuǎn)臺等關(guān)鍵功能部件的關(guān)鍵機構(gòu)。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明


圖1是交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機串聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是水冷套的立體圖。01-轉(zhuǎn)臺軸承，02-外殼體，03-水冷套，04-隔套，05-芯軸，06-尾端支撐軸承， 07-后端蓋，08-上端力矩電機外轉(zhuǎn)子，09-上端力矩電機定子，1-0下端力矩電機外轉(zhuǎn)子， 11-下端力矩電機定子，12-液壓抱閘，13-配油環(huán)，14-前端傳動件，15-前端連接件，16-環(huán) 形冷卻槽，17-走線槽。
具體實施方式
實施例一如
圖1、2所示，一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機串聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括芯軸05、 后端蓋07、上端力矩電機外轉(zhuǎn)子08、上端力矩電機定子09、下端力矩電機外轉(zhuǎn)子10和下端 力矩電機定子11，在所述的上端力矩電機定子09和下端力矩電機定子11的內(nèi)側(cè)共同與水 冷套03連接，水冷套03通過與芯軸05配合的配油環(huán)13與后端蓋07連接，后端蓋07與外 殼體01連接，所述的配油環(huán)13的內(nèi)圓周還設(shè)有十八道密封環(huán)形溝槽，其目的是保證芯軸05 和配油環(huán)13之間氣體和液體介質(zhì)聯(lián)通的動靜分離；所述的上端力矩電機外轉(zhuǎn)子08通過隔 套與前端傳動件14連接，隔套04通過前端傳動件14與前端連接件15連接，下端力矩電機 外轉(zhuǎn)子10直接與前端傳動件14連接，前端連接件15可根據(jù)需要安裝端齒盤、液壓拉釘、電 氣快換接頭、液壓或氣動快換接頭，以實現(xiàn)前端功能單元動力以及相關(guān)介質(zhì)的快換；在外殼體02的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺軸承01，轉(zhuǎn)臺軸承01同時與前端傳動件14和前端連接件15配合，該 轉(zhuǎn)臺軸承01的特點為能夠承受較大的軸向力、徑向力和傾覆力矩，以保證回轉(zhuǎn)機構(gòu)的整理 運行穩(wěn)定，同時在轉(zhuǎn)臺軸承01內(nèi)集成高精度角度編碼器，利于回轉(zhuǎn)機構(gòu)的精確定位；在后 端蓋07的尾端設(shè)有尾端支撐軸承06，尾端支撐軸承06同時與芯軸05配合。在外殼體02 的內(nèi)壁與隔套04的外壁之間還設(shè)有液壓抱閘12，當(dāng)液壓抱閘12內(nèi)的液壓油達到一定壓力 時會膨脹變形，液壓抱間12的內(nèi)表面與隔套04的外表面貼合，產(chǎn)生夾緊扭矩，旋轉(zhuǎn)軸定位， 從而可配合集成于前端軸承的高精度角度編碼器達到任意角度分度的目的。如圖3所示，所述水冷套03的外圓周上，與力矩電機定子09、11的接觸面上設(shè)有 環(huán)形冷卻槽16，水冷套上下端設(shè)置有力矩電機獨立的冷卻水進出口，使電機形成各自獨立 的冷卻循環(huán)系統(tǒng)。所述的水冷套03的內(nèi)圓周上設(shè)有軸向方向的走線槽17 ；所述的芯軸05 為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，走線槽17與配油環(huán)13組合后可留出力矩電機電纜走線空間，芯軸05內(nèi) 部為中空結(jié)構(gòu)，給前端結(jié)構(gòu)預(yù)留電纜走線空間。實施例二如圖2所示，一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述的上端力 矩電機定子09和上端力矩電機外轉(zhuǎn)子08上下端面置換，即上端力矩電機定子、外轉(zhuǎn)子09、 08整體翻轉(zhuǎn)180°，相應(yīng)的設(shè)置在上端力矩電機外轉(zhuǎn)子08外側(cè)的隔套04及液壓抱間12也 相應(yīng)加長，以保證上端力矩電機外轉(zhuǎn)子08與隔套04有效連接，其余結(jié)構(gòu)與實施例一相同。
權(quán)利要求1.一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括芯軸(05)、后端蓋 (07)、上端力矩電機外轉(zhuǎn)子(08)、上端力矩電機定子(09)、下端力矩電機外轉(zhuǎn)子(10)和下 端力矩電機定子(11)，其特征在于在所述的上端力矩電機定子(09)和下端力矩電機定子 (11)的內(nèi)側(cè)共同與水冷套(03)連接，水冷套(03)通過與芯軸(05)配合的配油環(huán)(13)與 后端蓋(07)連接，后端蓋(07)與外殼體(01)連接；所述的上端力矩電機外轉(zhuǎn)子(08)通過 隔套與前端傳動件(14)連接，隔套(04)通過前端傳動件(14)與前端連接件(1 連接，下 端力矩電機外轉(zhuǎn)子(10)直接與前端傳動件(14)連接；在外殼體(0 的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺軸承 (01)，轉(zhuǎn)臺軸承(01)同時與前端傳動件(14)和前端連接件(1 配合，在后端蓋(07)的尾 端設(shè)有尾端支撐軸承(06)，尾端支撐軸承(06)同時與芯軸(0 配合。
2.如權(quán)利要求1所述的力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于在外殼體(02)的內(nèi) 壁與隔套(04)的外壁之間還設(shè)有液壓抱閘(12)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于所述水冷套(03) 的外圓周上，與力矩電機定子(09、11)的接觸面上設(shè)有環(huán)形冷卻槽(16)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于所述的水冷套 (03)的內(nèi)圓周上設(shè)有軸向方向的走線槽(17)；所述的芯軸(05)為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求3所述的力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于所述的水冷套(03) 的內(nèi)圓周上設(shè)有軸向方向的走線槽(17)；所述的芯軸(05)為內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括芯軸、后端蓋、上端、下端力矩電機外轉(zhuǎn)子和上端、下端力矩電機定子，在所述的上端、下端力矩電機定子的內(nèi)側(cè)共同與水冷套連接，水冷套通過配油環(huán)與后端蓋連接，后端蓋與外殼體連接；所述的上端力矩電機外轉(zhuǎn)子通過隔套與前端傳動件連接，前端傳動件與前端連接件連接，下端力矩電機外轉(zhuǎn)子直接與前端傳動件連接；在外殼體的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺軸承，同時與前端傳動件和前端連接件配合，在后端蓋的尾端設(shè)有尾端支撐軸承，同時與芯軸配合。該機構(gòu)采用串聯(lián)或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)形式將兩臺外轉(zhuǎn)子式力矩電機結(jié)合成為整體的驅(qū)動回轉(zhuǎn)單元，電機的輸出扭矩大，同時降低了回轉(zhuǎn)機構(gòu)的制造成本。
文檔編號B23Q5/00GK201863038SQ201020505260
公開日2011年6月15日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者于春明, 劉春時, 張文博, 張維官, 徐吉存, 李焱, 李輝, 林劍峰, 王哲, 趙進, 陳洪軍, 高秀峰 申請人:沈陽機床(集團)設(shè)計研究院有限公司