伺服電機冷卻風機的支撐結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電機領域，具體提供一種伺服電機冷卻風機的支撐結構。本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有伺服電機散熱效率低和電機風機動平衡配件容易脫落的問題。本發(fā)明的冷卻風機包括支撐環(huán)和扇葉，支撐環(huán)包括依次相連的第一軸向部分、第一豎向部分、第二軸向部分和第二豎向部分，扇葉的一端與第一支撐環(huán)的第二豎向部分固定連接。每個扇葉的延展面均指向支撐環(huán)的旋轉軸線，該冷卻風機上還設置有用于提高冷卻風機動平衡的平衡盤。該冷卻風機還包括連在一起的驅動電機，該驅動電機用于驅動扇葉旋轉。該冷卻風機在對電機進行冷卻時，無論正轉還是反轉時都能保證電機良好散熱，并且由于風機上設置了去重平衡的平衡盤，使得風機在工作時能夠平穩(wěn)運轉，不會產(chǎn)生震動。
【專利說明】
伺服電機冷卻風機的支撐結構
技術領域
[0001 ]本發(fā)明屬于電機領域，具體提供一種伺服電機冷卻風機的支撐結構。
【背景技術】
[0002]國內(nèi)外伺服電機采用強制風冷降溫時，通常采用軸流風機或渦流離心風機作為散熱風源?，F(xiàn)有同功率的伸出軸徑(Φ 8?Φ 12mm) —般較小，在振動大的工作環(huán)境下，風機本身的振動也會增大，從而降低風機的使用壽命。同時，現(xiàn)有軸流風機及渦流離心風機均有正轉和反轉的轉向要求，在實際應用中，很多操作人員未注意到此問題，風機經(jīng)常處在反向運轉狀態(tài)，此時的出風量僅為實際風量的十分之一到五分之一，對伺服電機幾乎起不到散熱作用，導致伺服電機一直處在高溫環(huán)境下工作，甚至會出現(xiàn)高溫報警，極大影響了電機漆包線的絕緣性和電機的使用壽命。
[0003]現(xiàn)有標準風機的動平衡均采用鉚錫及彈簧卡口平衡的方式，但是在實際使用中錫柱及彈簧卡口經(jīng)常會出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，造成風機動平衡失效，引起風機及電機整體的振動增大，進而影響電機精度。
[0004]相應地，本領域需要一種新的冷卻風機來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有伺服電機反轉時散熱效率低和電機風機動平衡配件容易脫落的問題，本發(fā)明提供了一種伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述冷卻風機包括第一支撐環(huán)以及周向分布在所述第一支撐環(huán)上的扇葉，所述第一支撐環(huán)包括依次相連的第一軸向部分、第一豎向部分、第二軸向部分和第二豎向部分，所述扇葉的一端與所述第一支撐環(huán)的第二豎向部分固定連接;所述冷卻風機還包括驅動電機，所述驅動電機包括電機機殼和設置在所述電機機殼內(nèi)的定子與轉子;所述冷卻風機還包括相鄰的第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承的外圈與所述電機機殼連接，所述第一軸承和所述第二軸承的內(nèi)圈與所述轉子連接。
[0006]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述冷卻風機還包括平衡盤和連接套，所述連接套在徑向上與所述第一支撐環(huán)的第一軸向部分相連并且在軸向上介于所述平衡盤與所述第一軸承之間。
[0007]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述平衡盤通過螺栓連接到所述連接套，并且/或者所述第一支撐環(huán)的第一軸向部分以固定連接的方式套在所述連接套的外部。
[0008]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述冷卻風機還包括第二支撐環(huán)，所述第二支撐環(huán)與所述扇葉的另一端固定連接。
[0009]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述轉子與所述連接套固定連接。
[0010]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述轉子與所述平衡盤固定連接。
[0011]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述第一軸承的內(nèi)圈抵靠在所述連接套上。
[0012]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述冷卻風機還包括隔套，所述隔套設置在所述第一軸承和所述第二軸承之間，所述隔套的一端抵靠在所述第一軸承的內(nèi)圈上，所述隔套的另一端抵靠在所述第二軸承的內(nèi)圈上。
[0013]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述冷卻風機還包括波紋彈簧，所述波紋彈簧的一端與所述第一軸承的外圈連接，所述波紋彈簧的另一端與所述電機機殼連接，所述波紋彈簧用于對所述第一軸承進行預壓緊。
[0014]在上述伺服電機冷卻風機的支撐結構的優(yōu)選實施方式中，所述冷卻風機還設置有排水環(huán)，所述排水環(huán)位于所述連接套與所述電機機殼之間;并且/或者所述扇葉的延展面指向所述第一支撐環(huán)的旋轉軸線。
[0015]本領域技術人員能夠理解的是，在本發(fā)明的技術方案中，冷卻風機通過將豎直結構的扇葉設置成其延展面指向第一支撐環(huán)的旋轉軸線，并且在伸出軸上安裝有用于提高冷卻風機動平衡的平衡盤，使得冷卻風機無論正轉還是反轉時都能保證伺服電機良好的散熱效果，同時也保證冷卻風機運轉時的動平衡精度。進一步，冷卻風機設置有單獨的驅動電機，通過該驅動電機能夠控制冷卻風機的正轉和反轉以及冷卻風機的轉速，再者，驅動電機與冷卻風機采用雙軸承串聯(lián)支撐，這種設置在縮短冷卻風機的整體軸向尺寸的同時增加了扇葉葉片的面積，能夠在相同轉速下獲得更大的風壓和風量。此外，主支撐環(huán)(第一支撐環(huán))具有包括兩個軸向部分和兩個徑向部分的階梯狀結構，這種結構不但能避免驅動電機擠占扇葉的布局空間，簡化扇葉的安裝和固定，而且能最大程度地增大扇葉的橫向尺寸，因此增加冷卻風機的出風量。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的冷卻風機與伺服電機的整體結構等軸側視圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的冷卻風機的等軸側視圖；
[0018]圖3是本發(fā)明的冷卻風機的主視圖；
[0019]圖4是本發(fā)明的冷卻風機的局部放大圖；
[0020]圖5是本發(fā)明的冷卻風機的第一支撐環(huán)的主視圖；
[0021]圖6是本發(fā)明的冷卻風機的左視圖；
[0022]圖7是本發(fā)明的冷卻風機的右視圖。
【具體實施方式】
[0023]下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護范圍。例如，雖然本發(fā)明附圖中的各部件是以一定比例關系繪制的，但是這種比例關系并非一成不變，本領域技術人員可以根據(jù)需要對其作出調整，以便適應具體的應用場合。
[0024]需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關系的術語是基于附圖所示的方向或位置關系，這僅僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0025]此外，還需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域技術人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0026]如圖1所示，圖1示出了本發(fā)明的伺服電機冷卻風機I與伺服電機3裝配的外形結構。本發(fā)明的冷卻風機I包括驅動電機2。
[0027]如圖2、圖3和圖5所示，冷卻風機I包括第一支撐環(huán)11、第二支撐環(huán)12以及固定在第一支撐環(huán)11與第二支撐環(huán)12之間的多個扇葉13。第一支撐環(huán)11和第二支撐環(huán)12都是中間設置有孔的片狀結構。扇葉13在第一支撐環(huán)11和第二支撐環(huán)12上繞其旋轉軸線周向均勻分布，并且每個扇葉13的延展面均指向第一支撐環(huán)11的旋轉軸線。具體如圖3和5所示，第一支撐環(huán)11總體上呈階梯結構，從左到右依次包括第一軸向部分、第一豎向部分、第二軸向部分和第二豎向部分。本領域技術人員能夠理解的是，這種結構不但能避免驅動電機2影響扇葉13的布局，簡化扇葉13的安裝和固定，而且能最大程度地增大扇葉13的橫向尺寸(S卩，圖3中的橫向寬度)，因此增加冷卻風機I的出風量。
[0028]優(yōu)選地，扇葉13和支撐環(huán)11、12都采用模具鈑金沖壓成型，支撐環(huán)11、12上均設置有扇葉配合槽，扇葉13的兩端分別插接至支撐環(huán)11、12上的扇葉配合槽內(nèi)，并通過胎具折合壓接將扇葉13固定到支撐環(huán)11、12上。本領域技術人員能夠理解的是，扇葉13與支撐環(huán)11、12之間的連接方式不僅限于此，還可以通過將扇葉13與支撐環(huán)11、12焊接成型，或者采用其他本領域技術人員能夠想到的連接方式。
[0029]如圖5至圖7所示，第一支撐環(huán)11的外圓直徑略小于扇葉13的外徑一定長度，以保證冷卻風機I的出風效率。第二支撐環(huán)12的內(nèi)徑略小于扇葉13的內(nèi)徑一定長度，防止冷卻風機I在運轉過程中出現(xiàn)回風現(xiàn)象。本領域技術人員能夠理解的是，上述長度并非一個固定值，可根據(jù)不同功率、不同系列的伺服電機作出適當調整，只要保證伺服電機的正常散熱即可。
[0030]如圖3和圖5所示，冷卻風機I的中心軸處還設置有平衡盤14和連接套15，第一支撐環(huán)11與連接套15之間例如通過過盈配合的方式固定連接。具體地，第一支撐環(huán)11的第一軸向部分的內(nèi)徑111與連接套15的左段(圖3中所示連接套15的左段)的外徑固定連接。連接套15的右端(圖3中所示連接頭15的右端)設置有一個環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣的左端面與第一支撐環(huán)11的第一豎向部分的右端面112貼合。平衡盤14位于第一支撐環(huán)11的第一軸向部分的左側，并且平衡盤14的右端面(圖3中所示平衡盤14的右端面)與第一支撐環(huán)11的第一軸向部分的左端面113貼合(圖3中所示第一支撐環(huán)11的左端面貼合)。進一步，平衡盤14與連接套15通過第一螺栓17固定連接，進而對冷卻風機I的軸向與徑向進行固定。
[0031]繼續(xù)參閱圖3，冷卻風機I的右端設置有連接為一個整體的驅動電機2，該驅動電機2包括電機機殼21和設置在其內(nèi)的定子28與轉子26。優(yōu)選地，定子28與電機機殼21之間采用過盈配合，定子鐵芯采用標準Y2系列沖片。圖中轉子26上設置有伸出軸261，伸出軸261插入連接套15內(nèi)，并且伸出軸261的左端與平衡盤14的右端面貼合。進一步，伸出軸261與平衡盤14之間通過第二螺栓16固定連接。伸出軸261與連接套15之間可以采用間隙配合、過盈配合或花鍵配合。本領域技術人員能夠理解的是，伸出軸261與平衡盤14之間并非必須貼合，也可以在二者之間留有一定的間隙，只要保證兩者能夠通過第二螺栓16固定連接即可。本領域技術人員容易理解的是，雖然在本申請中描述成兩個構件，但是在實際應用中，轉子26往往與伸出軸261設置成一個整體，這種設置并不偏離本發(fā)明的原理和保護范圍。
[0032]如圖3和圖4所示，伸出軸261與電機機殼21之間設置有第一軸承22和第二軸承25，第一軸承22和第二軸承25的外圈分別與電機機殼21連接，第一軸承22和第二軸承25的內(nèi)圈分別與伸出軸261連接。電機機殼21在兩個軸承22、25之間設置有一個環(huán)形凸階，用于將第一軸承22和第二軸承25隔開。進一步，第一軸承22和第二軸承25之間設置有一個隔套24。在組裝好的狀態(tài)下，隔套24的左端與第一軸承22的內(nèi)圈右端抵靠，隔套24的右端與第二軸承25的內(nèi)圈左端抵靠。第一軸承22的內(nèi)圈左端與連接套15的右端抵靠，第二軸承25的內(nèi)圈右端與伸出軸261的軸肩抵靠。進一步，第一軸承22的外圈與電機機殼21的環(huán)形凸階之間設置有一個波紋彈簧23，對第一軸承22進行預壓緊。優(yōu)選地，第一軸承22和第二軸承25均采用深溝球軸承，或者本領域技術人員也可以根據(jù)具體需要采用其他形式的軸承。本領域技術人員能夠理解的是，設置在第一軸承22和第二軸承25之間的凸階也可以去除，兩個軸承22、25直接通過波紋彈簧23進行預壓緊。本領域技術人員還能夠理解的是，上述第一軸承22和第二軸承25與各部件之間的連接均是用于軸向和徑向固定第一軸承22和第二軸承25，并通過第一軸承22和第二軸承25對伸出軸261起到徑向支撐的作用。
[0033]繼續(xù)參閱圖3，連接套15與電機機殼21之間構成了一個迷宮式的密封環(huán)27，使得冷卻風機I和驅動電機2能夠保證較高的防護等級。優(yōu)選地，電機機殼21采用壓鑄鋁合金一次壓鑄成型。本領域技術人員能夠理解的是，電機機殼21不僅限于壓鑄鋁合金材質，也可以采用其他材質，或者采用其他方法制作而成。優(yōu)選地，平衡盤14采用鋁棒加工而成，根據(jù)不同的扇葉13和不同的平衡量來調整平衡盤14的外徑及軸向尺寸。本領域技術人員能夠理解的是，平衡盤14的加工、制作方式也不僅限于此，也可采用其他材質以及其它方式來實現(xiàn)。
[0034]本領域技術人員能夠理解的是，冷卻風機I中的支撐環(huán)的數(shù)量并非一成不變，例如，只需對第一支撐環(huán)11的形狀結構進行合理的調整變化，去除第二支撐環(huán)12，只余第一支撐環(huán)11;或者，在第一支撐環(huán)11和第二支撐環(huán)12之間增設其他的支撐環(huán)，只要保證冷卻風機I的散熱即可。
[0035]綜上所述，本發(fā)明通過將冷卻風機I上的扇葉13設置成其延展面指向第一支撐環(huán)11的旋轉軸線的豎直結構，使得冷卻風機I無論是正轉還是反轉都能夠保證出風量一致。進一步，與現(xiàn)有技術不同，本發(fā)明的第一軸承22和第二軸承25串聯(lián)地設置在冷卻風機的一側(因此可稱為單側支撐冷卻風機)，用于支撐驅動電機2的伸出軸261，進而支撐扇葉13，使得整體結構在軸向尺寸縮短的同時，大幅度增加了扇葉13的葉片面積，因此增加了冷卻風量。再者，冷卻風機I上設置了平衡盤14，使得整機的動平衡精度更容易控制和保證。同時，平衡盤14通過螺栓分別與伸出軸261和連接套16連接，使得冷卻風機I在軸向上和徑向上得以固定。
[0036]至此，已經(jīng)結合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本發(fā)明的保護范圍顯然不局限于這些【具體實施方式】。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術方案都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述冷卻風機包括第一支撐環(huán)以及周向分布在所述第一支撐環(huán)上的扇葉，所述第一支撐環(huán)包括依次相連的第一軸向部分、第一豎向部分、第二軸向部分和第二豎向部分，所述扇葉的一端與所述第一支撐環(huán)的第二豎向部分固定連接； 所述冷卻風機還包括驅動電機，所述驅動電機包括電機機殼和設置在所述電機機殼內(nèi)的定子與轉子； 所述冷卻風機還包括相鄰的第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承的外圈與所述電機機殼連接，所述第一軸承和所述第二軸承的內(nèi)圈與所述轉子連接。2.根據(jù)權利要求1所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述冷卻風機還包括平衡盤和連接套，所述連接套在徑向上與所述第一支撐環(huán)的第一軸向部分相連并且在軸向上介于所述平衡盤與所述第一軸承之間。3.根據(jù)權利要求2所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述平衡盤通過螺栓連接到所述連接套，并且/或者所述第一支撐環(huán)的第一軸向部分以固定連接的方式套在所述連接套的外部。4.根據(jù)權利要求3所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述冷卻風機還包括第二支撐環(huán)，所述第二支撐環(huán)與所述扇葉的另一端固定連接。5.根據(jù)權利要求4所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述轉子與所述連接套固定連接。6.根據(jù)權利要求5所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述轉子與所述平衡盤固定連接。7.根據(jù)權利要求6所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述第一軸承的內(nèi)圈抵靠在所述連接套上。8.根據(jù)權利要求7所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述冷卻風機還包括隔套，所述隔套設置在所述第一軸承和所述第二軸承之間，所述隔套的一端抵靠在所述第一軸承的內(nèi)圈上，所述隔套的另一端抵靠在所述第二軸承的內(nèi)圈上。9.根據(jù)權利要求8所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述冷卻風機還包括波紋彈簧，所述波紋彈簧的一端與所述第一軸承的外圈連接，所述波紋彈簧的另一端與所述電機機殼連接，所述波紋彈簧用于對所述第一軸承進行預壓緊。10.根據(jù)權利要求9所述的伺服電機冷卻風機的支撐結構，其特征在于，所述冷卻風機還設置有排水環(huán)，所述排水環(huán)位于所述連接套與所述電機機殼之間;并且/或者 所述扇葉的延展面指向所述第一支撐環(huán)的旋轉軸線。
【文檔編號】F04D29/66GK106089776SQ201610688829
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日 公開號201610688829.4, CN 106089776 A, CN 106089776A, CN 201610688829, CN-A-106089776, CN106089776 A, CN106089776A, CN201610688829, CN201610688829.4
【發(fā)明人】項久鵬, 房聰
【申請人】北京超同步伺服股份有限公司