專利名稱：具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其涉及具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)。
背景技術(shù)：
高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備廣泛應(yīng)用于國(guó)防、冶金、礦山、化工等領(lǐng)域，如各類大型風(fēng)機(jī)、透 平壓縮機(jī)、船舶動(dòng)力系統(tǒng)和離心壓縮機(jī)等。高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其 重要的地位。傳統(tǒng)的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，多采用傳動(dòng)系統(tǒng)(皮帶傳動(dòng)、齒輪箱傳動(dòng)等)實(shí)現(xiàn)增 速，動(dòng)力源多為普通電機(jī)。采用這一類傳動(dòng)方式的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備允許的最高工作轉(zhuǎn)速較低， 由于傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，工作時(shí)振動(dòng)噪聲大，故障點(diǎn)多，維修較復(fù)雜，特別是不利于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào) 速，能量消耗高，工作效率低。為了實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、節(jié)能降耗，提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械的極限工作轉(zhuǎn)速，高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備 的發(fā)展趨勢(shì)是，直接采用變頻電源驅(qū)動(dòng)的高速電機(jī)作為動(dòng)力源，取代傳統(tǒng)的普通電機(jī)和增 速箱系統(tǒng)。這種高速電機(jī)是集成了機(jī)械、電氣、控制、電力電子和新材料等各種先進(jìn)技術(shù)的 高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。其特點(diǎn)在于，將電機(jī)的功能與傳統(tǒng)的齒輪箱等傳動(dòng)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上 融為一體，省去了復(fù)雜的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、能量消耗少、工作效 率高、易于實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速和精密控制等優(yōu)點(diǎn)。隨著現(xiàn)代裝備制造業(yè)向高速度、高效率、低能 耗、高自動(dòng)化方向不斷發(fā)展，高速電機(jī)的技術(shù)提升和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新顯得越來越迫切。目前廣泛采用的高速電機(jī)定轉(zhuǎn)子冷卻方案是，對(duì)電機(jī)定子進(jìn)行通風(fēng)冷卻或液體循 環(huán)強(qiáng)制冷卻，而對(duì)轉(zhuǎn)子沒有專門的冷卻。該方案在工程實(shí)際應(yīng)用中存在幾個(gè)弊端1、轉(zhuǎn)子由 于得不到冷卻，發(fā)熱嚴(yán)重，轉(zhuǎn)子上的磁性材料在長(zhǎng)期高溫作用下會(huì)失去部分效果；2、主軸發(fā) 熱傳到到軸承上的熱量增多，影響軸承的使用壽命；3、主軸熱變形嚴(yán)重，導(dǎo)致與軸承的配合 間隙發(fā)生變化，影響軸承的工作性能；4、軸承熱變形也導(dǎo)致主軸系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)精度降低，導(dǎo)致 電機(jī)振動(dòng)幅度增加。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷 卻、回轉(zhuǎn)精度高、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝的具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，包括電機(jī)殼體、電機(jī)主軸、前法蘭組件、后法 蘭組件、電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，述電機(jī)定子套設(shè)于電機(jī)殼體內(nèi)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子套設(shè)于電機(jī)定 子內(nèi)，所述前法蘭組件裝設(shè)于電機(jī)殼體前端并形成前端腔體，所述后法蘭組件裝設(shè)于電機(jī) 殼體后端并形成后端腔體，所述電機(jī)主軸套于電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)且前后兩端分別支承于前法蘭組 件和后法蘭組件上，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子上設(shè)有連通前端腔體與后端腔體的通風(fēng)孔，所述電機(jī)定 子上設(shè)有連通前端腔體與后端腔體的回風(fēng)孔，所述電機(jī)主軸上于前端腔體內(nèi)或后端腔體內(nèi) 裝設(shè)有葉輪。[0009]所述電機(jī)殼體外套設(shè)有封水套，所述回風(fēng)孔設(shè)于電機(jī)定子靠近所述封水套一側(cè)。所述回風(fēng)孔和通風(fēng)孔均設(shè)有多個(gè)，且均為軸向孔。所述多個(gè)回風(fēng)孔繞電機(jī)定子的中心軸呈圓形分布，所述多個(gè)通風(fēng)孔繞電機(jī)轉(zhuǎn)子的 中心軸呈圓形分布。所述電機(jī)殼體上設(shè)有與前端腔體相通的前端氣孔，還設(shè)有與后端腔體相通的后端 氣孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)在電機(jī)轉(zhuǎn)子上設(shè)置通風(fēng)孔、在電機(jī)定 子設(shè)置回風(fēng)孔并在電機(jī)主軸上設(shè)置葉輪，使電機(jī)工作時(shí)，由電機(jī)主軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，使電機(jī) 殼體內(nèi)的氣體在葉輪的作用下經(jīng)通風(fēng)孔和回風(fēng)孔循環(huán)流動(dòng)，通過流動(dòng)的空氣對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn) 行冷卻，避免電機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)期在高溫下工作，保持電機(jī)轉(zhuǎn)子上磁性材料的作用，降低電機(jī)轉(zhuǎn) 子傳遞到電機(jī)主軸的熱量，減少電機(jī)主軸熱變形量以及通過電機(jī)主軸傳遞到主軸軸承的熱 量，從而保證主軸軸承具有穩(wěn)定的配合間隙和工作性能，延長(zhǎng)主軸軸承的使用壽命，提高主 軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)精度，使電機(jī)振動(dòng)幅度減小?；仫L(fēng)孔設(shè)于電機(jī)定子上靠近封水套處，使流經(jīng)回風(fēng) 孔的氣流得到更快的冷卻，從而提高氣流對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的冷卻效果。電機(jī)殼體上設(shè)有前端氣 孔和后端氣孔，將前端氣孔和后端氣孔開啟后還可通過外循環(huán)氣流對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻， 進(jìn)一步提高冷卻效果。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖。圖中各標(biāo)號(hào)表示1、電機(jī)殼體；2、電機(jī)主軸；3、前法蘭組件；4、后法蘭組件；5、電機(jī)定子；6、電機(jī)轉(zhuǎn) 子；7、葉輪；8、封水套；11、前端腔體；12、后端腔體；13、前端氣孔；14、后端氣孔；51、回風(fēng) 孔；61、通風(fēng)孔。
具體實(shí)施方式
圖1和圖2示出了本實(shí)用新型的一種具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)實(shí)施例，包括 電機(jī)殼體1、電機(jī)主軸2、前法蘭組件3、后法蘭組件4、電機(jī)定子5和電機(jī)轉(zhuǎn)子6，電機(jī)定子 5套設(shè)于電機(jī)殼體1內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子6套設(shè)于電機(jī)定子5內(nèi)，前法蘭組件3裝設(shè)于電機(jī)殼體1 前端并形成前端腔體11，后法蘭組件4裝設(shè)于電機(jī)殼體1后端并形成后端腔體12，電機(jī)主 軸2套于電機(jī)轉(zhuǎn)子6內(nèi)且前后兩端分別支承于前法蘭組件3和后法蘭組件4上，電機(jī)轉(zhuǎn)子 6上設(shè)有連通前端腔體11與后端腔體12的通風(fēng)孔61，電機(jī)定子5上設(shè)有連通前端腔體11 與后端腔體12的回風(fēng)孔51，電機(jī)主軸2上于前端腔體11內(nèi)或后端腔體12內(nèi)裝設(shè)有葉輪 7。本實(shí)用新型的電機(jī)工作時(shí)，由電機(jī)主軸2帶動(dòng)葉輪7旋轉(zhuǎn)，使電機(jī)殼體1內(nèi)的氣體在葉 輪7的作用下經(jīng)通風(fēng)孔61和回風(fēng)孔51循環(huán)流動(dòng)，通過流動(dòng)的空氣對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子6進(jìn)行冷卻， 避免電機(jī)轉(zhuǎn)子6長(zhǎng)期在高溫下工作，保持電機(jī)轉(zhuǎn)子6上磁性材料的作用，降低電機(jī)轉(zhuǎn)子6傳 遞到電機(jī)主軸2的熱量，減少電機(jī)主軸2熱變形量以及通過電機(jī)主軸2傳遞到主軸軸承的 熱量，從而保證主軸軸承具有穩(wěn)定的配合間隙和工作性能，延長(zhǎng)主軸軸承的使用壽命，提高主軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)精度，使電機(jī)振動(dòng)幅度減小。回風(fēng)孔51和通風(fēng)孔61均設(shè)有多個(gè)，且均為軸向 孔，回風(fēng)孔51的數(shù)量根據(jù)電機(jī)定子5的大小確定，一股為8 36個(gè)，且繞電機(jī)定子5的中 心軸呈圓形分布；通風(fēng)孔61的數(shù)量根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子6的大小確定，一股為8 36個(gè)，本實(shí)施 例中，回風(fēng)孔51設(shè)有18個(gè)，通風(fēng)孔61設(shè)有14個(gè)。且繞電機(jī)轉(zhuǎn)子6的中心軸呈圓形分布。 電機(jī)殼體1外套設(shè)有封水套8，回風(fēng)孔51設(shè)于電機(jī)定子5靠近封水套8處，使流經(jīng)回風(fēng)孔 51的氣流得到更快的冷卻，從而提高氣流對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子6的冷卻效果。電機(jī)殼體1上設(shè)有與 前端腔體11相通的前端氣孔13，還設(shè)有與后端腔體12相通的后端氣孔14，將前端氣孔13 和后端氣孔14開啟后還可通過外循環(huán)氣流對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子6進(jìn)行冷卻，進(jìn)一步提高冷卻效果。 上述只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。雖 然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域 的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容 對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因 此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做 的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，包括電機(jī)殼體(1)、電機(jī)主軸(2)、前法蘭組件(3)、后法蘭組件(4)、電機(jī)定子(5)和電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)，所述電機(jī)定子(5)套設(shè)于電機(jī)殼體(1)內(nèi)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)套設(shè)于電機(jī)定子(5)內(nèi)，所述前法蘭組件(3)裝設(shè)于電機(jī)殼體(1)前端并形成前端腔體(11)，所述后法蘭組件(4)裝設(shè)于電機(jī)殼體(1)后端并形成后端腔體(12)，所述電機(jī)主軸(2)套于電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)內(nèi)且前后兩端分別支承于前法蘭組件(3)和后法蘭組件(4)上，其特征在于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)上設(shè)有連通前端腔體(11)與后端腔體(12)的通風(fēng)孔(61)，所述電機(jī)定子(5)上設(shè)有連通前端腔體(11)與后端腔體(12)的回風(fēng)孔(51)，所述電機(jī)主軸(2)上于前端腔體(11)內(nèi)或后端腔體(12)內(nèi)裝設(shè)有葉輪(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)殼體 (1)外套設(shè)有封水套(8)，所述回風(fēng)孔(51)設(shè)于電機(jī)定子(5)靠近所述封水套(8) —側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，其特征在于所述回風(fēng) 孔(51)和通風(fēng)孔(61)均設(shè)有多個(gè)，且均為軸向孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，其特征在于所述多個(gè)回風(fēng) 孔(51)繞電機(jī)定子(5)的中心軸呈圓形分布，所述多個(gè)通風(fēng)孔(61)繞電 機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的中 心軸呈圓形分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，其特征在于所述電機(jī) 殼體(1)上設(shè)有與前端腔體(11)相通的前端氣孔(13)，還設(shè)有與后端腔體(12)相通的后 端氣孔(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)殼體 (1)上設(shè)有與前端腔體(11)相通的前端氣孔(13)，還設(shè)有與后端腔體(12)相通的后端氣 孔(14)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)，包括電機(jī)殼體、電機(jī)主軸、前法蘭組件、后法蘭組件、電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，述電機(jī)定子套設(shè)于電機(jī)殼體內(nèi)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子套設(shè)于電機(jī)定子內(nèi)，所述前法蘭組件裝設(shè)于電機(jī)殼體前端并形成前端腔體，所述后法蘭組件裝設(shè)于電機(jī)殼體后端并形成后端腔體，所述電機(jī)主軸套于電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)且前后兩端分別支承于前法蘭組件和后法蘭組件上，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子上設(shè)有連通前端腔體與后端腔體的通風(fēng)孔，所述電機(jī)定子上設(shè)有連通前端腔體與后端腔體的回風(fēng)孔，所述電機(jī)主軸上于前端腔體內(nèi)或后端腔體內(nèi)裝設(shè)有葉輪。該具有轉(zhuǎn)子冷卻結(jié)構(gòu)的高速電機(jī)可對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行冷卻、回轉(zhuǎn)精度高、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝。
文檔編號(hào)H02K1/32GK201690316SQ20102020564
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者呂浪, 李芳芳, 熊萬里, 羅春龍, 蔣旭光 申請(qǐng)人:溧陽(yáng)福思寶高速機(jī)械有限公司;湖南大學(xué)