一種螺旋管水冷式鋁合金鏈輪電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動(dòng)車組機(jī)車專用電動(dòng)機(jī)，對(duì)尺寸空間以及使用壽命有雙重苛刻要 求，具體涉及一種螺旋管水冷式鋁合金鏈輪電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速動(dòng)車組對(duì)牽引系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)性能有特殊苛刻要求，如，大扭矩、低噪音、抗彎 矩以及散熱高效等等，為此，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家大都采用各種水冷結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行改進(jìn)。此外，鼠 籠式電機(jī)除了以直聯(lián)方式輸出外，電機(jī)主軸只承受純扭矩。更多的時(shí)候是伴隨有徑向彎矩 的扭矩力方式輸出，如鏈輪等等。相同功率和轉(zhuǎn)速的情況下，承載彎扭合成的電機(jī)主軸直徑 是承載純扭矩的電機(jī)主軸直徑的兩倍以上才能確保有足夠的安全系數(shù)。因此，為了讓電機(jī) 主軸還能承受彎矩力，不得不將電機(jī)主軸直徑成倍增大，最終導(dǎo)致一系列弊端：電機(jī)軸承線 速度也成倍增大，自身內(nèi)耗成倍增大，內(nèi)耗導(dǎo)致發(fā)熱量成倍增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種螺旋管水冷式鋁合金鏈 輪電動(dòng)機(jī)，由強(qiáng)制水循環(huán)冷卻替代風(fēng)冷，電機(jī)主軸只承受純扭矩，增設(shè)抗彎力構(gòu)件分擔(dān)彎矩 負(fù)荷，以減小電機(jī)轉(zhuǎn)軸的直徑尺寸來(lái)適應(yīng)潛艇等水下作業(yè)設(shè)備等這種對(duì)尺寸空間以及使用 壽命有雙重苛刻要求的特殊場(chǎng)合。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)： 一種螺旋管水冷式錯(cuò)合金鏈輪電動(dòng)機(jī)，包括電機(jī)外殼、前端蓋、后端蓋、電機(jī)主軸、引線 腳座、定子、轉(zhuǎn)子和輸出鏈輪，所述的定子固定在所述的電機(jī)外殼內(nèi)孔上，所述的轉(zhuǎn)子固定 在所述的電機(jī)主軸最大直徑處且與所述的定子位置相對(duì)應(yīng)，所述的前端蓋上有前螺釘固定 在所述的電機(jī)外殼前端面，所述的前端蓋的前蓋軸承孔上固定著前軸承外圓，前軸承內(nèi)孔 固定著所述的電機(jī)主軸的前軸承段；所述的后端蓋上有后螺釘固定在所述的電機(jī)外殼后端 面，所述的后端蓋的后蓋中心盲孔上固定著后軸承外圓，后軸承內(nèi)孔固定著所述的電機(jī)主 軸的后軸承段，所述的電機(jī)外殼下方有安裝腳板，安裝腳板與所述的電機(jī)外殼之間有加強(qiáng) 連筋，所述的安裝腳板上有安裝通孔，作為改進(jìn)：所述的電機(jī)外殼上方有出水凸臺(tái)和進(jìn)水凸 臺(tái)，所述的電機(jī)外殼圓筒上有預(yù)埋鑄造成型的螺旋冷卻管，螺旋冷卻管兩端分別連通著所 述的出水凸臺(tái)和所述的進(jìn)水凸臺(tái)；所述的引線腳座位于所述的后端蓋上，電纜線穿越所述 的引線腳座；所述的前端蓋固定有抗彎力構(gòu)件，抗彎力構(gòu)件與所述的輸出鏈輪之間有滾針 軸承； 所述的抗彎力構(gòu)件整體采用鋁合金鋼，該鋁合金鋼的材料由如下重量百分比的元素組 成：A1 (鋁）：14 ?15%、Ni(鎳）：7 ?8%、Cr(鉻）：6 ?7%、Nb(鈮）：6 ?7%、Cu(銅）：5 ? 6%、C(碳）：1. 1?1. 3%,余量為Fe(鐵）及不可避免的雜質(zhì)；所述雜質(zhì)的重量百分比含量 為：Sn(錫）少于 0.05%、Si(硅）少于 0.20%、Mn(錳）少于 0.25%、S(硫）少于 0? 010%、P (磷）少于0. 015% ;所述的該鋁合金鋼的材料主要性能參數(shù)為：抗拉強(qiáng)度為287?289MPa。
[0005] 作為進(jìn)一步改進(jìn)：所述的出水凸臺(tái)上有出水錐螺紋，出水錐螺紋底部有出水貫穿 孔，所述的進(jìn)水凸臺(tái)上有進(jìn)水錐螺紋，進(jìn)水錐螺紋底部有進(jìn)水貫穿孔，所述的螺旋冷卻管兩 端分別連通著所述的出水貫穿孔和所述的進(jìn)水貫穿孔；所述的螺旋冷卻管流道直徑為8至 9毫米，所述的螺旋冷卻管的管壁厚度為0. 8至0. 9毫米，所述的螺旋冷卻管預(yù)埋在所述的 電機(jī)外殼圓筒上一起燒鑄成一體。
[0006] 作為進(jìn)一步改進(jìn)：所述的抗彎力構(gòu)件的構(gòu)件臺(tái)階內(nèi)孔與所述的電機(jī)主軸的主軸外 伸段之間有旋轉(zhuǎn)空隙，所述的抗彎力構(gòu)件的外軸承支撐圓固定著所述的滾針軸承上的滾針 內(nèi)圈的內(nèi)孔，所述的滾針軸承上的滾針外圈的外圓固定在所述的輸出鏈輪的鏈輪臺(tái)階孔內(nèi) 圓壁上，所述的鏈輪臺(tái)階孔底面上有鏈輪花鍵孔與所述的電機(jī)主軸上的軸端花鍵之間為花 鍵齒圓周嚙合的軸向可滑動(dòng)配合，所述的軸端花鍵的端面上有軸端螺孔，軸端螺孔上配合 有臺(tái)階防松螺釘限制著軸向定位擋圈的軸向位移，軸向定位擋圈外緣部位固定在所述的鏈 輪花鍵孔外端平面上，繼而限制了所述的輸出鏈輪的軸向位移。
[0007] 作為進(jìn)一步改進(jìn)：所述的軸向定位擋圈外側(cè)面上有防松擋片與所述的軸向定位擋 圈一起，被擋圈螺釘固定在所述的鏈輪花鍵孔外端平面上；所述的防松擋片有擋片拐角邊 緊貼著所述的臺(tái)階防松螺釘?shù)膬善竭厯跫缑鄙系娜我庖黄竭吷稀?br>[0008] 作為進(jìn)一步改進(jìn)：所述的輸出鏈輪外圓上有6至8排的多排鏈輪齒，所述的輸出鏈 輪外端面上有鏈輪端面螺孔，所述的鏈輪臺(tái)階孔上有鏈輪退刀槽和鏈輪卡槽，鏈輪卡槽中 活動(dòng)配合有鏈輪孔用卡環(huán)，所述的鏈輪臺(tái)階孔底角位置上放置有鏈輪調(diào)節(jié)圈，所述的滾針 外圈兩側(cè)分別貼著所述的鏈輪孔用卡環(huán)和所述的鏈輪調(diào)節(jié)圈。
[0009] 作為進(jìn)一步改進(jìn)：所述的抗彎力構(gòu)件上有構(gòu)件法蘭，構(gòu)件法蘭內(nèi)側(cè)的構(gòu)件調(diào)節(jié)環(huán) 外圓與所述的前蓋軸承孔之間為過(guò)渡配合；構(gòu)件調(diào)節(jié)環(huán)外圓與所述的外軸承支撐圓之間具 有五級(jí)公差精度的同軸度關(guān)系；所述的外軸承支撐圓上分別有構(gòu)件退刀槽和構(gòu)件卡環(huán)槽， 構(gòu)件卡環(huán)槽中活動(dòng)配合有構(gòu)件軸用卡環(huán)，所述的滾針內(nèi)圈兩側(cè)分別貼著所述的構(gòu)件軸用卡 環(huán)和所述的構(gòu)件退刀槽軸肩上；所述的前端蓋外側(cè)面上有前蓋凹臺(tái)面，前蓋凹臺(tái)面上有5 至6個(gè)前蓋螺孔，所述的構(gòu)件法蘭上有5至6個(gè)構(gòu)件枕孔與所述的前蓋螺孔相對(duì)應(yīng)；所述的 前蓋凹臺(tái)面與所述的前蓋軸承孔之間具有五級(jí)公差精度的垂直度關(guān)系。
[0010] 本發(fā)明具有以下有益效果： 1、 通過(guò)在電機(jī)機(jī)殼內(nèi)整體鑄造不銹鋼螺旋管水道，螺旋冷卻管為具有耐高溫特性的 316L不銹鋼管預(yù)先成型再預(yù)埋澆鑄在電機(jī)外殼圓筒部位，單位時(shí)間里帶走的熱量是風(fēng)冷的 兩至三倍，制冷效果更好； 2、 電機(jī)主軸以及前軸承和后軸承只需承受純扭矩，而鏈條產(chǎn)生的徑向力反作用到輸出 鏈輪卻是能夠完全被滾針軸承所承受，僅僅作用在抗彎力構(gòu)件上，完全避免了電機(jī)主軸上 的主軸外伸段承受徑向力；由于滿足在額定功率的前提下，在設(shè)計(jì)上可以將求電機(jī)主軸的 直徑做到極限小，只承受純扭矩，同時(shí)，由于抗彎力構(gòu)件整體形狀屬于空心短管，因此結(jié)構(gòu) 剛性超強(qiáng)，能承受更大的徑向力。兩者結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了既能將電機(jī)整體尺寸做得緊湊，又能承 受更大的徑向力，運(yùn)行更加可靠，從而延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命； 3、 抗彎力構(gòu)件的構(gòu)件臺(tái)階內(nèi)孔與電機(jī)主軸的主軸外伸段之間有旋轉(zhuǎn)空隙，抗彎力構(gòu)件 的外軸承支撐圓固定著滾針軸承上的滾針內(nèi)圈的內(nèi)孔，滾針軸承上的滾針外圈的外圓固定 在輸出鏈輪的鏈輪臺(tái)階孔內(nèi)圓壁上，鏈輪臺(tái)階孔底面上有鏈輪花鍵孔與電機(jī)主軸上的軸端 花鍵之間為花鍵齒圓周嚙合的軸向可滑動(dòng)配合。上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)主軸與輸出鏈輪 之間只傳遞扭矩，輸出鏈輪上的彎矩負(fù)荷完全是通過(guò)滾針軸承傳遞到抗彎力構(gòu)件上； 4、 構(gòu)件調(diào)節(jié)環(huán)外圓與外軸承支撐圓之間具有五級(jí)公差精度的同軸度關(guān)系，確保電機(jī)主 軸與輸出鏈輪也具有同軸度關(guān)系，實(shí)現(xiàn)輸出鏈輪平穩(wěn)同軸旋轉(zhuǎn)； 5、 在電機(jī)前端蓋上設(shè)置抗彎力構(gòu)件，分擔(dān)了所有的彎矩負(fù)荷，使得電機(jī)主軸只承受純 扭矩，相同功率下的電機(jī)主軸直徑可減少一半，最終實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)整體具有突破性的緊湊； 6、 抗彎力構(gòu)件整體采用高強(qiáng)度的鋁合金鋼，具備良好的抗變形剛性。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)局部剖面示意圖。
[0012] 圖2是圖1中的抗彎力構(gòu)件80和輸出鏈輪90所處部位的局部放大剖面示意圖。
[0013] 圖3是圖2中局部再放大剖面示意圖。
[0014] 圖4是圖2中的輸出鏈輪90-側(cè)視圖。
[0015] 圖5是圖2中的輸出鏈輪90局部放大剖面示意圖。
[0016] 圖6是圖2中的抗彎力構(gòu)件80局部放大剖面示意圖。