一種電機(jī)隔熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電機(jī)隔熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)在運(yùn)行過程中，電機(jī)初級通常會不斷的產(chǎn)生熱量。某些場合，電機(jī)初級直接與負(fù)載連接，導(dǎo)致電機(jī)初級的熱量直接傳導(dǎo)到負(fù)載上，從而使負(fù)載的溫度升高，進(jìn)而造成負(fù)載熱變形。特別是在精度較高的自動化場合，負(fù)載溫度的升高會導(dǎo)致熱變形進(jìn)而影響系統(tǒng)精度和系統(tǒng)運(yùn)行性能。這種現(xiàn)象在直線電機(jī)直接驅(qū)動的高速高精運(yùn)動系統(tǒng)中更為明顯。
[0003]為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常采用兩種方法:(I)采用金屬材料等熱的良導(dǎo)體將電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量進(jìn)行傳導(dǎo)，然后通過熱輻射或熱量轉(zhuǎn)換進(jìn)行散熱；(2)在電機(jī)初級中集成冷卻管等冷卻單元，直接將電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱。
[0004]這些方法在一定程度上可以降低電機(jī)初級熱量對負(fù)載的影響，但隨著運(yùn)行時間的增加，電機(jī)初級因熱量累積仍會影響負(fù)載。為解決電機(jī)初級熱量累積問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常在電機(jī)初級與工作臺之間增加一個或一組隔熱塊，用于隔離電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量，從而消除電機(jī)初級熱量累積對負(fù)載造成的影響。然而，隨著運(yùn)行時間的增加，隔熱塊也會因熱量累積而影響負(fù)載。為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常在隔熱塊上增開冷卻管孔，冷卻管經(jīng)隔熱塊上的冷卻管孔穿過隔熱塊，從而減少隔熱塊上累積的熱量。例如，專利W02003021756公開了一種電機(jī)隔熱裝置，包括基板以及與基板相連接的冷卻單元，基板與電機(jī)初級之間設(shè)置若干個隔熱體；沿隔熱體垂直高度方向，各個隔熱體的下端與電機(jī)初級表面直接相連，上端穿過基板上表面；并且，各個隔熱體內(nèi)部設(shè)置中空通道，冷卻單元穿過相應(yīng)的中空通道。由于該裝置增加了隔熱體，一方面有利于冷卻單元的固定，另一方面有利于累積一定熱量的隔熱體通過冷卻單元有效散熱。但是，該裝置存在如下不足:
[0005](I)隔熱體內(nèi)部設(shè)置中空通道，冷卻單元通過該中空通道穿過隔熱體，一方面導(dǎo)致隔熱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備工藝難度增加，另一方面導(dǎo)致隔熱體厚度增大，使電機(jī)初級與負(fù)載的間距增加，易降低電機(jī)初級安裝結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性；
[0006](2)該裝置中，冷卻單元穿過隔熱體，隔熱體穿過基板，因此隔熱體與基板之間的接觸面積有限，隔熱體上累積的熱量主要通過冷卻單元進(jìn)行冷卻，基板對具有累積熱量的隔熱體幾乎不具有冷卻效果。這樣，冷卻系統(tǒng)需要對冷卻單元提供足夠大的冷卻液流量和冷卻液制冷功率，否則，一旦某個隔熱體熱量累積速度超過冷卻單元散熱能力時，易導(dǎo)致隔熱體累積熱量不易散失，易引起負(fù)載的局部溫度升高和局部熱變形，進(jìn)而影響系統(tǒng)的運(yùn)動精度和穩(wěn)定性。所以，該裝置配套的冷卻單元往往需要維持較高的冷卻液流量及制冷功率，以防止因電機(jī)初級局部熱量過高而導(dǎo)致部分隔熱體熱量累積速度超過冷卻單元散熱能力。
[0007]為解決上述電機(jī)隔熱裝置的厚度較大問題、能耗較高問題以及隔熱元件形狀和工藝復(fù)雜問題，進(jìn)而提高隔熱裝置的隔熱均勻性和隔熱效率，降低裝置成本，增加隔熱裝置與電機(jī)初級、負(fù)載組成的移動部件的結(jié)構(gòu)剛度，需要提供一種隔熱元件形狀與工藝簡單、厚度較小、隔熱效率和均勻性好的電機(jī)隔熱裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種電機(jī)隔熱裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，厚度較小，能夠有效隔絕電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量，并且隔熱均勻性良好。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種電機(jī)隔熱裝置，包括基板、冷卻管以及若干個隔熱體，其特征是:以隔熱體的垂直高度方向?yàn)樯舷路较?，每個隔熱體的下表面與電機(jī)初級的上表面相接觸，每個隔熱體的上表面與基板下表面相接觸；冷卻管固定連接在基板下表面，并且盤繞在隔熱體周圍；每個隔熱體的垂直高度均大于冷卻管的垂直高度。
[0010]S卩，本發(fā)明將電機(jī)隔熱裝置中的隔熱體與冷卻管相分離，并且將冷卻管直接固定連接在基板下表面，該結(jié)構(gòu)的電機(jī)隔熱裝置具有如下有益效果:
[0011](I)隔熱體結(jié)構(gòu)簡單，降低了制作工藝難度，從而降低了成本；同時，由于隔熱體與冷卻管相分離，其厚度降低，從而增加了電機(jī)初級安裝結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性；
[0012](2)該結(jié)構(gòu)中，隔熱體并未穿過基板，而是與基板下表面緊密接觸，同時，冷卻管固定連接在基板下表面并盤繞在隔熱體周圍，該結(jié)構(gòu)的散熱方式為:電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量絕大部分被隔熱體隔絕，少部分熱量會在隔熱體上累積，當(dāng)隔熱體上出現(xiàn)少量的熱量累積后，隔熱體會將累積的熱量傳導(dǎo)至基板，然后，一方面靠近隔熱體的冷卻管會及時對具有少量累積熱量的基板局部相近區(qū)域進(jìn)行冷卻，這樣，僅需維持較低的冷卻液流量和制冷功率即可滿足隔熱體散熱需求，因而能耗較低；另一方面因基板具有較大導(dǎo)熱面積而對少量累積熱量具有一定的散熱作用，而且，基板還會將熱量傳導(dǎo)至某些熱量累積偏低的隔熱體附近的基板局部相近區(qū)域及該區(qū)域附近的冷卻管局部，從而在一定程度上使各隔熱體的溫度保持近似相等，并能最大限度利用冷卻管，因而具有較好的散熱效果和散熱均勻性。
[0013]本發(fā)明中，每個隔熱體位于電機(jī)初級上表面與基板下表面之間，作為優(yōu)選，每個隔熱體的上表面與基板下表面固定連接，每個隔熱體的下表面與初級上表面固定連接。
[0014]上述基板、隔熱體與初級間的固定連接方式不限，包括通過第一緊固件進(jìn)行固定連接。作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述的第一緊固件包括螺釘，優(yōu)選為沉頭螺釘，設(shè)置在基板上的基板第一安裝通孔，設(shè)置在隔熱體上的隔熱體安裝通孔，設(shè)置在初級上的初級螺紋孔，并且基板第一安裝通孔、隔熱體安裝通孔與初級螺紋孔同軸，將螺釘穿過基板第一安裝通孔、隔熱體安裝通孔后螺旋進(jìn)初級螺紋孔，實(shí)現(xiàn)基板、隔熱體與電機(jī)初級的壓緊和固定連接。
[0015]在實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)負(fù)載工作臺往往與基板直接相連。進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述的工作臺與基板之間設(shè)置墊片，由于墊片的尺寸較小，結(jié)構(gòu)相對簡單，因而加工性好，精度易于保證，所以在工作臺與基板之間設(shè)置墊片有利于降低對基板的形狀精度要求。此時，所述的第一緊固件還可以包括設(shè)置在墊片上的墊片安裝通孔以及設(shè)置在工作臺上的工作臺安裝通孔，該墊片安裝通孔與工作臺安裝通孔、基板第一安裝通孔、隔熱體安裝通孔以及初級螺紋孔同軸，螺釘穿過工作臺安裝孔、墊片安裝孔、基板第一安裝孔與隔熱體安裝孔后螺旋進(jìn)初級螺紋孔。
[0016]由于隔熱體為若干個，在實(shí)際安裝過程中，隔熱體與基板、初級在上下位置易發(fā)生錯位而引起安裝困難。為此，作為優(yōu)選，首先將基板與隔熱體進(jìn)行固定連接。所述的基板與隔熱體的固定連接方式不限，包括通過第二緊固件進(jìn)行固定連接。所述的第二緊固件包括螺釘，優(yōu)選為沉頭螺釘，設(shè)置在基板上的基板第二安裝通孔，以及設(shè)置在隔熱體上的螺紋孔，螺釘穿過基板第二安裝通孔后螺旋進(jìn)隔熱體上的螺紋孔，使隔熱體上表面緊貼在基板下表面，實(shí)現(xiàn)隔熱體與基板的壓緊固定。
[0017]本發(fā)明中，冷卻管固定連接在基板下表面，該固定連接的實(shí)現(xiàn)方式不限，包括通過第三緊固件進(jìn)行固定連接。作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述的第三緊固件包括至少一塊固定板、若干螺釘以及與該螺釘相匹配的若干螺母；所述的冷卻管位于基板下表面與固定板之間，固定板用于將冷卻管貼緊在基板下表面；每塊固定板至少設(shè)置一個安裝通孔，與之相匹配，基板設(shè)置基板第三安裝通孔，螺釘穿過基板上的基板第三安裝通孔、固定板上的安裝通孔后與螺母螺旋壓緊，通過螺紋力將冷卻管固定在固定板與基板下表面之間，實(shí)現(xiàn)冷卻管與基板的下表面的固定緊密接觸。
[0018]在實(shí)際安裝過程中，為了進(jìn)一步對齊各元件，本發(fā)明的電機(jī)隔熱裝置還包括定位板。該定位板可以是工作臺的一部分，也可以作為單獨(dú)零件固定安裝于工作臺上。定位板具有一個基準(zhǔn)面，該定位板基準(zhǔn)面與工作臺下表面垂直。安裝時，首先將基板側(cè)面、電機(jī)初級側(cè)面緊靠該定位板基準(zhǔn)面，使基板與電機(jī)初級的側(cè)面對齊，從而有利于各元件的定位。
[0019]本發(fā)明中，電機(jī)不限，可以是直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及其它特殊形狀或用途電機(jī)。
[0020]所述隔熱體的形狀不限，包括長方體、圓柱形等。
[0021 ] 作為優(yōu)選，每個隔熱體的垂直厚度相同。
[0022]作為優(yōu)選，每個隔熱體的上表面和下表面平行。
[0023]所述的基板厚度不限，作為優(yōu)選，所述的基板的垂直厚度小于或等于每個隔熱體的垂直厚度，而且在滿足一定強(qiáng)度條件下應(yīng)盡可能薄。
[0024]作為優(yōu)選，所述的隔熱體的最大垂直厚度和基板的垂直厚度之和是電機(jī)初級的垂直厚度的1/50?1/2。
[0025]作為優(yōu)選，所述的冷卻管采用銅管等。
[0026]作為優(yōu)選，所述的隔熱體采用隔熱性性能較好的材料，進(jìn)一步優(yōu)選為隔熱性、強(qiáng)度和加工性能均較好的材料，例如塑料等。
[0027]作為優(yōu)選，所述的基板采用熱的良導(dǎo)體材料，進(jìn)一步優(yōu)選為導(dǎo)熱較好且易加工的材料，例如鋁板等。
[0028]所述的冷卻管的形狀不限，與其長度方向垂直的截面為橫截面，冷卻管的橫截面形狀包括圓形、環(huán)形、矩形、梯形等。
[0029]在所述基板下表面，所述的冷卻管圍繞隔熱體盤繞，具體盤繞形狀不限。為了散熱均衡，作為優(yōu)選，所述的各隔熱體在初級上表面呈規(guī)則分布。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的冷卻管均勻盤繞在各隔熱體周圍。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置的局部縱向切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置的另一縱向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置中基板上表面的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置中基板下表面的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0035]圖1-4中的附圖標(biāo)記為:初級1、初級螺紋孔1-1、冷卻管2、隔熱體3、隔熱體安裝通孔3-1、基板4、基板第一安裝通孔4-1、基板第二安