專利名稱：交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)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(tái)等功能部件的 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，更具體地說，是應(yīng)用兩臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)外轉(zhuǎn)子力矩電機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)的直接驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī) 構(gòu)回轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
隨著直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，用力矩電機(jī)代替機(jī)械傳動(dòng)已成為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)未來發(fā)展的 必然趨勢(shì)。雖然外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)具有相同體積條件下比內(nèi)轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)扭矩大的特 點(diǎn)，但相對(duì)來講，在一定空間條件下，單臺(tái)外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩仍比機(jī)械傳動(dòng)的驅(qū) 動(dòng)扭矩小很多，因此為了增加外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)的驅(qū)動(dòng)扭矩，現(xiàn)有技術(shù)基本是采用將兩臺(tái) 外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)連接在一起，以達(dá)到增加驅(qū)動(dòng)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(tái)外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)的定子由力矩電機(jī)制造商固聯(lián)在一起，同時(shí)采用一個(gè) 特制的加長(zhǎng)轉(zhuǎn)子；二是由力矩電機(jī)制造商特制一個(gè)加長(zhǎng)的外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)。這兩種解決 方案都是非標(biāo)電機(jī)，同時(shí)，為了使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠角度定位，通常將外轉(zhuǎn)子圓周進(jìn)行精密磨削 用于夾緊定位系統(tǒng)進(jìn)行液壓夾緊，非標(biāo)電機(jī)與轉(zhuǎn)子外圓周進(jìn)行磨削使得現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子式回 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的成本大大增加，直接阻礙了直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和廣范應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)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(jī)串、并 聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)采用串聯(lián)或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)形式將兩臺(tái)外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)結(jié)合成為整 體的驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)單元，電機(jī)的輸出扭矩大，同時(shí)降低了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制造成本。為解決以上問題，本實(shí)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(jī)串聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括芯軸、后端蓋、上端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子、上端力矩電機(jī)定子、下端 力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子和下端力矩電機(jī)定子，在所述的上端力矩電機(jī)定子和下端力矩電機(jī)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(jī)外轉(zhuǎn)子通過隔套與前端傳動(dòng)件連接，隔套通過前端傳動(dòng)件與前 端連接件連接，下端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子直接與前端傳動(dòng)件連接；在外殼體的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)軸 承，轉(zhuǎn)臺(tái)軸承同時(shí)與前端傳動(dòng)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(shí)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(jī)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(shí)用新型采用外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，把驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為 零，解決了以往機(jī)械式傳動(dòng)中的反向間隙、磨損等問題，實(shí)現(xiàn)了力矩電機(jī)獨(dú)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(tái)外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)結(jié)合成為整體的驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)單元，解決了單臺(tái)外轉(zhuǎn)子力矩電機(jī)扭矩相對(duì)較小的缺點(diǎn)；兩臺(tái)力矩 電機(jī)均采用市場(chǎng)上常見的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)，及極大程度上降低了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 成本。在夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，充分的利用了獨(dú)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(jī)外轉(zhuǎn)子加工和熱處理帶來的加工采購(gòu)成本和電機(jī)轉(zhuǎn)子夾緊變形的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，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(jī)的定子配合形成各自獨(dú)立 的冷卻循環(huán)腔，水冷套上設(shè)置有上下端力矩電機(jī)獨(dú)立的冷卻水進(jìn)出口，使電機(jī)形成各自獨(dú) 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(jī)電纜走線空間，上下端外轉(zhuǎn)子力矩電機(jī)夾在機(jī)構(gòu)中間的線纜可由空 腔內(nèi)自由引出。綜上所述，本實(shí)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(tái)等回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使用。不但具有驅(qū)動(dòng)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(diǎn)，并且具有士360°大轉(zhuǎn)角回轉(zhuǎn)范圍，是實(shí)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(tái)等關(guān)鍵功能部件的關(guān)鍵機(jī)構(gòu)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明


圖1是交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)串聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)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(jī)并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是水冷套的立體圖。01-轉(zhuǎn)臺(tái)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(jī)外轉(zhuǎn)子，09-上端力矩電機(jī)定子，1-0下端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子， 11-下端力矩電機(jī)定子，12-液壓抱閘，13-配油環(huán)，14-前端傳動(dòng)件，15-前端連接件，16-環(huán) 形冷卻槽，17-走線槽。
具體實(shí)施方式
實(shí)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(jī)串聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括芯軸05、 后端蓋07、上端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子08、上端力矩電機(jī)定子09、下端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子10和下端 力矩電機(jī)定子11，在所述的上端力矩電機(jī)定子09和下端力矩電機(jī)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(dòng)靜分離；所述的上端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子08通過隔 套與前端傳動(dòng)件14連接，隔套04通過前端傳動(dòng)件14與前端連接件15連接，下端力矩電機(jī) 外轉(zhuǎn)子10直接與前端傳動(dòng)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(dòng)快換接頭，以實(shí)現(xiàn)前端功能單元?jiǎng)恿σ约跋嚓P(guān)介質(zhì)的快換；在外殼體02的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)軸承01，轉(zhuǎn)臺(tái)軸承01同時(shí)與前端傳動(dòng)件14和前端連接件15配合，該 轉(zhuǎn)臺(tái)軸承01的特點(diǎn)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(jī)構(gòu)的整理 運(yùn)行穩(wěn)定，同時(shí)在轉(zhuǎn)臺(tái)軸承01內(nèi)集成高精度角度編碼器，利于回轉(zhuǎn)機(jī)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(shí)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(dá)到一定壓力 時(shí)會(huì)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(dá)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(jī)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(jī)獨(dú)立的冷卻水進(jìn)出口，使電機(jī)形成各自獨(dú)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(jī)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(shí)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(jī)并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述的上端力 矩電機(jī)定子09和上端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子08上下端面置換，即上端力矩電機(jī)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(jī)外轉(zhuǎn)子08外側(cè)的隔套04及液壓抱間12也 相應(yīng)加長(zhǎng)，以保證上端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子08與隔套04有效連接，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)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(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括芯軸(05)、后端蓋 (07)、上端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子(08)、上端力矩電機(jī)定子(09)、下端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子(10)和下 端力矩電機(jī)定子(11)，其特征在于在所述的上端力矩電機(jī)定子(09)和下端力矩電機(jī)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(jī)外轉(zhuǎn)子(08)通過 隔套與前端傳動(dòng)件(14)連接，隔套(04)通過前端傳動(dòng)件(14)與前端連接件(1 連接，下 端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子(10)直接與前端傳動(dòng)件(14)連接；在外殼體(0 的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)軸承 (01)，轉(zhuǎn)臺(tái)軸承(01)同時(shí)與前端傳動(dòng)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(shí)與芯軸(0 配合。
2.如權(quán)利要求1所述的力矩電機(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)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(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于所述水冷套(03) 的外圓周上，與力矩電機(jī)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(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)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(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)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(shí)用新型涉及一種交流永磁同步外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)串、并聯(lián)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括芯軸、后端蓋、上端、下端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子和上端、下端力矩電機(jī)定子，在所述的上端、下端力矩電機(jī)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(jī)外轉(zhuǎn)子通過隔套與前端傳動(dòng)件連接，前端傳動(dòng)件與前端連接件連接，下端力矩電機(jī)外轉(zhuǎn)子直接與前端傳動(dòng)件連接；在外殼體的前端設(shè)有轉(zhuǎn)臺(tái)軸承，同時(shí)與前端傳動(dòng)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(shí)與芯軸配合。該機(jī)構(gòu)采用串聯(lián)或并聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)形式將兩臺(tái)外轉(zhuǎn)子式力矩電機(jī)結(jié)合成為整體的驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)單元，電機(jī)的輸出扭矩大，同時(shí)降低了回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制造成本。
文檔編號(hào)B23Q5/00GK201863038SQ201020505260
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)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(shí), 張文博, 張維官, 徐吉存, 李焱, 李輝, 林劍峰, 王哲, 趙進(jìn), 陳洪軍, 高秀峰 申請(qǐng)人:沈陽機(jī)床(集團(tuán))設(shè)計(jì)研究院有限公司