專利名稱：可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(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，尤其涉及采用可傾瓦軸承作為支撐的大功率高速 電機(jī)。
背景技術(shù)：
大型高速大功率旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備廣泛應(yīng)用于國防、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。大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備在我國國民 經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位。傳統(tǒng)的高速大功率旋轉(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 級調(diào)速，能量消耗高，工作效率低。為了實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速、節(jié)能降耗，提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械的極限工作轉(zhuǎn)速，大型高速大功率旋 轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的發(fā)展趨勢是，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，高速大功率電機(jī)的技術(shù)提升和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新顯得越來 越迫切。應(yīng)用于國防、冶金、化工和礦山等領(lǐng)域的大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備要求電機(jī)具備高轉(zhuǎn)速、大功 率和長期工作可靠等特點(diǎn)(如高爐風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和化工領(lǐng)域工藝流程中的功率100KW、轉(zhuǎn) 速lOOOOrpm的電機(jī)常常24小連續(xù)工作，連續(xù)工作周期長達(dá)幾個(gè)月)。目前電機(jī)采用的軸承 主要有空氣軸承、滾動(dòng)軸承、磁懸浮軸承和液體滑動(dòng)軸承等，電機(jī)的應(yīng)用往往受軸承工作性 能所制約?？諝廨S承允許的工作轉(zhuǎn)速極高，但是剛度有限，只適合于功率較小的高速電機(jī)。 滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)簡單，更換維修方便，但是由于存在接觸磨損，精度壽命有限，不適合連續(xù)長 期高速工作的場合。特別是對于承受較大軸向載荷的高速電機(jī)，由于軸承滾動(dòng)體離心力大， 軸承強(qiáng)度受到威脅，且由于重載摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，滾動(dòng)型止推軸承很容易燒毀，其工作壽命不 能滿足長時(shí)間工作的需求。磁懸浮軸承可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，且不存在接觸磨損，但是由于 其控制系統(tǒng)復(fù)雜，目前在國內(nèi)工程領(lǐng)域應(yīng)用很少。相比于前述各類軸承，液體滑動(dòng)軸承在大功率電機(jī)中應(yīng)用很普遍。液體滑動(dòng)軸承 又包括動(dòng)壓軸承、靜壓軸承和動(dòng)靜壓軸承。靜壓軸承和動(dòng)靜壓軸承通常應(yīng)用于轉(zhuǎn)速較低而 主軸回轉(zhuǎn)精度較高的場合，如機(jī)床主軸電機(jī)。這一類旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)精度高，剛度高，壽命長， 但是由于高油壓條件下摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，允許的極限速度較小。動(dòng)壓軸承是目前大功率高速 電機(jī)中普遍采用的軸承結(jié)構(gòu)，包括固定瓦動(dòng)壓軸承和可傾瓦軸承。相比于固定瓦動(dòng)壓軸承， 可傾瓦軸承軸承穩(wěn)定性高，特別適合于高速場合。[0007]但是，可傾瓦軸承工作油量較大，如直接將可傾瓦軸承安裝在電機(jī)箱體上則極易 因?yàn)橛土看筮M(jìn)入電機(jī)定轉(zhuǎn)子內(nèi)部，造成電機(jī)定轉(zhuǎn)子的污染，因此，目前國內(nèi)采用可傾瓦軸承 的電機(jī)，均采用軸承和電機(jī)箱體分離的結(jié)構(gòu)，即分為電機(jī)定轉(zhuǎn)子模塊、左軸承模塊和右軸承 模塊三個(gè)獨(dú)立部分，三個(gè)部分彼此相隔一定距離并分別固定于同一平板底座上，主軸中間 固定有電機(jī)轉(zhuǎn)子，兩端分別由左右軸承與主軸之間的油膜支撐。這種類型的高速電機(jī)，結(jié)構(gòu) 不緊湊，占用空間大，進(jìn)行加工時(shí)必須將前軸承座、后軸承座和電機(jī)座一起固定于安裝平板 后一起加工，才能保證軸孔的同心度；由于軸向分離布置，軸向尺寸大，對所加工的機(jī)床要 求規(guī)格也大；同時(shí)，由于軸向跨度大，導(dǎo)致主軸系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速降低，該結(jié)構(gòu)不適合推廣應(yīng) 用于高速電機(jī)領(lǐng)域。采用上述將軸承與電機(jī)定轉(zhuǎn)子分離結(jié)構(gòu)的可頃瓦軸承式高速電機(jī)，由 于存在上述缺陷，導(dǎo)致目前未能在大型高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域得到充分廣泛的應(yīng)用。

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，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、 軸向跨度短、軸系臨界轉(zhuǎn)速高的可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)，包括電機(jī)箱體、電機(jī)主軸、前端蓋總成、后端蓋總成、 電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子套設(shè)于電機(jī)主軸上，所述電機(jī)定子套設(shè)于電機(jī)箱體內(nèi)， 所述電機(jī)主軸置于電機(jī)定子內(nèi)，其特征在于所述電機(jī)定子的兩端均設(shè)有密封板，所述密封 板套設(shè)于電機(jī)主軸外，并與電機(jī)箱體和電機(jī)定子固定連接，所述前端蓋總成包括前法蘭、及 支承于前法蘭與電機(jī)主軸之間的前可傾瓦軸承，前端蘭固定于電機(jī)箱體前端，所述后端蓋 總成包括后法蘭、及支承于后法蘭與電機(jī)主軸之間的后可傾瓦軸承，后法蘭固定于電機(jī)箱 體后端。所述密封板包括固定環(huán)和密封環(huán)，所述固定環(huán)通過緊固件與電機(jī)箱體和電機(jī)定子 固定連接，所述密封環(huán)裝設(shè)于固定環(huán)的內(nèi)孔中，并套設(shè)于電機(jī)主軸上，固定環(huán)內(nèi)徑大于電機(jī) 轉(zhuǎn)子外徑。所述固定環(huán)的中心孔為階梯孔，所述密封環(huán)上設(shè)有止推臺(tái)階，密封環(huán)的止推臺(tái)階 與固定環(huán)的階梯孔配合，并通過緊固件連接。所述一件密封板上裝設(shè)有壓力氣體噴嘴，另一件密封板上開設(shè)有排氣口。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于在電機(jī)定子的兩端均設(shè)有密封板，該密 封板使電機(jī)定、轉(zhuǎn)子所處的空間形成與外部隔開的獨(dú)立空間，可避免可傾瓦軸承的供排油 系統(tǒng)產(chǎn)生的油霧進(jìn)入電機(jī)定、轉(zhuǎn)子所處的空間，防止油霧污染電機(jī)定、轉(zhuǎn)子，消除直接將可 傾瓦軸承系統(tǒng)裝設(shè)于電機(jī)箱體上的影響，使可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)得以實(shí)現(xiàn)；將軸承法蘭 裝設(shè)于電機(jī)箱體上時(shí)，可以通過止推口作徑向定位，有利于保證軸承法蘭的軸承安裝孔與 電機(jī)箱體上電機(jī)定子安裝孔之間的同軸度，不僅使采用可傾瓦軸承支承主軸的電機(jī)大大簡 化，整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且節(jié)省了材料和加工成本；更重要的是使電機(jī)系統(tǒng)軸向跨度縮 短，軸系臨界轉(zhuǎn)速升高，電機(jī)性能得到優(yōu)化，便于在機(jī)械制造領(lǐng)域得到充分、廣泛地應(yīng)用。密 封板由固定環(huán)和密封環(huán)組成，且固定環(huán)內(nèi)徑大于電機(jī)轉(zhuǎn)子外徑，因此，安裝電機(jī)時(shí)可以在電 機(jī)定子裝入電機(jī)箱體內(nèi)后用固定環(huán)對電機(jī)定子作軸向和周向的定位，再裝入電機(jī)主軸和電 機(jī)轉(zhuǎn)子，最后安裝密封環(huán)進(jìn)行密封，這樣使電機(jī)的安裝更為方便，有利于提高安裝精度。在一件密封板上裝設(shè)有壓力氣體噴嘴，另一件密封板上開設(shè)有排氣口，從而可以向由兩密封 板和電機(jī)定子圍成的空間內(nèi)通入氣體，使其內(nèi)部的空氣保持一定壓力，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)定轉(zhuǎn)子 的氣密封保護(hù)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號表示1、電機(jī)箱體3、前端蓋總成5、電機(jī)定子7、密封板9、排氣口32、前可傾瓦軸承42、后可傾瓦軸承72、密封環(huán)
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)，包括電機(jī)主軸2、前端蓋總成 3、后端蓋總成4、電機(jī)定子5、電機(jī)轉(zhuǎn)子6和長方體狀的電機(jī)箱體1，電機(jī)轉(zhuǎn)子6套設(shè)于電機(jī) 主軸2上，電機(jī)定子5套設(shè)于電機(jī)箱體1內(nèi)，電機(jī)主軸2置于電機(jī)定子5內(nèi)，電機(jī)定子5的 兩端均設(shè)有密封板7，密封板7套設(shè)于電機(jī)主軸2外，并與電機(jī)箱體1和電機(jī)定子5固定連 接，前端蓋總成3包括前法蘭31和支承于前法蘭31與電機(jī)主軸2之間的前可傾瓦軸承32， 前端蘭31固定于電機(jī)箱體1前端，后端蓋總成4包括后法蘭41和支承于后法蘭41與電 機(jī)主軸2之間的后可傾瓦軸承42，后法蘭41固定于電機(jī)箱體1后端，前法蘭31、后法蘭41 與電機(jī)箱體1的內(nèi)孔可以整體加工，對機(jī)床規(guī)格要求較低，可降低加工成本。在電機(jī)定子5 的兩端所設(shè)的密封板7使電機(jī)定轉(zhuǎn)子所處的空間形成與外部隔開的獨(dú)立空間，可避免可傾 瓦軸承的供排油系統(tǒng)產(chǎn)生的油霧進(jìn)入電機(jī)定轉(zhuǎn)子所處的空間，防止油霧污染電機(jī)定轉(zhuǎn)子， 消除直接將可傾瓦軸承系統(tǒng)裝設(shè)于電機(jī)箱體1上的影響，使可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)得以實(shí) 現(xiàn)；將軸承法蘭裝設(shè)于電機(jī)箱體1上時(shí)，可以通過止推口作徑向定位，有利于保證軸承法蘭 的軸承安裝孔與電機(jī)箱體1上電機(jī)定子安裝孔之間的同軸度，這不僅使采用可傾瓦軸承支 承主軸的電機(jī)大大簡化，整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且節(jié)省了材料和加工成本；更重要的是使電 機(jī)系統(tǒng)軸向跨度縮短，軸系臨界轉(zhuǎn)速升高，電機(jī)性能得到優(yōu)化，便于在機(jī)械制造領(lǐng)域得到充 分、廣泛地應(yīng)用。本實(shí)施例中，密封板7包括固定環(huán)71和密封環(huán)72，固定環(huán)71通過緊固件 與電機(jī)箱體1和電機(jī)定子5固定連接，密封環(huán)72套設(shè)于電機(jī)主軸2外，固定環(huán)71的中心孔 為階梯孔，密封環(huán)72上設(shè)有止推臺(tái)階，密封環(huán)72的止推臺(tái)階與固定環(huán)71的階梯孔配合，并 通過緊固件連接，固定環(huán)71內(nèi)徑大于電機(jī)轉(zhuǎn)子6外徑，因此，安裝電機(jī)時(shí)可以在電機(jī)定子5 裝入電機(jī)箱體1內(nèi)后用固定環(huán)71對電機(jī)定子5作軸向和周向的定位，再裝入電機(jī)主軸2和 電機(jī)轉(zhuǎn)子6，最后安裝密封環(huán)72進(jìn)行密封，這樣使電機(jī)的安裝更為方便，有利于提高安裝精 度。本實(shí)施例中，位于電機(jī)箱體1前端密封板7的固定環(huán)71上裝設(shè)有壓力氣體噴嘴8，位于
2、電機(jī)主軸 4、后端蓋總成 6、電機(jī)轉(zhuǎn)子 8、壓力氣體噴 31、前法蘭 41、后法蘭 71、固定環(huán)電機(jī)箱體1后端密封板7的固定環(huán)71上開設(shè)有排氣口 9，從而可以向由兩密封板7和電機(jī) 定子5圍成的空間內(nèi)通入氣體，使其內(nèi)部的空氣保持一定壓力，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)定轉(zhuǎn)子的氣密 封保護(hù)。 上述實(shí)施例僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下，還可以作出若干等同變換，這些等同變換 均應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)，包括電機(jī)箱體(1)、電機(jī)主軸(2)、前端蓋總成(3)、后端蓋總成(4)、電機(jī)定子(5)和電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)套設(shè)于電機(jī)主軸(2)上，所述電機(jī)定子(5)套設(shè)于電機(jī)箱體(1)內(nèi)，所述電機(jī)主軸(2)置于電機(jī)定子(5)內(nèi)，其特征在于所述電機(jī)定子(5)的兩端均設(shè)有密封板(7)，所述密封板(7)套設(shè)于電機(jī)主軸(2)外，并與電機(jī)箱體(1)和電機(jī)定子(5)固定連接，所述前端蓋總成(3)包括前法蘭(31)、及支承于前法蘭(31)與電機(jī)主軸(2)之間的前可傾瓦軸承(32)，前端蘭(31)固定于電機(jī)箱體(1)前端，所述后端蓋總成(4)包括后法蘭(41)、及支承于后法蘭(41)與電機(jī)主軸(2)之間的后可傾瓦軸承(42)，后法蘭(41)固定于電機(jī)箱體(1)后端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)，其特征在于所述密封板(7)包括 固定環(huán)(71)和密封環(huán)(72)，所述固定環(huán)(71)通過緊固件與電機(jī)箱體(1)和電機(jī)定子(5) 固定連接，所述密封環(huán)(72)裝設(shè)于固定環(huán)(71)的內(nèi)孔中，并套設(shè)于電機(jī)主軸(2)外，固定 環(huán)(71)內(nèi)徑大于電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)，其特征在于所述固定環(huán)(71)的中 心孔為階梯孔，所述密封環(huán)(72)上設(shè)有止推臺(tái)階，密封環(huán)(72)的止推臺(tái)階與固定環(huán)(71) 的階梯孔配合，并通過緊固件連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)，其特征在于所述一件密 封板(7)上裝設(shè)有壓力氣體噴嘴(8)，另一件密封板(7)上開設(shè)有排氣口(9)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)，包括電機(jī)箱體、電機(jī)主軸、前端蓋總成、后端蓋總成、電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子套設(shè)于電機(jī)主軸上，所述電機(jī)定子套設(shè)于電機(jī)箱體內(nèi)，所述電機(jī)主軸置于電機(jī)定子內(nèi)，所述電機(jī)定子的兩端均設(shè)有密封板，所述密封板套設(shè)于電機(jī)主軸外，并與電機(jī)箱體和電機(jī)定子固定連接，所述前端蓋總成包括前法蘭、及支承于前法蘭與電機(jī)主軸之間的前可傾瓦軸承，前法蘭固定于電機(jī)箱體前端，所述后端蓋總成包括后法蘭、及支承于后法蘭與電機(jī)主軸之間的后可傾瓦軸承，后法蘭固定于電機(jī)箱體后端。該可傾瓦軸承內(nèi)置式電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、軸向跨度短、軸系臨界轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02K5/26GK201563017SQ20092026698
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者侯志泉, 呂浪, 熊萬里, 羅春龍, 蔣旭光, 陽雪兵 申請人:溧陽福思寶高速機(jī)械有限公司;湖南大學(xué)