制動電動機及電動同步加載器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制動電動機及電動同步加載器，該制動電動機包括：定子（3）；轉子組件（4），所述轉子組件（4）包括轉軸（4.1）、實心轉子（4.3）和籠型轉子（4.2），所述實心轉子（4.3）和籠型轉子（4.2）并行安裝在轉軸（4.1）上，所述實心轉子（4.3）與籠型轉子（4.2）均外接定子（3）。該制動電動機加載性能和啟動性能更好，尤其適用于電動同步加載器。
【專利說明】制動電動機及電動同步加載器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制動電動機，具體涉及用于電動同步加載器的制動電動機及包括該制動電動機的電動同步加載器。
【背景技術】
[0002]在機械功率封閉齒輪的試驗裝置中，電動同步加載器用來模擬被試齒輪箱的實際工作載荷，是試驗臺加載裝置中的關鍵部件。制動電動機是電動同步加載器的核心部分之一，制動電動機的性能直接影響電動同步加載器的施載穩(wěn)定性、施載平穩(wěn)性、體積大小以及允許的最高工作轉速，從而影響著機械功率封閉齒輪試驗裝置的使用性能和技術經(jīng)濟指標。
[0003]現(xiàn)有電動機的種類很多，有各自的特點和使用場合。但目前適用于電動同步加載器的制動電動機卻很少。由于制動電動機要求在外殼高速旋轉狀態(tài)下，能在電動機和發(fā)電機狀態(tài)下工作，對動平衡精度要求較高，也就對制動電動機的結構的對稱性、緊湊性和零部件精度都提出了很高的要求。同時，需要制動電動機具有優(yōu)良的起動性能，斷電可立即自動制動，保持載荷穩(wěn)定。目前，我國在用于電動同步加載器的制動電動機方面的研究還很少，現(xiàn)有的制動電動機主要是由標準電動機改制，存在起動特性不好、施載穩(wěn)定性與平穩(wěn)性差、制動力矩小、允許的外殼旋轉速度低、體積大、重量大、可靠性低的問題，有待研制出性能更好的、適用于電動同步加載器的制動電動機，來填補國內在這一方面的空白。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的一個技術問題是，提供一種制動電動機，該制動電動機加載性能和啟動性能更好，尤其適用于電動同步加載器。
[0005]針對該技術問題，本發(fā)明的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的制動電動機，包括:定子；轉子組件，所述轉子組件包括轉軸、籠型轉子和實心轉子，所述籠型轉子和實心轉子并行安裝在轉軸上，所述籠型轉子和實心轉子均外接定子。
[0006]作為本發(fā)明的制動電動機的一種改進，所述實心轉子遠離籠型轉子的一端連接有制動器，所述實心轉子通過定子中繞組的磁場在實心轉子的端面產(chǎn)生磁力從而為制動器提供動力。
[0007]作為本發(fā)明的制動電動機的一種優(yōu)選，所述制動器連接有后罩，所述后罩上設有對制動器進行調整的調整螺釘。
[0008]作為本發(fā)明的制動電動機的另一種改進，所述制動器包括:制動盤，其安裝在轉軸上，所述制動盤遠離實心轉子的一端為外圓錐狀；制動彈簧，所述制動彈簧一端抵在實心轉子的端面，另一端抵在制動盤上；銜鐵盤，位于實心轉子與制動盤之間，且與制動盤連接；通電時，實心轉子吸附銜鐵盤，松開制動盤，從而進入工作狀態(tài)；摩擦片，連接在制動盤的外圓錐面上；固定盤，與摩擦片活動連接，與后罩連接。
[0009]作為本發(fā)明的制動電動機的還有一種改進，所述定子安裝在機座上，所述機座的前端連接有前端蓋，所述機座的后端設有用于隔開摩擦片的擋板，且所述機座與后罩固定連接。擋板將摩擦片產(chǎn)生的粉塵等隔離在制動電動機外，從而提高了制動電動機的使用壽命O
[0010]作為本發(fā)明的制動電動機的另一種優(yōu)選，所述調整螺釘有三個，對應制動盤的端面均勻分布。能更好地調整制動盤，在斷電時可立即制動，保持載荷穩(wěn)定。
[0011]作為本發(fā)明的制動電動機的還有一種改進，所述后罩的軸頸上設有集電環(huán)和用于鎖緊集電環(huán)的鎖緊機構。
[0012]作為本發(fā)明的制動電動機的還有一種優(yōu)選，所述鎖緊機構包括圓螺母和鎖緊墊片，所述圓螺母將集電環(huán)壓到后罩上，所述鎖緊墊片鎖緊圓螺母。
[0013]作為本發(fā)明的制動電動機的還有一種優(yōu)選，所述集電環(huán)包括套接在后罩的軸頸上的滑環(huán)座、設在滑環(huán)座上的滑環(huán)和靠近滑環(huán)座設置的壓環(huán)，所述壓環(huán)抵在滑環(huán)上，所述鎖緊墊片壓在壓環(huán)上。
[0014]作為本發(fā)明的制動電動機的還有一種優(yōu)選，所述實心轉子與籠型轉子的總長度等于定子中的鐵芯的長度。
[0015]作為本發(fā)明的制動電動機的還有一種優(yōu)選，所述實心轉子和籠型轉子的外徑相等，所述籠型轉子的長度占總長度的3/4，實心轉子的長度占總長度的1/4。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的制動電動機具有以下有益效果:
[0017]1、由籠型轉子和實心轉子構成的復合轉子，使制動電動機獲取一種復合的運行特性，即既有籠型轉子電動機小轉差率運行時的高效能，又兼有實心轉子電動機優(yōu)良的起動性能，保證平穩(wěn)精確施載。
[0018]2、實心轉子通過定子中繞組的磁場，在端部產(chǎn)生磁力，為制動器提供動力，可保證制動電動機的復合轉子與制動器同步工作，可靠性高。同時，省去了安裝通用電磁制動器所需的磁軛組件，縮短了制動電動機的軸向長度，并減輕了重量。
[0019]3、制動器采用外圓錐面結構，制動力矩大，體積小、重量輕，可長期保持載荷穩(wěn)定。通過調整螺釘可調整固定盤的軸向位置，從而改變制動彈簧的壓縮量，達到調節(jié)制動力矩和制動速度的目的。
[0020]4、制動器采用斷電制動方式，不僅符合制動電動機的工作特性要求而且且節(jié)能。斷電時，制動彈簧將制動盤緊壓在固定盤上，轉子組件不能自由轉動，制動電動機處于制動狀態(tài)。通電時，開槽實心轉子吸附銜鐵盤，松開制動盤，制動電動機進入工作狀態(tài)。
[0021]5、集電環(huán)采用裝配式結構，軸向長度短，進一步縮短了制動電動機的長度。
[0022]6、機座后端安裝的擋板，將制動器的摩擦片部分隔離到機座的外部，防止摩擦片產(chǎn)生的灰塵進入機座內部，保證制動電動機可靠工作。
[0023]7、采用環(huán)形、對稱設計、結構緊湊，體積小、質量輕，動平衡精度高，可在外殼高速旋轉狀態(tài)下正反雙向加載，可靠性高，適用于電動同步加載器。
[0024]本發(fā)明要解決的另一個技術問題是，提供一種隨轉速變化而特性曲線較平穩(wěn)的電動同步加載器。
[0025]針對該技術問題，本發(fā)明的技術解決方案是，提供一種電動同步加載器，該電動同步加載器包括本發(fā)明的制動電動機。
[0026]作為本發(fā)明的電動同步加載器的一種優(yōu)選，該電動同步加載器還包括減速器和支座，所述減速器的一端與制動電動機的前端蓋固定連接，所述減速器的另一端與支座的一端轉動連接，所述前端蓋與機座固定連接，所述機座與后罩固定連接，所述后罩與支座的另一端轉動連接。在后罩的外圓上有一個軸承支撐點，在減速器的外殼上有另一個軸承支撐點，通過兩個軸承支撐點將固定連接的制動電動機和減速器安裝在支座上，使得制動電動機和減速器可進行高速旋轉。
[0027]作為本發(fā)明的電動同步加載器的另一種優(yōu)選，所述減速器的輸出法蘭軸與試驗系統(tǒng)的一個軸端連接，與后罩連接的法蘭盤與試驗系統(tǒng)的另一個軸端連接。制動電動機輸入的小力矩，經(jīng)減速器的力矩放大作用，在試驗系統(tǒng)的兩軸端形成大扭矩。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1所示是本發(fā)明的制動電動機的結構示意圖。
[0029]圖2所示是圖1中的右視圖。
[0030]圖3所示是本發(fā)明的電動同步加載器的結構示意圖。
[0031]圖4所示是圖3的左視圖。
[0032]圖中所示:1、前端蓋，2、機座，3、定子，4、轉子組件，4.1、轉軸，4.2、籠型轉子，4.3、實心轉子，5、擋板，6、制動器，6.1、制動彈簧，6.2、銜鐵盤，6.3、制動盤，6.4、摩擦片，6.5、固定盤，6.6、調整螺釘，6.7、固定螺釘，7、后罩，8、集電環(huán)，8.1、滑環(huán)座，8.2、滑環(huán)，8.3、壓環(huán)，9、圓螺母，10、鎖緊墊片，11、波形彈簧，12、軸承，13、減速器，13.1、輸出法蘭軸，14、支座，
15、法蘭盤。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0034]如圖1和圖2所示為制動電動機的一種具體實施例。在該實施例中，本發(fā)明的制動電動機包括前端蓋1、機座2、定子3、轉子組件4、后罩7、擋板5、制動器6、集電環(huán)8、圓螺母
9、鎖緊墊片10、波形彈簧U、軸承12。機座2是環(huán)形結構，外圓上兩端開有排氣孔，兩端有連接法蘭面。后罩7與機座2的后端法蘭面相連，減速器13與機座2的前端法蘭面相連。前端蓋I安裝在機座2的前端內孔。
[0035]定子3采用標準定子，與機座2固定成一體。并通過止動螺釘防止定子3旋轉，定子3中嵌有三相繞組。
[0036]轉子組件4包括轉軸4.1、籠型轉子4.2和實心轉子4.3。轉軸4.1是階梯軸，其前端有鍵槽，后端有花鍵?；\型轉子4.2和實心轉子4.3采用熱裝工藝并行安裝固定于轉軸4.1上，所述籠型轉子4.2和實心轉子4.3均外接定子3。所述外接主要是指定子3活動套接于籠型轉子4.2和實心轉子4.3的外周面?；\型轉子4.2和實心轉子4.3的總長度與定子3的鐵芯的長度相同，籠型轉子4.2和實心轉子4.3兩者外徑相同，其中籠型轉子4.2的長度占總長度的3/4，實心轉子4.3的長度占總長度的比1/4?；\型轉子4.2的一端只保留端環(huán)，去掉風葉與平衡柱。而實心轉子4.3徑向開槽，端面緊壓在籠型轉子4.2的鑄鋁端環(huán)上。轉子組件4通過轉軸4.1兩端的軸承12安裝，兩端的軸承12分別位于前端蓋I和后罩7的軸承內孔中。波形彈簧11安裝在后罩7的軸承內孔中，用于預緊軸承12。
[0037]通過籠型轉子4.2和實心轉子4.3這兩個不同性質轉子的復合，獲取一種復合的運行特性，即既有籠型轉子異步電動機小轉差率運行時的高效能，又兼有實心轉子電動機優(yōu)良的起動性能。同時，開槽實心轉子4.3通過定子3中繞組的磁場，在端部產(chǎn)生磁力，為制動器6提供動力。從而可保證制動電動機的復合轉子4與制動器6同步工作，可靠性高。而且省去了通用電磁制動器所需的磁軛組件，縮短了制動電動機的軸向長度，減輕了重量。
[0038]制動器6包括制動彈簧6.1、銜鐵盤6.2、制動盤6.3、摩擦片6.4、固定盤6.5、調整螺釘6.6和固定螺釘6.7。制動盤6.3遠離實心轉子4.3的一端采用外錐面或外圓錐面結構，能將較小的軸向力通過錐面放大成制動盤6.3錐面上的較大的正壓力，從而使得制動力矩大，體積小，重量輕，可保持載荷穩(wěn)定。制動盤6.3的錐面上粘貼有摩擦片6.4，另一端與銜鐵盤6.2通過螺栓相連，構成制動器6的旋轉部分。制動盤6.3與轉軸4.1通過花鍵聯(lián)接，與轉子組件4 一同旋轉，并可以沿軸向方向移動。在轉子組件4的實心轉子4.3與制動盤6.3之間安裝有制動彈簧6.1。固定盤6.5制作有對應于制動盤6.3的外錐面結構的內圓錐面，固定盤6.5安裝在后罩7的內腔中，采用過渡配合并通過固定螺釘6.7連接?？赏ㄟ^3個均勻分布的調整螺釘6.6來調整固定盤6.5的軸向位置，進而改變制動彈簧6.1的壓縮量，從而改變對制動盤6.3的作用力，最終起到調節(jié)制動器6的制動力矩和制動速度的作用。3個固定螺釘6.7用于鎖緊調整好的固定盤6.5。調整螺釘6.6和固定螺釘6.7采用鋼絲防松。
[0039]制動器6采用斷電制動方式，符合制動電動機的工作特性要求，且節(jié)能。斷電時，制動彈簧6.1將制動盤6.3緊壓在固定盤6.5上，轉子組件4不能自由轉動，制動電動機處于制動狀態(tài)。通電時，開槽實心轉子4.3吸附銜鐵盤6.2，松開制動盤6.3，制動電動機進入工作狀態(tài)。
[0040]擋板5安裝在機座2的后端，將制動器6的摩擦片6.4隔開到機座2的外部，防止摩擦片6.4產(chǎn)生的灰塵進入機座2的內部，保證定子3中的繞組和轉子組件4可靠地工作。
[0041]所述后罩7的軸頸上設有集電環(huán)8和用于鎖緊集電環(huán)8的鎖緊機構。所述鎖緊機構包括圓螺母9和鎖緊墊片10。
[0042]在本實施例中，集電環(huán)8包括滑環(huán)座8.1、滑環(huán)8.2和壓環(huán)8.3?；h(huán)8.2有3個，分別過盈套在3個滑環(huán)座8.1上，滑環(huán)座8.1采用冷壓方式安裝在后罩7的軸頸上，周向位置互成120°，使接線柱與后罩7上的線槽位置對應。壓環(huán)8.3緊貼滑環(huán)座8.1上的滑環(huán)8.2安裝，圓螺母9將滑環(huán)座8.1、滑環(huán)8.2和壓環(huán)8.3壓緊在一起，鎖緊墊片10鎖緊圓螺母9。定子3中的三相繞組分別與3個滑環(huán)8.2相連，外部三相電源由滑環(huán)8.2引入。換句話說，集電環(huán)8過盈套接在后罩7的軸頸上，通過電線與定子3中的三相繞組相連，外部三相電源由集電環(huán)8引入。集電環(huán)8的結構緊湊，軸向長度短。
[0043]如圖3和圖4所示為包括本發(fā)明的制動電動機的電動同步加載器一種結構示意圖。所述機座2、定子3、前端蓋I和后罩7構成制動電動機的旋轉型外殼。該電動同步加載器還包括減速器13和支座14，所述減速器13的一端與制動電動機的前端蓋I固定連接，所述減速器13的另一端與支座14的一端轉動連接，所述前端蓋I與機座2固定連接，所述機座2與后罩7固定連接，所述后罩7與支座14的另一端轉動連接。
[0044]在后罩7的外圓上有一個軸承支撐點，在減速器13的外殼上有另一個軸承支撐點，通過兩個軸承支撐點將連為一體的制動電動機和減速器13安裝在支座14上，可高速旋轉。由減速器13的輸出法蘭軸13.1接入到試驗系統(tǒng)的一個軸端，通過與后罩7花鍵聯(lián)接的法蘭盤15接入到試驗系統(tǒng)的另一個軸端；制動電動機輸入的較小力矩，經(jīng)過減速器13的力矩放大作用，在試驗系統(tǒng)的兩軸端間產(chǎn)生較大扭矩。
[0045]雖然已經(jīng)結合具體實施例對本發(fā)明進行了描述，然而可以理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進或替換。尤其是，只要不存在結構上的沖突，各實施例中的特征均可相互結合起來，所形成的組合式特征仍屬于本發(fā)明的范圍內。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的范圍內的所有技術方案。
【權利要求】
1.一種制動電動機，包括: 定子(3)； 轉子組件(4)，所述轉子組件(4)包括轉軸(4.1)、籠型轉子(4.2)和實心轉子(4.3)，所述籠型轉子(4.2)和實心轉子(4.3)并行安裝在轉軸(4.1)上，所述籠型轉子(4.2)和實心轉子(4.3)均外接定子(3)。
2.根據(jù)權利要求1所述的制動電動機，其特征在于，所述實心轉子(4.3)遠離籠型轉子(4.2)的一端連接有制動器(6)，所述實心轉子(4.3)通過定子(3)中繞組的磁場在實心轉子(4.3)的端面產(chǎn)生磁力從而為制動器(6)提供動力。
3.根據(jù)權利要求2所述的制動電動機，其特征在于，所述制動器(6)連接有后罩(7)，所述后罩(7)上設有對制動器(6)進行調整的調整螺釘(6.6)。
4.根據(jù)權利要求3所述的制動電動機，其特征在于，所述制動器(6)包括: 制動盤(6.3)，其安裝在轉軸(4.1)上，所述制動盤(6.3)遠離實心轉子(4.3)的一端為外圓錐狀； 制動彈簧(6.1)，所述制動彈簧(6.1)—端抵在實心轉子(4.3)的端面，另一端抵在制動盤(6.3)上； 銜鐵盤(6.2)，位于實心轉子(4.3)與制動盤(6.3)之間，且與制動盤(6.3)連接；通電時，實心轉子(4.3)吸附銜鐵盤(6.2)，松開制動盤(6.3)，從而進入工作狀態(tài)； 摩擦片(6.4)，連接在制動盤(6.3)的外圓錐面上；. 固定盤(6.5)，與摩擦片(6.4)活動連接，與后罩(7)連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的制動電動機，其特征在于，所述定子(3)安裝在機座(2)上，所述機座(2)的前端連接有前端蓋(1)，所述機座(2)的后端設有用于隔開摩擦片(6.4)的擋板(5)，且所述機座(2)與后罩(7)固定連接。
6.根據(jù)權利要求4所述的制動電動機，其特征在于，所述調整螺釘(6.6)有三個，對應制動盤(6.3)的端面均勻分布。
7.根據(jù)權利要求3所述的制動電動機，其特征在于，所述后罩(7)的軸頸上設有集電環(huán)(8)和用于鎖緊集電環(huán)(8)的鎖緊機構。
8.根據(jù)權利要求7所述的制動電動機，其特征在于，所述鎖緊機構包括圓螺母(9)和鎖緊墊片(10)，所述圓螺母(9)將集電環(huán)(8)壓到后罩(7)上，所述鎖緊墊片(10)鎖緊圓螺母(9)。
9.根據(jù)權利要求8所述的制動電動機，其特征在于，所述集電環(huán)(8)包括套接在后罩(7)的軸頸上的滑環(huán)座(8.1)、設在滑環(huán)座(8.1)上的滑環(huán)(8.2)和靠近滑環(huán)座(8.1)設置的壓環(huán)(8.3)，所述壓環(huán)(8.3)抵在滑環(huán)(8.2 )上，所述鎖緊墊片(10 )壓在壓環(huán)(8.3 )上。
10.根據(jù)權利要求1所述的制動電動機，其特征在于，所述實心轉子(4.3)與籠型轉子(4.2)的總長度等于定子(3)中的鐵芯的長度。
11.根據(jù)權利要求10所述的制動電動機，其特征在于，所述實心轉子(4.3)和籠型轉子(4.2)的外徑相等，所述籠型轉子(4.2)的長度占總長度的3/4，實心轉子(4.3)的長度占總長度的1/4。
12.—種電動同步加載器，包括權利要求1~11所述的制動電動機。
13.根據(jù)權利要求12所述的電動同步加載器，其特征在于，還包括減速器(13)和支座(14)，所述減速器(13)的一端與制動電動機的前端蓋(I)固定連接，所述減速器(13)的另一端與支座(14)的一端轉動連接，所述前端蓋(I)與機座(2)固定連接，所述機座(2)與后罩(7)固定連接，所述后罩(7)與支座(14)的另一端轉動連接。
14.根據(jù)權利要求13所述的電動同步加載器，其特征在于，所述減速器(13)的輸出法蘭軸(13.1)與試驗系統(tǒng)的一個軸端連接，與后罩(7)連接的法蘭盤(15)與試驗系統(tǒng)的另一個軸端連接。
【文檔編號】H02K7/10GK103475177SQ201310405235
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權日:2013年9月6日
【發(fā)明者】李榮滿, 張躍春, 胡云波, 杜海英, 何園園 申請人:株洲高精傳動技術有限公司