CN101699720A - 电机定转子防静电放电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机定转子防静电放电装置，包括轴承瓦座、装设于电机主轴上的放电轴承和装设于电机箱体上的放电装置安装端盖，所述放电装置安装端盖上设有环形容置槽以及与环形容置槽相通的安装孔，所述环形容置槽与放电轴承同轴设置，所述安装孔沿环形容置槽径向设置，所述安装孔内设有导向杆和导电弹簧，所述轴承瓦座置于环形容置槽内，轴承瓦座内侧与放电轴承接触，外侧与导向杆连接，所述导向杆外套设有套筒，所述套筒与放电装置安装端盖螺纹连接，所述导电弹簧设于安装孔内，并支承于轴承瓦座与套筒之间。该电机定转子防静电放电装置具有结构简单紧凑、经久耐用、可靠性高的优点。

Description

电机定转子防静电放电装置

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及可预防电机定转子静电放电的装置。

背景技术

电机是目前广泛应用于工农业生产的一种设备；电机在工作过程中，电机定子和转子表面会发生电荷积聚现象，当电荷积聚到一定程度上时，就会在电机定转子之间发生静电放电现象。通常发生静电放电的部位是电机轴承和电机编码器等。

电机轴承目前广泛采用钢质轴承、液体轴承(包括静压轴承、动压轴承和动静压轴承)和气体轴承等，虽然轴承表面的润滑油膜具有绝缘作用，但是在高压静电放电条件下，润滑油膜或者是润滑气膜间隙最小处很容易被击穿，形成放电回路，导致电机轴承表面出现电蚀而损坏。当电机端部装设有编码器等装置时，电机轴承采用陶瓷轴承、液体轴承和气体轴承等作为支撑。由于陶瓷球和流体的绝缘作用，静电放电不容易在轴承部位发生，而会转移到固定于电机转子上的编码器齿轮与固定于电机箱体的编码器座之间进行，从而导致编码器损坏。近年来，交流变频调速技术在电机领域应用已经十分普遍。由变频技术引起的高次电磁谐波使得电机定转子产生感应静电的几率比以前大大增高。据统计，目前轴承由于静电放电引起的故障已经占所有轴承故障的10％以上，并且在不断增长；而由于静电放电导致编码器故障占编码器所有发生故障的概率更高。

为了避免电机定转子在轴承和编码器等部位发生静电放电，常用的解决方法是把电机转子接地，轴承采用具有导电性的润滑剂。但是导电性的润滑剂中由于含有金属颗粒，常常会磨损轴承，导致轴承寿命缩短。避免静电放电的另一种传统办法是转轴通过碳刷接地，但是由于碳刷容易产生污染，且更换时需要清洗周围环境，导致更换碳刷很不方便。现在又提出了一种通过屏蔽电机定子绕组消除感应电压从而减少静电放电的方法，但是由于该方法成本很高，工程上难以实现。

专利号为ZL200310110580.3的发明专利公开了一种可预防电机定转子静电放电的装置，该装置采用金属滚珠与主轴直接接触，其缺陷主要表现在：1、滚珠其他接触点的摩擦力大于滚珠与主轴接触点的摩擦力，使滚珠不能灵活转动，造成主轴与滚珠摩擦加剧，噪声较大且容易磨损，需要频繁更换滚珠或主轴，维护成本高，且更换时拆装不方便，费时费力；2、特别是采用可倾瓦轴承支承主轴时，主轴径向跳动量相比于采用固定瓦轴承支承主轴时要大的多，这必然会造成主轴与滚珠的接触不可靠。

专利号为ZL200420034823.8的实用新型专利公开了一种轴承支杆式可预防电机定转子静电放电的装置，其缺陷主要表现在：1、该装置设置的放电轴承与编码器定位套外径相切接触，造成了电机径向尺寸大，使电机整体结构显得不够紧凑，占用空间大；2、电机高速旋转时放电轴承转速更高，致使弹簧的震动频率很快，同时放电轴承与编码器定位套的接触为相切的线接触，因此高频振动易造成放电轴承与编码器定位套的接触不可靠，放电装置的可靠性下降；3、放电轴承作为易损件，需要经常更换，放电装置安装在电机后支承座内侧，不仅使得电机结构不紧凑，而且导致放电轴承的安装、拆卸和更换都很不方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、经久耐用、可靠性高、便于拆装的电机定转子防静电放电装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电机定转子防静电放电装置，包括轴承瓦座、装设于电机主轴上的放电轴承和装设于电机箱体上的放电装置安装端盖，所述放电装置安装端盖上设有环形容置槽以及与环形容置槽相通的安装孔，所述环形容置槽与放电轴承同轴设置，所述安装孔沿环形容置槽径向设置，所述安装孔内设有导向杆和导电弹簧，所述轴承瓦座置于环形容置槽内，轴承瓦座内侧与放电轴承接触，外侧与导向杆连接，所述导向杆外套设有套筒，所述套筒与放电装置安装端盖螺纹连接，所述导电弹簧设于安装孔内，并支承于轴承瓦座与套筒之间。

所述轴承瓦座内侧与放电轴承的接触为面接触。

所述轴承瓦座设有两件以上，且沿放电轴承周向等距布置，所述放电装置安装端盖上的安装孔数量与轴承瓦座数量相等，各轴承瓦座与对应的安装孔内所设导向杆和导电弹簧相接。

所述放电轴承装设于电机主轴尾部的编码器连接轴上，所述放电轴承外径D小于主轴轴承内径d。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将放电轴承直接装设于电机主轴上，简化了放电装置的结构，使放电装置的安装更加方便，并且减少了在径向方向上的占用空间，使电机结构更加简单紧凑，拆卸容易，更换方便，同时还避免了滚珠直接与主轴接触，提高了主轴和放电装置的使用寿命；轴承瓦座内侧与放电轴承形成面接触，当电机主轴高速旋转时，轴承瓦座与放电轴承在弹簧作用下仍能轻松保持接触，从而使放电装置始终处于稳定的放电状态，提高了放电装置可靠性。轴承瓦座设有两件以上，且沿放电轴承周向等距布置，当电机主轴在某一方向上的径向跳动较大，即使造成某一方位的轴承瓦座与放电轴承形成短暂的脱离，但其它方位的轴承瓦座必然与放电轴承形成更为紧密的接触，从而确保放电装置的可靠性，完全杜绝静电放电。放电轴承装设于电机主轴尾部的编码器连接轴上，放电轴承与电机主轴角速度相等，但放电轴承外径D小于主轴轴承内径d，因此放电轴承表面的线速度小于电机主轴表面线速度，使本发明适用于在电机主轴高速旋转(转速达10000RPM以上)的条件下放电。本发明既可用放电装置安装端盖直接替代原电机端盖实现避免电机定转子静电放电的功能，也可以直接在原电机端盖上加工环形容置槽和安装孔，实现起来非常方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A向视图；

图3是将本发明安装于由可倾瓦轴承支承主轴的电机上的结构示意图。

图中各标号表示：

1、电机主轴       2、锁止螺母

3、放电轴承       4、轴承瓦座

5、导向杆         6、导电弹簧

7、套筒           8、放电装置安装端盖

9、电机箱体       10、可倾瓦轴承

11、电机定子      12、电机转子

13、编码器        14、编码器连接轴

81、环形容置槽    82、安装孔

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的电机定转子防静电放电装置，包括轴承瓦座4、放电轴承3和放电装置安装端盖8，放电轴承3套装于电机主轴1上，并通过一锁止螺母2限制轴向位移，当放电轴承3损耗后，只需将锁止螺母2取下即可更换新的放电轴承3。本实施例中，放电轴承3装设于电机主轴1尾部的直径较小的编码器连接轴14上，放电轴承3与电机主轴1角速度相等，但放电轴承3外径D小于主轴轴承的内径d，因此放电轴承3表面的线速度小于电机主轴1表面线速度，使本发明适用于在主轴高速旋转(转速达10000RPM以上)的条件下放电。放电装置安装端盖8通过紧固件装设于电机箱体9上。放电装置安装端盖8上设有环形容置槽81以及与环形容置槽81相通的安装孔82，环形容置槽81与放电轴承3同轴设置，安装孔82沿环形容置槽81径向设置。安装孔82内设有导向杆5和导电弹簧6，轴承瓦座4置于环形容置槽81内，轴承瓦座4内侧与放电轴承3接触，外侧与导向杆5通过螺纹固接，本实施例中，放电轴承3为滚动轴承，轴承瓦座4内侧与放电轴承3的外圈形成的接触为面接触，当电机主轴1高速旋转时，轴承瓦座4与放电轴承3在导电弹簧6的作用下仍能轻松保持接触，从而使放电装置始终处于稳定的放电状态，提高了放电装置可靠性。导向杆5外套设有套筒7，套筒7与放电装置安装端盖8螺纹连接，套筒7与导向杆5为间隙配合，导向杆5对轴承瓦座4的运动起导向作用；导电弹簧6设于安装孔82内，并支承于轴承瓦座4与套筒7之间，该导电弹簧6一方面起到导电连接的作用，另一方面通过其阻尼作用缓冲电机主轴1的径向跳动，使轴承瓦座4保持与放电轴承3以及导电弹簧6接触。轴承瓦座4可设置两件以上，且沿放电轴承3周向等距布置，放电装置安装端盖8上的安装孔82数量与轴承瓦座4数量相等，各轴承瓦座4与对应的安装孔82内所设导向杆5和导电弹簧6相接，本实施例中，轴承瓦座4设有两件，当电机主轴1在某一方向上的径向跳动较大，即使造成某一方位的轴承瓦座4与放电轴承3形成短暂的脱离，但其它方位的轴承瓦座4必然与放电轴承3形成更为紧密的接触，从而确保放电装置的可靠性，完全杜绝静电放电。本发明通过将放电轴承3直接装设于电机主轴1上，简化了放电装置的结构，使放电装置的安装更加方便，并且减少了在径向方向上的占用空间，使电机结构更加紧凑，同时还避免了滚珠直接与电机主轴1接触，提高了电机主轴1和放电装置的使用寿命。对现有电机进行改造时，既可用放电装置安装端盖8直接替代原电机端盖实现避免电机定转子静电放电的功能，也可以直接在原电机端盖上加工环形容置槽81和安装孔82，实现起来非常方便。

下面结合由可倾瓦轴承支承主轴的电机对本发明的工作原理作进一详细说明。

如图3所示，电机转子12装设于电机主轴1中部，电机定子11装设于电机箱体9中部，电机主轴1通过可倾瓦轴承10支承于电机箱体9内部，编码器13装设于电机主轴1的端部，本发明的放电装置安装端盖8安装于电机箱体9端部，放电轴承3安装于电机主轴1上，且放电轴承3位于电机箱体9与锁止螺母2之间。由于电机转子12装设于电机主轴1上，电机定子11装设于电机箱体9上，电机箱体9通常接地，那么只要使电机主轴1与电机箱体9保持电导通即可防止静电放电，而电机主轴1采用可倾瓦轴承10支承，可倾瓦轴承10中的流体有绝缘作用，使得电机主轴1不能直接与电机箱体9形成导通。安装了本发明的电机定转子防静电放电装置后，电机主轴1依次通过放电轴承3、轴承瓦座4、导电弹簧6、套筒7和放电装置安装端盖8与电机箱体9连通为一个放电回路，因此，电机定子11与电机转子12上的静电都可以直接通过接地导体释放，从而避免电机定子11与电机转子12之间的高压静电放电现象，对编码器13等电子元件起到保护作用。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的原理的前提下，还可以作出若干等同变换，这些等同变换均应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电机定转子防静电放电装置，其特征在于包括轴承瓦座(4)、装设于电机主轴(1)上的放电轴承(3)和装设于电机箱体(9)上的放电装置安装端盖(8)，所述放电装置安装端盖(8)上设有环形容置槽(81)以及与环形容置槽(81)相通的安装孔(82)，所述环形容置槽(81)与放电轴承(3)同轴设置，所述安装孔(82)沿环形容置槽(81)径向设置，所述安装孔(82)内设有导向杆(5)和导电弹簧(6)，所述轴承瓦座(4)置于环形容置槽(81)内，轴承瓦座(4)内侧与放电轴承(3)接触，外侧与导向杆(5)连接，所述导向杆(5)外套设有套筒(7)，所述套筒(7)与放电装置安装端盖(8)螺纹连接，所述导电弹簧(6)设于安装孔(82)内，并支承于轴承瓦座(4)与套筒(7)之间。

2.根据权利要求1所述的电机定转子防静电放电装置，其特征在于：所述轴承瓦座(4)内侧与放电轴承(3)的接触为面接触。

3.根据权利要求1或2所述的电机定转子防静电放电装置，其特征在于：所述轴承瓦座(4)设有两件以上，且沿放电轴承(3)周向等距布置，所述放电装置安装端盖(8)上的安装孔(82)数量与轴承瓦座(4)数量相等，各轴承瓦座(4)与对应的安装孔(82)内所设导向杆(5)和导电弹簧(6)相接。

4.根据权利要求1或2所述的电机定转子防静电放电装置，其特征在于：所述放电轴承(3)装设于电机主轴(1)尾部的编码器连接轴(14)上，所述放电轴承(3)外径D小于主轴轴承内径d。

5.根据权利要求3所述的电机定转子防静电放电装置，其特征在于：所述放电轴承(3)装设于电机主轴(1)尾部的编码器连接轴(14)上，所述放电轴承(3)外径D小于主轴轴承内径d。

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