CN101924424B - 一种轴水冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动机制造领域，公开一种轴水冷却结构，包括轴(20)、钢管(5)、支架(1)、旋转接头(4)、小法兰(6)；所述轴(20)为空心结构；轴(20)、小法兰(6)、旋转接头(4)构成连通的通水管道结构；所述钢管(5)设置于所述的连通的通水管道结构内，右端固定于旋转接头(4)，所述小法兰(6)一侧与旋转接头(4)通过轴承固定，另一侧与轴(20)固定，旋转接头(4)通过支架(1)与护圈(2)固定；轴(20)与小法兰(6)、小法兰(6)与旋转接头(4)间均设置有密封装置；所述钢管(5)的内、外侧分别与进、排水管相连。本发明具有对于体积小功率又较大电动机降低电机绕组、转子笼条、轴承温升的优点。

Description

一种轴水冷却结构

技术领域

本发明涉及电动机制造领域，具体说是一种实现大功率的小体积电动机实现降低电机绕组、转子笼条、轴承温升的轴水冷结构。

背景技术

在煤矿上使用的电动机，一方面电动机外形受机组装配空间的限制；另一方面煤矿工况条件恶劣，对电动机性能要求高，温升余度大。而根据电机设计理论，减小电动机的体积，将会提高绕组、轴承温升，而绕组、轴承的温度直接影响电动机的使用寿命，所以我们迫切需要一种降低电动机绕组、转子笼条、轴承温升的方法，来满足用户的要求，适应市场的需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种实现大功率的小体积电动机降低电机绕组、转子笼条、轴承温升的水冷却结构，具体技术方案是：

一种轴水冷却结构，包括轴20、钢管5、支架1、旋转接头4、小法兰6；所述轴20为空心结构；轴20、小法兰6、旋转接头4构成连通的通水管道结构；所述钢管5设置于所述的连通的通水管道结构内，右端固定于旋转接头4，所述小法兰6一侧与旋转接头4通过轴承固定，另一侧与轴20固定，旋转接头4通过支架1与护圈2固定；轴20与小法兰6、小法兰6与旋转接头4间均设置有密封装置；所述钢管5的内、外侧分别与进、排水管相连。

为取得更好的技术效果，在轴20与钢管5间设置有支撑套12；

所述连通的通水管道结构左侧设置封块18，所述钢管5的左端设置堵头13，所述封块18、堵头13设置位置对应的凹弧，所述凹弧处设置钢珠14。

所述支撑套12断面形状为中间有一大孔，四周有多个小孔的结构；所述大孔的直径大于钢管5的外径；

所述支撑套12的数量根据轴的长度变化，且均布。

本发明的优点是：1.对于体积小功率又较大电动机具有降低电机绕组、转子笼条、轴承温升的优点，且效果良好；2.结构合理、简单；3.由于能以小体积满足大功率电机的温度要求，因此具有较高的经济性。

附图说明

图1为电动机轴水冷系统结构示意图；

图2为支撑套示意端面示意图图不是圆的；

图3为通水管道结构左侧结构示意图；

图4为支架结构图；

图5为冷却水循环示意图；

图6为整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明；

如图1所示，本发明包括轴20、钢管5、支架1、旋转接头4、小法兰6；所述轴20为空心结构；轴20、小法兰6、旋转接头4构成连通的通水管道结构；所述钢管5设置于所述的连通的通水管道结构内，右端固定于旋转接头4，所述小法兰6一侧与旋转接头4通过轴承固定，另一侧与轴20固定，旋转接头4通过支架1与护圈2固定；轴20与小法兰6、小法兰6与旋转接头4间均设置有密封装置；所述钢管5的内、外侧分别与进、排水管相连。本发明结构中，旋转接头4通过支架1与护圈2被螺栓连接到一起。旋转接头通过护圈2固定在后外小盖7上，由于电动机正常工作时，旋转接头不与轴同时旋转，所以当电动机轴带负载旋转时会引起旋转接头振动，通过支架1的弹性来保证轴与旋转接头的同轴度和防止轴与旋转接头过硬接触而引起漏水。

为保证钢管5定位于轴20的中心，在轴20与钢管5间设置有支撑套12。

所述小法兰6与轴20连接结构为，小法兰6通过平垫圈19、平垫圈210和压堵11组成的密封结构通过螺栓被紧固在轴上，并与轴20共同旋转；

小法兰6与旋转接头4则通过二个定位球轴承与旋转接头4相连并设置密封装置保证二者之间不漏水。

如图2所示，所述支撑套12断面形状为中间有一打孔，四周有多个小孔的结构，所述支撑套12的数量根据轴的长度变化，且均布；钢管5通过支撑套12的中心孔支撑在轴20中心处，冷却水在支撑套12四周的小孔内流过。

如图3所示，所述连通的通水管道结构左侧设置封块18，所述钢管5的右端设置堵头13，所述封块18、堵头13设置位置对应的有凹弧，所述凹弧处嵌入设置有钢珠14，这样一方面保证了钢管5与轴的同心度；另一方面零件间配合润滑良好，从而提高了封块18和堵头13的使用寿命，所述封块18和堵头13材质为聚四氟乙烯，具有高耐磨性。封块18通过二个O型密封圈19与空心轴内侧孔相连，保证密封性、防漏水结构。

如图4所示，旋转接头4通过支架1与护圈2被螺栓连接到一起，支架1夹角为60°。

如图5所示所述轴与旋转冷却系统形成整体冷却水循环结构，水口接头(用户自配)通过接头3、旋转接头4的右侧小孔、钢管5的内侧、钢管5左端上、下侧的小孔、钢管外侧、支撑套12、小法兰6内壁到旋转接头4的左侧出水口，形成整体冷却水循环结构。电动机装配轴冷却系统结构图，如图6。电动机定子绕组铜耗与转子笼条产生的铜耗各占电动机总损耗的20％，定子铁芯、转子铁芯产生的铁耗共占电动机总损耗的40％，其余电动机为机械损耗等等。电动机输出额定功率时，这些损耗将使电动机产生大量的热量，使用旋转冷却系统后通过冷却水大大降低了轴的温升：一方面轴使转子笼条的热量通过转子铁芯带走，使转子温升大大降低，而转子表面热量不扩散到定子铁芯后，直接使定子铁芯、定子绕组的温升大大降低，从而提高了电动机的使用寿命；另一方面我们在设计大功率电动机时，一般将前端盖、后端盖设计为水冷结构，这样使轴承外套被水强制冷却，同时端盖水冷内侧再配合电动机内腔的小风扇，将铁芯的热量吹向端盖，电动机内腔温升也大大降低。而轴承内套的热量却无法带走，现在增加轴的旋转冷却系统后，轴承内外套同时被水冷却，轴承的温升大大降低，提高了轴承的使用寿命。总之，所述的连通的通水管道结构在电机正常工作时，与原电机的前、后端盖和机座水冷却系统共同对电动机进行水冷却，使得冷却效果更好。

本发明使用我厂生产的YBSS2-1000电机做了工业性试验，对原电机做型式试验，在绕组、前端盖内侧等处放置PT100温度传感器，由实验人员实测各部位温度数据；而后将原电机分解，将原电动机实心轴加工成空心结构，再次组装后增加了旋转接头转换系统，形成电动机的轴水冷结构，继续对本电动机做型式试验，记录各部位温度数据。试验前后温度对比如表1所示。

A--增加轴水冷系统    B--正常实心轴电机

电动机定子绕组内、前端盖内、后端盖内均放置PT100作为测温元件；前端盖、后端盖外侧、后轴头(即电动机安装旋转接头侧)电机做试验时使用远红外线测温仪测定；从本表可看出，轴水冷系统对电机各部位温升影响较大，具有降低电机绕组、转子笼条、轴承温升显著的优点，可满足用户的要求，适应市场的需求。

Claims (6)

1.一种轴水冷却结构，其特征在于：包括轴(20)、钢管(5)、支架(1)、旋转接头(4)、小法兰(6)；所述轴(20)为空心结构；轴(20)、小法兰(6)、旋转接头(4)构成连通的通水管道结构；所述钢管(5)设置于所述的连通的通水管道结构内，右端固定于旋转接头(4)，所述小法兰(6)一侧与旋转接头(4)通过轴承固定，另一侧与轴(20)固定，旋转接头(4)通过支架(1)与护圈(2)固定；轴(20)与小法兰(6)、小法兰(6)与旋转接头(4)间均设置有密封装置；所述钢管(5)的内、外侧分别与进、排水管相连。

2.根据权利要求1所述的轴水冷却结构，其特征在于：在轴(20)与钢管(5)间设置有支撑套(12)。

3.根据权利要求2所述的轴水冷却结构，其特征在于：所述连通的通水管道结构左侧设置封块(18)，所述钢管(5)的左端设置堵头(13)，所述封块(18)、堵头(13)设置位置对应的凹弧，所述凹弧处设置钢珠(14)。

4.根据权利要求2所述的轴水冷却结构，其特征在于：所述支撑套(12)断面形状为中间有一大孔，四周有多个小孔的结构。

5.根据权利要求2所述的轴水冷却结构，其特征在于：所述支撑套(12)的数量根据轴的长度变化，且均布。

6.根据权利要求2所述的轴水冷却结构，其特征在于：所述支架(1)夹角为60°。

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