CN102075036B

CN102075036B - 电机用测速控制装置

Info

Publication number: CN102075036B
Application number: CN2011100283736A
Authority: CN
Inventors: 胡永光; 胡婧; 胡磊
Original assignee: 胡磊
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: CN102075036A

Abstract

一种电机用测速控制装置，包括穿插于定子铁芯与转子铁芯的电机主轴，电机主轴经上、下轴承装置分别固定于电机上、下端盖中，上轴承装置包括固定于主轴的上端盖轴承，上端盖轴承设置在电机上端盖的凹台内，于凹台的上端盖轴承径向设置上轴承弹性元件，上轴承弹性元件的轴向设置上密封盖板；下轴承装置包括固定于主轴的下端盖轴承，下端盖轴承设置在电机下端盖的内凹台内，于内凹台的下端盖轴承径向设置下轴承弹性元件，于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器的方案；克服了现有电机因无测速控制装置导致电机应用受到限制等缺陷；它适合各种控制电机。

Description

电机用测速控制装置

技术领域

本发明涉及一种电机用测速控制装置。

背景技术

现有用于离心机冷冻工作室的控制电机，其电机的工作条件为2.5万转高速，但都没有测速装置，使该电机应用受到限制，为了增加测速控制功能，用户只能在电机下方自行安装一测速控制装置。安装测速控制装置后，加之电机主轴尾端部伸出电机下端盖外部，使电机整体长度增加，致此电机产品安装所需空间增大，产品摆放、包装和运输还需增加产品座架等较多的零部件，产品的加长，同时增加了电机与原配套用户设备的使用、安装难度，如，不同用户设备之间有不同的安装尺寸要求，经常造成安装困难或安装空间不够，增加了用户使用、维护成本。另外，电机用轴承装置容易在电机主轴和电机端盖结合处因高速运转、发热、停车、冷却、变形等被相互挤压损坏轴承，导致电机运行噪声增大、振动加剧，产品合格品率降低，原材料浪费大，配套设备无法正常、安全工作。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种既结构简单紧凑又易于制造，而且成品合格率和产品质量均较高，它功能增加，测速控制准确、可靠，性能稳定无噪声，产品安装空间小，包装、使用、维护方便，使用寿命长，无原材料浪费和生产成本明显降低的电机用测速控制装置。

为实现上述目的，一种电机用测速控制装置，它包括穿插于定子铁芯与转子铁芯中心的电机主轴，电机主轴经上轴承装置与下轴承装置分别固定于电机上端盖与电机下端盖中，上轴承装置包括固定于电机主轴的上端盖轴承，上端盖轴承设置在电机上端盖的凹台内，于凹台的上端盖轴承径向设置上轴承弹性元件，上轴承弹性元件的轴向设置上密封盖板；下轴承装置包括固定于电机主轴的下端盖轴承，下端盖轴承设置在电机下端盖的内凹台内，于内凹台的下端盖轴承径向设置下轴承弹性元件，于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器。

为了实现结果优化，改善、提高本发明的综合性能，进一步的措施是。

信号转换器包括一安装在电机主轴尾端部的信号采集元件。

信号转换器的导线经出线孔联接。

上轴承弹性元件和下轴承弹性元件均为复合胶圈。

上轴承弹性元件和下轴承弹性元件均为复合弹簧。

下密封盖板与电机下端盖平齐。

电机下端盖的电机下端盖内凸台与转子端环环面凹台的配合安装深H为10-20mm。

本发明采用包括穿插于定子铁芯与转子铁芯中心的电机主轴，电机主轴经上轴承装置与下轴承装置分别固定于电机上端盖与电机下端盖中，上轴承装置包括固定于电机主轴的上端盖轴承，上端盖轴承设置在电机上端盖的凹台内，于凹台的上端盖轴承径向设置上轴承弹性元件，上轴承弹性元件的轴向设置上密封盖板；下轴承装置包括固定于电机主轴的下端盖轴承，下端盖轴承设置在电机下端盖的内凹台内，于内凹台的下端盖轴承径向设置下轴承弹性元件，于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器的技术方案，克服了现有电机因无测速控制装置导致电机应用受到限制，用户自行安装测速控制装置又受配套设备不同要求而增加了安装难度，而测速控制装置和电机主轴外露于电机下端盖，严重影响产品的摆放、包装、运输和安装，以及轴承装置容易在电机主轴和端盖结合处因高速运转、发热、停车、冷却、变形等被相互挤压损坏轴承，导致电机运行噪声增大、振动加剧，产品合格品率降低等缺陷。

本发明相比现有技术所产生的有益效果：

1、本发明采用于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，再于下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器的方案，解决了该行业电机一直无自带测速装置的难题；

2、本发明采用于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，再于下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器的方案，它同时还解决了该行业电机主轴外露于电机下端盖所带来的必需为产品摆放、包装和运输增加产品座架等难题；

3、本发明采用于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，再于下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器的方案，它具有电机功能增加，使用性能优良，应用范围扩大，生产成本降低；

4、本发明采用于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，再于下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器的方案，它具有结构简单紧凑又易于制造，测速控制准确、可靠，产品摆放、包装和运输方便；

5、本发明采用于电机下端盖的外凹台内设置下密封盖板，再于下密封盖板与外凹台的内腔设置信号转换器的方案，它保护了转子出线端不受损坏，消除了各种不安全隐患；

6、本发明采用将电机主轴尾端部内藏于电机下端盖内，它改善了电机与配套设备安装环境，节省了电机与配套设备的安装空间和产品存放空间；

7、本发明采用将电机主轴尾端部内藏于电机下端盖内，它改善了电机包装运输条件，省去了产品摆放所需的座架和主轴尾部外露时所构成的零部件，缩短了生产周期，节约了产品成本；

8、本发明采用在上下轴承装置中的上下轴承径向设置弹性元件，它改善了电机工作状况，消除了电机工作燥声和振动，改善了电机与配套设备的安全工作环境，延长电机使用寿命致少3倍。

本发明适合各种控制电机。特别适合工作环境在零下5℃的离心机冷冻工作室用控制电机。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的下端盖局部放大示意图。

图3为图1的信号转换器局部放大示意图。

图4为图1的环面凹台局部放大示意图。

图中：1、定子铁芯，2、转子铁芯，3、电机主轴，4、上轴承装置，41、上端盖轴承，42、上轴承弹性元件，43、上密封盖板，5、下轴承装置，51、下端盖轴承，52、下轴承弹性元件，53、下密封盖板，6、电机上端盖，61、凹台，7、电机下端盖，71、内凹台，72、外凹台，73、电机下端盖内凸台，8、信号转换器，81、信号采集元件，82、锁紧螺钉，83、出线孔， 9、转子端环，91、环面凹台，H-环面凹台深。

具体实施方式

由附图所示，一种电机用测速控制装置，它包括穿插于定子铁芯1与转子铁芯2中心的电机主轴3，电机主轴3经上轴承装置4与下轴承装置5分别固定于电机上端盖6与电机下端盖7中，上轴承装置4包括固定于电机主轴3的上端盖轴承41，上端盖轴承41设置在电机上端盖6的凹台61内，于凹台61的上端盖轴承41径向设置上轴承弹性元件42，上轴承弹性元件42的轴向设置上密封盖板43；下轴承装置5包括固定于电机主轴3的下端盖轴承51，下端盖轴承51设置在电机下端盖7的内凹台71内，于内凹台71的下端盖轴承51径向设置下轴承弹性元件52，于电机下端盖7的外凹台72内设置下密封盖板53，下密封盖板53与外凹台72的内腔设置信号转换器8，该信号转换器8包括一安装在电机主轴3尾端部的信号采集元件81，信号转换器8的导线经出线孔83联接。

为了达到结构简单，方便维护，成本降低，上轴承弹性元件42和下轴承弹性元件52均采用复合胶圈或复合弹簧。

为了改善电机摆放、包装、运输、安装环境，避免电机导线受损，消除不安全隐患，节省电机与配套设备所需安装空间，将电机主轴3尾端部内藏于电机下端盖7内，故在电机下端盖内凸台73端与转子端环9对应处轴向设置让位空间，该让位空间为环面凹台91，该环面凹台91深H为电机下端盖内凸台73伸入环面凹台91内的深，本实施方式中配合安装深H为10-20mm，它使电机主轴3尾端部的下密封盖板53与电机下端盖7平齐，环面凹台91安装深15mm为最佳配合安装深H。

参见附图，本发明的信号转换器和轴承装置的机加、装配工艺流程：备料→车削加工→钻孔攻丝→涂防锈漆→烘干→电机上、下端盖，上、下密封盖板等零部件制成→安装轴承→安装复合胶圈或复合弹簧→安装电机主轴→校验电机主轴尺寸→上密封盖板封闭凹台→电机下端盖封闭内凹台→电机下端盖内凸台与转子端环环面凹台配套安装→下密封盖板内安装信号转换器及信号采集元件→信号转换器和轴承装置完成→用紧固螺栓固定电机上、下端盖→整机全部装配完成。

（1）备料：①各种零、部件准备，如电机上端盖6、电机下端盖7、上密封盖板43、下密封盖板53按要求制作铸件和锻件或选用型材下料；②各种标准零、部件从市场上采购，如信号转换器8即选用霍尔元件、信号采集元件81即选用磁钢以及锁紧螺钉82。

（2）车削加工：主要是电机上端盖6、电机下端盖7、上密封盖板43、下密封盖板53等进行基准面的车削。

（3）钻孔攻丝：主要是加工电机上端盖6、电机下端盖7中安装轴承装置、信号转换器8、信号采集元件81用内、外凹台，如电机上端盖6与上密封盖板43、上轴承装置4中的上轴承弹性元件42的配套钻孔、攻丝，电机下端盖7与下轴承装置5中的下轴承弹性元件52的配套钻孔，电机下端盖7与下密封盖板53、信号转换器8、信号采集元件81、锁紧螺钉82的配套钻孔、攻丝，以及电机下端盖7的内凸台与转子端环9环面凹台91的配套钻孔加工。其中：钻孔加工中，电机上端盖6的凹台61内径与上轴承装置4中上端盖轴承41外径，上密封盖板43外径，电机下端盖7中内凹台71、外凹台72内径与下轴承装置5中下端盖轴承51外径、下密封盖板53外径的同心度不大于0.015-0.20mm。

（4）涂防锈漆。

（5）烘干。

（6）电机上端盖6、电机下端盖7，上密封盖板43、下密封盖板53以及信号采集元件81等零、部件制作完成。

（7）安装上端盖轴承41、下端盖轴承51。

（8）安装复合胶圈或复合弹簧，如将O型复合胶圈按要求装入轴承与端盖形成的间隙中，以孔与挡圈定位，使O型复合胶圈均匀受力。

（9）安装电机主轴3，并注意安装时不能用大的外力击打电机主轴3，以防止损伤轴承。

（10）校验电机主轴3尺寸。

（11）上密封盖板43封闭电机上端盖6的凹台。

（12）电机下端盖7内凹台71封闭。

（13）为了解决电机主轴3外露，满足电机外部尺寸不变和便于电机的摆放、包装、运输及安装，电机主轴3尾端部内藏于电机下端盖7内，电机下端盖内凸台73与转子端环9环面凹台91配套安装，故采用在转子端环9上车削一环面凹台91，保证装配的空间。

（14）下密封盖板53与外凹台72的内腔安装信号转换器8及信号采集元件81，信号采集元件81-磁钢经锁紧螺钉82固定于电机主轴3尾端部，安装下密封盖板53之前，先将信号转换器8-霍尔元件导线穿过出线孔83，再将霍尔元件用胶水固定在下密封盖板53内腔的相应位置，然后把下密封盖板53装入外凹台72。

（15）信号转换器和轴承装置装配完成。

（16）用紧固螺栓固定电机上端盖6、电机下端盖7。

（17）整机全部装配完成。

参见附图，本发明的正常工作是：将设有测速装置的电机作各种配套设备的动力，如将设有测速控制装置的电机用作化工机械，如搅拌机、离心机、压滤机等配套动力设备，将设有测速控制装置的电机与它们配套并正确安装牢固。工作中，设备需要控制各工艺中的转速，本发明将测速控制装置同电机主轴构成一体，测速控制精度较高，效果非常好。另外，电机中的轴承缓冲功能可使配套设备运转正常，如配套动力设备为冷冻工作室的离心机，冷冻工作室内离心机以2.5万转高速运转并处于零下5℃的工作环境中，当停机时，本发明电机因轴承装置中弹性元件的作用，其轴承装置不会因零部件之间发热与冷却温差的影响使轴承受损。本实施方式中，当电机用测速控制装置工作时，根据信号转换器8-霍尔元件集成的开关按预定位置有规律的布置在物体上，当物体上的永久磁钢经过时，可以从测量电路上测得脉冲信号并感应出该运动物体的位移，若测出单位时间内发出的脉冲数则可确定其运动速度。本实施例中，信号转换器8-霍尔元件集成式开关设置并安装在下密封盖板53内，信号采集元件81-磁钢，由锁紧螺钉82固定于电机主轴3尾端，当电机主轴3旋转一圈时，电机主轴3尾端的信号采集元件81-磁钢经过信号转换器8-霍尔元件检测点时，其信号转换器8中测量电路将信号采集元件81-磁钢采集的脉冲信号经信号转换器8-霍尔元件转换成电信号传到速度检测显示器上，从而实现电机旋转速度的控制。另外，设有轴承装置的本发明工作情形是当配套的冷冻工作室离心机设备在高速运转中需要停车时，上轴承装置4、下轴承装置5中的上端盖轴承41、下端盖轴承51分别在上轴承弹性元件42、下轴承弹性元件52的作用下，使先于上端盖轴承41、下端盖轴承51冷却的电机上端盖6、电机下端盖7经上轴承弹性元件42、下轴承弹性元件52的缓冲作用，使上端盖轴承41、下端盖轴承51得到一释放热量的时间，从而达到电机上端盖6、电机下端盖7与上端盖轴承41、下端盖轴承51的冷却在时间差内达到同步，在此缓冲过程中，电机上端盖6、电机下端盖7的发热、变形、冷却并挤压上端盖轴承41、下端盖轴承51的现象不致发生，从而实现离心机的正常运转。

Claims

1.一种电机用测速控制装置，其特征在于它包括穿插于定子铁芯（1）与转子铁芯（2）中心的电机主轴（3），电机主轴（3）经上轴承装置（4）与下轴承装置（5）分别固定于电机上端盖（6）与电机下端盖（7）中，电机主轴（3）尾端部内藏于电机下端盖（7）内，故在电机下端盖内凸台（73）端与转子端环（9）对应处轴向设置让位空间，该让位空间为环面凹台（91），该环面凹台（91）深H为电机下端盖内凸台（73）伸入环面凹台（91）内的深，其配合安装深H为10-20mm，它使电机主轴（3）尾端部的下密封盖板（53）与电机下端盖（7）平齐，上轴承装置（4）包括固定于电机主轴（3）的上端盖轴承（41），上端盖轴承（41）设置在电机上端盖（6）的凹台（61）内，于凹台（61）的上端盖轴承（41）径向设置采用复合胶圈或复合弹簧的上轴承弹性元件（42），上轴承弹性元件（42）的轴向设置上密封盖板（43）；下轴承装置（5）包括固定于电机主轴（3）的下端盖轴承（51），下端盖轴承（51）设置在电机下端盖（7）的内凹台（71）内，于内凹台（71）的下端盖轴承（51）径向设置采用复合胶圈或复合弹簧的下轴承弹性元件（52），于电机下端盖（7）的外凹台（72）内设置下密封盖板（53），下密封盖板（53）与外凹台（72）的内腔设置信号转换器（8），该信号转换器（8）包括一由锁紧螺钉（82）固定于电机主轴（3）尾端部的信号采集元件（81），信号转换器（8）的导线经出线孔（83）联接。