CN102332782B - 一种伺服电机的风冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伺服电机的冷却装置，提供了一种结构紧凑、构思巧妙、散热效果好的伺服电机的风冷装置，解决了现有技术中存在的电机冷却装置只能对电机的一端进行风冷降温，导致散热面积小，冷却效果差，从而限制了电机功率的提升等的技术问题，它包括伺服电机，在伺服电机后端的机壳内设有后法兰，在所述伺服电机的机壳外套罩有风冷机壳，所述风冷机壳的前侧端与机壳间形成环形风道，所述风冷机壳的后侧端延伸至机壳外且在对应于机壳后侧端的风冷机壳内设有离心式风机，所述离心式风机固定在后法兰上。

Description

一种伺服电机的风冷装置

技术领域

本发明涉及一种伺服电机的冷却装置，尤其涉及一种在伺服电机外单独设置了专门的风冷散热通道，散热效果好的伺服电机的风冷装置。

背景技术

伺服电机是电机的一种，因其具有控制精度高、低频特性好、过载能力好等特点而广泛的用于数字控制系统中。由于伺服电机在正常工作时会产生定子铜耗、铁耗、附加损耗及转子损耗等，这些损耗都会使电机壳发热，即产生温升现象，在理想状态下，如果能将电机产生的热量随时完全的散发出去，即电机的温升为零时，只要电机的机械强度能够保证，电机可以输出无限大的功率，因此电机的散热性能决定了电机功率的大小，即提高电机散热效果是提高电机功率的重要途径，而常用的电机一般是通过在电机转子轴的外侧端同轴固定一个风叶，电机转子轴带动风叶同步转动对电机进行风冷降温，由于风叶直吹电机内腔的一端，散热面积小，冷却效果差，极大的限制了电机功率的提升。

中国专利公开了一种电机风冷装置（CN2912090Y），它由冷却电机、风叶、风叶罩组成，风叶罩的开口端与电机外壳固定，冷却电机位于风叶罩的内腔中，固定在风叶罩的端面上。虽然此装置是在电机的一端单独设置一个冷却电机，但冷却电机产生的风量仍然集中在电机的一端，因此同样存在散热面积小，冷却效果差，极大的限制了电机功率的提升等技术问题。

发明内容

本发明主要是提供了一种结构紧凑、构思巧妙、散热效果好的伺服电机的风冷装置，解决了现有技术中存在的电机冷却装置只能对电机的一端进行风冷降温，导致散热面积小，冷却效果差，从而限制了电机功率的提升等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种伺服电机的风冷装置，包括伺服电机，在伺服电机后端的机壳内设有后法兰，在所述伺服电机的机壳外套罩有风冷机壳，所述风冷机壳的前侧端与机壳间形成环形风道，所述风冷机壳的后侧端延伸至机壳外且在对应于机壳后侧端的风冷机壳内设有离心式风机，所述离心式风机固定在后法兰上。通过在电机的机壳外侧同轴罩设一个筒状的风冷机壳，风冷机壳的前端部与机壳间形成环形的间隙，即环形风道，后端部顺沿机壳的轴线向后延伸，从而风冷机壳的后端部与机壳的后端面之间形成一个容纳腔，又在此容纳腔内设置一个固定在后法兰上的离心式风机，当离心式风机运转时自后部的开口吸入空气后沿径向排出，此径向气流与风冷机壳内壁碰撞后再顺沿环形风道向侧流动，气流在流动过程中不断吸取机壳表面的热量并散发至空气中，整体构思巧妙，气流流经整个机壳表面，散热面积大，散热效果好，不仅利于伺服电机性能的稳定发挥，而且可根据需要适当提高电机的功率；离心式风机安装在风冷机壳与机壳形成的容纳腔内，外观整洁，结构紧凑合理。

风冷机壳也可以由四片壳体单元拼接而成并形成方形的管道结构，作为优选，所述风冷机壳是由八片壳体单元拼接而成的方形管道结构，相邻的壳体单元间相互抵接，在所述壳体单元的外表面设有若干条纵向散热筋，在壳体单元的内侧面上设有“T”字形的纵向凸台，所述纵向凸台嵌装在机壳表面对应的“T”字形的纵向凹槽内。八片壳体单元拼接后形成方形管道结构，由此对应于方形管道结构的任意侧面均由两片壳体单元拼接而成，其相对四片壳体单元结构，即对应于方形管道结构的任意侧面只有一块壳体单元而言，壳体单元加工成型工艺简单，节约生产成本；壳体单元的外表面的纵向散热筋增加了壳体单元的散热面积，提高散热效果；壳体单元通过其内侧面上的“T”字形的纵向凸台与机壳表面对应的“T”字形的纵向凹槽互配，壳体单元即可通过“T”字形的纵向凸台固定在机壳上，固定方式简单方便。

作为更优选，所述壳体单元的一侧设有“L”形支撑台， “L”形支撑台的纵向边与壳体单元的边沿平齐并与相邻壳体单元上的“L”形支撑台纵向边平行相抵构成倒“T”字形，“L”形支撑台的横向边水平抵接在机壳表面上，对应于壳体单元的另一侧设有弧形支撑台，所述弧形支撑台的开口侧向外并与相邻壳体单元上的弧形支撑台共同围合成“C”形通道，所述“C”形通道的开口朝向风冷机壳的中部。通过在对应于同一平面内的两相邻壳体单元的端部设置“L”形支撑台，且对应于相邻壳体单元上的“L”形支撑台相抵后共同形成一个倒“T”字形，由此增加了“L”形支撑台与机壳的接触面积及散热面积，确保壳体单元定位稳固；通过在壳体单元的另一端设置弧形支撑台，且此弧形支撑台与相邻的异面壳体单元上的弧形支撑台共同围合成“C”形通道，同样是增加了壳体单元的散热面积，提高壳体单元的散热效果。

作为优选，在所述风冷机壳上设有径向定位孔，所述风冷机壳通过螺钉固定在机壳上。风冷机壳通过螺钉固定在机壳上，防止风冷机壳自机壳的后侧端滑出，同时避免使用过程中风冷机壳晃动后产生噪音。

作为优选，在对应于离心式风机侧的风冷机壳端部设有环形后盖板，在所述环形后盖板与离心式风机之间设有喇叭形的导风罩，所述导风罩的大口端抵接在环形后盖板的中孔边沿上，小口端与离心式风机的进风口相对接。环形后盖板堵住了环形风道的后侧端开口，从而使来自离心式风机的气流全部自环形风道的前端口排出，增加了环形风道内的风量，提高了冷却效果；导风罩使空气顺利导入离心式风机的进风口，减小进风口阻力。

作为更优选，在所述环形后盖板的中孔上罩设有隔栅板。隔栅板可过滤异物，提高装置安全性。

作为优选，所述离心式风机包括内挡板及垂直固定在内挡板一侧的电机，所述内挡板通过法兰盘平行固定在后法兰上，在所述电机外侧转动连接有环形风叶，在所述环形风叶的环形面上均设有若干个排风孔，在相邻排风孔间设有弧形斜板，所述弧形斜板同向倾斜。通过在环形风叶上沿径向设置干个弧形斜板，相邻的弧形斜板间形成排风孔，结构简单，风量大，噪音低。

作为更优选，所述弧形斜板的倾斜方向与电机转动方向一致，且其倾角为10°至30°。合理的弧形斜板倾角可提高离心式风机的排风量。

作为优选，在所述环形风道内均布有若干条螺旋形挡板，所述螺旋形挡板缠绕在机壳的外环面上，且两相邻螺旋形挡板间形成螺旋形风道。螺旋形风道增加了气流在环形风道内的流动速度和流动距离，从而在同等排风量的情况下可提高散热量，进一步降低机壳表面的温度，提高散热效果。

作为优选，所述风冷机壳套罩在机壳上的长度占机壳总长的60%至90%。合理的环形风道长度可提高机壳的散热效果。

因此，本发明的一种伺服电机的风冷装置具有下述优点：通过在电机机壳的外环面上形成一个环形风道，又在环形风道的后端设置一个离心式风机，离心式风机产生的径向气流与环形风道内壁碰撞后顺沿环形风道的前端口排出，气流在流动过程中不断吸取机壳表面的热量并散发至空气中，进而降低了机壳的表面温度，整体构思巧妙，结构紧凑合理，散热面积大，散热效果好，由此可根据需要适当提高电机的功率；环形风道由八片壳体单元拼接而成，制作工艺简单，节约成本；在环形风道内设置螺旋形风道可增加气流的流动速度和流动距离，提高散热效果，进一步降低机壳表面的温度。

附图说明：

图1是本发明的轴向剖视图；

图2是本发明中离心式风机的爆炸图；

图3是本发明中机壳与风冷机壳的装配图；

图4是图3所示A处的放大图；

图5是本发明中壳体单元的结构示意图；

图6是本发明的侧视图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1： 

如图1所示，本发明的一种伺服电机的风冷装置，包括方形的伺服电机1，在伺服电机1后端的机壳11内嵌装一个后法兰5，在伺服电机1的机壳11外同轴套罩一个方形的风冷机壳2，风冷机壳2的前侧端与机壳11间共同围合形成环形风道3，环形风道3的长度占机壳11总长的75%，如图3所示，风冷机壳2由八片铝制的壳体单元21拼接而成，对应于方形的风冷机壳2的任意一个侧面即由两片壳体单元21拼接而成，相邻的壳体单元21间相互抵接，在壳体单元21的外表面一体式成型有若干条纵向散热筋23，在壳体单元21的内侧面中部一体式成型一个“T”字形的纵向凸台22，纵向凸台22嵌装在机壳11表面对应的“T”字形的纵向凹槽12内，如图4和图5所示，在壳体单元21的内侧端内侧面上一体式成型一个 “L”形支撑台24， “L”形支撑台24的横向边水平向内抵接在机壳11表面上，纵向边与壳体单元21的边沿平齐，且相邻壳体单元21上的“L”形支撑台24纵向边平行相抵后共同构成一个倒“T”字形，对应于壳体单元21的外侧端内侧面上一体式成型一个弧形支撑台25，弧形支撑台25的开口侧向外并与相邻壳体单元21上的弧形支撑台25共同围合成“C”形通道26，“C”形通道26的开口朝向风冷机壳2的中部，在靠近机壳11前端的壳体单元21上开有一个径向定位孔27，螺钉穿过径向定位孔27后将壳体单元21固定在机壳11上，风冷机壳2的后侧端延伸至机壳11外，在对应于机壳11后侧端的风冷机壳2内装有一个离心式风机4，如图2所示，离心式风机4包括圆形的内挡板41及同轴固定在内挡板41一侧的电机42，内挡板41通过法兰盘9平行固定在后法兰5外表面上，在电机42外侧同轴转动连接一个环形风叶43，在环形风叶43的环形面上均匀分布了12个排风孔44，在相邻排风孔44间均间隔一块弧形斜板45，弧形斜板45的倾斜方向与电机42转动方向一致，且其倾角为20°，如图1所示，在对应于离心式风机4侧的风冷机壳2端部罩设一块环形后盖板6，在环形后盖板6与离心式风机4之间夹设一个喇叭形的导风罩7，导风罩7的大口端朝外抵接固定在环形后盖板6的中孔内侧边沿上，小口端朝内与离心式风机4的进风口相对接，在环形后盖板6的中孔外侧罩设固定一块隔栅板61。

使用时，如图1所示，离心式风机4运行并不断吸入常温气体进入离心式风机4的进风口后形成径向气流，径向气流沿离心式风机4的排风孔44向四周排出，气流与风冷机壳2相碰后折弯向前进入环形风道3，气流不断吸收机壳11表面热量，其中绝大部分热量随气流排出，另有一小部分热量经气流传递至风冷机壳2，再由风冷机壳2散发到大气中。

实施例2： 

如图6所示，在环形风道3内的风冷机壳2与机壳11间均布了10条螺旋形挡板8，螺旋形挡板8缠绕在机壳11的外环面上，在两相邻螺旋形挡板8间形成了8条螺旋形风道。使用时，来自离心式风机4的气流经环形风道3内的螺旋形风道排出至大气中。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1. 一种伺服电机的风冷装置，包括伺服电机（1），在伺服电机（1）后端的机壳（11）内设有后法兰（5），其特征在于：在所述伺服电机（1）的机壳（11）外套罩有风冷机壳（2），所述风冷机壳（2）的前侧端与机壳（11）间形成环形风道（3），所述风冷机壳（2）的后侧端延伸至机壳（11）外且在对应于机壳（11）后侧端的风冷机壳（2）内设有离心式风机（4），所述离心式风机（4）固定在后法兰（5）上；所述风冷机壳（2）是由八片壳体单元（21）拼接而成的方形管道结构，相邻的壳体单元（21）间相互抵接，在所述壳体单元（21）的外表面设有若干条纵向散热筋（23），在壳体单元（21）的内侧面上设有“T”字形的纵向凸台（22），所述纵向凸台（22）嵌装在机壳（11）表面对应的“T”字形的纵向凹槽（12）内；所述壳体单元（21）的一侧设有“L”形支撑台（24）， “L”形支撑台（24）的纵向边与壳体单元（21）的边沿平齐并与相邻壳体单元（21）上的“L”形支撑台（24）纵向边平行相抵构成倒“T”字形，“L”形支撑台（24）的横向边水平抵接在机壳（11）表面上，对应于壳体单元（21）的另一侧设有弧形支撑台（25），所述弧形支撑台（25）的开口侧向外并与相邻壳体单元（21）上的弧形支撑台（25）共同围合成“C”形通道（26），所述“C”形通道（26）的开口朝向风冷机壳（2）的中部。

2. 根据权利要求1所述的一种伺服电机的风冷装置，其特征在于：在所述风冷机壳（2）上设有径向定位孔（27），所述风冷机壳（2）通过螺钉固定在机壳（11）上。

3. 根据权利要求1所述的一种伺服电机的风冷装置，其特征在于：在对应于离心式风机（4）侧的风冷机壳（2）端部设有环形后盖板（6），在所述环形后盖板（6）与离心式风机（4）之间设有喇叭形的导风罩（7），所述导风罩（7）的大口端抵接在环形后盖板（6）的中孔边沿上，小口端与离心式风机（4）的进风口相对接。

4. 根据权利要求3所述的一种伺服电机的风冷装置，其特征在于：在所述环形后盖板（6）的中孔上罩设有隔栅板（61）。

5. 根据权利要求1所述的一种伺服电机的风冷装置，其特征在于：所述离心式风机（4）包括内挡板（41）及垂直固定在内挡板（41）一侧的电机（42），所述内挡板（41）通过法兰盘（9）平行固定在后法兰（5）上，在所述电机（42）外侧转动连接有环形风叶（43），在所述环形风叶（43）的环形面上均设有若干个排风孔（44），在相邻排风孔（44）间设有弧形斜板（45），所述弧形斜板（45）同向倾斜。

6. 根据权利要求5所述的一种伺服电机的风冷装置，其特征在于：所述弧形斜板（45）的倾斜方向与电机（42）转动方向一致，且其倾角为10°至30°。

7. 根据权利要求1所述的一种伺服电机的风冷装置，其特征在于：在所述环形风道（3）内均布有若干条螺旋形挡板（8），所述螺旋形挡板（8）缠绕在机壳（11）的外环面上，且两相邻螺旋形挡板（8）间形成螺旋形风道。

8. 根据权利要求1所述的一种伺服电机的风冷装置，其特征在于：所述风冷机壳（2）套罩在机壳（11）上的长度占机壳（11）总长的60%至90%。

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