CN103078426B - 一种电机抗高过载冲击装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机抗高过载冲击装置及方法，属于机电技术领域。装置包括电机转子的轴芯、定子以及销钉；其中，在电机转子的轴芯上沿轴芯截面开有一道随着轴芯转角而深度逐渐变浅的曲折槽，定子上对应曲折槽的位置沿定子的径向开有限位孔，销钉穿过定位孔插入轴芯的曲折槽中，销钉替代电机轴承连接电机转子与定子，将电机转子悬浮起来，销钉由定子上的锁定机构进行限位；本发明通过在电机转子的轴芯上加工曲折槽以及利用销钉和曲折槽的配合使转子和定子连接形成整体，当受到轴向冲击时，由销钉承受冲击力矩，而当电机工作时，利用曲折槽的结构和锁定机构的配合，方便的将销钉退出，从而使机构易于操作和实现，具有很高的可靠性。

Description

一种电机抗高过载冲击装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电机抗高过载冲击装置及方法，属于电机技术领域。

背景技术

电机是一种将电能转换为转动机械能的机电产品，在航空、航天、电力、运输、军事及日常生活等等各个行业都有广泛的应用。电机在炮射巡飞弹、炮射导弹、炮射制导弹药及其他信息化智能弹药中应用存在的突出问题是电机无法适应于身管火炮发射时的苛刻的过载环境，因此，解决电机的抗过载问题就成为基于身管火炮平台发射的智能弹药发展过程所要解决的紧迫问题。

传统电机主要由定子和转子组成，定子与基座相连接，转子转动驱动负载，定子与转子之间通过高速轴承连接。一般地，为了增强电机抗过载冲击的能力，选用抗过载能力强的角接触作为电机定子与转子之间的高速轴承。电机抗过载能力越强，要求轴承的抗过载能力越强，由此带来的问题是轴承的质量的提升及轴承在高过载冲击下的寿命降低、摩擦系数的增大，进而导致电机的体积、质量的增大及电机效率的降低，致使电机的使用受到限制。

综上所述，目前电机抗过载冲击主要以提高定子与转子之间的轴承抗过载能力来实现，存在以下问题：

1)电机体积大； 

2)电机质量大； 

3)电机运行效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电机抗高过载冲击装置及方法，能够较好的 解决电机抗高过载问题，而且附带质量小。

一种电机抗高过载冲击装置，包括电机转子的轴芯、定子以及销钉；其中，电机转子的轴芯上沿轴芯的横截面开有随着轴芯转角而深度逐渐变浅的曲折槽，曲折槽的开槽方向是沿轴芯的圆周方向，曲折槽的槽底面在轴芯的转动方向上与轴芯的外圆面相接，曲折槽的深度是沿轴芯的径向变化；在轴芯圆周上为定子上对应曲折槽的位置沿定子径向开有限位孔，销钉穿过定位孔插入轴芯的曲折槽中，销钉的端面与曲折槽的底面相抵触配合，销钉由定子上的锁定机构进行限位；

曲折槽、限位孔、销钉及锁定机构的中心处在通过且垂直于电机转子的轴芯的平面内；

曲折槽的宽度与销钉的直径相等，槽的最大深度与销钉的材质及直径相关，曲折槽的槽深变化与电机所处环境惯性力的变化规律相关，视电机转子质量及环境过载的大小，销钉材质及直径大小而设定销钉的数量及曲折槽的数量；

曲折槽的槽底平面与轴芯的轴线平行或存在夹角，夹角的角度可以固定或变化；当存在夹角时，电机转子在旋转时，轴芯在将销钉推出曲折槽的同时，能够改变电机转子与定子之间的距离。这样使得电机能够在极高过载环境下，可以依靠电机转子的支撑辅助完成电机的抗过载。

工作过程：安装时，将轴芯上的曲折槽与定子限位孔对直，销钉穿过限位孔嵌入到曲折槽中将电机转子进行轴向限位，当电机受到沿轴芯轴向的过载冲击时，由于销钉的支撑作用，销钉产生剪切变形以支撑电机转子，从而保护电机轴承不受冲击损害，实现抗过载冲击；当电机启动时，轴芯在启动力矩的作用下沿某方向转动，推动销钉逐渐退出曲折槽，随着电机转子的旋转，轴芯会完全将销钉推出曲折槽，而后，电机的转动不受销钉和曲折槽约束，当销钉完全退出曲折槽时，位于电机定子上的销钉锁定机构将销钉锁定，销钉不能自动恢复到与曲折槽连接的状态；通过外力解除锁定机构对销钉的锁定，当将轴芯的曲折槽转到与限位孔相对的角度时，锁定机构就会推动销钉嵌入到曲折槽中。

有益效果：

1、本发明通过在电机转子的轴芯上加工曲折槽以及利用销钉和曲折槽的配合使转子和定子连接形成整体，当受到轴向冲击时，由销钉承受冲击力矩，而当电机工作时，利用曲折槽的结构和锁定机构的配合，方便的将销钉退出，从而使机构易于操作和实现，具有很高的可靠性。

2、由于增加的机构只有销钉和锁定机构，因此机构附带质量小，便于对电机的抗过载冲击结构实现改进。

附图说明

图1为本发明的电机转子悬浮状态截面示意图；

图2为本发明电机轴芯结构的截面图。

其中，1-轴芯，2-销钉、3-曲折槽、4-限位孔。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种电机抗高过载冲击装置及方法，包括电机转子的轴芯1、定子以及销钉2；首先在电机转子的轴芯1上沿轴芯1截面开有一个随着轴芯转角而深度逐渐变浅的曲折槽3，定子上对应曲折槽的位置沿定子径向开有限位孔4，销钉2穿过定位孔插入轴芯1的曲折槽3中，销钉2替代电机轴承连接电机转子与定子，将电机转子进行轴向限位，销钉2由定子上的锁定机构进行限位；

曲折槽3、限位孔4、销钉2及锁定机构的中心处在通过且垂直于电子转子的轴芯1的平面内；

曲折槽3的宽度与销钉2的直径相等，曲折槽3的最大深度与销钉2的材 质及直径相关，曲折槽3的槽深变化与电机所处环境惯性力的变化规律相关，视电机转子质量及环境过载的大小，销钉材质及直径大小而设定销钉的数量及曲折槽3的数量；

曲折槽3的槽底平面与轴芯1的轴线平行或存在夹角，夹角的角度可以固定或变化；当存在夹角时，电机转子在旋转时，轴芯1在将销钉2推出曲折槽3的同时，能够改变电机转子与定子之间的距离。这样使得电机能够在极高过载环境下，可以依靠电机转子的支撑辅助完成电机的抗过载。

工作过程：安装时，将轴芯1上的曲折槽3与定子限位孔4对直，销钉2穿过限位孔嵌入到曲折槽中将电机转子通过销钉悬浮起来，当电机受到沿轴芯轴向的过载冲击时，由于销钉2的支撑作用，销钉2产生剪切变形以支撑电机转子，从而保护电机轴承不受冲击损害，实现抗过载冲击；当电机启动时，轴芯1在启动力矩的作用下沿顺时针或逆时针方向转动，推动销钉2逐渐退出曲折槽，随着轴芯1的旋转，轴芯1会完全将销钉推出曲折槽，而后，电机的转动不受销钉2和曲折槽3约束，当销钉完全退出曲折槽3时，位于电机定子上的销钉锁定机构将销钉2锁定，销钉2不能自动恢复到与曲折槽3连接的状态；通过外力解除锁定机构对销钉2的锁定，当将轴芯1的曲折槽3转到与限位孔4相对的角度时，锁定机构就会推动销钉嵌入到曲折槽3中，再次进行抗过载冲击保护。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电机抗高过载冲击装置，包括电机转子的轴芯、定子以及销钉；其特征在于，所述电机转子的轴芯上沿轴芯的横截面开有随着轴芯转角而深度逐渐变浅的曲折槽，曲折槽的开槽方向是沿轴芯的圆周方向，曲折槽的槽底面在轴芯的转动方向上与轴芯的外圆面相接，曲折槽的深度是沿轴芯的径向变化；在轴芯圆周上为定子上对应曲折槽的位置沿定子径向开有限位孔，销钉穿过定位孔插入轴芯的曲折槽中，销钉的端面与曲折槽的底面相抵触配合，销钉由定子上的锁定机构进行限位。

2.如权利要求1所述的电机抗高过载冲击装置，其特征在于所述曲折槽、限位孔、销钉及锁定机构的中心处在通过且垂直于轴芯的平面内。

3.如权利要求1所述的电机抗高过载冲击装置，其特征在于所述曲折槽的槽底平面与轴芯的轴线平行或存在夹角，夹角的角度值根据设定条件变化。

4.一种电机抗高过载冲击方法，采用的装置包括电机转子的轴芯、定子以及销钉；其特征在于，所述电机转子的轴芯上沿轴芯的横截面开有随着轴芯转角而深度逐渐变浅的曲折槽，曲折槽的开槽方向是沿轴芯的圆周方向，曲折槽的槽底面在轴芯的转动方向上与轴芯的外圆面相接，曲折槽的深度是沿轴芯的径向变化；在轴芯圆周上为定子上对应曲折槽的位置沿定子径向开有限位孔，销钉穿过定位孔插入轴芯的曲折槽中，销钉的端面与曲折槽的底面相抵触配合，销钉由定子上的锁定机构进行限位；其特征在于抗过载冲击装置的工作流程为：当电机启动时，轴芯在电机启动力矩的作用下转动，轴芯推动销钉逐渐退出曲折槽，随着电机转子的旋转，轴芯会完全将销钉推出曲折槽，而后，电机的转动不受销钉和曲折槽约束，当销钉完全退出曲折槽时，位于电机定子上的销钉锁定机构将销钉锁定，销钉不能自动恢复到与曲折槽连接的状态；通过外力解除锁定机构对销钉的锁定，当将轴芯的曲折槽转到与限位孔相对的角度时，锁定机构就会推动销钉嵌入到曲折槽中。