CN104485773B - 一种隔爆同步带铬合金电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种能源工业领域专用电动机，对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求，一种隔爆同步带铬合金电动机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机主轴、引线脚座、定子、转子和同步带轮，前端盖的前盖中心孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔固定着电机主轴的前轴承段；后端盖的后盖中心孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着电机主轴的后轴承段，其特征是：电机外壳的内接引线出口处固定连接有接线盒，接线盒外端上有线盒端盖，引线脚座位于线盒端盖上，外接引线穿越引线脚座；引线脚座位于后端盖上，电缆线穿越引线脚座；前端盖固定有抗弯矩构件，抗弯矩构件与同步带轮之间有滚针轴承。
Description
技术领域
本发明涉及一种能源工业领域专用电动机，对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求，具体涉及一种隔爆同步带铬合金电动机。
背景技术
近年来，空气压缩机在石油、煤炭、化工行业发展迅速。而电机是空气压缩机的心脏，普通电机己不能满足使用于石油、煤炭、化工行业中空气压缩机的要求。而普通防爆电机因为受电气间隙和爬电距离的约束其接线口座必须做的很大。受空气压缩机内部空间的限制及接线、排线的影响。安装普通的隔爆型防爆电机必须放大压缩机内部空间，进而压缩机的整机体积也要进一步放大，最终空气压缩机的安装空间也要增大。这不仅浪费了材料，提高了成本，安装维护也不方便。目前使用的隔爆电机设置隔爆结合面，并没有从根本上解决问题，隔爆效果不佳，易泄露，安全性能差。此外，鼠笼式电机除了以直联方式输出外，电机主轴只承受纯扭矩。更多的时候是伴随有径向弯矩的扭矩力方式输出，如同步轮等等。相同功率和转速的情况下，承载弯扭合成的电机主轴直径是承载纯扭矩的电机主轴直径的两倍以上才能确保有足够的安全系数。因此，为了让电机主轴还能承受弯矩力，不得不将电机主轴直径成倍增大，最终导致一系列弊端：电机轴承线速度也成倍增大，自身内耗成倍增大，内耗导致发热量成倍增大。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明的目的是提供一种密封性能好，安全性能高的一种隔爆同步带铬合金电动机，而且电机主轴只承受纯扭矩，增设抗弯矩构件分担弯矩负荷，以减小电机主轴的直径尺寸来适应潜艇等水下作业设备等这种对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求的特殊场合。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种隔爆同步带铬合金电动机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机主轴、引线螺塞、定子、转子和同步带轮，所述的定子固定在所述的电机外壳内孔上，所述的转子固定在所述的电机主轴最大直径处且与所述的定子位置相对应，所述的前端盖上有前螺钉固定在所述的电机外壳前端面，所述的前端盖上的前盖轴承孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔固定着所述的电机主轴的前轴承段；所述的后端盖上有后螺钉固定在所述的电机外壳后端面，所述的后端盖上的后盖中心孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着所述的电机主轴的后轴承段，后轴承段后端有主轴末端，主轴末端上固定着电机风叶，风叶外罩固定在所述的后端盖外圆上；
所述的电机外壳下方有安装脚板，安装脚板与所述的电机外壳之间有加强连筋，所述的安装脚板上有安装通孔；
电机外壳的内接引线出口处固定连接有接线盒，接线盒外端上有线盒端盖，引线螺塞位于所述的线盒端盖上，外接引线穿越所述的引线螺塞；所述的前端盖固定有抗弯矩构件，抗弯矩构件与所述的同步带轮之间有滚针轴承；
所述的抗弯矩构件整体采用高强度的铬合金钢，该铬合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）：11～12%、Mo（钼）：6～7%、Cu（铜）：6～7%、Ni（镍）：5～6%、Zn（锌）：4～5%、C（碳）：1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于0.0l0%、 P（磷）少于0.015%；所述的铬合金钢的材料主要性能参数为：抗拉强度为281～283MPa；作为改进：
所述的抗弯矩构件采用以下加工方法步骤：
一、特殊夹具准备过程：
（一）同心圆棒两端分别有圆棒左中心孔和圆棒右中心孔，同心圆棒外圆是以圆棒左中心孔与圆棒右中心孔为中心一次性精磨而成，确保同心圆棒外圆是以圆棒左中心孔与圆棒右中心孔为中心；
（二）左胀套和右胀套都包括：开口双锥外圈、开口双锥内圈、光孔锥锲环、螺孔锥锲环以及平面轴承和胀套螺栓；
当胀套螺栓依次穿越平面轴承和光孔锥锲环与螺孔锥锲环旋转配合时，可以同步控制光孔锥锲环与螺孔锥锲环之间相互靠近，分别将开口双锥外圈向外胀撑紧构件台阶内孔以及将开口双锥内圈向内胀抱紧同心圆棒外圆；
（三）鸡心夹具形状为“V”字形组合半圆形，鸡心夹具半圆形上方有夹具凸台，夹具凸台一侧面上有夹具横杆，夹具凸台以及鸡心夹具半圆形之间有夹具螺孔贯通，夹具螺栓穿越夹具螺孔可以将不同直径的工件固定在鸡心夹具的“V”字形两侧上；
0.3至0.4毫米，其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留构件台阶内孔84不加工；
（二）将抗弯矩构件80进行调质处理，得到洛氏硬度HRC为56.5度；
二、粗加工和热处理过程：
（一）将抗弯矩构件按照所要求尺寸加工，其中外轴承支撑圆外圆表面单边尺寸尺寸加工至预留0.3至0.4毫米精磨余量，其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留构件台阶内孔不加工；
（二）将抗弯矩构件进行调质处理，得到洛氏硬度HRC为56.5度；抗拉强度为MPa；
三、精磨过程：
（一）将经过粗加工并完成热处理的抗弯矩构件进行预加工，以外轴承支撑圆外圆表面和构件调节环外圆表面同时为基准，加工构件台阶内孔至所要求尺寸；
（二）胀紧连接，将左胀套和右胀套的开口双锥外圈分别套在同心圆棒外圆，将左胀套和右胀套的开口双锥内圈分别对准构件台阶内孔靠近两端，将左胀套和右胀套上的胀套螺栓分别拧紧，使得左胀套和右胀套上的光孔锥锲环与螺孔锥锲环之间相互靠近，分别将开口双锥外圈向外胀撑紧构件台阶内孔以及将开口双锥内圈向内胀抱紧同心圆棒外圆；
（三）鸡心夹具上的夹具螺栓穿越夹具螺孔并拧紧将同心圆棒外圆固定在鸡心夹具的“V”字形两侧上；
（四）将同心圆棒上的圆棒左中心孔和圆棒右中心孔分别与磨床头中心顶锥和磨床尾部顶锥，再鸡心夹具上的夹具横杆搭扣住磨床头转盘，使得抗弯矩构件可以随着磨床头转盘的转动而同步旋转；
（五）推进精磨砂轮将构件调节环外圆精磨至所要求尺寸；退出精磨砂轮移至外轴承支撑圆位置，推进精磨砂轮将外轴承支撑圆外圆精磨至所要求尺寸。
作为进一步改进：所述的接线盒腔内设置有线盒隔板，线盒隔板将所述的接线盒隔离成两个沿管长方向完全封闭的第一空腔和第二空腔，线盒隔板上设有三个间隔分布的接线螺栓，接线螺栓穿过线盒隔板且其两端分别悬伸在位于所述的线盒隔板两侧的第一空腔和第二空腔内，所述的内接引线对应连接在位于第一空腔内的接线螺栓上的内接端头上；所述的线盒端盖上的内螺纹与所述的引线螺塞上的外螺纹相配合，所述的线盒端盖内螺纹底平面上设有密封圈被所述的引线螺塞内端面挤压固定，外接引线依次穿越所述的引线螺塞上的脚座圆孔和所述的密封圈后对应连接在位于第二空腔内的接线螺栓上的外接端头上。
作为进一步改进：所述的抗弯矩构件的构件台阶内孔与所述的电机主轴的主轴外伸段之间有旋转空隙，所述的抗弯矩构件的外轴承支撑圆固定着所述的滚针轴承上的滚针内圈的内孔，所述的滚针轴承上的滚针外圈的外圆固定在所述的同步带轮的同步轮台阶孔内圆壁上，所述的同步带轮上的同步轮台阶孔底面上有同步轮花键孔与所述的电机主轴上的轴端花键之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键的端面上有轴端螺孔，轴端螺孔上配合有台阶防松螺钉限制着轴向定位挡圈的轴向位移，轴向定位挡圈外缘部位固定在所述的同步轮花键孔外端平面上，继而限制了所述的同步带轮的轴向位移。
作为进一步改进：所述的轴向定位挡圈外侧面上有防松挡片与所述的轴向定位挡圈一起，被挡圈螺钉固定在所述的同步轮花键孔外端平面上；所述的防松挡片有挡片拐角边紧贴着所述的台阶防松螺钉的两平边挡肩帽上的任意一平边上。
作为进一步改进：所述的同步带轮外圆上有同步轮齿，所述的同步带轮外端面上有同步轮端面螺孔，所述的同步轮台阶孔上有同步轮退刀槽和同步轮卡槽，同步轮卡槽中活动配合有同步轮孔用卡环，所述的同步轮台阶孔底角位置上放置有同步轮调节圈，所述的滚针外圈两侧分别贴着所述的同步轮孔用卡环和所述的同步轮调节圈，同步轮齿两侧面上有轮齿挡板。
作为进一步改进：所述的抗弯矩构件上有构件法兰，构件法兰内侧的构件调节环外圆与所述的前盖轴承孔之间为过渡配合；构件调节环外圆与所述的外轴承支撑圆之间具有五级公差精度的同轴度关系；所述的外轴承支撑圆上分别有构件退刀槽和构件卡环槽，构件卡环槽中活动配合有构件轴用卡环，所述的滚针内圈两侧分别贴着所述的构件轴用卡环和所述的构件退刀槽轴肩上；所述的前端盖外侧面上有前盖凹台面，前盖凹台面上有五至六个前盖螺孔，所述的构件法兰上有五至六个构件枕孔与所述的前盖螺孔相对应；所述的前盖凹台面与所述的前盖轴承孔之间具有五级公差精度的垂直度关系。
本发明具有以下有益效果：
1、采用了线盒隔板将接线盒隔离成两个沿管长方向完全封闭的第一空腔和第二空腔的技术方案，将内接引线连接在接线螺栓上的内接端头上，外接引线依次穿越引线螺塞上的脚座圆孔和密封圈后对应连接在位于第二空腔内的接线螺栓上的外接端头上，由于接线螺栓的两端分别位于两个密闭的空腔内，所以能够有效隔离电火花的泄露。在线盒端盖内螺纹底平面上设有密封圈进行二次隔离电火花，进一步避免电火花泄露，隔爆效果好，安全性能高；
2、电机主轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而同步皮带所产生的径向力反作用到同步带轮却是能够完全被滚针轴承所承受，仅仅作用在抗弯矩构件上，完全避免了电机主轴上的主轴外伸段承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机主轴的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯矩构件整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命；
3、在电机前端盖上设置抗弯矩构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机主轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机主轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑。
附图说明
图1为本发明的整体结构局部剖面示意图。
图2是图1中的接线盒75局部放大剖面示意图。
图3是图2中的引线螺塞50侧视图。
图4是图1中的抗弯矩构件80和同步带轮90所处部位的局部放大剖面示意图。
图5是图4中局部再放大剖面示意图。
图6是图4中的同步带轮90一侧视图。
图7是图4中的同步带轮90局部放大剖面示意图。
图8是图1中的前端盖20局部放大剖面示意图。
图9是图2中的抗弯矩构件80局部放大剖面示意图。
图10是抗弯矩构件80由特殊夹具装夹加工的剖面示意图。
图11是图10左侧视图。
图12是图10中的左胀套15或右胀套16的剖面示意图。
图13是图12右侧视图。
图14是图12左侧视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
一种隔爆同步带铬合金电动机，包括电机外壳10、前端盖20、后端盖30、电机主轴40、引线螺塞50、定子51、转子52和同步带轮90，定子51固定在电机外壳10内孔上，转子52固定在电机主轴40最大直径处且与定子51位置相对应，前端盖20上有前螺钉21固定在电机外壳10前端面，前端盖20上的前盖轴承孔24上固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着电机主轴40的前轴承段45；后端盖30上有后螺钉31固定在电机外壳10后端面，后端盖30上的后盖中心孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电机主轴40的后轴承段43，后轴承段43后端有主轴末端33，主轴末端33上固定着电机风叶32，风叶外罩37固定在后端盖30外圆上；
电机外壳10下方有安装脚板11，安装脚板11与电机外壳10之间有加强连筋13，安装脚板11上有安装通孔14，作为改进：电机外壳10的内接引线88出口处固定连接有接线盒75，接线盒75外端上有线盒端盖65，引线螺塞50位于线盒端盖65上，外接引线55穿越引线螺塞50；前端盖20固定有抗弯矩构件80，抗弯矩构件80与同步带轮90之间有滚针轴承60；
抗弯矩构件80整体采用高强度的铬合金钢，该铬合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）：11～12%、Mo（钼）：6～7%、Cu（铜）：6～7%、Ni（镍）：5～6%、Zn（锌）：4～5%、C（碳）：1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于0.0l0%、 P（磷）少于0.015%；所述的铬合金钢的材料主要性能参数为：抗拉强度为281～283MPa。
作为进一步改进：接线盒75腔内设置有线盒隔板12，线盒隔板12将接线盒75隔离成两个沿管长方向完全封闭的第一空腔78和第二空腔79，线盒隔板12上设有三个间隔分布的接线螺栓17，接线螺栓17穿过线盒隔板12且其两端分别悬伸在位于线盒隔板12两侧的第一空腔78和第二空腔79内，内接引线88对应连接在位于第一空腔78内的接线螺栓17上的内接端头18上；线盒端盖65上的内螺纹与引线螺塞50上的外螺纹相配合，线盒端盖65内螺纹底平面上设有密封圈67被引线螺塞50内端面挤压固定，外接引线55依次穿越引线螺塞50上的脚座圆孔38和密封圈67后对应连接在位于第二空腔79内的接线螺栓17上的外接端头19上。
作为进一步改进：抗弯矩构件80的构件台阶内孔84与电机主轴40的主轴外伸段46之间有旋转空隙48，抗弯矩构件80的外轴承支撑圆89固定着滚针轴承60上的滚针内圈68的内孔，滚针轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在同步带轮90的同步轮台阶孔96内圆壁上，同步轮台阶孔96底面上有同步轮花键孔94与电机主轴40上的轴端花键49之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴端花键49的端面上有轴端螺孔47，轴端螺孔47上配合有台阶防松螺钉74限制着轴向定位挡圈70的轴向位移，轴向定位挡圈70外缘部位固定在同步轮花键孔94外端平面上，继而限制了同步带轮90的轴向位移。
作为进一步改进：轴向定位挡圈70外侧面上有防松挡片71与轴向定位挡圈70一起，被挡圈螺钉77固定在同步轮花键孔94外端平面上；防松挡片71有挡片拐角边72紧贴着台阶防松螺钉74的两平边挡肩帽73上的任意一平边上。
作为进一步改进：同步带轮90外圆上有同步轮齿99，同步带轮90外端面上有同步轮端面螺孔97，同步轮台阶孔96上有同步轮退刀槽93和同步轮卡槽98，同步轮卡槽98中活动配合有同步轮孔用卡环91，同步轮台阶孔96底角位置上放置有同步轮调节圈92，滚针外圈69两侧分别贴着同步轮孔用卡环91和同步轮调节圈92；同步轮齿99两侧面上有轮齿挡板100，防止同步带脱落。
作为进一步改进：抗弯矩构件80上有构件法兰87，构件法兰87内侧的构件调节环82外圆与前盖轴承孔24之间为过渡配合；构件调节环82外圆与外轴承支撑圆89之间具有五级公差精度的同轴度关系；外轴承支撑圆89上分别有构件退刀槽83和构件卡环槽81，构件卡环槽81中活动配合有构件轴用卡环86，滚针内圈68两侧分别贴着构件轴用卡环86和构件退刀槽83轴肩上；前端盖20外侧面上有前盖凹台面29，前盖凹台面29上有五至六个前盖螺孔27，构件法兰87上有五至六个构件枕孔85与前盖螺孔27相对应；构件螺钉28穿越构件枕孔85与前盖螺孔27相配合，将抗弯矩构件80固定在前盖凹台面29上；前盖凹台面29与前盖轴承孔24之间具有五级公差精度的垂直度关系。
实施例中，8颗前螺钉21与电机外壳10前端面的机壳端面螺孔相配合，将前端盖20固定在电机外壳10前端面；8颗后螺钉31与电机外壳10后端面的机壳端面螺孔相配合，将后端盖30固定在电机外壳10后端面。
抗弯矩构件80整体采用高强度的铬合金钢，该铬合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）：11.5%、Mo（钼）：6.5%、Cu（铜）：6.5%、Ni（镍）： 5.5%、Zn（锌）：4.5%、C（碳）：1.2%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn为0.04%、Si为0.17%、 Mn为0.21%、 S为0.007%、 P为0.011%；铬合金钢的材料主要性能参数为：每立方厘米密度为8.2克；抗拉强度为382MPa。
本发明的一个关键技术是：采用了线盒隔板12将接线盒75隔离成两个沿管长方向完全封闭的第一空腔78和第二空腔79的技术方案，将内接引线88连接在接线螺栓17上的内接端头18上，外接引线55依次穿越引线螺塞50上的脚座圆孔38和密封圈67后对应连接在位于第二空腔79内的接线螺栓17上的外接端头19上，由于接线螺栓的两端分别位于两个密闭的空腔内，所以能够有效隔离电火花的泄露。
用特制的内六角扳手插入引线螺塞50上的脚座内六角39之中，将引线螺塞50外螺纹与线盒端盖65内螺纹拧紧，使得密封孔圈67受压变形后密闭抱紧电缆线55。在线盒端盖65内螺纹底平面上设有密封圈67进行二次隔离电火花，进一步避免电火花泄露，隔爆效果好，安全性能高。
本发明的另一个关键技术是：抗弯矩构件80之中位于构件法兰87外侧外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米，近似于绝对同心轴。为了确保抗弯矩构件80上的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间具有高精度同轴度，采用以下加工方法步骤：
一、特殊夹具准备过程：
（一）同心圆棒44两端分别有圆棒左中心孔41和圆棒右中心孔42，同心圆棒44外圆是以圆棒左中心孔41与圆棒右中心孔42为中心一次性精磨而成，确保同心圆棒44外圆是以圆棒左中心孔41与圆棒右中心孔42为中心；
（二）左胀套15和右胀套16都包括：开口双锥外圈56、开口双锥内圈57、光孔锥锲环58、螺孔锥锲环59以及平面轴承54和胀套螺栓53；
当胀套螺栓53依次穿越平面轴承54和光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59旋转配合时，可以同步控制光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59之间相互靠近，分别将开口双锥外圈56向外胀撑紧构件台阶内孔84以及将开口双锥内圈57向内胀抱紧同心圆棒44外圆；
（三）鸡心夹具66形状为“V”字形组合半圆形，鸡心夹具66半圆形上方有夹具凸台63，夹具凸台63一侧面上有夹具横杆61，夹具凸台63以及鸡心夹具66半圆形之间有夹具螺孔64贯通，夹具螺栓62穿越夹具螺孔64可以将不同直径的工件固定在鸡心夹具66的“V”字形两侧上。
二、粗加工和热处理过程：
（一）将抗弯矩构件80按照所要求尺寸加工，其中外轴承支撑圆89外圆表面单边尺寸尺寸加工至预留0.3至0.4毫米精磨余量，其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留构件台阶内孔84不加工；
（二）将抗弯矩构件80进行调质处理，得到洛氏硬度HRC为56.5度；抗拉强度为285MPa。
三、精磨过程：
（一）将经过粗加工并完成热处理的抗弯矩构件80进行预加工，以外轴承支撑圆89外圆表面和构件调节环82外圆表面同时为基准，加工构件台阶内孔84至所要求尺寸；
（二）胀紧连接，将左胀套15和右胀套16的开口双锥外圈56分别套在同心圆棒44外圆，将左胀套15和右胀套16的开口双锥内圈57分别对准构件台阶内孔84靠近两端，将左胀套15和右胀套16上的胀套螺栓分别拧紧，使得左胀套15和右胀套16上的光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59之间相互靠近，分别将开口双锥外圈56向外胀撑紧构件台阶内孔84以及将开口双锥内圈57向内胀抱紧同心圆棒44外圆；
（三）鸡心夹具66上的夹具螺栓62穿越夹具螺孔64并拧紧将同心圆棒44外圆固定在鸡心夹具66的“V”字形两侧上；
（四）将同心圆棒44上的圆棒左中心孔41和圆棒右中心孔42分别与磨床头中心顶锥和磨床尾部顶锥，再鸡心夹具66上的夹具横杆61搭扣住磨床头转盘，使得抗弯矩构件80可以随着磨床头转盘的转动而同步旋转；
（五）推进精磨砂轮将构件调节环82外圆精磨至所要求尺寸；退出精磨砂轮移至外轴承支撑圆89位置，推进精磨砂轮将外轴承支撑圆89外圆精磨至所要求尺寸，至此，位于构件法兰87两侧的构件调节环82和外轴承支撑圆89一次夹装精磨过程完成，避免了常规加工位于构件法兰87两侧的构件调节环82和外轴承支撑圆89必须要掉头两次夹装的加工工艺程序所带来的不同轴误差，实现了本发明的关键技术是位于构件法兰87外侧外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米。
四、整体组装：
将定子51固定在电机外壳10内孔上，将转子52固定在电机主轴40最大直径处且与定子51位置相对应，用八颗前螺钉21将前端盖20固定在电机外壳10 的前盖凹台面29上，前端盖20的前盖轴承孔24上固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着电机主轴40的前轴承段45；
用另外八颗前螺钉21将后端盖30固定在电机外壳10后端面，后端盖30的后盖中心孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电机主轴40的后轴承段43，电缆线55穿越位于后端盖30上的引线螺塞50，可连接到外接控制电源；
组装的关键步骤包括：
（一） 抗弯矩构件80安装
将抗弯矩构件80上的构件调节环82与前端盖20上的前盖轴承孔24近外端处过渡配合，并用构件螺钉28穿越抗弯矩构件80上的构件枕孔85与前端盖20上的前盖螺孔27相配合，将抗弯矩构件80上的构件法兰87与前端盖20上的前盖凹台面29紧贴固定，使得抗弯矩构件80上的构件台阶内孔84与电机主轴40的主轴外伸段46外轮廓之间有一毫米的旋转空隙48。
（二） 安装滚针外圈69
滚针轴承60选用NA型分离式滚针轴承。
先将同步轮调节圈92间隙配合放入同步带轮90上的同步轮台阶孔96之中并越过同步轮退刀槽93贴在同步轮孔底面95上；再将滚针轴承60上的滚针外圈69过盈0.01毫米配合压入同步带轮90上的同步轮台阶孔96之中，再将同步轮孔用卡环91用专用工具放入同步轮卡槽98内，使得滚针外圈69两侧分别贴着同步轮孔用卡环91和同步轮调节圈92。
（三） 安装滚针内圈68
将滚针内圈68在200度机油中放置3分钟升温放置到抗弯矩构件80上的外轴承支撑圆89上，将构件轴用卡环86用专用工具放入构件卡环槽81内，使得滚针内圈68两侧分别贴着构件轴用卡环86和构件退刀槽83侧轴肩。
（四） 同步带轮90与电机主轴40之间的连接
将固定在同步带轮90上的滚针外圈69连同轴承滚针一起套入固定在外轴承支撑圆89上的滚针内圈68一部分，缓缓转动同步带轮90，使得同步带轮90上的同步轮花键孔94与电机主轴40上的轴端花键49对准相配合，继续推压同步带轮90，使得滚针外圈69上的轴承滚针与滚针内圈68完全相配合；
先取用台阶防松螺钉74穿越轴向定位挡圈70中心孔后与电机主轴40上的轴端螺孔47相配合，使得轴向定位挡圈70在台阶防松螺钉74上的两平边挡肩帽73与轴端花键49外端面之间有一毫米轴向自由量；
再用五颗挡圈螺钉77穿越轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后与同步带轮90上的同步轮端面螺孔97相配合，将轴向定位挡圈70也紧固在同步带轮90外端面上；
最后用一颗挡圈螺钉77依次穿越防松挡片71上的通孔和轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后也与同步带轮90上的同步轮端面螺孔97相配合，使得防松挡片71上的挡片拐角边72对准两平边挡肩帽73上的任意一平边上，起到放松作用。
安装完毕。
五、运行：
当电机启动时，电磁力产生的扭矩通过电机主轴40上的轴端花键49，经同步带轮90上的同步轮花键孔94传递给同步带轮90上的同步轮齿99，实现扭矩输出。
本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步效果：
采用了线盒隔板12将接线盒75隔离成两个沿管长方向完全封闭的第一空腔78和第二空腔79的技术方案，将内接引线88连接在接线螺栓17上的内接端头18上，外接引线55依次穿越引线螺塞50上的脚座圆孔38和密封圈67后对应连接在位于第二空腔79内的接线螺栓17上的外接端头19上，由于接线螺栓的两端分别位于两个密闭的空腔内，所以能够有效隔离电火花的泄露。在线盒端盖65内螺纹底平面上设有密封圈67进行二次隔离电火花，进一步避免电火花泄露，隔爆效果好，安全性能高；
抗弯矩构件80的构件台阶内孔84与电机主轴40的主轴外伸段46之间有旋转空隙48，抗弯矩构件80的外轴承支撑圆89固定着滚针轴承60上的滚针内圈68的内孔，滚针轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在同步带轮90的同步轮台阶孔96内圆壁上，同步轮台阶孔96底面上有同步轮花键孔94与电机主轴40上的轴端花键49之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合。上述结构设计实现了电机主轴40与同步带轮90之间只传递扭矩，同步带轮90上的弯矩负荷完全是通过滚针轴承60传递到抗弯矩构件80上。
构件调节环82外圆与外轴承支撑圆89之间具有五级公差精度的同轴度关系，确保电机主轴40与同步带轮90也具有同轴度关系，实现同步带轮90平稳同轴旋转。
在电机前端盖上设置抗弯矩构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机主轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机主轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑。
表1是本发明采用了抗弯矩构件80后的前轴承25所固定的电机主轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）与没采用抗弯矩构件80的等功率电机的前轴承2所固定的电机主轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）的实验数据比较。
(表1)前轴承段45部位的径向跳动度（微米）的数据比较
从表1中的对照数据可以得出：前轴承25外端采用了抗弯矩构件80后，前轴承25所受到负荷减轻磨损减少，导致前轴承25所固定的电机主轴40的前轴承段45部位的径向跳动度（微米）更加稳定。
本发明的特殊贡献是：电机主轴40以及前轴承25和后轴承35只需承受纯扭矩，而同步皮带所产生的径向力反作用到同步带轮90却是能够完全被滚针轴承60所承受，仅仅作用在抗弯矩构件80上，完全避免了电机主轴40上的主轴外伸段46承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机主轴40的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯矩构件80整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命。
Claims (6)
1.一种隔爆同步带铬合金电动机，包括电机外壳(10)、前端盖（20）、后端盖（30）、电机主轴（40）、引线螺塞（50）、定子（51）、转子（52）和同步带轮（90），所述的定子（51）固定在所述的电机外壳(10)内孔上，所述的转子（52）固定在所述的电机主轴（40）最大直径处且与所述的定子（51）位置相对应，所述的前端盖（20）上有前螺钉（21）固定在所述的电机外壳(10)前端面，所述的前端盖（20）上的前盖轴承孔（24）上固定着前轴承（25）外圆，前轴承（25）内孔固定着所述的电机主轴（40）的前轴承段（45）；所述的后端盖（30）上有后螺钉（31）固定在所述的电机外壳(10)后端面，所述的后端盖（30）上的后盖中心孔（34）上固定着后轴承（35）外圆，后轴承（35）内孔固定着所述的电机主轴（40）的后轴承段（43），后轴承段（43）后端有主轴末端（33），主轴末端（33）上固定着电机风叶（32），风叶外罩（37）固定在所述的后端盖（30）外圆上；所述的电机外壳(10)下方有安装脚板（11），安装脚板（11）与所述的电机外壳(10)之间有加强连筋（13），所述的安装脚板（11）上有安装通孔（14）；电机外壳(10)的内接引线(88)出口处固定连接有接线盒(75)，接线盒(75)外端上有线盒端盖（65），引线螺塞（50）位于所述的线盒端盖（65）上，外接引线(55)穿越所述的引线螺塞（50）；所述的前端盖（20）固定有抗弯矩构件（80），抗弯矩构件（80）与所述的同步带轮（90）之间有滚针轴承（60）；所述的抗弯矩构件（80）整体采用高强度的铬合金钢，该铬合金钢的材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）：11～12%、Mo（钼）：6～7%、Cu（铜）：6～7%、Ni（镍）：5～6%、Zn（锌）：4～5%、C（碳）：1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于0.0l0%、 P（磷）少于0.015%；所述的铬合金钢的材料主要性能参数为：抗拉强度为281～283MPa；其特征是：所述的抗弯矩构件(80)采用以下加工方法步骤：
一、特殊夹具准备过程：
（一）同心圆棒(44)两端分别有圆棒左中心孔(41)和圆棒右中心孔(42)，同心圆棒(44)外圆是以圆棒左中心孔(41)与圆棒右中心孔(42)为中心一次性精磨而成，确保同心圆棒(44)外圆是以圆棒左中心孔(41)与圆棒右中心孔(42)为中心；
（二）左胀套(15)和右胀套(16)都包括：开口双锥外圈(56)、开口双锥内圈(57)、光孔锥锲环(58)、螺孔锥锲环(59)以及平面轴承(54)和胀套螺栓(53)；
当胀套螺栓(53)依次穿越平面轴承(54)和光孔锥锲环(58)与螺孔锥锲环(59)旋转配合时，可以同步控制光孔锥锲环(58)与螺孔锥锲环(59)之间相互靠近，分别将开口双锥外圈(56)向外胀撑紧构件台阶内孔(84)以及将开口双锥内圈(57)向内胀抱紧同心圆棒(44)外圆；
（三）鸡心夹具(66)形状为“V”字形组合半圆形，鸡心夹具(66)半圆形上方有夹具凸台(63)，夹具凸台(63)一侧面上有夹具横杆(61)，夹具凸台(63)以及鸡心夹具(66)半圆形之间有夹具螺孔(64)贯通，夹具螺栓(62)穿越夹具螺孔(64)可以将不同直径的工件固定在鸡心夹具(66)的“V”字形两侧上；
二、粗加工和热处理过程：
（一）将抗弯矩构件(80)按照所要求尺寸加工，其中外轴承支撑圆(89)外圆表面单边尺寸尺寸加工至预留0.3至0.4毫米精磨余量，其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留构件台阶内孔(84)不加工；
（二）将抗弯矩构件(80)进行调质处理，得到洛氏硬度HRC为56.5度；抗拉强度为(285)MPa；
三、精磨过程：
（一）将经过粗加工并完成热处理的抗弯矩构件(80)进行预加工，以外轴承支撑圆(89)外圆表面和构件调节环(82)外圆表面同时为基准，加工构件台阶内孔(84)至所要求尺寸；
（二）胀紧连接，将左胀套(15)和右胀套(16)的开口双锥外圈(56)分别套在同心圆棒(44)外圆，将左胀套(15)和右胀套(16)的开口双锥内圈(57)分别对准构件台阶内孔(84)靠近两端，将左胀套(15)和右胀套(16)上的胀套螺栓分别拧紧，使得左胀套(15)和右胀套(16)上的光孔锥锲环(58)与螺孔锥锲环(59)之间相互靠近，分别将开口双锥外圈(56)向外胀撑紧构件台阶内孔(84)以及将开口双锥内圈(57)向内胀抱紧同心圆棒(44)外圆；
（三）鸡心夹具(66)上的夹具螺栓(62)穿越夹具螺孔(64)并拧紧将同心圆棒(44)外圆固定在鸡心夹具(66)的“V”字形两侧上；
（四）将同心圆棒(44)上的圆棒左中心孔(41)和圆棒右中心孔(42)分别与磨床头中心顶锥和磨床尾部顶锥，再鸡心夹具(66)上的夹具横杆(61)搭扣住磨床头转盘，使得抗弯矩构件(80)可以随着磨床头转盘的转动而同步旋转；
（五）推进精磨砂轮将构件调节环(82)外圆精磨至所要求尺寸；退出精磨砂轮移至外轴承支撑圆(89)位置，推进精磨砂轮将外轴承支撑圆(89)外圆精磨至所要求尺寸。
2.根据权利要求l所述的一种隔爆同步带铬合金电动机，其特征是：所述的接线盒(75)腔内设置有线盒隔板(12)，线盒隔板(12)将所述的接线盒(75)隔离成两个沿管长方向完全封闭的第一空腔(78)和第二空腔(79)，线盒隔板(12)上设有三个间隔分布的接线螺栓(17)，接线螺栓(17)穿过线盒隔板(12)且其两端分别悬伸在位于所述的线盒隔板(12)两侧的第一空腔(78)和第二空腔(79)内，所述的内接引线(88)对应连接在位于第一空腔(78)内的接线螺栓(17)上的内接端头(18)上；所述的线盒端盖（65）上的内螺纹与所述的引线螺塞（50）上的外螺纹相配合，所述的线盒端盖（65）内螺纹底平面上设有密封圈(67)被所述的引线螺塞（50）内端面挤压固定，外接引线(55)依次穿越所述的引线螺塞（50）上的脚座圆孔（38）和所述的密封圈(67)后对应连接在位于第二空腔(79)内的接线螺栓(17)上的外接端头(19)上。
3.根据权利要求l所述的一种隔爆同步带铬合金电动机，其特征是：所述的抗弯矩构件（80）的构件台阶内孔（84）与所述的电机主轴（40）的主轴外伸段（46）之间有旋转空隙（48），所述的抗弯矩构件（80）的外轴承支撑圆（89）固定着所述的滚针轴承（60）上的滚针内圈（68）的内孔，所述的滚针轴承（60）上的滚针外圈（69）的外圆固定在所述的同步带轮（90）的同步轮台阶孔（96）内圆壁上，所述的同步带轮（90）上的同步轮台阶孔（96）底面上有同步轮花键孔（94）与所述的电机主轴（40）上的轴端花键（49）之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键（49）的端面上有轴端螺孔（47），轴端螺孔（47）上配合有台阶防松螺钉（74）限制着轴向定位挡圈（70）的轴向位移，轴向定位挡圈（70）外缘部位固定在所述的同步轮花键孔（94）外端平面上，继而限制了所述的同步带轮（90）的轴向位移。
4.根据权利要求3所述的一种隔爆同步带铬合金电动机，其特征是：所述的轴向定位挡圈（70）外侧面上有防松挡片（71）与所述的轴向定位挡圈（70）一起，被挡圈螺钉（77）固定在所述的同步轮花键孔（94）外端平面上；所述的防松挡片（71）有挡片拐角边（72）紧贴着所述的台阶防松螺钉（74）的两平边挡肩帽（73）上的任意一平边上。
5.根据权利要求3所述的一种隔爆同步带铬合金电动机，其特征是：所述的同步带轮（90）外圆上有同步轮齿（99），所述的同步带轮（90）外端面上有同步轮端面螺孔（97），所述的同步轮台阶孔（96）上有同步轮退刀槽（93）和同步轮卡槽（98），同步轮卡槽（98）中活动配合有同步轮孔用卡环（91），所述的同步轮台阶孔（96）底角位置上放置有同步轮调节圈（92），所述的滚针外圈（69）两侧分别贴着所述的同步轮孔用卡环（91）和所述的同步轮调节圈（92）；所述的同步轮齿（99）两侧面上有轮齿挡板（100）。
6.根据权利要求3所述的一种隔爆同步带铬合金电动机，其特征是：所述的抗弯矩构件（80）上有构件法兰（87），构件法兰（87）内侧的构件调节环（82）外圆与所述的前盖轴承孔（24）之间为过渡配合；构件调节环（82）外圆与所述的外轴承支撑圆（89）之间具有五级公差精度的同轴度关系；所述的外轴承支撑圆（89）上分别有构件退刀槽（83）和构件卡环槽（81），构件卡环槽（81）中活动配合有构件轴用卡环（86），所述的滚针内圈（68）两侧分别贴着所述的构件轴用卡环（86）和所述的构件退刀槽（83）轴肩上；所述的前端盖（20）外侧面上有前盖凹台面（29），前盖凹台面（29）上有五至六个前盖螺孔（27），所述的构件法兰（87）上有五至六个构件枕孔（85）与所述的前盖螺孔（27）相对应；所述的前盖凹台面（29）与所述的前盖轴承孔（24）之间具有五级公差精度的垂直度关系。
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