CN104485778A - 一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动车组机车专用电动机，一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机主轴、定子、转子和三角带轮，作为改进：电机外壳的外壁与内壁之间有冷却夹层，冷却夹层绕开引线窗口布置，冷却夹层圆周隔离两端分别有进水贯穿孔和出水贯穿孔，进水贯穿孔和出水贯穿孔之间有隔离筋分隔开，外壳前端面内侧设置的前端导流筋与外壳后端面内侧设置的后端导流筋错位布置；出水搭子上有出水锥螺纹，出水锥螺纹底部通往出水贯穿孔，进水搭子上有进水锥螺纹，进水锥螺纹底部通往进水贯穿孔；前端盖固定有分力构件，分力构件与三角带轮之间有无内圈轴承；分力构件的外轴承支撑圆表面复合有一层钨合金硬质耐磨层。

Description

一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机

技术领域

本发明涉及一种动车组机车专用电动机，对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求，具体涉及一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机。

背景技术

高速动车组对牵引系统的电动机性能有特殊苛刻要求，如，大扭矩、低噪音、抗弯矩以及散热高效等等，为此，欧美发达国家大都采用各种水冷结构方式进行改进。现有的高压电机庞大的散热器置身在电机的顶部。如在YKK450的电机，散热器的内空间里布满了343根散热管，电机产生的热能在内风扇的作用下将电机内腔的热空气挤压到散热器的内腔，然后又回到电机内腔，靠散热管的外壁吸收热能，散热管的内腔在电机外风扇的作用下流通冷却空气将散热管所吸收的热能带走。现有的散热器体积庞大；内、外风扇的利用率低，用沿圆周计算只用了四分之一。散热器的散热效率低。因在内风扇向散热器内挤压热空气时受到散热管的阻力影响使压力不均，每根管吸收的热能不均。

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，如三角带轮等等。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机壳水冷钨合金三角带轮电动机的冷却装置，能够提高冷却效果，由强制水循环冷却替代风冷，电机主轴只承受纯扭矩，增设分力构件分担弯矩负荷，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：

一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机主轴、定子、转子和三角带轮，所述的电机外壳下方有安装脚板，所述的电机外壳外壁上有引线窗口以及进水搭子和出水搭子，所述的电机外壳的外壳前端面和外壳后端面上都有固定螺孔，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，所述的后端盖的后盖中心盲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；作为改进：所述的电机外壳的外壁与内壁之间有冷却夹层，冷却夹层绕开所述的引线窗口布置，所述的冷却夹层圆周隔离两端分别有进水贯穿孔和出水贯穿孔，所述的进水贯穿孔和所述的出水贯穿孔之间有隔离筋分隔开，所述的外壳前端面内侧设置的前端导流筋与外壳后端面内侧设置的后端导流筋错位布置；所述的出水搭子上有出水锥螺纹，出水锥螺纹底部通往所述的出水贯穿孔，所述的进水搭子上有进水锥螺纹，进水锥螺纹底部通往所述的进水贯穿孔；所述的前端盖固定有分力构件，分力构件与所述的三角带轮之间有无内圈轴承；所述的分力构件的外轴承支撑圆表面复合有一层厚度为0.71至0.79毫米的钨合金硬质耐磨层。

作为进一步改进：所述的钨合金硬质耐磨层由如下元素按所占重量比例组成：W(钨)：12～13%、Mo（钼）：8～9%、Cu（铜）：7～8%、Ni（镍）：6～7%、Zn（锌）：4～5%、Cr（铬）：2.1～2.3%、C（碳）：1.3～1.5%，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%；所述的钨合金硬质耐磨层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为57～59。

作为进一步改进：所述的分力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，所述的分力构件的外轴承支撑圆支撑着所述的无内圈轴承上的圆柱滚针，所述的无内圈轴承上的滚针外圈的外圆固定在所述的三角带轮的三角带轮台阶孔内圆壁上，所述的三角带轮台阶孔底面上有三角带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三角带轮花键孔外端平面上，继而限制了所述的三角带轮的轴向位移。

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三角带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：所述的三角带轮外圆上有V型带槽，所述的三角带轮外端面上有三角带轮端面螺孔，所述的三角带轮台阶孔上有三角带轮退刀槽和三角带轮卡槽，三角带轮卡槽中活动配合有三角带轮孔用卡环，所述的三角带轮台阶孔底角位置上放置有三角带轮调节圈，所述的滚针外圈两侧分别贴着所述的三角带轮孔用卡环和所述的三角带轮调节圈。

作为进一步改进：所述的分力构件上有构件法兰，构件法兰内侧有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同轴度关系；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，每个所述的构件枕孔上穿越有构件螺钉与所述的前盖螺孔相配合将所述的分力构件固定在所述的前盖凹台面上；所述的前盖凹台面与所述的前盖轴承孔之间具有垂直度关系。

本发明具有以下有益效果：

一、电机外壳的外壁与内壁之间有冷却夹层，冷却夹层绕开引线窗口布置，冷却夹层圆周隔离两端分别有进水贯穿孔和出水贯穿孔，进水贯穿孔和出水贯穿孔之间有隔离筋分隔开，外壳前端面内侧设置的前端导流筋与外壳后端面内侧设置的后端导流筋错位布置，使得冷却夹层内增大流速，提高冷却效果；

二、分力构件的构件台阶内孔与电机主轴的主轴外伸段之间有旋转空隙，分力构件的外轴承支撑圆支撑着无内圈轴承上的圆柱滚针，无内圈轴承上的滚针外圈的外圆固定在三角带轮的三角带轮台阶孔内圆壁上，三角带轮台阶孔底面上有三角带轮花键孔与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。上述结构设计实现了电机主轴与三角带轮之间只传递扭矩，三角带轮上的弯矩负荷完全是通过无内圈轴承传递到分力构件上；构件调节环外圆与外轴承支撑圆之间具有同轴度关系，确保电机主轴与三角带轮也具有同轴度关系，实现三角带轮平稳同轴旋转；电机主轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而三角皮带所产生的径向力反作用到三角带轮却是能够完全被无内圈轴承所承受，仅仅作用在分力构件上，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，由于分力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；在电机前端盖上设置分力构件，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；

三、分力构件的构件支撑圆表面有一层厚度为0.71至0.79毫米的钨合金涂层，具备超强的耐磨性。

附图说明

图l为本发明的整体结构剖面示意图。

图2是图1中的电机外壳10在进水搭子37部位的剖视图。

图3是图2中的电机外壳10放大剖面示意图。

图4是图2中沿着冷却夹层22中线的展开图。

图5是图1中的分力构件80和三角带轮90所处部位的大剖面示意图。

图6是图5中局部再放大剖面示意图。

图7是图5中的三角带轮90一侧视图。

图8是图5中的三角带轮90放大剖面示意图。

图9是图1中的分力构件80放大剖面示意图。

图10是分力构件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。

图15是图1中的前端盖20放大剖面示意图。

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；

一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，包括电机外壳10、前端盖20、后端盖30、电机主轴40、定子51、转子52和三角带轮90，电机外壳10下方有安装脚板11，电机外壳10外壁上有引线窗口50以及进水搭子37和出水搭子17，电机外壳10的外壳前端面81和外壳后端面83上都有固定螺孔88，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的后盖中心盲孔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12固定在后端盖30外圆上；作为改进：电机外壳10的外壁与内壁之间有冷却夹层22，冷却夹层22绕开引线窗口50布置，冷却夹层22圆周隔离两端分别有进水贯穿孔38和出水贯穿孔18，进水贯穿孔38和出水贯穿孔18之间有隔离筋86分隔开，外壳前端面81内侧设置的前端导流筋26与外壳后端面83内侧设置的后端导流筋36错位布置，使得冷却夹层22内增大流速，提高冷却效果；出水搭子17上有出水锥螺纹19，出水锥螺纹19底部通往出水贯穿孔18，进水搭子37上有进水锥螺纹39，进水锥螺纹39底部通往进水贯穿孔38；前端盖20固定有分力构件80，分力构件80与三角带轮90之间有无内圈轴承60；分力构件80的外轴承支撑圆89表面复合有一层厚度为0.71至0.79毫米的钨合金硬质耐磨层。

作为进一步改进：钨合金硬质耐磨层由如下元素按所占重量比例组成：W(钨)：12～13%、Mo（钼）：8～9%、Cu（铜）：7～8%、Ni（镍）：6～7%、Zn（锌）：4～5%、Cr（铬）：2.1～2.3%、C（碳）：1.3～1.5%，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%；所述的钨合金硬质耐磨层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为57～59。

作为进一步改进：分力构件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，分力构件80的外轴承支撑圆89支撑着无内圈轴承60上的圆柱滚针68，无内圈轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在三角带轮90的三角带轮台阶孔96内圆壁上，三角带轮台阶孔96底面上有三角带轮花键孔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外缘部位固定在三角带轮花键孔94外端平面上，继而限制了三角带轮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固定在三角带轮花键孔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：三角带轮90外圆上有V型带槽99，三角带轮90外端面上有三角带轮端面螺孔97，三角带轮台阶孔96上有三角带轮退刀槽93和三角带轮卡槽98，三角带轮卡槽98中活动配合有三角带轮孔用卡环91，三角带轮台阶孔96底角位置上放置有三角带轮调节圈92，滚针外圈69两侧分别贴着三角带轮孔用卡环91和三角带轮调节圈92。

作为进一步改进：分力构件80上有构件法兰87，构件法兰87内侧有构件调节环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之间具有同轴度关系；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，每个构件枕孔85上穿越有构件螺钉28与前盖螺孔27相配合将分力构件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前端面的固定螺孔88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后端面的固定螺孔88相配合，将后端盖30固定在电机外壳10后端面。

分力构件的外轴承支撑圆表面复合有一层厚度为0.75毫米的钨合金硬质耐磨层。

钨合金硬质耐磨层由如下元素按所占重量比例组成：W：12.5%、Mo：8.5%、Cu：7.5%、Ni：6.5%、Zn：4.5%、Cr：2.12%、C：1.4%，余量为Fe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0.16%、 Mn为0.18%、 S为0.009%、 P为0.012%；铬合金硬质耐磨层的材料主要性能参数为；每立方厘米密度为8.6克；洛氏硬度HRC值为58。

本发明的一个关键技术是：电机外壳10上方有出水搭子17和进水搭子37，电机外壳10外圆半径与内圆半径之间的壁厚为22至23毫米，冷却夹层22采用直径9毫米的不锈钢无缝管盘旋成八圈螺旋线，每圈螺旋线的螺旋中径等于电机外壳10的内外圆直径相加的平均值，确保冷却夹层22位于电机外壳10的内外圆直径之间。冷却夹层22两端分别位于出水搭子17和进水搭子37上引出，电机外壳10铸造完毕后在冷却夹层22两端分别加工成型管路连接螺纹或者管路连接搭扣；

本发明的另一个关键技术是：分力构件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。为了确保分力构件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。

热处理过程：

二、    粗加工和激光喷涂：

（一）、将分力构件80按照图纸尺寸要求加工，其中外轴承支撑圆89外圆表面单边尺寸小于图纸要求0.71至0.79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）、采用激光喷涂方法，将钨合金硬质耐磨材料喷涂到外轴承支撑圆89外圆表面，至单边尺寸大于图纸要求0.2至03毫米。

三、    精磨过程：

（一）将经过粗加工并完成激光喷涂的分力构件80进行预加工，在构件调节环82外圆表面上预留0.1毫米精磨余量；在外轴承支撑圆89外圆表面上预留0.2毫米精磨余量；

（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，使得分力构件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外圆精磨至图纸所要求尺寸；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外圆精磨至图纸所要求尺寸，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的后盖中心盲孔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，电缆线穿越位于后端盖30上的引线窗口50，可连接到外接控制电源。

组装的关键步骤包括：

（一） 分力构件80安装

将分力构件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穿越分力构件80上的构件枕孔85与前端盖20上的前盖螺孔27相配合，将分力构件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，使得分力构件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

无内圈轴承60选用RNA型分离式无内圈轴承。

先将三角带轮调节圈92间隙配合放入三角带轮90上的三角带轮台阶孔96之中并越过三角带轮退刀槽93贴在三角带轮孔底面95上；再将无内圈轴承60上的滚针外圈69过盈0.01毫米配合压入三角带轮90上的三角带轮台阶孔96之中，再将三角带轮孔用卡环91用专用工具放入三角带轮卡槽98内，使得滚针外圈69两侧分别贴着三角带轮孔用卡环91和三角带轮调节圈92。

（三） 三角带轮90与电机主轴40之间的连接

将固定在三角带轮90上的滚针外圈69连同圆柱滚针68一起套入固定在外轴承支撑圆89上一部分，缓缓转动三角带轮90，使得三角带轮90上的三角带轮花键孔94与电机主轴40上的轴端花键49对准相配合，继续推压三角带轮90，使得滚针外圈69上的圆柱滚针68整体与外轴承支撑圆89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后与三角带轮90上的三角带轮端面螺孔97相配合，将轴向定位挡圈70也紧固在三角带轮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后也与三角带轮90上的三角带轮端面螺孔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，经三角带轮90上的三角带轮花键孔94传递给三角带轮90上的V型带槽99，实现扭矩输出；在电机的前端盖20上设置分力构件80，分担了所有的弯矩负荷，使得电机主轴40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。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，由于分力构件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。

表1是本发明采用了分力构件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分力构件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外端采用了分力构件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。

表2是本发明中的构件支撑圆89表面采用了一层钨合金涂层与构件支撑圆89表面没采用一层钨合金涂层的耐腐磨损实验数据比较。

表2 分力构件80的构件支撑圆89表面磨损数据比较

从表2中的对照数据可以得出：分力构件80的构件支撑圆89表面有一层厚度为0.71至0.79毫米的钨合金涂层，具备超强的耐磨性。

本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步效果：

电机外壳10的外壁与内壁之间有冷却夹层22，冷却夹层绕开引线窗口50布置，冷却夹层22圆周隔离两端分别有进水贯穿孔38和出水贯穿孔18，进水贯穿孔38和出水贯穿孔18之间有隔离筋86分隔开，外壳前端面81内侧设置的前端导流筋26与外壳后端面83内侧设置的后端导流筋36错位布置，使得冷却夹层22内增大流速，提高冷却效果。

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，而三角皮带所产生的径向力反作用到三角带轮90却是能够完全被无内圈轴承60所承受，仅仅作用在分力构件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，由于分力构件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)

1.一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，包括电机外壳(10)、前端盖（20）、后端盖（30）、电机主轴（40）、定子（51）、转子（52）和三角带轮（90），所述的电机外壳(10)下方有安装脚板（11），所述的电机外壳(10)外壁上有引线窗口（50）以及进水搭子（37）和出水搭子（17），所述的电机外壳(10)的外壳前端面（81）和外壳后端面（83）上都有固定螺孔（88），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）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）的后盖中心盲孔（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（12）固定在所述的后端盖（30）外圆上；其特征是： 所述的电机外壳(10)的外壁与内壁之间有冷却夹层（22），冷却夹层（22）绕开所述的引线窗口（50）布置，所述的冷却夹层（22）圆周隔离两端分别有进水贯穿孔（38）和出水贯穿孔（18），所述的进水贯穿孔（38）和所述的出水贯穿孔（18）之间有隔离筋（86）分隔开，所述的外壳前端面（81）内侧设置的前端导流筋（26）与外壳后端面（83）内侧设置的后端导流筋（36）错位布置；所述的出水搭子（17）上有出水锥螺纹（19），出水锥螺纹（19）底部通往所述的出水贯穿孔（18），所述的进水搭子（37）上有进水锥螺纹（39），进水锥螺纹（39）底部通往所述的进水贯穿孔（38）；所述的前端盖（20）固定有分力构件（80），分力构件（80）与所述的三角带轮（90）之间有无内圈轴承（60）；所述的分力构件（80）的外轴承支撑圆（89）表面复合有一层厚度为0.71至0.79毫米的钨合金硬质耐磨层。

2.根据权利要求1所述的一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，其特征是：所述的钨合金硬质耐磨层由如下元素按所占重量比例组成：W(钨)：12～13%、Mo（钼）：8～9%、Cu（铜）：7～8%、Ni（镍）：6～7%、Zn（锌）：4～5%、Cr（铬）：2.1～2.3%、C（碳）：1.3～1.5%，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%；所述的钨合金硬质耐磨层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为57～59。

3.根据权利要求l所述的一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，其特征是：所述的分力构件（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），所述的分力构件（80）的外轴承支撑圆（89）支撑着所述的无内圈轴承（60）上的圆柱滚针（68），所述的无内圈轴承（60）上的滚针外圈（69）的外圆固定在所述的三角带轮（90）的三角带轮台阶孔（96）内圆壁上，所述的三角带轮台阶孔（96）底面上有三角带轮花键孔（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三角带轮花键孔（94）外端平面上，继而限制了所述的三角带轮（90）的轴向位移。

4.根据权利要求3所述的一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，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）固定在所述的三角带轮花键孔（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所述的一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，其特征是：所述的三角带轮（90）外圆上有V型带槽（99），所述的三角带轮（90）外端面上有三角带轮端面螺孔（97），所述的三角带轮台阶孔（96）上有三角带轮退刀槽（93）和三角带轮卡槽（98），三角带轮卡槽（98）中活动配合有三角带轮孔用卡环（91），所述的三角带轮台阶孔（96）底角位置上放置有三角带轮调节圈（92），所述的滚针外圈（69）两侧分别贴着所述的三角带轮孔用卡环（91）和所述的三角带轮调节圈（92）。

6.根据权利要求3所述的一种机壳水冷钨合金三角带轮电动机，其特征是：所述的分力构件（80）上有构件法兰（87），构件法兰（87）内侧有构件调节环（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）之间具有同轴度关系；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，每个所述的构件枕孔（85）上穿越有构件螺钉（28）与所述的前盖螺孔（27）相配合将所述的分力构件（80）固定在所述的前盖凹台面（29）上；所述的前盖凹台面（29）与所述的前盖轴承孔（24）之间具有垂直度关系。