CN106602796A - 用于伺服电机的水冷结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于伺服电机的水冷结构，伺服电机的机壳在平行输出轴的方向以周向间隔方式设置多个流水通道；其中，两个流水通道分别连接了第一进水接头和第一出水接头；连接所述第一进水接头的流水通道通过所述机壳端侧法兰盖上的独立过渡槽连通了相邻的一个流水通道，并交替通过所述机壳两端的法兰盖独立过渡槽依次连通各个流水通道，直至连至连接所述第一出水接头的流水通道；其中，所述独立过渡槽为所述法兰盖上仅连通相邻两个流水通道端部的槽体。本发明实现了大功率电动机的低震动，低温升，低噪音的要求，具有高效、节能、环保、制造方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及伺服电机，更具体地说，涉及一种大功率高转速伺服电机紧凑型的水冷结构。
背景技术
整体结构紧凑的大功率高转速伺服电机多用在空间紧凑、狭窄的安装场合，例如高端机床行业，自动化生产线行业，高精密设备行业中。中心高在60mm～105mm，功率在10～25kW的伺服电机在机械行业中较为常用。目前，大功率高转速伺服电机普遍存在以下问题：
1.电机发热量大，难以释放电机的极限功率，普通的电机水冷结构不但使电机体积增加，且不能充分满足散热要求。
2.轴承正常工作温度应该≤85℃，而高转速(5000～12000rpm)电机迫使轴承工作温度急剧上升，如果不能对轴承室进行充分冷却，最终过高的温度会破坏轴承的润滑油脂，导致轴承最终被烧毁。
发明内容
本发明针对大功率高转速伺服电机的散热要求，设计开发了一种散热性能好的大功率高转速伺服电机紧凑型水冷结构。
为了达到上述目的，本发明提供一种大功率高转速伺服电机紧凑型水冷结构，电机设计属于60机座号电机，功率可达到30kW。具体说，本发明用于伺服电机的水冷结构，伺服电机的机壳在平行输出轴的方向以周向间隔方式设置多个流水通道；其中两个流水通道分别连接了第一进水接头和第一出水接头；连接所述第一进水接头的流水通道通过所述机壳端侧法兰盖上的独立过渡槽连通了相邻的一个流水通道，并交替通过所述机壳两端的法兰盖独立过渡槽依次连通各个流水通道，直至连至连接所述第一出水接头的流水通道；其中，所述独立过渡槽为所述法兰盖上仅连通相邻两个流水通道端部的槽体。
优选方式下，所述第一进水接头和第一出水接头位于两个相邻流水通道的同侧端部；此时，需要流水通道为偶数个。第一进水接头和第一出水接头也可以位于机壳的异侧两端，此时流水通道应为奇数个。
为了方便制造，本发明的最优方式为：所述流水通道为绕所述机壳一周间隔的8个弧形槽体通道。所述第一进水接头和第一出水接头位于伺服电机输出轴的相反端侧的后法兰盖上，通过入口通道和出口通道分别与进出水的两个流水通道连通；所述输出轴端的前法兰盖上为四个分别分布在90度圆弧内的前法兰盖过渡槽；所述后法兰盖上除所述入口通道和出口通道外，还包括三个分布在90度圆弧内的后法兰盖过渡槽。
本发明的进一步改进为，所述前法兰盖上位于所述输出轴轴承外围设置有开口的“回”字型通道，并且所述“回”字型通道的开口两端分别连通了第二进水接头和第二出水接头。
最优方式为，除开口侧通道外，所述“回”字型其他三个侧面的通道分别是在所述前法兰盖1端侧盖体上穿设的盲孔式通道，并封堵孔体；而开口侧通道的开设方式为：位于所述前法兰盖端侧盖体相对的两侧相对方式开设封堵入口的对置通道，至两所述对置通道间隔30-80毫米处，并连通所述其他三个侧面的通道；位于所述对置通道的端部垂向向所述前法兰盖1端侧盖体外侧开设连接所述第二进水接头和第二出水接头的通道。
本发明的优点在于：(1)设置两组循环冷却水道，对驱动电机和转动轴承进行充分冷却，采用结构紧凑的冷却系统，更好的实现电机的高功率密度，实现电机的高转速运转。(2)根据电机转速高低，可以选择性地连接或封闭两组循环冷却水道，根据工况不同，冷却消耗的功率不同，更加灵活的实现冷却功能，节省能量。(3)大功率高转速伺服电机紧凑型水冷结构的结构紧凑，功率密度高，转速高，所需安装空间小，实现了大功率电动机的低震动，低温升，低噪音，高效率，节能又环保。(4)制造方便。
附图说明
图1是大功率高转速伺服电机的剖面结构示意图。
图2是前法兰盖轴承处的水冷结构A-A剖面结构示意图。
图3是前法兰盖的水路过渡通道B-B剖面结构示意图。
图4是电机铁芯外壳水路分布C-C剖面结构示意图。
图5是后法兰盖的水路过渡通道D-D剖面结构示意图。
具体实施方式
本发明一种散热性能好的大功率高转速伺服电机紧凑型水冷结构，电机设计属于60机座号电机，功率可达到30kW。如图1～5所示，本发明的组合件结构包括：前法兰盖1，密封垫片2，电机铁芯外壳3，轴承4，后法兰盖5，密封圈6，水堵7，前法兰盖过渡槽8，第一通道9，第二通道10，第三通道11，后法兰盖过渡槽12，第一进水接头13，第二进水接头15，第一出水接头14，第二出水接头16。
本发明设置两组循环冷却水道，对驱动电机和转动轴承进行充分冷却，第一组循环冷却水道从第一进水接头13进水，从第一出水接头14流出到外接循环水路，第二组循环冷却水道从第二进水接头15进水，从第二出水接头16流出到外接循环水路。
水冷结构包括设置在电机铁芯外壳3中的冷却水道，前/后法兰盖上连接电机铁芯外壳冷却水道的过渡槽，前法兰盖1轴承处的冷却水道及进/出水接头，后法兰盖5的进/出水接头，以及相关的密封垫片。
所述电机铁芯外壳与前后法兰盖连接处装有密封垫片2。后法兰盖5设有进/出水接头，接头通过水管与外界循环水箱进行连接。前法兰盖轴承处设置冷却水道，前法兰盖的水道末端装有水堵7。前法兰盖1设有进/出水接头，接头通过水管与外界循环水箱进行连接。
使用第一组循环冷却水道时，外接循环水路进水管与第一进水接头13相连，通过电机铁芯外壳中的第三通道11，进入前法兰盖过渡槽8中，前法兰盖过渡槽8将第三通道11与第二通道10联通，冷却水在第二通道10折返到后法兰盖5，经过后法兰盖过渡槽12又可以将第二通道10与第一通道9联通。冷却水流经电机铁芯外壳3的所有冷却水通道后，最后冷却水会从第一出水接头14流回到外接循环水路。
使用第二组循环冷却水道时，外接循环水路进水管与第二进水接头15相连，通过“回”字型水路，最终冷却水会从第二出水接头16流回到外接循环水路。第二组循环冷却水道可以跟电机铁芯外壳3的第一组循环冷却水道串联到一起，也可以根据电机转速高低，选择性连接或封闭第二组循环冷却水道。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于伺服电机的水冷结构，其特征在于，伺服电机的机壳在平行输出轴的方向以周向间隔方式设置多个流水通道；
其中两个流水通道分别连接了第一进水接头(13)和第一出水接头(14)；
连接所述第一进水接头(13)的流水通道通过所述机壳端侧法兰盖上的独立过渡槽连通了相邻的一个流水通道，并交替通过所述机壳两端的法兰盖独立过渡槽依次连通各个流水通道，直至连至连接所述第一出水接头(14)的流水通道；
其中，所述独立过渡槽为所述法兰盖上仅连通相邻两个流水通道端部的槽体。
2.根据权利要求1所述用于伺服电机的水冷结构，其特征在于，所述第一进水接头(13)和第一出水接头(14)位于两个相邻流水通道的同侧端部。
3.根据权利要求2所述用于伺服电机的水冷结构，其特征在于，所述流水通道为绕所述机壳一周间隔的8个弧形槽体通道，
所述第一进水接头(13)和第一出水接头(14)位于伺服电机输出轴的相反端侧的后法兰盖(5)上，通过入口通道和出口通道分别与进出水的两个流水通道连通；
所述输出轴端的前法兰盖(1)上为四个分别分布在90度圆弧内的前法兰盖过渡槽(8)；
所述后法兰盖(5)上除所述入口通道和出口通道外，还包括三个分布在90度圆弧内的后法兰盖过渡槽(12)。
4.根据权利要求1～3任一所述用于伺服电机的水冷结构，其特征在于，所述前法兰盖(1)上位于所述输出轴轴承外围设置有开口的“回”字型通道，并且所述“回”字型通道的开口两端分别连通了第二进水接头(15)和第二出水接头(16)。
5.根据权利要求4所述用于伺服电机的水冷结构，其特征在于，除开口侧通道外，所述“回”字型其他三个侧面的通道分别是在所述前法兰盖(1)端侧盖体上穿设的盲孔式通道，并封堵孔体；
而开口侧通道的开设方式为：位于所述前法兰盖(1)端侧盖体相对的两侧相对方式开设封堵入口的对置通道，至两所述对置通道间隔30-80毫米处，并连通所述其他三个侧面的通道；位于所述对置通道的端部垂向向所述前法兰盖(1)端侧盖体外侧开设连接所述第二进水接头(15)和第二出水接头(16)的通道。
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