CN108190770A - 一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置包括底座、旋转轴及平台座；所述平台座固定安装在所述旋转轴上,所述旋转轴通过轴承固定在所述底座中,所述旋转轴由无框组合式永磁同步直线电机直接驱动。本发明提供一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置减少了中间传动部件，结构简单，传动效率高。
Description
技术领域
本发明涉及工件加工设备技术领域，特别涉及一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置。
背景技术
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，又叫塔式起重机，用来吊施工用得钢筋、木楞、脚手管等施工原材料的设备，是建筑工地一种必不可少的设备。塔吊的功能是承受臂架拉绳及平衡臂拉绳传来的上部荷载，并通过回转塔架、转台、承座等的结构部件式直接通过转台传递给塔身结构。其中塔吊的旋转装置是最为重要的部位，需要承担旋转、径向及轴向的载荷。
目前塔吊旋转装置种类越来越多，功能越来越完善，结构也是越来越复杂，但其驱动装置一般仍是采用电机齿轮及连杆等传动装置组成，传动的中间环节较多，传动的效率和精度损失较大，同时由于传动部件的数量的增加，性能受到影响，也导致设计、制造及装配的难度加大，成本的增加。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置减少了中间传动部件，结构简单，传动效率高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置包括底座、旋转轴及平台座；所述平台座固定安装在所述旋转轴上,所述旋转轴通过轴承固定在所述底座中,所述旋转轴由无框组合式永磁同步直线电机直接驱动，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件及转子组件；所述定子组件固定安装于所述底座上，为所述转子组件提供旋转磁场；具有永磁特性的所述转子组件固定安装于所述旋转轴上；
其中，所述定子组件为整圆形或非整圆形结构，所述的定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成；所述的定子单元为独立控制机构；所述定子单元包括有定子铁心及缠绕在所述定子铁心上的定子绕组。
优选地，所述旋转轴上设有固定台阶；所述轴承置于所述固定台阶两端，并由设置在所述底座下端的支撑台阶及上端的压盖固定在所述底座中；所述底座上端口设有适配所述压盖的止口；其目的在于，所述旋转轴上设置的固定台阶既能提高所述旋转轴承担轴向负荷的能力，也能对置于两边的轴承起到定位的作用，便于旋转轴在安装时的精准性；所述底座下端的支撑台阶能为所述轴承在承受巨大轴向负荷时提供有力的支撑，使设备可靠性更高；所述止口的设计，既便于安装，提高劳动效率，又提高的安装的准确性，防止旋转轴安装位置的偏移
优选地，所述转子组件为磁钢基板，所述磁钢基板绕所述旋转轴轴心线均布于所述旋转轴上；其目的在于，将转子组件与旋转轴融为一体，减少了电机部件组成，使电机结构更加简单，且节约成本；所述旋转轴可以为磁钢基板提供一个安装模板，在组装时，所述旋转轴与磁钢基板可以提前装配完成，作为一个整体进入下一步的安装工序，安装方便，提高安装效率。
进一步优选地，所述旋转轴为空心圆柱结构，其目的在于，所述空心的设计既节省了材料用量，减轻了所述旋转轴的重量，降低了电机为克服自身转子重量而额外消耗的电能，同时还增大了所述转子基座与外界空气的接触面积，增大了散热效果，保证设备运转的稳定性。
优选地，所述磁钢基板置于所述旋转轴的下端侧壁和/或端面，其目的在于，方便对电机的拆装、更换。
优选地，所述定子组件还包括有定子基座；所述定子基座固定安装于所述电机安装座上；所述定子单元固定安装于所述定子基座上；其目的在于，所述定子基座可以为定子单元提供一个安装模板，在组装时，所述定子基座与定子单元可以提前装配完成，作为一个整体进入下一步的安装工序，安装方便，提高安装效率。
优选地，所述定子基座呈环形盖帽结构，顶部端盖外缘设有安装台阶；所述定子单元置于所述定子基座的侧壁和/或端面；其目的在于，呈环形盖帽结构的所述定子基座为所述定子单元提供了安装位置的多样性，所述定子单元可以为环形柱状结构固定于侧壁，也可以为环形盘状结构固定于端面，对应所述磁钢基板。
优选地，所述定子组件上设有冷却水槽；其目的在于，所述定子组件是需要电力产生旋转的磁场，在测试旋转磁场的同时及所述驱动齿轮轴的转动，会伴随产生大量的热量，影响设备的正常运行，所述的冷却单元能快速将热量带走，保证设备的运行稳定。
优选地，所述定子组件上设有止动机构，所述止动机构包括磁力发生器、止动杆及复位弹簧；所述止动杆置于所述磁力发生器之中，末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧置于所述磁力发生器与所述止动杆之间；所述旋转轴上设有适配所述弧形止动齿条的止动齿轮结构；其目的在于，在断电的情况实现所述塔吊旋转装置的止动性能，防止在大风天气时，所述塔吊旋转装置在风力的作用下转动，引发安全事故，是设备使用起来更加安全。
优选地，所述无框组合式永磁同步直线电机包括有编码器，所述编码器包括码盘及与所述码盘活动连接的磁感元件，所述码盘及磁感元件分开固定安装于所述旋转轴及所述定子组件上；其目的在于，为所述无框组合式永磁同步直线电机提供伺服控制系统，实现电机闭环矢量控制，实现转子转速及位置的精准控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、采用无框组合式永磁同步直线电机作为螺母的驱动电机，电机转子直接与旋转轴连接，电机定子环绕在转子的周围，固定在电机安装座上，以减少齿轮、减速箱等驱动中间环节，简化了设备的驱动方式及设备的结构形式，提高驱动效率，减少能源的损耗；2、直驱的方式大大减小了设备的体积，减轻了设备重量；3、采用伺服控制使电机具有响应速度快，控制精度高的优点；4、磁钢基板直接安装在旋转轴上，将电机与旋转轴融为一体，简化了设备结构，使设备更加轻便。
附图说明
图1为本发明实施例一所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转机构的结构示意图；
图2为本发明止动机构的结构示意图；
图3为本发明磁钢基板一的结构示意图；
图4为本发明定子单元一的结构示意图；
图5为本发明实施例二所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转机构的结构示意图；
图6为本发明磁钢基板二的结构示意图；
图7为本发明定子单元二的结构示意图；
图8为本发明实施例三所述一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转机构的结构示意图；
图中：1、底座；11、支撑台阶；12、止口；2、旋转轴；21、固定台阶；22、齿轮孔；3、平台座；4、轴承；5、压盖；6、定子组件；61、定子基座；62、定子单元一；63、定子单元二；7、转子组件；71、磁钢基板一；72、磁钢基板二；8、编码器；81、码盘；82、磁感元件；9、止动机构；91、磁力发生器；92、止动杆；93、复位弹簧；10、冷却水槽。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1-4所示，一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置包括底座1、旋转轴2及平台座3；所述平台座3固定安装在所述旋转轴2上,所述旋转轴2通过轴承4固定在所述底座1中,所述旋转轴2由无框组合式永磁同步直线电机直接驱动，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件6及转子组件7；所述定子组件6固定安装于所述底座1上，为所述转子组件7提供旋转磁场；具有永磁特性的所述转子组件7固定安装于所述旋转轴2上；
其中，所述定子组件6为非整圆形结构，所述的定子组件6由六组呈扇形弧状结构的定子单元一62组成；所述的定子单元一62为独立控制机构；所述定子单元一62包括有定子铁心及缠绕在所述定子铁心上的定子绕组。
作为本实施例的优选，所述旋转轴2上设有固定台阶21；所述轴承4置于所述固定台阶21两端，并由设置在所述底座下端的支撑台阶11及上端的压盖5固定在所述底座1中；所述底座1上端口设有适配所述压盖的止口12；所述转子组件7为磁钢基板一71，所述磁钢基板一71绕所述旋转轴2轴心线均布于所述旋转轴2上；进一步优选地，所述旋转轴2为空心圆柱结构；所述磁钢基板一71呈扇形弧状结构，均布于所述旋转轴2的下端侧壁；所述定子组件6还包括有定子基座61；所述定子基座61固定安装于所述底座中；所述定子单元一62固定安装于所述定子基座61上；进一步地，所述定子基座61呈环形盖帽结构，顶部端盖外缘设有安装台阶；所述定子单元一62置于所述定子基座61侧壁，与所述磁钢基板一71相对应；所述定子基座上设有冷却水槽10；所述定子基座61中心处设有安装台阶，所述台阶上设有止动机构9，所述止动机构包括磁力发生器91、止动杆92及复位弹簧93；所述止动杆92置于所述磁力发生器91之中，末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧93置于所述磁力发生器91与所述止动杆92之间；所述旋转轴2下端端面中心处开有齿轮孔22，所述齿轮孔22适配所述弧形止动齿条；进一步，所述无框组合式永磁同步直线电机包括有编码器8，所述编码器8包括码盘81及与所述码盘活动连接的磁感元件82，所述码盘81及磁感元件82分开固定安装于所述驱动齿轮轴下端边缘处及所述定子基座61上。
通电后，所述磁力发生器91产生电磁力，将所述止动杆92拉拔脱离所述齿轮孔22,；所述的定子单元一62为所述磁钢基板一71提供一个径向上旋转的磁场，促使所述定子组件6及转子组件7为所述旋转轴2提供绕所述旋转轴2轴心线旋转的力矩，直接驱动所述旋转轴2旋转；断电时，所述磁力发生器91失去电磁力，所述止动杆92在复位弹簧93的作用下与所述齿轮孔22啮合，实现止动作用。
实施例二
如图5-7所示，一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置包括底座1、旋转轴2及平台座3；所述平台座3固定安装在所述旋转轴2上,所述旋转轴2通过轴承4固定在所述底座1中,所述旋转轴2由无框组合式永磁同步直线电机直接驱动，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件6及转子组件7；所述定子组件6固定安装于所述底座1上，为所述转子组件7提供旋转磁场；具有永磁特性的所述转子组件7固定安装于所述旋转轴2上；
其中，所述定子组件6为非整圆形结构，所述的定子组件6由六组呈扇形盘状结构的定子单元二63组成；所述的定子单元二63为独立控制机构；所述定子单元二63包括有定子铁心及缠绕在所述定子铁心上的定子绕组
作为本实施例的优选，所述旋转轴2上设有固定台阶21；所述轴承4置于所述固定台阶21两端，并由设置在所述底座下端的支撑台阶11及上端的压盖5固定在所述底座1中；所述底座1上端口设有适配所述压盖的止口12；所述转子组件7为磁钢基板二72，所述磁钢基板二72绕所述旋转轴2轴心线均布于所述旋转轴2上；进一步优选地，所述旋转轴2为空心圆柱结构；所述磁钢基板二72呈扇形盘状结构，均布于所述旋转轴2的下端端面；所述定子组件6还包括有定子基座61；所述定子基座61固定安装于所述底座中；所述定子单元二63固定安装于所述定子基座61上；进一步地，所述定子基座61呈环形盖帽结构，顶部端盖外缘设有安装台阶；所述定子单元二63置于所述定子基座61端面，与所述磁钢基板二72相对应；所述定子基座上设有冷却水槽10；所述定子基座61中心处设有安装台阶，所述台阶上设有止动机构9，所述止动机构包括磁力发生器91、止动杆92及复位弹簧93；所述止动杆92置于所述磁力发生器91之中，末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧93置于所述磁力发生器91与所述止动杆92之间；所述旋转轴2下端端面中心处开有齿轮孔22，所述齿轮孔22适配所述弧形止动齿条；进一步，所述无框组合式永磁同步直线电机包括有编码器8，所述编码器8包括码盘81及与所述码盘活动连接的磁感元件82，所述码盘81及磁感元件82分开固定安装于所述驱动齿轮轴下端边缘处及所述定子基座61上。
通电后，所述磁力发生器91产生电磁力，将所述止动杆92拉拔脱离所述齿轮孔22,；所述的定子单元二63为所述磁钢基板二72提供一个轴向上旋转的磁场，促使所述定子组件6及转子组件7为所述旋转轴2提供绕所述旋转轴2轴心线旋转的力矩，直接驱动所述旋转轴2旋转；断电时，所述磁力发生器91失去电磁力，所述止动杆92在复位弹簧93的作用下与所述齿轮孔22啮合，实现止动作用。
实施例三
如图8所示，一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置包括底座1、旋转轴2及平台座3；所述平台座3固定安装在所述旋转轴2上,所述旋转轴2通过轴承4固定在所述底座1中,所述旋转轴2由无框组合式永磁同步直线电机直接驱动，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件6及转子组件7；所述定子组件6固定安装于所述底座1上，为所述转子组件7提供旋转磁场；具有永磁特性的所述转子组件7固定安装于所述旋转轴2上；
其中，所述定子组件6为非整圆形结构，所述的定子组件6由六组呈扇形弧状结构的定子单元一62及六组呈扇形弧状结构的定子单元二63组成；所述的定子单元一62及定子单元二63均为独立控制机构；所述定子单元一62及定子单元二63各自包括有定子铁心及缠绕在所述定子铁心上的定子绕组。
作为本实施例的优选，所述旋转轴2上设有固定台阶21；所述轴承4置于所述固定台阶21两端，并由设置在所述底座下端的支撑台阶11及上端的压盖5固定在所述底座1中；所述底座1上端口设有适配所述压盖的止口12；所述转子组件7包括有磁钢基板一71及磁钢基板二72，所述磁钢基板一71及磁钢基板二72绕所述旋转轴2轴心线均布于所述旋转轴2上；进一步优选地，所述旋转轴2为空心圆柱结构；所述磁钢基板一71呈扇形弧状结构，均布于所述旋转轴2的下端侧壁；所述磁钢基板二72呈扇形盘状结构，均布于所述旋转轴2的下端端面壁；所述定子组件6还包括有定子基座61；所述定子基座61固定安装于所述底座中；所述定子单元一62及定子单元二63固定安装于所述定子基座61上；进一步地，所述定子基座61呈环形盖帽结构，顶部端盖外缘设有安装台阶；所述定子单元一62置于所述定子基座61侧壁，与所述磁钢基板一71相对应；所述定子单元二63置于所述定子基座61端面，与所述磁钢基板二72相对应；所述定子基座上设有冷却水槽10；所述定子基座61中心处设有安装台阶，所述台阶上设有止动机构9，所述止动机构包括磁力发生器91、止动杆92及复位弹簧93；所述止动杆92置于所述磁力发生器91之中，末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧93置于所述磁力发生器91与所述止动杆92之间；所述旋转轴2下端端面中心处开有齿轮孔22，所述齿轮孔22适配所述弧形止动齿条；进一步，所述无框组合式永磁同步直线电机包括有编码器8，所述编码器8包括码盘81及与所述码盘活动连接的磁感元件82，所述码盘81及磁感元件82分开固定安装于所述驱动齿轮轴下端边缘处及所述定子基座61上。
通电后，所述磁力发生器91产生电磁力，将所述止动杆92拉拔脱离所述齿轮孔22,；所述的定子单元一62为所述磁钢基板一71提供一个径向上旋转的磁场，所述的定子单元二63为所述磁钢基板二72提供一个轴向上旋转的磁场，共同促使所述定子组件6及转子组件7为所述旋转轴2提供绕所述旋转轴2轴心线旋转的力矩，直接驱动所述旋转轴2旋转；断电时，所述磁力发生器91失去电磁力，所述止动杆92在复位弹簧93的作用下与所述齿轮孔22啮合，实现止动作用。
需要指出的是，所述定子基座61可以为一体成型结构，也可以采用组合的形式。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，所述塔吊旋转装置包括底座、旋转轴及平台座；其特征在于:所述平台座固定安装在所述旋转轴上,所述旋转轴通过轴承固定在所述底座中,所述旋转轴由无框组合式永磁同步直线电机直接驱动，所述无框组合式永磁同步直线电机包括定子组件及转子组件；所述定子组件固定安装于所述底座上，为所述转子组件提供旋转磁场；具有永磁特性的所述转子组件固定安装于所述旋转轴上；
其中，所述定子组件为整圆形或非整圆形结构，所述的定子组件由若干呈扇形结构的定子单元组成；所述的定子单元为独立控制机构；所述定子单元包括有定子铁心及缠绕在所述定子铁心上的定子绕组。
2.根据权利要求1所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述旋转轴上设有固定台阶；所述轴承置于所述固定台阶两端，并由设置在所述底座下端的支撑台阶及上端的压盖固定在所述底座中；所述底座上端口设有适配所述压盖的止口。
3.根据权利要求1所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述转子组件为磁钢基板，所述磁钢基板绕所述旋转轴轴心线均布于所述旋转轴上。
4.根据权利要求1所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述旋转轴为空心圆柱结构。
5.根据权利要求3所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述磁钢基板置于所述旋转轴的下端侧壁和/或端面。
6.根据权利要求1所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述定子组件还包括有定子基座；所述定子基座固定安装于所述底座中；所述定子单元固定安装于所述定子基座上。
7.根据权利要求6所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述定子基座呈环形盖帽结构，顶部端盖外缘设有安装台阶；所述定子单元置于所述定子基座的侧壁和/或端面。
8.根据权利要求1所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述定子组件上设有冷却水槽。
9.根据权利要求1所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述定子组件上设有止动机构，所述止动机构包括磁力发生器、止动杆及复位弹簧；所述止动杆置于所述磁力发生器之中，末端设有弧形止动齿条；所述复位弹簧置于所述磁力发生器与所述止动杆之间；所述旋转轴上设有适配所述弧形止动齿条的止动齿轮结构。
10.根据权利要求1所述的一种无框组合式永磁同步直线电机直驱的塔吊旋转装置，其特征在于，所述无框组合式永磁同步直线电机包括有编码器，所述编码器包括码盘及与所述码盘活动连接的磁感元件，所述码盘及磁感元件分开固定安装于所述旋转轴及所述定子组件上。
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| CN109607386A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-04-12 | 长沙海川自动化设备有限公司 | 回转角度检测装置、回转设备及塔式起重机 |
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