CN111009983A - 无轴承电机专用磁悬浮电机端盖 - Google Patents

无轴承电机专用磁悬浮电机端盖 Download PDF

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Abstract

本发明的名称为无轴承电机专用磁悬浮电机端盖。属于无轴承电机部件制造技术领域。它主要是提供一种无轴承电机专用磁悬浮电机端盖。它的主要特征是：包括电机端盖、磁悬浮轴承盖和磁悬浮轴承总成；其中，所述磁悬浮轴承盖同轴安装固定在电机端盖的外侧端面上；所述磁悬浮轴承总成安装固定在磁悬浮轴承盖上。本发明结构简单新颖，密封性好，无轴承电机专用磁悬浮电机端盖可代替轴承，与原来电机的端盖基本相同，比现有的无轴承电机缩小了轴向长度和体积及重量，对实现无轴承电机专用磁悬浮电机端盖在电机工业应用具有重要意义。

Description

无轴承电机专用磁悬浮电机端盖
技术领域
本发明属于无轴承电机部件制造技术领域，涉及涵盖各种类型动力电机无轴承运转的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，具体是一种无轴承电机专用磁悬浮电机端盖。
背景技术
无轴承电机专用磁悬浮电机端盖是一种新型无轴承、无摩擦、无阻力、噪音小的电机通用端盖。无轴承电机目前分为磁阻型、感应型和永磁型无轴承电机三种，传统的永磁型无轴承电机存在三个磁场，转矩绕组磁场、悬浮绕组磁场和转子永磁体磁场，悬浮力由悬浮绕组磁场和转子永磁体磁场产生，实现转子稳定悬浮和旋转。无轴承电机实现悬浮运行，需要轴向磁悬浮轴承增加悬浮电机的轴向长度，降低了临界转速和功率密度。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需增加悬浮电机的轴向长度，避免降低临界转速和功率密度的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖。
本发明的技术解决方案是：一种无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：包括电机端盖、磁悬浮轴承盖和磁悬浮轴承总成；其中，所述磁悬浮轴承盖同轴安装固定在电机端盖的外侧端面上；所述磁悬浮轴承总成安装固定在磁悬浮轴承盖上。
本发明的技术解决方案中所述的磁悬浮轴承总成包括磁钢外环架及间隔固定在磁钢外环架上的磁钢外环磁钢片、磁钢轴环架及间隔固定在磁钢轴环架上的磁钢轴环磁钢片；所述钢外环磁钢片与磁钢轴环磁钢片之间设有磁悬浮间隙，且磁性相同。
本发明的技术解决方案中所述的磁钢外环架的内圆表面间隔设有外环架磁钢槽壁，外环架磁钢槽壁之间形成磁钢外环磁钢片安装槽；所述磁钢轴环架的外圆表面间隔设有轴环架磁钢槽壁，轴环架磁钢槽壁之间形成磁钢轴环磁钢片安装槽；所述磁钢外环磁钢片与磁钢轴环磁钢片是NN磁极相对或SS磁极相对安装。
本发明的技术解决方案中所述的磁悬浮轴承总成与磁悬浮轴承盖之间设有盈余设计配合的凹压环槽和凸压环圈，通过热套和冷套两种方式压合形成整体。
本发明的技术解决方案中所述的磁悬浮轴承盖上设有止水环；电机端盖内侧面上设有可与电机外壳上电机端盖止口配合的电机端盖止水环、外侧面上设有与磁悬浮轴承盖上止水环配合的磁悬浮轴承盖止口。
本发明的技术解决方案中还包括电机主轴；所述磁钢轴环架内圆表面上设有磁钢轴环键槽，电机主轴外圆表面上设有配合的主轴键槽；所述磁钢轴环架与电机主轴通过压入磁钢轴环键槽和主轴键槽内的不锈钢环形键胶合合装成一体。
本发明的技术解决方案中所述的止水环与磁悬浮轴承盖止口之间涂胶压合；所述电机端盖与磁悬浮轴承盖通过磁悬浮轴承盖螺栓锁紧。
本发明的技术解决方案中所述的磁钢外环架和磁钢轴环架是纯铁的。
本发明的有益效果在于：一是实现了无轴承电机专用磁悬浮电机端盖无滚珠轴承的目的；二是实现了轴向磁悬浮无轴承集成化无轴承电机专用磁悬浮电机端盖；三是结构简单又新颖的首创方案；四是电机密封性好，通电电机正常旋转无障碍，设计轴向磁性互斥的设计磁密气隙悬浮力，稳定悬浮可靠不需要任何辅助措施；五是无轴承电机专用磁悬浮电机端盖可代替轴承，与原来电机的端盖基本相同，比现有的无轴承电机缩小了轴向长度和体积及重量，对实现无轴承电机专用磁悬浮电机端盖在电机工业应用具有重要意义。
附图说明
图1为磁悬浮轴承总成轴向平面图。
图2为磁悬浮轴承总成径向平面图。
图3为电机端盖轴向平面图。
图4为磁悬浮轴承总成轴向平面图。
图5为磁悬浮轴承盖轴向平面图。
图中：1. 磁悬浮轴承总成；2. 磁钢外环架；3. 磁钢轴环架；4. 磁钢外环磁钢片；5. 磁钢轴环磁钢片；6. 外环架磁钢槽壁；7. 轴环架磁钢槽壁；8. 磁悬浮轴承盖；9. 磁悬浮轴承盖止口；10. 止水环；11. 凸压环圈；12. 凹压环槽；13. 磁钢轴环键槽；14. 主轴环形键槽；15. 磁悬浮轴承盖螺栓；16. 电机端盖；17. 电机端盖止口；18. 电机端盖止水环；19. 电机端盖螺栓；20. 电机外壳；21. 电机主轴；22. 不锈钢环形键。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
实施例如图1至图5所示。本发明实施例包括由电机端盖16、磁悬浮轴承盖8和磁悬浮轴承总成1构成的整体式无轴承电机专用磁悬浮电机端盖。
磁悬浮轴承总成1包括纯铁的磁钢外环架2、纯铁的磁钢轴环架3、磁钢外环磁钢片4和磁钢轴环磁钢片5。磁钢外环架2的内圆表面间隔设有外环架磁钢槽壁6，外环架磁钢槽壁6之间形成磁钢外环磁钢片安装槽，磁钢外环磁钢片4固定在磁钢外环架2上的磁钢外环磁钢片安装槽内。磁钢轴环架3的外圆表面间隔设有轴环架磁钢槽壁7，轴环架磁钢槽壁7之间形成磁钢轴环磁钢片安装槽，磁钢轴环磁钢片5固定在磁钢轴环架3上的磁钢轴环磁钢片安装槽内。磁钢外环架2和磁钢轴环架3的主要功能是固定磁钢和均匀扩散磁力和磁密度。钢外环磁钢片4与磁钢轴环磁钢片5之间设有磁悬浮间隙，且磁性相同。磁钢外环磁钢片4与磁钢轴环磁钢片5是NN磁极相对或SS磁极相对安装，运用磁性“同性相斥”的原理，达到磁悬浮的目的。
磁悬浮轴承盖8为带圆形内凹槽的盖体，槽底的盖体中心设有电机主轴穿越孔，槽侧的盖体端部开有外径开放的环形台阶槽，环形台阶槽内壁形成止水环10。环形台阶槽上设有螺栓孔，磁悬浮轴承盖8通过磁悬浮轴承盖螺栓15同轴安装固定在电机端盖16的外侧端面上。
磁悬浮轴承总成1的磁钢外环架2上设有凹压环槽12，磁悬浮轴承盖8上设有配合的凸压环圈11。磁悬浮轴承总成1为盈余设计，首先磁悬浮轴承盖8以热套和冷套两种方式，将磁悬浮轴承总成1压合入磁悬浮轴承盖8内，凸压环圈11与凹压环槽12胶合压实，它们的主要功能是紧固纯铁的磁钢外环架2，其效果就像电机定子是固定的。
电机端盖16的中心设有与磁悬浮轴承盖8上电机主轴穿越孔对应的电机主轴穿越孔。电机端盖16的外侧面上设有与磁悬浮轴承盖8上止水环10配合的磁悬浮轴承盖止口9，止水环10与磁悬浮轴承盖止口9之间涂胶压合，锁紧磁悬浮轴承盖螺栓15，它们的主要功能是防水和整体性更强。电机端盖16内侧面上设有可与电机外壳20上电机端盖止口17配合的电机端盖止水环18，止水环18与电机端盖止口17压合。电机端盖16上设有螺栓孔，通过电机端盖螺栓19锁紧在电机外壳20上。
磁钢轴环架3内圆表面上设有磁钢轴环键槽13，电机主轴21外圆表面上设有配合的主轴键槽14。压合好的电机端盖16与电机主轴21合装，合装前把磁钢轴环键槽13与主轴键槽14压入不锈钢环形键22胶合备用。其不锈钢环形键22主要功能是隔磁护磁和固定于电机主轴21上，形同转子并起到与电机主轴21一体旋转的作用。电机主轴21设计适量盈余与磁悬浮轴承总成1中的纯铁的磁钢轴环架3和磁钢轴环键槽13与主轴键槽14压入不锈钢环形键22胶合使用压力机压合与电机主轴21成为一体；另一侧待电机的转子与定子压合后，用通常方式安装。
本发明的工作原理如下：主要采用配套电机使用，作为电机的端盖部件的方式介入，电机启动后电机主轴21转动直接带动磁钢轴环架3和磁钢轴环磁钢片5同时转动，它们与磁悬浮轴承总成1中设置固定的纯铁的磁钢外环架2和磁钢外环磁钢片4，构成均匀扩散磁力和磁密度形成同性磁场构建成磁悬浮状态，气隙磁密互斥，它们NN磁极相对或SS磁极相对安装，运用磁性“同性相斥”的原理，达到磁悬浮的目的，建立了气隙运行空间，且无噪声，无阻力不需维护的良好工况状态。
本发明无轴承电机专用磁悬浮电机端盖主要用于各种类型的动力电机和发电机及风力发电机等工业民用电机。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以进行各种更改润饰与变化改进，凡在不脱离本发明原理、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 (8)

1.一种无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：包括电机端盖（16）、磁悬浮轴承盖（8）和磁悬浮轴承总成（1）；其中，所述磁悬浮轴承盖（8）同轴安装固定在电机端盖（16）的外侧端面上；所述磁悬浮轴承总成（1）安装固定在磁悬浮轴承盖（8）上。
2.根据权利要求1所述的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：所述的磁悬浮轴承总成（1）包括磁钢外环架（2）及间隔固定在磁钢外环架（2）上的磁钢外环磁钢片（4）、磁钢轴环架（3）及间隔固定在磁钢轴环架（3）上的磁钢轴环磁钢片（5）；所述钢外环磁钢片（4）与磁钢轴环磁钢片（5）之间设有磁悬浮间隙，且磁性相同。
3.根据权利要求2所述的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：所述的磁钢外环架（2）的内圆表面间隔设有外环架磁钢槽壁（6），外环架磁钢槽壁（6）之间形成磁钢外环磁钢片（4）安装槽；所述磁钢轴环架（3）的外圆表面间隔设有轴环架磁钢槽壁（7），轴环架磁钢槽壁（7）之间形成磁钢轴环磁钢片（5）安装槽；所述磁钢外环磁钢片（4）与磁钢轴环磁钢片（5）是NN磁极相对或SS磁极相对安装。
4.根据权利要求1或2所述的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：所述的磁悬浮轴承总成（1）与磁悬浮轴承盖（8）之间设有盈余设计配合的凹压环槽（12）和凸压环圈（11），通过热套和冷套两种方式压合形成整体。
5.根据权利要求1或2所述的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：所述的磁悬浮轴承盖（8）上设有止水环（10）；电机端盖（16）内侧面上设有可与电机外壳（20）上电机端盖止口（17）配合的电机端盖止水环（18）、外侧面上设有与磁悬浮轴承盖（8）上止水环（10）配合的磁悬浮轴承盖止口（9）。
6.根据权利要求1或2所述的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：还包括电机主轴（21）；所述磁钢轴环架（3）内圆表面上设有磁钢轴环键槽（13），电机主轴（21）外圆表面上设有配合的主轴键槽（14）；所述磁钢轴环架（3）与电机主轴（21）通过压入磁钢轴环键槽（13）和主轴键槽（14）内的不锈钢环形键（22）胶合合装成一体。
7.根据权利要求5所述的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：所述的止水环（10）与磁悬浮轴承盖止口（9）之间涂胶压合；所述电机端盖（16）与磁悬浮轴承盖（8）通过磁悬浮轴承盖螺栓（15）锁紧。
8.根据权利要求1或2所述的无轴承电机专用磁悬浮电机端盖，其特征在于：所述的磁钢外环架（2）和磁钢轴环架（3）是纯铁的。
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