CN111725902A - 一种拉丝机大扭矩直驱电机结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种拉丝机大扭矩直驱电机结构，涉及电机领域，包括底座、定子组件和转子组件；定子组件包括主轴，主轴外通过支架装配有由若干定子冲片交错叠片形成的定子铁心，定子冲片之间通过金属管固定，定子线圈嵌入定子铁心内固定，依靠金属管内通入的冷却液散热；转子组件置于拉丝机的钢套内，包括内壁贴有磁钢的转子机壳环流道，外壳冷却液管道与钢套冷却水道连通，向钢套与转子机壳环流道之间通入冷却液；金属管与主轴上开设的定子冷却水道连通。本发明的有益效果为：高效节能，无减速机构，采用外转子永磁电机；维护成本低，避免更换大量的润滑液，也没有齿轮磨损；体型小，有利于降低整个系统的成本。

Description

一种拉丝机大扭矩直驱电机结构
技术领域
本发明涉及电机的领域，具体涉及一种拉丝机大扭矩直驱电机结构。
背景技术
拉丝机主要用于生产钢丝，现有的大扭矩拉丝大都采用中转速(1500转)电机加一套减速机的方案实现。这种方案存在以下缺陷：1、减速机效率即使很高，还是会损耗一部分能源从而减低整体效率；2、减速机的维护成本高，频繁更换润滑液，并且齿轮易损。
电机的扭矩取决于定转子相互作用的面积，大扭矩电机的实现要么通过增加转子的直径，要么通过增加转子的长度，而拉丝机用的电机由于其安装底部的空间限制，长度有限，所以直径要尽可能的大；一般内转子电机很难达到大扭矩(10000N.M-60000N.M)；另外，通常直驱电机高度太高，不利于实现整条线的低成本、小体积。故现有的大扭矩拉丝一般不采用直驱永磁电机方式。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种拉丝机大扭矩直驱电机结构，采用永磁电机与拉丝机钢套直接连接的方式，具有节能高效、维护成本极低、体积极小的优势。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种拉丝机大扭矩直驱电机结构，包括底座、定子组件和转子组件；外壳上壳固装在底座上，该外壳上壳上方开口并固装有外壳上端盖；所述定子组件包括主轴，该主轴外通过支架装配有由若干定子冲片交错叠片形成的定子铁心，定子冲片之间通过金属管固定，定子线圈嵌入定子铁心内固定，依靠金属管内通入的冷却液散热；所述转子组件置于拉丝机的钢套内，包括内壁贴有磁钢的转子机壳环流道，其上端与上端盖固接，其下端与下端盖固接，所述上端盖与外壳上端盖和外壳上壳固接，固装在上端盖上的外壳冷却液管道通过水道旋转接头与主轴上开设的钢套冷却水道连通，用于向钢套与转子机壳环流道之间通入冷却液；所述主轴上部通过上轴承固定在上端盖上，主轴下部通过下轴承固定在下端盖上，并从底座底部穿出；所述金属管与主轴上开设的定子冷却水道连通，主轴上还开有电机电缆通道。
作为进一步的技术方案，所述底座内设有防尘盒，该底座内设有接水槽，用于容纳转子机壳环流道排出的冷却液；该底座侧面开有与接水槽连通的出水管道，用于排出冷却液；该底座底部开设接水槽连通的清淤口用于排污。
作为进一步的技术方案，所述上轴承的位置低于定子线圈高度，下轴承位置高于定子铁心下端的高度。
作为进一步的技术方案，所述主轴轴承挡的上下两端设有轴承进出油道，保证上下轴承的连续润滑。
本发明的有益效果为：
1、高效节能，无减速机构，采用外转子永磁电机；
2、维护成本低，避免更换大量的润滑液，也没有齿轮磨损；
3、体型小，有利于降低整个系统的成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为主轴内通道分布示意图1。
图3为主轴内通道分布示意图2。
图4为金属管布置方式示意图1。
图5为金属管布置方式示意图2。
图6为金属管布置方式示意图3。
图7为定子铁心内单数层冲片结构示意图。
图8为定子铁心内双数层冲片结构示意图。
附图标记说明：外壳上端盖1、外壳上壳2、转子机壳环流道3、磁钢4、定子线圈5、支架6、底座7、下端盖8、防尘盒9、电机主轴10、上端盖11、外壳冷却液管道12、水道旋转接头13、上轴承14、下轴承15、定子冲片16、金属管17、钢套冷却水道18、定子冷却水道19、钢套20、接水槽21、出水管道22、清淤口23、轴承进出油道24、电机电缆通道25。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图1所示，这种拉丝机大扭矩直驱电机结构，包括底座7、定子组件和转子组件；外壳上壳2固装在底座7上，该外壳上壳2上方开口并固装有外壳上端盖1；所述定子组件包括主轴10，该主轴10外通过支架6装配有由若干定子冲片16交错叠片形成的定子铁心，定子冲片16之间通过金属管17固定，定子线圈5嵌入定子铁心内固定，依靠金属管17内通入的冷却液(本实施例中采用水冷却)散热；所述转子组件置于拉丝机的钢套20内，包括内壁贴有磁钢4的转子机壳环流道3，其上端与上端盖11固接，其下端与下端盖8固接，所述上端盖11与外壳上端盖1和外壳上壳2固接，固装在上端盖11上的外壳冷却液管道12通过水道旋转接头13与主轴10上开设的钢套冷却水道18连通，用于向钢套20与转子机壳环流道3之间通入冷却液(本实施例中采用水冷却)；所述主轴10上部通过上轴承14固定在上端盖11上，主轴10下部通过下轴承15固定在下端盖8上，并从底座7底部穿出；所述金属管17与主轴10上开设的定子冷却水道19连通，主轴10上还开有电机电缆通道25；所述底座7内设有防尘盒9，该底座7内设有接水槽21，用于容纳转子机壳环流道3排出的冷却液；该底座7侧面开有与接水槽21连通的出水管道22，用于排出冷却液；该底座7底部开设接水槽21连通的清淤口23用于排污。
作为优选的技术方案，所述上轴承14的位置低于定子线圈5高度，下轴承15位置高于定子铁心下端的高度，使上下轴承14、15置于定子组件的总高度之内，保证电机高度低(长度短)同时轴伸比较长。
参见附图2、3，由于在电机运转过程中，轴承部分需要不断润滑，而本电机因结构原因无法在轴承外盖或端盖上连续注油，故在所述主轴10轴承挡的上下两端设有轴承进出油道24。每间隔一定时间向轴承室内注入一定量润滑油，避免轴承室内油压过高产生渗漏，润滑油自主轴10下端进入轴承进出油道24并从主轴10上端流出轴承进出油道24，可使润滑油充分填满轴承室，以此实现轴承部分的连续润滑。
参见附图4～6，根据不同的实际使用需求，可将定子冲片16内的金属管17布置成三种不同的通道结构，再与主轴10内的定子冷却水道19连通。其中图4的布置方式适用于图2所示的主轴结构，图5、6的布置方式适用于图3所示的主轴结构。
定子铁心内单数层的定子冲片16叠装方式如图7所示，金属管17与中轴线之间所呈角度A为10°；定子铁心内双数层的定子冲片16叠装方式如图8所示，金属管17与中轴线之间所呈角度B也为10°，单双数层的定子冲片16之间形成交错叠片。
本发明的工作过程：
当被拉伸的钢丝在钢套20上卷绕多圈以后，拉伸钢丝的力作用于钢套20，此时电机的上下端盖11、8受到来自钢套20的强大作用力。电机的转子组件即电机外套内壁整圈粘贴了磁钢4，当电机的定子铁心内的定子线圈5由变频器提供的电能产生了磁场，和转子组件的磁钢4产生定向作用力，驱动转子组件运动。由于主轴10和定子铁心之间有阻止定子内部旋转的键，所以转子组件在上下轴承14、15上旋转。这样钢丝被不断的连续拉伸。
在此期间，有两个部位会产生大量的热：一是拉伸钢丝时产生的热量，传递到了钢套20上，钢丝的热量对于后段的拉伸是不利的，需要对钢丝进行冷却，也就是对钢套20进行冷却，所以在钢套20内壁的顶部有一个或多个用于冷却钢套的水管，将冷却水喷淋至钢套20内壁以及电机转子的外壁(即转子机壳环流道3)，达到冷却钢丝和电机转子的目的；二是电机定子线圈5由于电流的作用产生的热量，而整个电机内部是一个封闭环境，这个热量会不断积聚，需要组成一个有效的冷却系统，使定子线圈5不至于产生高温，因此在定子冲片16内开设了若干个冷却通道，将这些通道通过金属管17连接后再与主轴10的定子冷却水道19连通，从而将定子线圈5内部的热量排出。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种拉丝机大扭矩直驱电机结构，其特征在于：包括底座(7)、定子组件和转子组件；外壳上壳(2)固装在底座(7)上，该外壳上壳(2)上方开口并固装有外壳上端盖(1)；所述定子组件包括主轴(10)，该主轴(10)外通过支架(6)装配有由若干定子冲片(16)交错叠片形成的定子铁心，定子冲片(16)之间通过金属管(17)固定，定子线圈(5)嵌入定子铁心内固定，依靠金属管(17)内通入的冷却液散热；所述转子组件置于拉丝机的钢套(20)内，包括内壁贴有磁钢(4)的转子机壳环流道(3)，其上端与上端盖(11)固接，其下端与下端盖(8)固接，所述上端盖(11)与外壳上端盖(1)和外壳上壳(2)固接，固装在上端盖(11)上的外壳冷却液管道(12)通过水道旋转接头(13)与主轴(10)上开设的钢套冷却水道(18)连通，用于向钢套(20)与转子机壳环流道(3)之间通入冷却液；所述主轴(10)上部通过上轴承(14)固定在上端盖(11)上，主轴(10)下部通过下轴承(15)固定在下端盖(8)上，并从底座(7)底部穿出；所述金属管(17)与主轴(10)上开设的定子冷却水道(19)连通，主轴(10)上还开有电机电缆通道(25)。
2.根据权利要求1所述的拉丝机大扭矩直驱电机结构，其特征在于：所述底座(7)内设有防尘盒(9)，该底座(7)内设有接水槽(21)，用于容纳转子机壳环流道(3)排出的冷却液；该底座(7)侧面开有与接水槽(21)连通的出水管道(22)，用于排出冷却液；该底座(7)底部开设接水槽(21)连通的清淤口(23)用于排污。
3.根据权利要求1所述的拉丝机大扭矩直驱电机结构，其特征在于：所述上轴承(14)的位置低于定子线圈(5)高度，下轴承(15)位置高于定子铁心下端的高度。
4.根据权利要求1所述的拉丝机大扭矩直驱电机结构，其特征在于：所述主轴(10)轴承挡的上下两端设有轴承进出油道(24)，保证上下轴承(14、15)的连续润滑。
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