CN112398258B - 一种用于风冷却伺服电机的组合外壳 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于风冷却伺服电机的组合外壳，包括主机壳和后机罩，主机壳和后机罩均为管道结构的铝挤压成型件，主机壳的内侧表面为圆环形表面，主机壳的外侧表面由四个长方形表面和四个圆弧形表面围成，每个圆弧形表面与圆环形表面之间分别形成一个主风道区域，每个主风道区域处分别设置有四个通风孔，每个长方形表面与圆环形表面之间分别形成一个辅助风道区域，每个辅助风道区域处分别设置有多个正六边形通孔，后机罩的外圈轮廓和内圈轮廓均为圆角正方形；优点是在具有较好的冷却效果基础上，结构比较简单，制造成本较低，且不受模具磨损的影响，装配容易，当在面对纷杂的客制化需求时，不需要重新开模，降低了风冷却伺服电机客制化难度。

Description

一种用于风冷却伺服电机的组合外壳

技术领域

本发明涉及一种组合外壳，尤其是涉及一种用于风冷却伺服电机的组合外壳。

背景技术

在伺服电机设计领域，高效、节能和省材一直是设计者追求的目标。但是受到设计经验和设计技术的限制，目前市场上的风冷却伺服电机的外壳结构，要么结构简单但冷却效果差，要么冷却效果较好但结构比较复杂。由于风冷却伺服电机的冷却效果为其重要技术指标之一，直接影响着风冷却伺服电机的性能，为此，当前结构简单但冷却效果差的外壳结构基本已被淘汰，风冷却伺服电机主要采用结构比较复杂的外壳结构，以致制造成本居高不下。另外，当风冷却伺服电机的外壳模具在使用一段时间后，不可避免会出现些微磨损，伺服电机主体结构与外壳装配时的配合度急剧下滑，装配成本显著提升，整机质量控制难度变大。与此同时，风冷却伺服电机在面对纷杂的客制化需求时，其结构复杂的外壳可改造性较低，为了配合客户需求，只能重新开模，需要花费较高成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在具有较好的冷却效果基础上，结构比较简单，制造成本较低，且不受模具磨损的影响，装配容易，当在面对纷杂的客制化需求时，不需要重新开模，降低了风冷却伺服电机客制化难度的用于风冷却伺服电机的组合外壳。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于风冷却伺服电机的组合外壳，包括主机壳和后机罩，所述的主机壳为管道结构的铝挤压成型件，所述的主机壳的内侧表面为前后贯通的圆环形表面，所述的主机壳的外侧表面由尺寸相同的四个长方形表面和尺寸相同的四个圆弧形表面依次连接形成，且每相邻两个长方形表面之间具有一个圆弧形表面，所述的圆弧形表面的弧度为90度，且四个所述的圆弧形表面的中心轴线与所述的圆环形表面的中心轴分别平行，当四个所述的长方形表面的两侧延伸至两两连接时，此时四个所述的长方形表面围城一个前端面和后端面均为正方形的长方体，将该该长方体称为参考长方体，所述的参考长方体的沿前后方向的中心轴线与所述的圆环形表面的中心轴重合；每个所述的圆弧形表面与所述的圆环形表面之间分别形成一个主风道区域，每个所述的主风道区域处分别设置有第一通风孔、第二通风孔、第三通风孔和第四通风孔，所述的第一通风孔、所述的第二通风孔、所述的第三通风孔和所述的第四通风孔均前后贯通，所述的第一通风孔位于所述的第二通风孔的外侧，所述的第一通风孔的截面为近扇环形孔，近扇环形孔与扇环形孔的区别仅在于近扇环形孔的外弧面和内弧面的中心轴不重合，所述的第一通风孔的外弧面与所述的圆弧形表面的中心轴重合，所述的第二通风孔为六边形孔，所述的第一通风孔和所述的第二通风孔分别相对于所述的参考长方体的一个对角面呈左右对称，所述的第二通风孔沿所述的参考长方体的该对角面方向的最大长度小于其沿垂直于所述的参考长方体的该对角面方向的最大长度，所述的第三通风孔和所述的第四通风孔相对于所述的参考长方体的该对角面对称，所述的第三通风孔位于所述的第一通风孔的左下方以及所述的第二通风孔的右上方，所述的第三通风孔靠近所述的第二通风孔的一端尺寸大于远离所述的第二通风孔的一端尺寸，所述的第一通风孔的左右两侧分别设置有两个螺纹孔，所述的第二通风孔的左下侧和右下侧分别设置有一个螺纹孔；每个所述的长方形表面与所述的圆环形表面之间分别形成一个辅助风道区域，每个所述的辅助风道区域处分别设置有前后贯通的多个正六边形通孔，多个所述的正六边形通孔呈蜂窝状排列；所述的后机罩也为管道结构的铝挤压成型件，所述的后机罩的外圈轮廓和内圈轮廓均为圆角正方形，所述的后机罩的外圈轮廓与所述的主机壳的外圈轮廓形状及尺寸完全一致，所述的后机罩的内圈轮廓与其外圈轮廓之间的距离为5mm，所述的后机罩内在正对每个所述的第一通风孔的左右两侧的两个螺纹孔位置处分别设置有一个第一半圆柱体柱，每个所述的第一半圆柱体柱的圆心位置开设前后贯穿的台阶孔，所述的台阶孔的后部尺寸大于其前部尺寸，每个所述的台阶孔和与其正对的所述的主机壳上的螺纹孔通过圆柱头螺钉相互固连，所述的后机罩内四个圆角处分别设置有一个第二半圆柱体柱，且每个圆角处的对称面所在平面将位于该处的第二半圆柱体柱对称分开。

所述的主机壳中，任意一个长方形表面和任意一个圆弧形表面的连接处均设置有长条状装饰条，所述的长条状装饰条的截面为半圆形，且从所述的主机壳的前端延伸至所述的主机壳的后端。

与现有技术相比，本发明的优点在于主机壳的内侧表面为前后贯通的圆环形表面，主机壳的外侧表面由尺寸相同的四个长方形表面和尺寸相同的四个圆弧形表面依次连接形成，且每相邻两个长方形表面之间具有一个圆弧形表面，圆弧形表面的弧度为90度，且四个圆弧形表面的中心轴线与圆环形表面的中心轴分别平行，当四个长方形表面的两侧延伸至两两连接时，此时四个长方形表面围城一个前端面和后端面均为正方形的长方体，将该该长方体称为参考长方体，参考长方体的沿前后方向的中心轴线与圆环形表面的中心轴重合，圆环形表面之间分别形成一个主风道区域，每个主风道区域处分别设置有第一通风孔、第二通风孔、第三通风孔和第四通风孔，第一通风孔、第二通风孔、第三通风孔和第四通风孔均前后贯通，第一通风孔位于第二通风孔的外侧，第一通风孔的截面为近扇环形孔，近扇环形孔与扇环形孔的区别仅在于近扇环形孔的外弧面和内弧面的中心轴不重合，第一通风孔的外弧面与圆弧形表面的中心轴重合，第二通风孔为六边形孔，第一通风孔和第二通风孔分别相对于参考长方体的一个对角面呈左右对称，第二通风孔沿参考长方体的该对角面方向的最大长度小于其沿垂直于参考长方体的该对角面方向的最大长度，第三通风孔和第四通风孔相对于参考长方体的该对角面对称，第三通风孔位于第一通风孔的左下方以及第二通风孔的右上方，第三通风孔靠近第二通风孔的一端尺寸大于远离第二通风孔的一端尺寸，第一通风孔的左右两侧分别设置有两个螺纹孔，第二通风孔的左下侧和右下侧分别设置有一个螺纹孔，每个长方形表面与圆环形表面之间分别形成一个辅助风道区域，每个辅助风道区域处分别设置有前后贯通的多个正六边形通孔，多个正六边形通孔呈蜂窝状排列，后机罩的外圈轮廓和内圈轮廓均为圆角正方形，后机罩的外圈轮廓与主机壳的外圈轮廓形状及尺寸完全一致，后机罩的内圈轮廓与其外圈轮廓之间的距离为5mm，后机罩内在正对每个第一通风孔的左右两侧的两个螺纹孔位置处分别设置有一个第一半圆柱体柱，每个第一半圆柱体柱的圆心位置开设前后贯穿的台阶孔，台阶孔的后部尺寸大于其前部尺寸，每个台阶孔和与其正对的主机壳上的螺纹孔通过圆柱头螺钉相互固连，后机罩内四个圆角处分别设置有一个第二半圆柱体柱，且每个圆角处的对称面所在平面将位于该处的第二半圆柱体柱对称分开，主机壳与后机罩的结构特点使得两者均可以采用铝挤压成型工艺制作，即主机壳与后机罩均为铝挤压成型件，模具成本低，加工制造极为方便，且不管是主机壳还是后机罩，在使用铝挤压成型工艺制作时，其在长度方面不受限，对于后期客制化需求(如更改编码器，追加制动器等)对比传统的铝压铸成型的后机罩，可以极为方便的增加后机罩长度，无需更改模具，灵活方便且节约成本，主机壳外轮廓四角为拱形结构的圆弧形表面，与传统的机壳的外轮廓四角一般为直角或者直边结构相比，不仅外形美观且拱形结构在扩大主风道区域通风面积的同时，可以分散作用于此处的外力，减少应力集中增加整机结构强度，提高负载能力，另外主机壳的辅助通风区域采用全新的蜂巢式通风结构，在最大程度增加通风面积的基础上对组合机壳的结构强度较传统机壳的梳齿式通风结构也有所增强，通过温升实验验证，本发明用于电机时整机在定子线圈同温升条件下较传统壳体的电机(公告号为CN203368207U的电机壳体)负载提升约17.64％，由此本发明在具有较好的冷却效果基础上，结构比较简单，制造成本较低，且不受模具磨损的影响，装配容易，当在面对纷杂的客制化需求时，不需要重新开模，降低了风冷却伺服电机客制化难度。

附图说明

图1为本发明的用于风冷却伺服电机的组合外壳的立体图一；

图2为本发明的用于风冷却伺服电机的组合外壳的立体图二；

图3为本发明的用于风冷却伺服电机的组合外壳的主机壳的立体图一；

图4为本发明的用于风冷却伺服电机的组合外壳的主机壳的立体图二；

图5为本发明的用于风冷却伺服电机的组合外壳的主机壳的主视图或者后视图；

图6为本发明的用于风冷却伺服电机的组合外壳的后机罩的立体图；

图7为本发明的用于风冷却伺服电机的组合外壳的后机罩的后视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：如图1～图7所示，一种用于风冷却伺服电机的组合外壳，包括主机壳1和后机罩2，主机壳1为管道结构的铝挤压成型件，主机壳1的内侧表面为前后贯通的圆环形表面3，主机壳1的外侧表面由尺寸相同的四个长方形表面4和尺寸相同的四个圆弧形表面5依次连接形成，且每相邻两个长方形表面4之间具有一个圆弧形表面5，圆弧形表面5的弧度为90度，且四个圆弧形表面5的中心轴线与圆环形表面3的中心轴分别平行，当四个长方形表面4的两侧延伸至两两连接时，此时四个长方形表面4围城一个前端面和后端面均为正方形的长方体，将该长方体称为参考长方体，参考长方体的沿前后方向的中心轴线与圆环形表面3的中心轴重合；每个圆弧形表面5与圆环形表面3之间分别形成一个主风道区域6，每个主风道区域6处分别设置有第一通风孔7、第二通风孔8、第三通风孔9和第四通风孔10，第一通风孔7、第二通风孔8、第三通风孔9和第四通风孔10均前后贯通，第一通风孔7位于第二通风孔8的外侧，第一通风孔7的截面为近扇环形孔，近扇环形孔与扇环形孔的区别仅在于近扇环形孔的外弧面61和内弧面62的中心轴不重合，第一通风孔7的外弧面61与圆弧形表面5的中心轴重合，第二通风孔8为六边形孔，第一通风孔7和第二通风孔8分别相对于参考长方体的一个对角面呈左右对称，第二通风孔8沿参考长方体的该对角面方向的最大长度小于其沿垂直于参考长方体的该对角面方向的最大长度，第三通风孔9和第四通风孔10相对于参考长方体的该对角面对称，第三通风孔9位于第一通风孔7的左下方以及第二通风孔8的右上方，第三通风孔9靠近第二通风孔8的一端尺寸大于远离第二通风孔8的一端尺寸，第一通风孔7的左右两侧分别设置有两个螺纹孔11，第二通风孔8的左下侧和右下侧分别设置有一个螺纹孔12；每个长方形表面4与圆环形表面3之间分别形成一个辅助风道区域13，每个辅助风道区域13处分别设置有前后贯通的多个正六边形通孔14，多个正六边形通孔14呈蜂窝状排列；后机罩2也为管道结构的铝挤压成型件，后机罩2的外圈轮廓和内圈轮廓均为圆角正方形，后机罩2的外圈轮廓与主机壳1的外圈轮廓形状及尺寸完全一致，后机罩2的内圈轮廓与其外圈轮廓之间的距离为5mm，后机罩2内在正对每个第一通风孔7的左右两侧的两个螺纹孔11位置处分别设置有一个第一半圆柱体柱15，每个第一半圆柱体柱15的圆心位置开设前后贯穿的台阶孔16，台阶孔16的后部尺寸大于其前部尺寸，每个台阶孔16和与其正对的主机壳1上的螺纹孔11通过圆柱头螺钉相互固连，后机罩2内四个圆角处分别设置有一个第二半圆柱体柱17，且每个圆角处的对称面所在平面将位于该处的第二半圆柱体柱17对称分开。

本实施例中，主机壳1中，任意一个长方形表面4和任意一个圆弧形表面5的连接处均设置有长条状装饰条18，长条状装饰条18的截面为半圆形，且从主机壳1的前端延伸至主机壳1的后端。

本实施例中，主机壳1上还设置有用于电机定子引出线通过的穿线孔19。

为验证本发明的组合外壳的优异性，以下在不同转速条件(转速分别为1500rpm和1700rpm)下对本发明的组合外壳和公布号为CN203368207U的中国专利中公开的电机壳体(后续简称为现有电机壳体)分别进行温升实验，其中利用现有电机壳体和本发明的组合壳体的风冷电机，在转速为1500rpm时接近相同定子绕组温升的情况下，电机负载试验数据如表1所示，利用现有电机壳体和本发明的组合壳体的风冷电机，在转速为2000rpm时接近相同定子绕组温升的情况下，电机负载试验数据如图2所示。

表1

表2

分析表1和表2数据可知：在相同温升条件下，利用本发明的组合壳体的风冷电机的负载相对于利用现有电机壳体的风冷电机提升约为17.64％，反之可推，同样负载的情况下，利用本发明的组合壳体的风冷电机定子绕组温升相对于利用现有电机壳体的风冷电机将大大降低，这充分说明了本发明的组合壳体的冷却性能非常优异。

Claims (2)

1.一种用于风冷却伺服电机的组合外壳，其特征在于包括主机壳和后机罩，所述的主机壳为管道结构的铝挤压成型件，所述的主机壳的内侧表面为前后贯通的圆环形表面，所述的主机壳的外侧表面由尺寸相同的四个长方形表面和尺寸相同的四个圆弧形表面依次连接形成，且每相邻两个长方形表面之间具有一个圆弧形表面，所述的圆弧形表面的弧度为90度，且四个所述的圆弧形表面的中心轴线与所述的圆环形表面的中心轴分别平行，当四个所述的长方形表面的两侧延伸至两两连接时，此时四个所述的长方形表面围城一个前端面和后端面均为正方形的长方体，将该长方体称为参考长方体，所述的参考长方体的沿前后方向的中心轴线与所述的圆环形表面的中心轴重合；

每个所述的圆弧形表面与所述的圆环形表面之间分别形成一个主风道区域，每个所述的主风道区域处分别设置有第一通风孔、第二通风孔、第三通风孔和第四通风孔，所述的第一通风孔、所述的第二通风孔、所述的第三通风孔和所述的第四通风孔均前后贯通，所述的第一通风孔位于所述的第二通风孔的外侧，所述的第一通风孔的截面为近扇环形孔，近扇环形孔与扇环形孔的区别仅在于近扇环形孔的外弧面和内弧面的中心轴不重合，所述的第一通风孔的外弧面与所述的圆弧形表面的中心轴重合，所述的第二通风孔为六边形孔，所述的第一通风孔和所述的第二通风孔分别相对于所述的参考长方体的一个对角面呈左右对称，所述的第二通风孔沿所述的参考长方体的该对角面方向的最大长度小于其沿垂直于所述的参考长方体的该对角面方向的最大长度，所述的第三通风孔和所述的第四通风孔相对于所述的参考长方体的该对角面对称，所述的第三通风孔位于所述的第一通风孔的左下方以及所述的第二通风孔的右上方，所述的第三通风孔靠近所述的第二通风孔的一端尺寸大于远离所述的第二通风孔的一端尺寸，所述的第一通风孔的左右两侧分别设置有两个螺纹孔，所述的第二通风孔的左下侧和右下侧分别设置有一个螺纹孔；

每个所述的长方形表面与所述的圆环形表面之间分别形成一个辅助风道区域，每个所述的辅助风道区域处分别设置有前后贯通的多个正六边形通孔，多个所述的正六边形通孔呈蜂窝状排列；

所述的后机罩也为管道结构的铝挤压成型件，所述的后机罩的外圈轮廓和内圈轮廓均为圆角正方形，所述的后机罩的外圈轮廓与所述的主机壳的外圈轮廓形状及尺寸完全一致，所述的后机罩的内圈轮廓与其外圈轮廓之间的距离为5mm，所述的后机罩内在正对每个所述的第一通风孔的左右两侧的两个螺纹孔位置处分别设置有一个第一半圆柱体柱，每个所述的第一半圆柱体柱的圆心位置开设前后贯穿的台阶孔，所述的台阶孔的后部尺寸大于其前部尺寸，每个所述的台阶孔和与其正对的所述的主机壳上的螺纹孔通过圆柱头螺钉相互固连，所述的后机罩内四个圆角处分别设置有一个第二半圆柱体柱，且每个圆角处的对称面所在平面将位于该处的第二半圆柱体柱对称分开。

2.根据权利要求1所述的一种用于风冷却伺服电机的组合外壳，其特征在于所述的主机壳中，任意一个长方形表面和任意一个圆弧形表面的连接处均设置有长条状装饰条，所述的长条状装饰条的截面为半圆形，且从所述的主机壳的前端延伸至所述的主机壳的后端。

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