CN113394906A - 一种免焊接的水冷电机壳体及其电机 - Google Patents

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喻泽文
陈兆辉
刘洪波
钟运平
杨建�
张梓梁
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Abstract

本发明公开了一种免焊接的水冷电机壳体，包括机壳、设于机壳上的进水口和出水口、设于机壳前端的前端盖和设于机壳后端的后端盖，机壳与前、后端盖固定连接，其特征在于：所述机壳上设有若干个周向分布且贯穿机壳的轴向水道，所述前、后端盖设有若干个用于与轴向水道相连的弧形水道，弧形水道将轴向水道串联起来，进水口和出水口设置水道上。本发明采用机壳的轴向水道和前、后端盖的弧形水道共同形成U型水道的结构形式，不需要使用焊接工艺对水道两端进行封堵，避免了因为焊接缺陷或焊渣掉入水道影响产品质量和成品率，提高产品成品率，降低产品成本。

Description

一种免焊接的水冷电机壳体及其电机
技术领域
本发明涉及电机壳体结构技术领域，尤其涉及一种免焊接的水冷电机壳体及其电机。
背景技术
目前水冷电机的冷却水道，均为机壳内的内水道，主要有螺旋形水道和U型水道两种形式。其中螺旋形水道需要铸造而成，而U型水道可以采用挤压模具成型，成型工艺上更为简单。同时U型水道机壳，由于是挤压成型材，机壳长度可以调整，更能适应同一直径系列，不同长度的电机，这样机壳的通用性更强。
目前的U型水道的机壳，基本是采用焊接的工艺，将型材的两头进行密封。而焊接工艺中，容易造成焊接缺陷，导致废品率偏高。同时，焊接过程中，焊接的焊渣容易掉入水道中，造成水道堵塞。如专利CN110666464A中，提出了一种搅拌摩擦焊的工艺，但机壳的加工中仍需要对机壳的水道内部加工台阶，而后采用摩擦焊工艺，对机壳进行焊接。而焊接过程中，容易出现焊接缺陷，影响产品质量和成品率。同时在工艺上，需要先粗加工，然后焊接，焊接后还需要精加工，工艺上过于复杂，成本高。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足提供一种产品成品率高且成本低的免焊接的水冷电机壳体及其电机。
本发明所采用的技术方案为：一种免焊接的水冷电机壳体，包括机壳、设于机壳上的进水口和出水口、设于机壳前端的前端盖和设于机壳后端的后端盖，机壳与前、后端盖固定连接，其特征在于：所述机壳上设有若干个周向分布且贯穿机壳的轴向水道，所述前、后端盖设有若干个用于与轴向水道相连的弧形水道，弧形水道将轴向水道串联起来，进水口和出水口设置水道上。
按上述技术方案，所述弧形水道包括多个用于连接相邻两个轴向水道的第一弧形水道和两个用于封堵轴向水道一端的第二弧形水道；所述第二弧形水道布设在相邻的轴向水道的端头，轴向水道与弧形水道串联连接形成一个单向水道。
按上述技术方案，所述轴向水道的数量为奇数时，第二弧形水道不处于同侧；所述轴向水道的数量为偶数时，第二弧形水道处于同侧。
按上述技术方案，所述进水口和出水口分别设置在与第二弧形水道相连的轴向水道上。
按上述技术方案，所述弧形水道包括多个用于连接相邻两个轴向水道的第一弧形水道，第一弧形水道与轴向水道串联构成一个循环水道；在任一轴向水道内设置封堵块，将循环水道隔为单向水道；所述进水口和出水口与封堵块设置在同一条轴向水道，且位于封堵块的两端。
按上述技术方案，所述前端盖与机壳之间，后端盖与机壳之间均设有密封装置；所述密封装置采用密封胶或者仿形密封圈；若选用仿形密封圈，前、后端盖上须设有相匹配的密封槽。
按上述技术方案，所述前、后端盖与机壳之间设有定位套，且通过螺栓连接。
按上述技术方案，所述轴向水道内部设有波浪型的辅助散热齿，所述机壳的外表面也设有若干组辅助散热齿。
按上述技术方案，所述前、后端盖的弧形水道采用铸造成型，所述机壳的轴向水道采用挤压成型。
按上述技术方案，一种电机，其特征在于，所述电机包括权利要求1-8任一所述的免焊接的水冷电机壳体。
本发明所取得的有益效果为：
1、采用机壳的轴向水道和前、后端盖的弧形水道共同形成U型水道的结构形式，较现有技术中U型水道完全设置在机壳中的结构相比，不需要使用焊接工艺对水道两端进行封堵，避免了因为焊接缺陷或焊渣掉入水道影响产品质量和成品率；另外，还减少加工过程中的工艺步骤，现有的焊接封堵方案，需要先通过机械加工的方法在机壳内加工出弧形水道，再用弧形块对机壳进行封堵，然后将两者进行焊接密封，焊接后还需要对焊接面进行车削加工，而本方案的机壳仅需要一次车削加工，不需要焊接加工，可以提高产品成品率，降低产品成本。
2、前、后端盖的弧形水道采用铸造成型，机壳的轴向水道采用挤压成型，简化了工艺过程，提高产品成品率，降低产品成本。
3、机壳和端盖采用深止口连接，增强受载能力，提高受载时密封的可靠性。
4、机壳和端盖的圆周相对位置，用定位套进行定位，避免圆周方向的错位安装，方便安装过程。
5、机壳水道内部有波浪型辅助散热齿，机壳外部有辅助散热齿，提高散热效果。
附图说明
图1为本发明提供实施例的结构示意图；
图2为本发明提供实施例机壳的结构示意图；
图3为本发明提供实施例端盖的弧形水道示意图；
图4为本发明提供实施例第一种连通水道展开图；
图5为本发明提供实施例第二种连通水道展开图；
图6为本发明提供实施例第三种连通水道展开图；
图中：1、机壳；2、进水口；3、出水口；4、前端盖；5、后端盖；6、轴向水道；7、弧形水道；7-1、第一弧形水道；7-2、第二弧形水道；8、定位套；9、仿形密封圈；10、辅助散热齿；11、堵塞物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供了一种免焊接的水冷电机壳体，包括机壳1、设于机壳上的进水口2和出水口3、设于机壳前端的前端盖4和设于机壳后端的后端盖5，机壳与前、后端盖固定连接。机壳上设有若干个周向分布且贯穿机壳的轴向水道6，所述前、后端盖设有若干个用于与轴向水道相连的弧形水道7，弧形水道将轴向水道串联起来，进水口和出水口分别设置在水道上，可以设置在轴向水道上，也可以设置在弧形水道上。
在一些实施例中，弧形水道分为第一弧形水道7-1和第二弧形水道7-2，第一弧形水道用于连接相邻的两个轴向水道，第二弧形水道用于封堵单个轴向水道的一端。设置在端盖上的第二弧形水道有两种方式，一是真是存在的弧形水道，其大小与轴向水道端头大小相匹配，设置在前、后端盖上；二是不是真是存在的，代指前、后端盖上用于封堵轴向水道端头的部位。第二弧形水道的数量为两个，布置在相邻两个轴向水道的端头；当轴向水道的数量为奇数时，两个第二弧形水道分别布置在前、后端盖上；当轴向水道的数量为偶数时，两个第二弧形水道同时布设在前端盖或者后端盖上。前端盖的第一弧形水道与相邻两个轴向水道相连构成若干个U形水道(如果轴向水道数量为奇数，则还剩余一个轴向水道)，后端盖的第一弧形水道与相邻两个U形水道的端点相连(如果轴向水道数量为奇数，则其中一个第一弧形水道连接U形水道的端点和上述剩余轴向水道的端点)，上述轴向水道与弧形水道构成一个从进水口到出水口的一个单向冷却水路。进水口和出水口分别设置在该单向冷却水路的首端和尾端，可以设置在轴向水道上，也可以设置在弧形水道上。
在另一些实施例中，如图5所示，弧形水道只包括用于连接相邻的两个轴向水道的第一弧形水道，此时的轴向水道的数量为偶数。前、后端盖的第一弧形水道交错布置，在前、后端面与机壳的两端结合时，弧形水道与轴向水道构成一个来回折返的循环冷却水路，此时在任一轴向水道内设置有个堵塞物11将循环水道截断，将进水口和出水口设置在堵塞物的两端，构成一个一个从进水口到出水口的一个单向冷却水路。
在一些实施例中，弧形水道设置在前、后端盖与机壳两端的结合面上，弧形水道可以在毛坯铸造阶段直接成型，不需要后续的机械加工。前、后端盖外圆上有若干个通孔，用于安装螺栓，将前、后端盖与机壳固定，其中有一通孔需要安装定位套8，以固定机壳和前、后端盖在圆周方向上的相对位置，保证前、后端盖的弧形水道和机壳的轴向水道相匹配。
在一些实施例中，在前、后端面与机壳之间设置有仿形密封圈9，用于密封前、后端盖和机壳的水道，同时也对整个电机机壳端盖结合面进行密封。还可以采用密封胶替换仿形密封圈，采用打密封胶的形式进行密封的时候，端盖与机壳的结合面就不需要加工密封槽，端面的加工仅需要车削就能完成，可以减低产品的成本。
在一些实施例中，机壳采用挤压成型，内圆柱面为一个光圆，和电机的定子总成采用过盈配合连接。定子总成的轴向位置，可以由装配工装来保证。这样机壳的加工仅需要加工内圆和两侧端面，仅需要车削就能完成。机壳的外圆上有若干螺纹孔，用于端盖和机壳的连接。电机机壳内部有轴向水道，轴向水道的内部有波浪型的辅助散热齿10。电机定子产生的热量传递给与定子结合的机壳，机壳将热量传递给机壳轴向水道内的冷却液，冷却液循环流动，将热量输送至车辆的散热器。机壳轴向水道内的波浪型辅助散热齿可以增快热量交换的速度，提高散热效果。机壳外圆面上有若干个辅组散热齿，可以将部分热量通过流动的空气散热到空气中，也可以在一定程度上提高散热效果。
在一些实施例中，机壳和端盖的连接，采用深止口进行连接和定位，该止口相对于一般止口更深，这样可以提高前、后端盖和机壳的连接强度，避免在机壳和前、后端盖连接后，在受弯矩的负载在而变形，从而影响密封效果和可靠性。
优选地，前端盖的弧形水道与后端盖的弧形水道可以交换布设。
以上实例仅用于本发明的设计思想和特点，其目的在与使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施实例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种免焊接的水冷电机壳体，包括机壳、设于机壳上的进水口和出水口、设于机壳前端的前端盖和设于机壳后端的后端盖，机壳与前、后端盖固定连接，其特征在于：所述机壳上设有若干个周向分布且贯穿机壳的轴向水道，所述前、后端盖设有若干个用于与轴向水道相连的弧形水道，弧形水道将轴向水道串联起来，进水口和出水口设置水道上。
2.根据权利要求1所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述弧形水道包括多个用于连接相邻两个轴向水道的第一弧形水道和两个用于封堵轴向水道一端的第二弧形水道；所述第二弧形水道布设在相邻的轴向水道的端头，轴向水道与弧形水道串联连接形成一个单向水道。
3.根据权利要求2所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述轴向水道的数量为奇数时，第二弧形水道不处于同侧；所述轴向水道的数量为偶数时，第二弧形水道处于同侧。
4.根据权利要求2所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述进水口和出水口分别设置在与第二弧形水道相连的轴向水道上。
5.根据权利要求1所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述弧形水道包括多个用于连接相邻两个轴向水道的第一弧形水道，第一弧形水道与轴向水道串联构成一个循环水道；在任一轴向水道内设置封堵块，将循环水道隔为单向水道；所述进水口和出水口与封堵块设置在同一条轴向水道，且位于封堵块的两端。
6.根据权利要求1-5任一所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述前端盖与机壳之间，后端盖与机壳之间均设有密封装置；所述密封装置采用密封胶或者仿形密封圈；若选用仿形密封圈，前、后端盖上须设有相匹配的密封槽。
7.根据权利要求1-5任一所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述前、后端盖与机壳之间设有定位套，且通过螺栓连接。
8.根据权利要求1-5任一所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述轴向水道内部设有波浪型的辅助散热齿，所述机壳的外表面也设有若干组辅助散热齿。
9.根据权利要求1-5任一所述的免焊接的水冷电机壳体，其特征在于：所述前、后端盖的弧形水道采用铸造成型，所述机壳的轴向水道采用挤压成型。
10.一种电机，其特征在于，所述电机包括权利要求1-8任一所述的免焊接的水冷电机壳体。
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