CN113612346A - 一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机 - Google Patents
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Abstract
一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，包括永磁电机模块及行星减速输出模块，所述永磁电机模块传动所述行星减速输出模块以驱动立磨转动；其中，所述永磁电机模块包括下箱体(1)、位于下箱体(1)内部的电机定子(2)和电机转子(3)；所述行星减速输出模块包括上箱体(4)、固定于所述上箱体(4)内部的行星齿轮传动单元及推力轴承单元；所述下箱体(1)与所述上箱体(4)固定连接；其中，所述推力轴承单元包括推力轴承(9)和输出法兰(10)，所述永磁电机中电机转子(3)和所述行星齿轮传动单元的传动用于驱动所述输出法兰(10)的转动。本发明方法简化了传动机构，有效提高了系统的运行效率和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及立磨用永磁电机领域，更具体地，涉及一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机。
背景技术
随着能源消耗量的增加和环境污染程度的日趋严重，节能降耗已经成为社会进步、工业发展的关键性问题。近年来，我国严格控制火电、水泥、化工等污染严重项目的审批，这意味着我国将加快煤电结构优化和转型升级。因此，火电、水泥、化工等相关行业的未来重点工作将是旧机组的改造及关停，新建项目也对节能环保提出了更高的要求。
目前，立磨作为一种大型粉磨设备在水泥、电力、话功、非金属矿等行业中得到了广泛的应用。作为一种关键设备，立磨可以将块状、颗粒状及粉状的原料磨制成所需要的粉状物料。矿渣磨、石灰石磨、磨煤机等设备都是立磨的典型应用。立磨传统的传动模式是采用电动机带动立式行星减速机，再由立式行星减速机带动磨机转动。立磨的这种电机、联轴器、立式行星减速机相结合的动力驱动方式存在着结构复杂、噪声大、维护工作量大、故障点多、运行效率低下等问题。
随着永磁电机的研究和发展，永磁电机具备了结构简单、体积小、效率高等优点。同时，永磁电机能够显著减小无功损耗，提高电机的功率因数，直接输出较大的转矩。然而，现有技术中将永磁电机应用于立磨中的技术方案，系统的运行效率较低，使用寿命短，能源消耗大，维护和检修较为困难。
基于上述问题，亟需一种新的立磨用电机。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，将永磁电机与行星齿轮传动集成为一体，简化了传动机构，有效提高了系统的运行效率和使用寿命。
本发明采用如下的技术方案。
一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，包括永磁电机模块及行星减速输出模块，永磁电机模块传动所述行星减速输出模块以驱动立磨转动；其中，永磁电机模块包括下箱体1、位于下箱体1内部的电机定子2和电机转子3；行星减速输出模块包括上箱体4、固定于上箱体4内部的行星齿轮传动单元及推力轴承单元；下箱体1与上箱体4固定连接；其中，推力轴承单元包括推力轴承9和输出法兰10，永磁电机中电机转子3和行星齿轮传动单元的传动用于驱动输出法兰10的转动。
优选地，电机定子2固定于下箱体1上，电机转子3套设于电机定子2的内部。
优选地，下箱体1采用水冷结构，电机转子3的端部安装有风扇。
优选地，行星齿轮传动单元包括太阳轮5、行星轮6、行星架7和内齿轮8；并且，电机转子3通过齿形联轴器带动太阳轮5转动，太阳轮5与三个或四个行星轮6啮合，行星轮6与行星架7啮合,行星架7随行星轮6的转动而转动；内齿轮8固定于上箱体4上并于行星架7啮合，输出法兰10随行星架7的转动而转动。
优选地，推力轴承9包括推力瓦、推力盘及半球；其中，推力盘固定于输出法兰10上，随输出法兰10同轴转动，推力瓦静止不动。
优选地，行星减速输出模块还包括润滑系统11，润滑系统11包括圆环油道、分配器、放油阀，圆环油道设置于上箱体4的内壁上，用于在放油阀开启时接收来自油站的润滑油；分配器，与圆环油道末端连接并基于推力轴承9设置，用于将润滑油均匀分配至推力轴承9中的推力瓦之间。
优选地，电机级数和行星齿轮转动比基于电动机的需求输出转速和整机外形尺寸确定。
优选地，电机定子2的线圈采用绝缘减薄工艺制成，用于减少电机定子2的铜损；电机定子2为斜槽定子。
优选地，下箱体1与上箱体4螺栓连接，且上箱体4上设置有玻璃观察窗和测温元件安装座。
优选地，下箱体1与上箱体4之间设置有密封结构，用于防止润滑油的渗透。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，将永磁电机与行星齿轮传动集成为一体，减少了传统立磨驱动中的行星减速机等中间设备，简化了传动机构，有效提高了系统的运行效率和使用寿命。经过测试，本案与传统的传动模式相比，传动效率提高了6％。将此方案应用于立磨中，能够降低现有立磨驱动模式下能源消耗与修护、检修困难等问题，能够对传动电动机、行星减速机的驱动总成进行有效的替代，是电机、减速机的理想替代品。
附图说明
图1为本发明一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机的结构示意图。
附图标记：
1-下箱体；
2-电机定子；
3-电机转子；
4-上箱体；
5-太阳轮；
6-行星轮；
7-行星架；
8-内齿轮；
9-推力轴承；
10-输出法兰；
11-润滑系统。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
图1为本发明一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机的结构示意图。如图1所示，一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，包括永磁电机模块及行星减速输出模块。其中，永磁电机模块传动行星减速输出模块以驱动立磨转动。
具体的，永磁电机模块包括下箱体1、位于下箱体1内部的电机定子2和电机转子3；行星减速输出模块包括上箱体4、固定于上箱体4内部的行星齿轮传动单元及推力轴承单元；下箱体1与上箱体4固定连接；其中，推力轴承单元包括推力轴承9和输出法兰10，永磁电机中电机转子3和行星齿轮传动单元的传动用于驱动输出法兰10的转动。
可以理解的是，本发明中的立磨用直驱自启动永磁减速电动机可以由永磁电机模块带动行星减速输出模块转动，而行星减速输出模块则可以用来驱动立磨的转动。
优选地，电机定子2固定于下箱体1上，电机转子3套设于电机定子2的内部。
本发明中，下箱体1采用水冷结构，电机转子3的端部安装有风扇。通过水冷结构和电机转子3端部的风扇可以有效地降低下箱体中永磁电机的温度，并确保永磁电机的工作时长。
优选地，行星齿轮传动单元包括太阳轮5、行星轮6、行星架7和内齿轮8；并且，电机转子3通过齿形联轴器带动太阳轮5转动。太阳轮5与三个或四个行星轮6啮合，行星轮6与行星架7啮合,行星架7随行星轮6的转动而转动；内齿轮8固定于上箱体4上并与行星架7啮合，输出法兰10随行星架7的转动而转动。
本发明中，可以将太阳轮、行星轮和行星架等单元集成为一体化不可拆卸的设计，从而确保了行星齿轮传动单元的小型化结构，缩小了整个永磁电机的体积。
优选地，推力轴承9包括推力瓦、推力盘及半球；其中，推力盘固定于输出法兰10上，随输出法兰10同轴转动，推力瓦静止不动。
可以理解的是，本发明中的推力轴承中具备推力瓦、推力盘和半球。半球用于限制推力瓦的位置和运动范围。随着内齿轮8的移动，推力轴承中的推力盘在推力瓦和半球的作用下平稳运动，从而推动输出法兰随之转动。本发明中，推力轴承依靠推力盘和推力瓦之间旋转产生的动压润滑油膜而实现功能。优选地，行星减速输出模块还包括润滑系统11，润滑系统11包括圆环油道、分配器、放油阀，圆环油道设置于上箱体4的内壁上，用于在放油阀开启时接收来自油站的润滑油；分配器与圆环油道末端连接并基于所述推力轴承9设置，用于将润滑油均匀分配至所述推力轴承9中的推力瓦之间。
为了确保行星减速输出模块内部传动装置的摩擦力尽量的小，需要从箱外引入润滑油至推力轴承9的各个推力瓦之间。因此，可以通过箱体外壁上的放油阀，将箱体内壁的圆环油道与箱外的油站连接。圆环油道接收到来自油站的凉润滑油后，通过分配器将润滑油输送至推理轴承的各个推力瓦之间，以实现对推力轴承的润滑。
优选地，电机级数和行星齿轮转动比基于所述电动机的需求输出转速和整机外形尺寸确定。
对于永磁电机来说，电动机的输出转速是由电机级数和行星齿轮传动比例来决定的。因此，可以根据立磨工作的转速来确定所需的电机输出转速，并根据所需的电机输出转速来分配电机级数和行星齿轮传动比。另外，电机级数对电机的外形大小会造成影响。因此，在分配电机级数和行星齿轮传动比时，还应当考虑电机的整机外形尺寸。
优选地，电机定子2的线圈采用绝缘减薄工艺制成，用于减少电机定子2的铜损。同时，电机定子还可以为斜槽定子。
使用斜槽定子，可以使得电机同一磁极在轴向方向对于定子齿槽所受的切向力方向各异，因此能够有效消除气隙磁密中的谐波及齿槽转矩。
优选地，下箱体1与上箱体4螺栓连接，且上箱体4上设置有玻璃观察窗和测温元件安装座。
玻璃观察窗可以用于更好的观察到上箱体内部设备的工作情况是否良好。而测温元件安装座上可以安装测温元件，并基于测温元件进行给油等操作。
优选地，下箱体1与上箱体4之间设置有密封结构，用于防止润滑油的渗透。这一密封结构简单实用，密封效果良好。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，将永磁电机与行星齿轮传动集成为一体，减少了传统立磨驱动中的行星减速机、联轴器等中间设备，简化了传动机构，有效提高了系统的运行效率和使用寿命。经过测试，本案与传统的传动模式相比，传动效率提高了6％。将此方案应用于立磨中，能够降低现有立磨驱动模式下能源消耗与修护、检修困难等问题，能够对传动电动机、行星减速机的驱动总成进行有效的替代，是电机、减速机的理想替代品。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
包括永磁电机模块及行星减速输出模块，所述永磁电机模块传动所述行星减速输出模块以驱动立磨转动；其中，
所述永磁电机模块包括下箱体(1)、位于下箱体(1)内部的电机定子(2)和电机转子(3)；
所述行星减速输出模块包括上箱体(4)、固定于所述上箱体(4)内部的行星齿轮传动单元及推力轴承单元；
所述下箱体(1)与所述上箱体(4)固定连接；
其中，所述推力轴承单元包括推力轴承(9)和输出法兰(10)，所述永磁电机中电机转子(3)和所述行星齿轮传动单元的传动用于驱动所述输出法兰(10)的转动。
2.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述电机定子(2)固定于所述下箱体(1)上，所述电机转子(3)套设于所述电机定子(2)的内部。
3.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述下箱体(1)采用水冷结构，所述电机转子(3)的端部安装有风扇。
4.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述行星齿轮传动单元包括太阳轮(5)、行星轮(6)、行星架(7)和内齿轮(8)；并且，
所述电机转子(3)通过齿形联轴器带动所述太阳轮(5)转动，所述太阳轮(5)与三个或四个行星轮(6)啮合，所述行星轮(6)与所述行星架(7)啮合,所述行星架(7)随所述行星轮(6)的转动而转动；
所述内齿轮(8)固定于所述上箱体(4)上并于所述行星架(7)啮合，所述输出法兰(10)随所述行星架(7)的转动而转动。
5.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述推力轴承(9)包括推力瓦、推力盘及半球；其中，推力盘固定于所述输出法兰(10)上，随所述输出法兰(10)同轴转动，所述推力瓦静止不动。
6.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述行星减速输出模块还包括润滑系统(11)，所述润滑系统(11)包括圆环油道、分配器、放油阀，
所述圆环油道设置于上箱体(4)的内壁上，用于在放油阀开启时接收来自油站的润滑油；
所述分配器，与圆环油道末端连接并基于所述推力轴承(9)设置，用于将润滑油均匀分配至所述推力轴承(9)中的推力瓦之间。
7.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述电机级数和行星齿轮转动比基于所述电动机的需求输出转速和整机外形尺寸确定。
8.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述电机定子(2)的线圈采用绝缘减薄工艺制成，用于减少电机定子(2)的铜损；
所述电机定子(2)为斜槽定子。
9.根据权利要求1中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述下箱体(1)与所述上箱体(4)螺栓连接，且所述上箱体(4)上设置有玻璃观察窗和测温元件安装座。
10.根据权利要求9中所述的一种立磨用直驱自启动永磁减速电动机，其特征在于，
所述下箱体(1)与所述上箱体(4)之间设置有密封结构，用于防止润滑油的渗透。
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