CN113872372A

CN113872372A - 一种保护结构、油封及电机

Info

Publication number: CN113872372A
Application number: CN202111231533.7A
Authority: CN
Inventors: 陈飞龙; 谢亮; 杨文德; 刘赫; 李祺; 吕光宇
Original assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Current assignee: Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date: 2021-10-22
Filing date: 2021-10-22
Publication date: 2021-12-31
Anticipated expiration: 2041-10-22
Also published as: CN113872372B

Abstract

本发明提供了一种保护结构、油封及电机，涉及电机技术领域，解决了铁屑易进入油封，导致电机精度差、寿命低的技术问题。该保护结构包括防护挡件和收纳腔，防护挡件布置在待防护位置，收纳腔设置在防护挡件内，且其开口位于铁屑行走路线上；保护结构还包括布置在收纳腔内用于对经过收纳腔开口处的铁屑进行收集的收屑件；收屑件上具有磁力，通过磁力吸附方式进行铁屑收集；油封，包括套设在轴上以进行密封的油封本体，还包括盖设在油封本体外侧以防止铁屑进入的保护结构；电机，包括前端盖、穿设在前端盖内的轴以及设置在轴和前端盖之间的油封。本发明能有效防止油封被铁屑刮伤，保证电机精度、电机寿命长。

Description

一种保护结构、油封及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种保护结构、油封及电机。

背景技术

如图1所示，伺服电机包括轴1、油封2、前端盖3、机壳4、后端盖9和编码器10，机壳4内设有电机定子5，电机定子5内侧有电机转子6，电机转子6内侧有轴1，轴1通过前轴承8和后轴承7与前端盖3和后端盖9配合，油封2外圈与前端盖3过盈配合，油封2内圈套在轴1上形成密封。电机常用油封结构如图2所示，油封唇口12处有弹簧13，将油封唇口处与轴1压紧，唇口和轴1摩擦，实现密封。油封与轴接触处材料一般为丁腈橡胶。

伺服电机通常要与减速机相连，减速箱11内含有大量的油液，所以电机轴伸端需要加油封来防止油液进入电机内部，避免油液进入影响电机性能。然而减速机工作时由于内部的齿轮磨合会产生大量的铁屑，这些铁屑会跟着油液流到电机轴端，当铁屑流到油封内圈唇口位置时，铁屑会刮伤油封从而破坏油封密封结构，导致电机腔体内容易进油或异物，若油污经过电机内部流进编码器中则会影响电机精度，使电机的使用寿命比预期要低得多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保护结构、油封及电机，以解决现有技术中存在的铁屑易进入油封，导致电机精度差、寿命低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种保护结构，包括防护挡件和收纳腔，所述防护挡件布置在待防护位置，所述收纳腔设置在所述防护挡件内，且其开口位于铁屑行走路线上；还包括布置在所述收纳腔内用于对经过所述收纳腔开口处的铁屑进行收集的收屑件。

作为本发明的进一步改进，所述收屑件上具有磁力，通过磁力吸附方式进行铁屑收集。

作为本发明的进一步改进，所述收屑件采用永磁体制成或采用电励磁材料制成。

作为本发明的进一步改进，所述收屑件施加到所述收纳腔开口处铁屑的吸引力大于铁屑重力。

本发明提供的一种油封，包括套设在轴上以进行密封的油封本体，还包括盖设在所述油封本体外侧以防止铁屑进入的所述保护结构。

作为本发明的进一步改进，所述防护挡件为圆环形结构套设在所述轴上，并与电机的前端盖连接；所述收纳腔沿所述防护挡件的径向设置，且开口位于所述防护挡件的内环处。

作为本发明的进一步改进，所述收纳腔为圆环形结构，沿所述防护挡件圆周方向整圈设置，所述收屑件为与所述收纳腔形状相适配的圆环形结构。

作为本发明的进一步改进，所述防护挡件内环与所述轴之间具有间隙D。

作为本发明的进一步改进，所述间隙D为0.5-1mm。

作为本发明的进一步改进，所述收屑件底部与所述收纳腔底部贴合连接，所述收屑件顶部与所述轴之间距离H不大于6.9/D。

作为本发明的进一步改进，所述收屑件为一体环形结构或多段弧形段组合而成的环形结构。

作为本发明的进一步改进，所述防护挡件与前端盖之间为螺接、胶接或卡接方式。

本发明提供的一种电机，包括前端盖、穿设在所述前端盖内的轴以及设置在所述轴和所述前端盖之间的所述油封。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明提供的防护结构，通过设置防护挡件和收屑件，在铁屑到达油封之前，把油液中的铁屑提前阻挡或分离出来，有效的防止油封被铁屑刮伤，避免铁屑破坏油封密封结构，避免电机腔体内容易进油或异物，保证电机精度、提高电机使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中伺服电机结构图；

图2是现有技术中油封结构示意图；

图3是本发明油封结构示意图；

图4是本发明防护结构中防护挡件的立体结构示意图；

图5是本发明防护结构中收屑件的立体结构示意图。

图中1、轴；2、油封本体；3、前端盖；4、机壳；5、电机定子；6、电机转子；7、后轴承；8、前轴承；9、后端盖；10、编码器；11、减速箱；12、唇口；13、弹簧；100、防护挡件；200、收纳腔；300、收屑件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图3所示，本发明提供了一种保护结构，包括防护挡件100和收纳腔200，防护挡件100布置在待防护位置，收纳腔200设置在防护挡件100内，且其开口位于铁屑行走路线上。具体的，在本实施例中，待防护位置是油封本体2，通过设置保护结构，避免异物或铁屑经油封本体2与轴1之间的间隙进入到油封本体2内。

作为本发明的一种可选实施方式，保护结构还包括布置在收纳腔200内用于对经过收纳腔200开口处的铁屑进行收集的收屑件300。

具体的，收屑件300上具有磁力，通过磁力吸附方式进行铁屑收集。

在此需要说明的是，收屑件300可以采用永磁体制成；当然，也可以采用电励磁材料制成，只要能够吸附铁屑即可。

进一步的，收屑件300施加到收纳腔200开口处铁屑的吸引力大于铁屑重力，当吸引力大于铁屑重力时才能将铁屑吸附到收纳腔200内。

本发明提供了一种油封，包括套设在轴1上以进行密封的油封本体2，还包括盖设在油封本体2外侧以防止铁屑进入的保护结构。

进一步的，如图4所示，防护挡件100为圆环形结构，套设在轴1上，并与电机的前端盖3连接；收纳腔200沿防护挡件100的径向设置，且开口位于防护挡件100的内环处。通过在前端盖3端面加一块环形防护挡件100，用来阻隔大量的油污和铁屑，然后再防护挡件100中设计收纳腔200，并在收纳腔200中安装圆环形磁性材料制成的收屑件300，用来吸附小颗粒的铁屑。在此需要说明的是，防护挡件100中心位于电机的轴1中心线上。如图3所示，用螺钉将防护挡件100锁紧在前端盖3上。

作为本发明的一种可选实施方式，收纳腔200为圆环形结构，沿防护挡件100圆周方向整圈设置，收屑件300为与收纳腔200形状相适配的圆环形结构放置在收纳腔200内，收屑件300厚度为d。

防护挡件100内环与轴1之间具有间隙D，为了有效阻隔油液中的铁屑，此间隙设计的越小效果越好，但间隙设计过小则在装配过程中容易与转轴发生干涉产生摩擦。

进一步的，该间隙D为0.5-1mm。

为了让收屑件300有效的吸附穿过防护挡件100间隙微小的铁屑，需要根据收屑件300吸引力对H的大小进行限制。

首先收屑件300对铁屑的吸引力应大于/铁屑自身的重力，收屑件300对铁屑的吸引力与收屑件300材料的剩磁和铁屑到收屑件300的距离有关，满足如下公式：

其中，k-修正系数，通常取，k＝0.025-0.03；

B_r-永磁材料剩磁，一般常用钕铁硼永磁体剩磁系数为1-1.5T。

通过间隙的铁屑的体积约为：v＝D³；

铁屑的重力为：G＝ρgv

其中，ρ-铁屑密度，ρ＝7.9x10^-6kg/mm³；

g重力加速度9.8N/kg。

只有当收屑件300吸引力大于铁屑重力时，收屑件300才能有效的吸附穿过金属防护挡件100的铁屑，令F≥G可得：

将k＝0.014，B_r＝1代入上面公式中得：H≤6.9/D

若收屑件300内圈到轴的距离H大于6.9/D则会导致磁力不够无法有效的吸附距离较远的铁屑，从而达不到保护油封的目的，所示，收屑件300底部与收纳腔200底部贴合连接，也就是收屑件300外径等于收纳腔200外径，收屑件300顶部与轴1之间距离H不大于6.9/D。

具体的，收屑件300为一体环形结构或多段弧形段组合而成的环形结构。

防护挡件100与前端盖3之间为螺接、胶接或卡接方式。

本发明提供了一种电机，包括前端盖3、穿设在前端盖3内的轴1以及设置在轴1和前端盖3之间的油封。

本发明提供的防护结构，通过设置防护挡件，在铁屑到达油封之前，把油液中的铁屑提前阻挡或分离出来，有效的防止油封被铁屑刮伤，避免铁屑破坏油封密封结构，避免电机腔体内容易进油或异物，保证电机精度、提高电机使用寿命。

这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种保护结构，其特征在于，包括防护挡件和收纳腔，所述防护挡件布置在待防护位置，所述收纳腔设置在所述防护挡件内，且其开口位于铁屑行走路线上，还包括布置在所述收纳腔内用于对经过所述收纳腔开口处的铁屑进行收集的收屑件。

2.根据权利要求1所述的保护结构，其特征在于，所述收屑件上具有磁力，通过磁力吸附方式进行铁屑收集。

3.根据权利要求2所述的保护结构，其特征在于，所述收屑件采用永磁体制成或采用电励磁材料制成。

4.根据权利要求2所述的保护结构，其特征在于，所述收屑件施加到所述收纳腔开口处铁屑的吸引力大于铁屑重力。

5.一种油封，其特征在于，包括套设在轴上以进行密封的油封本体，还包括盖设在所述油封本体外侧以防止铁屑进入的如权利要求1-4中任一所述的保护结构。

6.根据权利要求5所述的油封，其特征在于，所述防护挡件为圆环形结构套设在所述轴上，并与电机的前端盖连接；所述收纳腔沿所述防护挡件的径向设置，且开口位于所述防护挡件的内环处。

7.根据权利要求6所述的油封，其特征在于，所述收纳腔为圆环形结构，沿所述防护挡件圆周方向整圈设置，所述收屑件为与所述收纳腔形状相适配的圆环形结构。

8.根据权利要求6或7所述的油封，其特征在于，所述防护挡件内环与所述轴之间具有间隙D。

9.根据权利要求8所述的油封，其特征在于，所述间隙D为0.5-1mm。

10.根据权利要求8所述的油封，其特征在于，所述收屑件底部与所述收纳腔底部贴合连接，所述收屑件顶部与所述轴之间距离H不大于6.9/D。

11.根据权利要求7所述的油封，其特征在于，所述收屑件为一体环形结构或多段弧形段组合而成的环形结构。

12.根据权利要求6所述的油封，其特征在于，所述防护挡件与前端盖之间为螺接、胶接或卡接方式。

13.一种电机，其特征在于，包括前端盖、穿设在所述前端盖内的轴以及设置在所述轴和所述前端盖之间的如权利要求6-12中任一所述的油封。