CN113904492A - 一种中空轴电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中空轴电机，属于电机领域，包括转子中空轴和内中空轴，所述转子中空轴的一端封闭，另一端设有通孔，所述转子中空轴的内部设有内中空轴，所述内中空轴的一端穿过通孔，所述内中空轴靠近转子中空轴的封闭端的一端封闭，另一端设有通孔，所述内中空轴的外圆柱面上设有旋转叶片，所述旋转叶片设置在转子中空轴内部，所述转子中空轴上设有第一油孔，所述内中空轴上设有第二油孔。本发明利用在内中空轴外圆柱表面上安装旋转叶片的方法来破坏转子轴高速旋转形成的油膜边界层，从而促使润滑油形成紊流的运动方式，继而达到电机润滑和散热的目的。这种润滑和散热方法不受电机转速的影响，可大大提高电机的转速而不用顾虑散热。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，具体涉及一种中空轴电机。
背景技术
轴在高速旋转时会因摩擦产生极大的热量，所以将实心轴转化为中空轴可以减少热量的产生，并且在中空轴内流通一定量的润滑油可以更好的加快轴的热量的散失。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种中空轴电机，适用于任何转速下的电机的有效润滑和散热。
本发明的技术方案如下：一种中空轴电机，包括转子中空轴、内中空轴和旋转叶片，所述转子中空轴的一端封闭，另一端设有通孔，所述转子中空轴的内部设有内中空轴，所述内中空轴的一端穿过通孔，所述内中空轴靠近转子中空轴的封闭端的一端封闭，另一端设有通孔，所述内中空轴的外圆柱面上设有旋转叶片，所述旋转叶片设置在转子中空轴内部，所述转子中空轴上设有第一油孔，所述内中空轴上设有第二油孔。
所述转子中空轴通过第一轴承与电机外壳转动连接，所述电机外壳内设置有定子铁芯，所述定子铁芯上设有定子绕组，所述转子中空轴外侧设有转子铁芯。
所述转子中空轴通过两个第一轴承与电机外壳相连接。
所述内中空轴和转子中空轴通过第二轴承转动连接。
所述内中空轴和转子中空轴通过两个第二轴承转动连接，两个第二轴承分别设置在内中空轴的两端。
所述转子中空轴上对称设有两个第一油孔，所述内中空轴上对称设有两个第二油孔。
所述第一油孔的位置靠近转子中空轴的通孔端，所述第二油孔的位置靠近内中空轴的封闭端。
本发明利用在内中空轴外圆柱表面上安装旋转叶片的方法来破坏转子轴高速旋转形成的油膜边界层，从而促使润滑油形成紊流的运动方式，继而达到电机润滑和散热的目的。这种润滑和散热方法不受电机转速的影响，可大大提高电机的转速而不用顾虑散热；转速较高时，润滑油从外向轴腔内流动；转速较低时，润滑油从轴腔向外流动，能保证转子轴的良好散热状态。
附图说明
图1为中空轴电机的剖面示意图；
图中：1-转子中空轴，2-定子绕组，3-定子铁芯，4-转子铁芯，5-旋转叶片，6-第一油孔，7-第一轴承，8-内中空轴，9-第二油孔，10-第二轴承，11-电机外壳。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种中空轴电机，包括转子中空轴1、内中空轴8、旋转叶片5、电机外壳、定子铁芯3、定子绕组2和转子铁芯4，所述转子中空轴1的一端封闭，另一端设有通孔，所述转子中空轴1的内部腔体内设有内中空轴8，所述内中空轴8和转子中空轴1通过两个第二轴承10转动连接，两个第二轴承10分别设置在内中空轴8的两端，转子中空轴1和内中空轴8两者的转动互不干扰。所述内中空轴8的一端穿过通孔，所述内中空轴8靠近转子中空轴1的封闭端的一端封闭，另一端设有通孔，所述内中空轴8的外圆柱面上设有旋转叶片5，所述旋转叶片5设置在转子中空轴1内部，所述转子中空轴1上设有第一油孔6，所述内中空轴8上设有第二油孔9。
所述转子中空轴1通过两个第一轴承7与电机外壳11转动连接，所述电机外壳11内设置有定子铁芯3，所述定子铁芯3上设有定子绕组2，所述转子中空轴1外侧设有转子铁芯4。
所述转子中空轴1上对称设有两个第一油孔6，所述内中空轴8上对称设有两个第二油孔9。所述第一油孔6的位置靠近转子中空轴1的通孔端，所述第二油孔9的位置靠近内中空轴8的封闭端。
将中空轴一端进行封闭，另一端做成通孔，并将一端装有叶轮且两端均为通孔的中空轴放置于电机的中空轴腔内，当电机运转时，通过油泵将油泵入内中空轴的轴腔里面，然后经由内外中空轴的间隙流出，从而带走转子轴的一部分热量，此法只能运用于转速较低的电机。
润滑油的流向控制和流速控制是通过控制转子中空轴1和内中空轴8的转速来实现的。车在运行过程中是来来回回加速、减速的，当车加速运行时，转子中空轴1会越转越快，但此时中间轴8的转速相对较慢，这样的话，油会经由第一油孔6被抽进内外中空轴的间隙中，再经过第二油孔9流入内中空轴；当车减速运行时，转子中空轴1会越转越慢，但此时内中空轴8的转速却相对较快，轴腔内的油就会经由油孔9被抽到内外中空轴的间隙中，再经过油孔6流出轴腔。这样，在车来来回回的加减速过程中，油也会不断的流进流出，从而达到给转子轴降温的目的。在内外轴转动的过程中，附在内中空轴8上的叶片5也会随之转动，在转动的过程中，叶片5会破坏转子轴1高速旋转致使润滑油形成的边界层，促使润滑油形成紊流的运动方式，以便能够达到更好的散热效果。
封闭电机中空轴的一端，而中空轴的另一端则做成通孔。转子中空轴的一端做成通孔，一端形成封闭，并分别在转子中空轴1和内中空轴8上对称的开有油进出口的油孔，且在内中空轴8的外圆柱面上安装旋转叶片5。当转子中空轴1转速很高的情况下，其内壁面会产生极大的摩擦力，这样油泵泵入轴腔的油不仅仅会有轴向运动，还会形成圆周方向的运动。如果周向雷诺数足够大时，即便轴向压差很大，油也不会形成紊流。轴腔内的油若是无法形成紊流，那么油便只是单纯的导热体，油的流动也只是单纯的导热过程，那么利用油来散热也就只就与油的介质有关，而和其他因素无关，这就失去了当初用利用油的流动来散热功用。要想实现利用油的流动来加速轴的散热这一目的，就必须把这种层流的运动方式给破坏掉，因此在内中空轴8的圆柱面上添加斜向旋转叶片5，就是为了人为破坏边界层，使边界层尽可能的薄，尽可能的破坏油圆周方向的摩擦运动，从而增大轴腔内的油形成紊流的可能性。这样就能顺利且高效的实现轴的散热这一目标，即便在轴高速运转的情况下，轴的降温的效果依旧不受影响。
Claims (7)
1.一种中空轴电机，包括转子中空轴（1）、内中空轴（8）和旋转叶片（5），其特征在于：所述转子中空轴（1）的一端封闭，另一端设有通孔，所述转子中空轴（1）的内部设有内中空轴（8），所述内中空轴（8）的一端穿过通孔，所述内中空轴（8）靠近转子中空轴（1）的封闭端的一端封闭，另一端设有通孔，所述内中空轴（8）的外圆柱面上设有旋转叶片（5），所述旋转叶片（5）设置在转子中空轴（1）内部，所述转子中空轴（1）上设有第一油孔（6），所述内中空轴（8）上设有第二油孔（9）。
2.如权利要求1所述的一种中空轴电机，其特征在于：所述转子中空轴（1）通过第一轴承（7）与电机外壳（11）转动连接，所述电机外壳（11）内设置有定子铁芯（3），所述定子铁芯（3）上设有定子绕组（2），所述转子中空轴（1）外侧设有转子铁芯（4）。
3.如权利要求2所述的一种中空轴电机，其特征在于：所述转子中空轴（1）通过两个第一轴承（7）与电机外壳（11）相连接。
4.如权利要求1所述的一种中空轴电机，其特征在于：所述内中空轴（8）和转子中空轴（1）通过第二轴承（10）转动连接。
5.如权利要求4所述的一种中空轴电机，其特征在于：所述内中空轴（8）和转子中空轴（1）通过两个第二轴承（10）转动连接，两个第二轴承（10）分别设置在内中空轴（8）的两端。
6.如权利要求1所述的一种中空轴电机，其特征在于：所述转子中空轴（1）上对称设有两个第一油孔（6），所述内中空轴（8）上对称设有两个第二油孔（9）。
7.如权利要求1所述的一种中空轴电机，其特征在于：所述第一油孔（6）的位置靠近转子中空轴（1）的通孔端，所述第二油孔（9）的位置靠近内中空轴（8）的封闭端。
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| CN2757414Y (zh) * | 2004-11-12 | 2006-02-08 | 西北工业大学 | 一种电机定转子双路并联循环油路冷却装置 |
| CN110198092A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-03 | 清华大学 | 电机转子中空轴内导热油冷却装置及飞轮储能电机 |
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2021
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