CN113949197B - 一种半直驱式立磨电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半直驱式立磨电机，包括机壳、减速器和冷却组件，减速器和冷却组件均安装在机壳内，冷却组件与减速器相连通，机壳的两端面分别通过螺栓安装有前端盖和后端盖，后端盖中心位置处焊接固定有第一轴承，第一轴承的内圈中固定插接有支撑轴，支撑轴位于机壳内，支撑轴上安装有转子，支撑轴与减速器键连接，机壳的内壁上安装有定子；冷却组件包括冷却水管和油路管道，冷却水管的一端贯穿于减速器，且贯穿于前端盖，支撑轴上固定套接有壳体，壳体与支撑轴之间构成油腔，壳体的内壁上设置有螺旋油道，冷却水管位于油腔内。本发明采用行星减速设计，并将减速器嵌装在机壳的内部，可以提高电机性能，降低设计难度。

Description

一种半直驱式立磨电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种半直驱式立磨电机。
背景技术
电机是设备的动力之源，也是能耗最大的设备，而随着永磁电机的技术突破，其工作高效区宽、功率因数高、振动噪音小，功率密度高等诸多优点使得其广泛应用于众多工业领域，比如水泥、矿山、电动汽车、电动飞行器，同时也慢慢进入工业设备领域，如球磨机、立式磨机。
工业生产中，特别是重工业生产中，磨机作为生产物料粉碎作业过程的关键性设
备，在选矿、水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥以及玻璃陶瓷等相关行业有着广泛的应用，球磨机需要使用到永磁直驱电机，目前的球磨机用永磁电机虽然种类和数量非常多，但现有的球磨机用永磁直驱电机不仅存在了一定的问题，而且其价格非常昂贵；
由于传统电机驱动系统采用的是异步电机+立式减速机+联轴器等装置的驱动方式，传动链过于繁冗，导致传动效率低下，高能耗，启动性能差，冲击大，不符合国家可持续性发展的战略要求和设备寿命性要求，此外，传统结构的减速机需要另外增加一套润滑系统，用来为减速机润滑，增加了系统的复杂程度与成本，且故障率高。
而采用直驱的永磁同步电机，在低速超低速领域应用上，其成本极其昂贵，而且在极低转速下，从电机设计角度来说，是不利于电机设计效率的提高，此外，在大功率低速驱动设备应用领域，永磁电机的体积庞大，现场安装与后期系统维护成为了重大挑战，尤其是要求电机立式安装的设备。稀土材料成为国家战略性资源，其重要性不言而喻，对于低速超低速永磁同步电机，其稀土材料用量极大，这也是导致成本过高和成本波动性大的主要原因。大型直驱电机，转子磁钢冷却需另外增加风冷内循环来保证，使得系统复杂程度增加。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明可以解决目前的电机系统复杂的难题。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种半直驱式立磨电机，包括机壳、减速器和冷却组件，所述减速器和所述冷却组件均安装在所述机壳内，所述冷却组件与所述减速器相连通，所述机壳的两端面分别通过螺栓安装有前端盖和后端盖，所述后端盖中心位置处焊接固定有第一轴承，所述第一轴承的内圈中固定插接有支撑轴，所述支撑轴位于所述机壳内，所述支撑轴上安装有转子，所述支撑轴与所述减速器键连接，所述机壳的内壁上安装有定子；
所述冷却组件包括冷却水管和油腔，所述冷却水管的一端贯穿于所述减速器，且贯穿于所述前端盖，所述支撑轴上固定套接有壳体，所述壳体与所述支撑轴之间构成油腔，所述壳体的内壁上设置有螺旋油道，所述冷却水管位于所述油腔内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述减速器包括内齿圈、行星轮、太阳轮和行星架输出轴，所述内齿圈通过螺栓安装在所述壳体内，所述行星轮转动安装在所述壳体内，所述太阳轮与所述支撑轴键连接，所述行星轮分别与所述太阳轮和所述内齿圈啮合连接，所述行星架输出轴与所述支撑轴的一端固定连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述油腔内的油位线位于所述内齿圈的下端面的下方。
作为本发明的一种优选技术方案，所述冷却水管设置为盘状水管，所述冷却水管的外壁上设置有凸点。
作为本发明的一种优选技术方案，所述转子固定安装在所述壳体的外壁下侧。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前端盖上通过螺栓安装有固定圈，所述行星架输出轴的一端贯穿于所述固定圈。
作为本发明的一种优选技术方案，所述壳体内固定连接有限位盖，所述限位盖位于所述内齿圈的内圈中，所述行星轮位于所述限位盖的下方。
作为本发明的一种优选技术方案，所述壳体内安装有支撑杆，所述行星轮通过第二轴承转动安装在所述支撑杆，所述支撑杆的上端与所述限位盖底部固定连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述螺旋油道的出油口正对内齿圈的上端面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述后端盖的侧部设置有若干散热孔。
(三)有益效果
1.本发明提供的半直驱式立磨电机，通过冷却组件的使用，在电机工作时，通过油腔内的油，支撑轴转动，带动螺旋油道转动，从而螺旋泵，将油腔底部的润滑油，由螺旋油道输送至内齿圈上，对行星轮、太阳轮和内齿圈进行浇灌润滑，并且通过将转子安装在壳体的侧壁上，润滑油可以将转子产生的热量吸收，通过冷却水管通入冷却水将润滑油中的热量带走，从而可以对油温进行控制；
2.本发明提供的半直驱式立磨电机，通过减速器的使用，采用行星减速设计，并将减速器嵌装在机壳的内部，可以提高电机性能，降低设计难度，提高电机的转矩密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明的前端盖轴测示意图；
图2是本发明的后端盖俯视示意图；
图3是本发明的机壳剖视示意图；
图4是本发明的限位盖轴测示意图；
图5是本发明的支撑杆轴测示意图。
图中：1、机壳；2、减速器；201、内齿圈；202、行星轮；203、太阳轮；204、行星架输出轴；3、冷却组件；301、冷却水管；302、油路管道；303、壳体；304、油腔；305、螺旋油道；4、前端盖；5、后端盖；6、第一轴承；7、支撑轴；8、转子；10、定子；11、固定圈；12、限位盖；13、支撑杆；14、散热孔。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1至图5所示，一种半直驱式立磨电机，包括机壳1、减速器2和冷却组件3，所述减速器2和所述冷却组件3均安装在所述机壳1内，所述冷却组件3与所述减速器2相连通，所述机壳1的两端面分别通过螺栓安装有前端盖4和后端盖5，所述后端盖5中心位置处焊接固定有第一轴承6，所述第一轴承6的内圈中固定插接有支撑轴7，所述支撑轴7位于所述机壳1内，所述支撑轴7上安装有转子8，所述支撑轴7与所述减速器2键连接，所述机壳1的内壁上安装有定子10；
所述冷却组件3包括冷却水管301和油腔304，所述冷却水管301的一端贯穿于所述减速器2，且贯穿于所述前端盖4，所述支撑轴7上固定套接有壳体303，所述转子8固定安装在所述壳体303的外壁下侧，所述壳体303与所述支撑轴7之间构成油腔304，所述壳体303的内壁上设置有螺旋油道305，所述冷却水管301位于所述油腔304内，通过冷却组件3的使用，在电机工作时，通过油腔304内的油，支撑轴7转动，带动螺旋油道305转动，从而螺旋泵，将油腔304底部的润滑油，由螺旋油道305输送至内齿圈201上，对行星轮202、太阳轮203和内齿圈201进行浇灌润滑，并且通过将转子8安装在壳体303的侧壁上，润滑油可以将转子产生的热量吸收，通过冷却水管301通入冷却水将润滑油中的热量带走，从而可以对油温进行控制。
具体地，所述减速器2包括内齿圈201、行星轮202、太阳轮203和行星架输出轴204，所述内齿圈201通过螺栓安装在所述壳体303内，所述行星轮202转动安装在所述壳体303内，所述太阳轮203与所述支撑轴7键连接，所述行星轮202分别与所述太阳轮203和所述内齿圈201啮合连接，所述行星架输出轴204与所述支撑轴7的一端固定连接，采用行星减速设计，并将减速器2嵌装在机壳1的内部，可以提高电机性能，降低设计难度，提高电机的转矩密度。
具体地，所述油腔304内的油位线位于所述内齿圈201的下端面的下方，可以避免行星轮202、太阳轮203和内齿圈201浸泡在润滑油中。
具体地，所述冷却水管301设置为盘状水管，所述冷却水管301的外壁上设置有凸点，可以有效的提高冷却水管301与润滑油的接触面接，提高换热效率。
具体地，所述前端盖4上通过螺栓安装有固定圈11，所述行星架输出轴204的一端贯穿于所述固定圈11，用于对行星架输出轴204进一步固定，有效提高行星架输出轴204在转动时的稳定性。
具体地，所述壳体303内固定连接有限位盖12，所述限位盖12位于所述内齿圈201的内圈中，所述行星轮202位于所述限位盖12的下方，所述壳体303内安装有支撑杆13，所述行星轮202通过第二轴承转动安装在所述支撑杆13，所述支撑杆13的上端与所述限位盖12底部固定连接，通过限位盖12的使用，可以在行星轮202转动时，对行星轮202进行限位，保证行星轮202与太阳轮203的啮合关系。
具体地，所述螺旋油道305的出油口正对内齿圈201的上端面，可以使螺旋油道305输送的润滑油浇灌在内齿圈201的上端面。
具体地，所述后端盖5的侧部设置有若干散热孔14，可以在电机工作时，更好的散热。
综上所述：在电机工作时，通过油腔304内的油，支撑轴7转动，带动螺旋油道305转动，从而螺旋泵，将油腔304底部的润滑油，由螺旋油道305输送至内齿圈201上，对行星轮202、太阳轮203和内齿圈201进行浇灌润滑，并且通过将转子8安装在壳体303的侧壁上，润滑油可以将转子产生的热量吸收，通过冷却水管301通入冷却水将润滑油中的热量带走，从而可以对油温进行控制，采用行星减速设计，并将减速器2嵌装在机壳1的内部，可以提高电机性能，降低设计难度，提高电机的转矩密度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半直驱式立磨电机，包括机壳（1）、减速器（2）和冷却组件（3），其特征在于：所述减速器（2）和所述冷却组件（3）均安装在所述机壳（1）内，所述冷却组件（3）与所述减速器（2）相连通，所述机壳（1）的两端面分别通过螺栓安装有前端盖（4）和后端盖（5），所述后端盖（5）中心位置处焊接固定有第一轴承（6），所述第一轴承（6）的内圈中固定插接有支撑轴（7），所述支撑轴（7）位于所述机壳（1）内，所述支撑轴（7）上安装有转子（8），所述支撑轴（7）与所述减速器（2）键连接，所述机壳（1）的内壁上安装有定子（10）；
所述冷却组件（3）包括冷却水管（301）和油腔（304），所述冷却水管（301）的一端贯穿于所述减速器（2），且贯穿于所述前端盖（4），所述支撑轴（7）上固定套接有壳体（303），所述壳体（303）与所述支撑轴（7）之间构成油腔（304），所述壳体（303）的内壁上设置有螺旋油道（305），所述冷却水管（301）位于所述油腔（304）内；
所述减速器（2）包括内齿圈（201）、行星轮（202）、太阳轮（203）和行星架输出轴（204），所述内齿圈（201）通过螺栓安装在所述壳体（303）内，所述行星轮（202）转动安装在所述壳体（303）内，所述太阳轮（203）与所述支撑轴（7）键连接，所述行星轮（202）分别与所述太阳轮（203）和所述内齿圈（201）啮合连接，所述行星架输出轴（204）与所述支撑轴（7）的一端固定连接，所述转子（8）固定安装在所述壳体（303）的外壁下侧。
2.根据权利要求1所述的一种半直驱式立磨电机，其特征在于：所述油腔（304）内的油位线位于所述内齿圈（201）的下端面的下方。
3.根据权利要求1所述的一种半直驱式立磨电机，其特征在于：所述冷却水管（301）设置为盘状水管，所述冷却水管（301）的外壁上设置有凸点。
4.根据权利要求1所述的一种半直驱式立磨电机，其特征在于：所述前端盖（4）上通过螺栓安装有固定圈（11），所述行星架输出轴（204）的一端贯穿于所述固定圈（11）。
5.根据权利要求2所述的一种半直驱式立磨电机，其特征在于：所述壳体（303）内固定连接有限位盖（12），所述限位盖（12）位于所述内齿圈（201）的内圈中，所述行星轮（202）位于所述限位盖（12）的下方。
6.根据权利要求5所述的一种半直驱式立磨电机，其特征在于：所述壳体（303）内安装有支撑杆（13），所述行星轮（202）通过第二轴承转动安装在所述支撑杆（13），所述支撑杆（13）的上端与所述限位盖（12）底部固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种半直驱式立磨电机，其特征在于：所述螺旋油道（305）的出油口正对内齿圈（201）的上端面。
8.根据权利要求1所述的一种半直驱式立磨电机，其特征在于：所述后端盖（5）的侧部设置有若干散热孔（14）。
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