CN115001173B - 一种定子组件、防水电机及防水电机的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机设备领域，具体涉及一种定子组件、防水电机及防水电机的装配方法，该定子组件包括定子壳体，内部形成密封状的第一灌封腔，一端部设有与第一灌封腔连通的灌封孔；绕组，位于第一灌封腔内；所述第一灌封腔内灌注有胶体。本发明不需要额外设置灌封组件，也不需要在灌封完成后进行外圆车削，提高了产品可靠性的同时降低了加工成本和生产装配成本。

Description

一种定子组件、防水电机及防水电机的装配方法

技术领域

本发明涉及电机设备领域，具体涉及一种定子组件、防水电机及防水电机的装配方法。

背景技术

在水下作业设备中，作为动力输出源的防水电机需要保证其防水性能。在传统的开放式防水结构中，一般采用简单的环氧树脂灌封方法或采用一次灌封成型方法。简单的环氧树脂灌封之后需要对外圆多余的胶体进行车削，在车削过程中对夹具以及装夹精度要求极高，稍有不慎则容易车偏，造成胶体厚度不均或漏铁芯，甚至导致成品报废。一次灌封成型方法需要在真空环境下灌注，并且对灌封模具和定子结构的同心度要求非常高，一旦灌偏极容易导致装配的时候刮擦转子，破坏转子的防护层，影响产品使用寿命，而灌偏之后难以返工。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供了一种定子组件、防水电机及防水电机的装配方法，在灌胶过程中无需灌封模具的配合，也不需要在灌封完成后进行外圆车削，从而降低加工成本和生产装配成本，其具体技术方案如下。

一种定子组件，包括：

定子壳体，内部形成密封状的第一灌封腔，一端部设有与第一灌封腔连通的灌封孔；

绕组，位于第一灌封腔内；

所述第一灌封腔内灌注有胶体。

进一步的，所述定子壳体包括：

定子座，包括端盖部、以及与端盖部呈一体式结构的第一轴套部；所述定子座上设有第一轴孔，所述第一轴孔贯穿端盖部和第一轴套部；

第一灌封套，包括一端开口的套筒部、以及与套筒部呈一体式结构的第二轴套部；所述第一灌封套上设有第二轴孔，所述第二轴孔贯穿套筒部和第二轴套部；

所述套筒部的开口端与端盖部连接，所述第一轴套部与第二轴套部连接；所述定子座与第一灌封套之间围绕成第一灌封腔。

进一步的，所述绕组装配于第一轴套部上，与端盖部之间形成间隙；所述间隙内灌注有胶体形成厚胶层。

进一步的，所述端盖部的外圈朝向一侧弯折形成环状的弯折部；所述套筒部插入弯折部内，并与弯折部的侧壁贴合；所述套筒部与弯折部之间通过第一密封圈密封。

一种防水电机，包括转子组件、以及如上述任一项所述的定子组件；所述转子组件包括：

转子壳体，为一端开口的筒体形状，转动地套接于定子组件外；所述转子壳体的中部设有贯穿的第三轴孔；

轴芯，依次穿过第一轴孔、第二轴孔和第三轴孔，与转子壳体固定连接，与定子壳体转动地连接；

磁铁，安装于转子壳体的内侧；相邻所述磁铁的夹缝内灌注有胶体。

进一步的，所述转子壳体包括外转支架、机壳和磁铁定位架；所述外转支架与机壳连接，且设有与磁铁插接配合的第一特征；所述磁铁定位架与机壳连接，且设有与磁铁插接配合的第二特征。

进一步的，所述外转支架的内侧、以及磁铁定位架的外侧分别设有动平衡胶。

进一步的，所述磁铁内侧连接有第二灌封套；所述第二灌封套、磁铁以及转子壳体之间围成多个一端开口的第二灌封腔；所述第二灌封腔内灌注有胶体。

一种装配如上述任一项所述防水电机的装配方法，包括：

分别装配定子组件和转子组件；再将转子组件转动地套接于定子组件外；

装配定子组件的过程包括：将绕组装配至定子座上，再将定子座与第一灌封套连接；通过灌封孔向第一灌封腔内灌注胶体，使胶体充满整个第一灌封腔；

装配转子组件的过程包括：将轴芯穿过第三轴孔与转子壳体固定连接；将磁铁装配至转子壳体的内侧；将第二灌封套装配至磁铁的内侧；通过第二灌封腔的开口端注胶，使胶体充满所有第二灌封腔。

进一步的，所述定子座的端部设有至少两个对称布置的灌封孔；通过灌封孔向第一灌封腔内灌注胶体时，将定子组件调整至定子座位于上方，由一个灌封孔向第一灌封腔内注胶，使胶体由上至下流动，直到另一个灌封孔内溢出胶体后停止注胶。

有益效果：本发明通过在定子壳体内部形成密封状的第一灌封腔，使得在灌封定子组件时直接通过灌封孔进行注胶，胶体在第一灌封腔内形成用于保护绕组的胶层；不需要额外设置灌封组件，也不需要在灌封完成后进行外圆车削，提高了产品可靠性的同时降低了加工成本和生产装配成本。

附图说明

图1为定子组件的轴向剖视图；

图1a为图1中A区域的放大示意图；

图2为定子组件的爆炸示意图；

图3为定子组件另一方向的爆炸示意图；

图4为定子座的示意图；

图5为定子座另一方向的示意图；

图6为第一灌封套的示意图；

图7为防水电机的爆炸示意图；

图8为防水电机的轴向剖视图；

图9为转子组件的轴向剖视图；

图10为转子组件的爆炸示意图；

图11为转子组件另一种结构的轴向剖视图；

图12为转子组件另一种结构的爆炸示意图。

附图标记：100、定子组件；200、转子组件；

1、定子壳体；2、绕组；3、间隙；4、转子壳体；5、轴芯；6、磁铁；

11、第一灌封腔；12、灌封孔；13、定子座；14、第一灌封套；15、轴承；16、轴承室；

131、端盖部；132、第一轴套部；133、第一轴孔；134、安装孔；135、出线口；136、引出线；137、第二密封圈；138、弯折部；139、第一密封圈；

141、套筒部；142、第二轴套部；143、第二轴孔；

41、外转支架；42、机壳；43、磁铁定位架；44、第三轴孔；45、第二灌封套；

411、第一特征；

431、第二特征；

51、第一垫片；52、第二垫片；53、紧定螺钉；

61、夹缝。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆解连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种主要适用于防水电机内的定子组件，该定子组件100能够在保证其对绕组2的防护性能的同时降低加工成本和生产装配成本。具体来说，参照图1所示，该定子组件100包括定子壳体1和绕组2；定子壳体1的内部形成一个密封状的第一灌封腔11，且定子壳体1的一端部设有与第一灌封腔11连通的灌封孔12；绕组2固定安装于定子壳体1上并位于第一灌封腔11内部；第一灌封腔11的内部灌注有胶体，该胶体填充定子壳体1与绕组2之间的间隙3并充满整个第一灌封腔11，包裹绕组2内的铁芯和漆包线等，对绕组2进行保护。

在本实施例中，灌封定子组件100时只需要通过灌封孔12向第一灌封腔11内注胶，胶体在第一灌封腔11内形成用于保护绕组2的胶层；不需要额外设置灌封组件，也不需要在灌封完成后进行外圆车削，提高了产品可靠性的同时降低了加工成本和生产装配成本。

具体来说，参照图2和图3所示，所述定子壳体1包括定子座13和第一灌封套14；所述定子座13包括端盖部131和第一轴套部132，端盖部131与第一轴套部132之间采用一体式成型工艺制造；所述定子座13上设有第一轴孔133，所述第一轴孔133贯穿端盖部131和第一轴套部132，该第一轴孔133用于容纳转子组件200的轴芯5穿过。所述第一灌封套14包括套筒部141和第二轴套部142；所述套筒部141的一端为开口端，另一端与第二轴套部142之间采用一体式成型工艺制造；所述第一灌封套14上设有第二轴孔143，所述第二轴孔143贯穿套筒部141和第二轴套部142，该第二轴孔143用于容纳转子组件200的轴芯5穿过。所述套筒部141的开口端与端盖部131连接，所述第一轴套部132与第二轴套部142连接；使得所述定子座13与第一灌封套14之间围绕成第一灌封腔11。通过套筒部141端盖部131使绕组2与外界隔绝，再通过第一轴套部132与第二轴套部142使绕组2与轴芯5隔绝，从而使得第一灌封腔11形成一个密封状的腔体。在本实施例中不仅由定子壳体1内部所形成的第一灌封腔11作为注胶的基础容器，降低了加工成本和生产装配成本；而定子壳体1由于其密闭结构对绕组2进行了第一层的防水保护，在第一灌封腔11内灌注的胶体对绕组2进行了第二层的防水保护，充分保证了定子组件100防水的可靠性。

具体来说，参照图4和图5所示，所述端盖部131上设有两个对称布置的灌封孔12和四个安装孔134，其中灌封孔12可以设置成螺纹式工艺孔，当注胶完成后由螺钉锁紧灌封孔12。安装孔134用于将定子组件100与其他结构安装，该安装孔134可以是通孔也可以是盲孔。灌封孔12和安装孔134可以根据实际情况调整数量和规格；螺钉可以采用高分子材料制作也可以使用不锈钢、钛合金、铝合金、镁合金等其他有色金属或黑色金属制作，也可以取消该零件。以上施例均或相关施例均在本发明权益保护范围。

在本实施例中，参照图1和图1a所示，所述端盖部131上还设有出线口135，所述出线口135内设有引出线136，该引出线136的一端与绕组2上的线圈焊接导通，另一端从出线口135向外伸出。在出线口135内设有第二密封圈137，该第二密封圈137用于密封引出线136与出线口135。

具体来说，继续参照图1所示，所述第一轴套部132上设有阶梯特征，所述绕组2装配于第一轴套部132上并由该阶梯特征进行定位，使绕组2的端面与端盖部131之间形成具有一定厚度的间隙3，在注胶时该间隙3内形成厚胶层。防水电机的应用场景一般为水下，而水越深，水压也就越高，海水存在渗透胶层的隐患，而定子组件100所的装配结构中，套筒部141与端盖部131之间、引出线136与出线口135之间、以及灌封孔12属于渗透的薄弱点，本实施例所提供的定子组件100将这些渗透的薄弱点集中于一点，而注胶时自动在绕组2与端盖部131之间注胶形成厚胶层，进一步保证了这些薄弱点在高压环境下的防水性能，从而进一步提高定子组件100防水的可靠性。该厚胶层的厚度可以根据产品设计过程中的其他结构尺寸配套设计。

具体来说参照图5所示，所述端盖部131的外圈朝向一侧弯折形成环状的弯折部138；所述套筒部141插入弯折部138内并与端盖部131的内端面相抵，套筒部141的侧壁与弯折部138的内侧壁贴合，并在弯折部138上设置密封槽，在密封槽内装配第一密封圈139对套筒部141与弯折部138进行密封，提高防水性能。

在本实施例中，套筒部141与端盖部131之间可以设置为对插结构、并采用过渡配合以及胶粘进行连接，也可以采用纯过盈配合进行连接，还可以采用间隙3配合与胶粘进行连接。参照图4和图5所示，所述第一轴套部132与第二轴套部142之间设置为阶梯状配合；所述第一轴套部132和第二轴套部142的端部分别轴承室16，并在轴承室16内装配有轴承15。该轴承15可以采用高分子复合材料滑动轴承，也可以是纯石墨轴承，石墨铜套轴承，滚珠轴承，陶瓷轴承，混合轴承等其他规格轴承产品，甚至是耐磨轴套等支持主轴旋转的零件。该轴承15可以带有法兰边特征，也可以是不带法兰边特征的圆柱结构。以上施例和相关施例均在本发明权利保护范围。

本实施例所提供的一种定子组件100，通过定子座13与第一灌封套14围绕成密封状的第一灌封腔11，由第一灌封腔11内的胶体对绕组2形成防水保护。一方面由于第一灌封腔11本身的密封结构，使得定子座13与第一灌封套14为绕组2提供了第一层的防水保护，另一方面将第一灌封腔11作为注胶的基础容器，不需要额外设置灌封套筒，也不需要在灌封完成后进行外圆车削工作，降低了加工成本和生产装配成本，而第一灌封腔11内所灌注的腔体为绕组2提供了第二层的防水保护。另外，在结构设计中，将防渗透的薄弱点集中于端盖部131这一处，将绕组2与端盖部131之间预留一定的间隙3，使得注胶时在端盖部131与绕组2之间自动形成厚胶层，进一步保证了这些薄弱点在高压环境下的防水性能。因此本实施例所提供的一种定子组件100在提高了产品可靠性的同时降低了加工成本和生产装配成本。

实施例2

本实施例提供了一种适用于水下作业的防水电机，该防水电机在保证其防水性能以及其他保护性能的同时，降低了加工成本和生产装配成本。具体来说，参照图7和图8所示，所述防水电机包括转子组件200以及如实施例1中所述的任一种定子组件100。具体来说，参照图9和图10所示，所述转子组件200包括转子壳体4、轴芯5和磁铁6。所述转子壳体4包括外转支架41、机壳42和磁铁定位架43；所述外转支架41与机壳42连接，并设有与磁铁6插接配合的第一特征411；所述磁铁定位架43与机壳42连接，且设有与磁铁6插接配合的第二特征431；所述转子壳体4为圆筒状，并且磁铁定位架43所在的一端为开口端。所述转子壳体4转动地套接于定子组件100外部，并且中还设有贯穿的第三轴孔44。所述轴芯5依次穿过第一轴孔133、第二轴孔143和第三轴孔44，并与转子壳体4固定连接，与定子壳体1转动地连接。磁铁6安装于转子壳体4的内侧，并与外转支架41的第一特征411以及磁铁定位架43的第二特征431插接配合，并且在相邻所述磁铁6的夹缝61之间灌注有胶体。所述外转支架41的内侧、以及磁铁定位架43的外侧分别设有动平衡胶。

在本实施例中，机壳42、外转支架41和磁铁定位架43之间的连接方式可以采用过渡配合加胶粘的方式连接，也可以采用间隙3配合加胶粘的方式连接，还可以采用过盈配合的方式连接。所述机壳42外转支架41之间可以采用侧面打螺钉的方式连接，轴芯5和外转支架41可以正面用螺钉连接，或侧面用紧定螺钉53连接等，可以取消转子外壳端部的磁铁定位架43；以上施例和相关施例均在本发明权利保护范围。

在本实施例中，轴芯5是台阶轴结构，采用不锈钢材质CNC制造。轴芯5也可以是光轴结构（没有功能台阶），可以是蜗杆轴结构，可以是齿轮轴结构等，材质可以是钛合金，铝合金等有色金属或黑色金属，以上施例和相关施例均在本发明权利保护范围。

作为本实施例的进一步改进，参照图11和图12所示，所述磁铁6的内侧连接有第二灌封套45；该第二灌封套45配合磁铁6以及转子壳体4，使相邻磁铁6间的多个夹缝61转换为多个一端开口的第二灌封腔；通过第二灌封腔的开口端灌注胶体使磁铁6间的夹缝61内充满胶体。

通过设置第二灌封套45，一方面可以直接向第二灌封腔内灌注胶体而无需设置额外的灌封模具，降低加工成本和生产装配成本；另一方面，由第二灌封腔可以直接对磁铁6表面形成保护，避免细砂在电机的工作过程中刮伤磁铁6表面的防腐层，极大提高了转子的防腐能力和整机使用寿命。而在没有设置第二灌封套45的部分实施例中，将磁铁6间的夹缝61以及磁铁6表面灌注胶体，对磁铁6表面形成保护。

具体来说，所述第二灌封套45与磁铁6之间采用过盈配合的方式连接或者采用瞬干胶进行粘接。第二灌封套45可以是非导磁金属材质，也可以是非金属材质，可以是CNC加工工艺制造，也可以是模压、注塑工艺制造，以上施例和相关施例均在本发明权利保护范围。

具体来说，在实施例1中以及本实施例中所灌注的胶体可以是环氧树脂、防水密封胶、热塑性塑料、热固性塑料等的一种或多种，也可以是其他胶质。

具体来说，参照图8所示，防水电机还包括第一垫片51和第二垫片52；所述第一垫片51通过高强度胶水粘接在第三轴孔44的端部，转子壳体4套接于定子组件100上，轴芯5穿过第一垫片51和转子组件200后与第二垫片52连接，第二垫片52通过紧定螺钉53与轴芯5连接，并通过紧定螺钉53的拧紧时产生的侧面预压力对转子组件200形成轴向约束，将转子组件200和定子组件100连接成一个整体。

实施例3

本实施例提供了一种装配如实施例2中所述防水电机的装配方法，其具体步骤包括分别装配定子组件100和转子组件200；再将转子组件200转动地套接于定子组件100外。

具体来说，装配定子组件100的过程包括：将绕组2装配至定子座13上，再将定子座13与第一灌封套14连接；通过灌封孔12向第一灌封腔11内灌注胶体，使胶体充满整个第一灌封腔11。在灌注胶体时，将定子组件100调整至定子座13位于上方，由一个灌封孔12向第一灌封腔11内注胶，使胶体由上至下流动，直到另一个灌封孔12内溢出胶体后停止注胶。

具体来说，装配转子组件200的过程包括：将轴芯5穿过第三轴孔44与转子壳体4固定连接；将磁铁6装配至转子壳体4的内侧；将第二灌封套45装配至磁铁6的内侧；通过第二灌封腔的开口端注胶，使胶体充满所有第二灌封腔。

本实施例所公开的装配方法，不需要额外配置灌封模具即可对定子组件100和转子组件200进行灌封；将转子组件200装配至定子组件100上时也不需要进行外圆车削等工作，直接进行装配即可；降低了加工成本和生产装配成本。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种防水电机的装配方法，其特征在于，所述防水电机包括转子组件、以及定子组件；

所述定子组件包括：

定子壳体，内部形成密封状的第一灌封腔，一端部设有与第一灌封腔连通的灌封孔；

绕组，位于第一灌封腔内；

所述第一灌封腔内灌注有胶体；

所述定子壳体包括：

定子座，包括端盖部、以及与端盖部呈一体式结构的第一轴套部；所述定子座上设有第一轴孔，所述第一轴孔贯穿端盖部和第一轴套部；

第一灌封套，包括一端开口的套筒部、以及与套筒部呈一体式结构的第二轴套部；所述第一灌封套上设有第二轴孔，所述第二轴孔贯穿套筒部和第二轴套部；

所述套筒部的开口端与端盖部连接，所述第一轴套部与第二轴套部连接；所述定子座与第一灌封套之间围绕成第一灌封腔；

所述转子组件包括：

转子壳体，为一端开口的筒体形状，转动地套接于定子组件外；所述转子壳体的中部设有贯穿的第三轴孔；

轴芯，依次穿过第一轴孔、第二轴孔和第三轴孔，与转子壳体固定连接，与定子壳体转动地连接；

磁铁，安装于转子壳体的内侧；相邻所述磁铁的夹缝内灌注有胶体；

所述磁铁内侧连接有第二灌封套；所述第二灌封套、磁铁以及转子壳体之间围成多个一端开口的第二灌封腔；所述第二灌封腔内灌注有胶体；所述第二灌封套与磁铁之间采用过盈配合的方式连接或者采用瞬干胶进行粘接；

所述装配方法包括：

分别装配定子组件和转子组件；再将转子组件转动地套接于定子组件外；

装配定子组件的过程包括：将绕组装配至定子座上，再将定子座与第一灌封套连接；通过灌封孔向第一灌封腔内灌注胶体，使胶体充满整个第一灌封腔；

装配转子组件的过程包括：将轴芯穿过第三轴孔与转子壳体固定连接；将磁铁装配至转子壳体的内侧；将第二灌封套装配至磁铁的内侧；通过第二灌封腔的开口端注胶，使胶体充满所有第二灌封腔。

2.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述绕组装配于第一轴套部上，与端盖部之间形成间隙；所述间隙内灌注有胶体形成厚胶层。

3.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述端盖部的外圈朝向一侧弯折形成环状的弯折部；所述套筒部插入弯折部内，并与弯折部的侧壁贴合；所述套筒部与弯折部之间通过第一密封圈密封。

4.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述转子壳体包括外转支架、机壳和磁铁定位架；所述外转支架与机壳连接，且设有与磁铁插接配合的第一特征；所述磁铁定位架与机壳连接，且设有与磁铁插接配合的第二特征。

5.根据权利要求4所述的装配方法，其特征在于，所述外转支架的内侧、以及磁铁定位架的外侧分别设有动平衡胶。

6.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述定子座的端部设有至少两个对称布置的灌封孔；通过灌封孔向第一灌封腔内灌注胶体时，将定子组件调整至定子座位于上方，由一个灌封孔向第一灌封腔内注胶，使胶体由上至下流动，直到另一个灌封孔内溢出胶体后停止注胶。

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