CN115276305B - 一种防惯性偏移的空心轴电机及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空心轴电机技术领域，具体涉及一种防惯性偏移的空心轴电机及其工作方法，本防惯性偏移的空心轴电机包括：机壳、前端盖、前轴承、转子组件、后轴承、定子组件和换向机构；当转子组件带动换向机构转动时，换向机构将气流吸入机壳内；以及当转子组件在换向或停机时，换向机构阻碍转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动；本发明通过在机壳内设置换向机构，能够在转子组件在换向或停机时，由换向机构向转子组件提供阻力，以克服其在惯性作用继续沿换向前方向或停机前方向转动的问题，能够克服惯性力矩对空心轴电机的弯曲刚度的损伤，以提高空心轴电机的使用寿命。

Description

一种防惯性偏移的空心轴电机及其工作方法
技术领域
本发明属于空心轴电机技术领域，具体涉及一种防惯性偏移的空心轴电机及其工作方法。
背景技术
空心轴电机在应用在CNC机床时，需要在空心轴电机上装上滑轨、滚珠丝杠、刀具等载重物，并且在加工产品时，空心轴电机需要频繁转向，由于载重物的惯性力矩对空心轴电机的弯曲刚度有非常大危害，影响空心轴电机的使用寿命。
同时空心轴电机中需要另外配置散热组件，同时由于长时间转动为了保证使用寿命需要将空心轴电机拆开，在轴承中补充润滑液才能保证其使用寿命。
因此，亟需开发一种新的防惯性偏移的空心轴电机及其工作方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种防惯性偏移的空心轴电机及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种防惯性偏移的空心轴电机，其包括：机壳、前端盖、前轴承、转子组件、后轴承、定子组件和换向机构；其中所述机壳内开设有轴承室，所述后轴承与轴承室径向过渡配合安装；所述前端盖、前轴承、定子组件、换向机构、后轴承依次设置在机壳内，所述转子组件穿过前端盖、前轴承、定子组件、换向机构、后轴承，所述转子组件与换向机构连接；当所述转子组件带动换向机构转动时，所述换向机构将气流吸入机壳内；以及当所述转子组件在换向或停机时，所述换向机构阻碍转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
进一步，所述换向机构包括：固定环、环形转动板、环形活动板和若干换向组件；所述固定环与机壳的内侧壁固定，所述固定环位于定子组件与后轴承之间；所述固定环的顶部开口，以用于活动安装所述环形转动板；所述固定环的内部开设有活动腔，以用于活动安装所述环形活动板；所述环形转动板与转子组件相连，所述环形转动板上径向环布若干安装孔；各所述换向组件穿过对应的安装孔与环形活动板活动连接；所述转子组件带动环形转动板转动，以带动各所述换向组件及环形活动板转动，进而将气流吸入机壳内。
进一步，所述固定环的顶部设置梯形转动槽，且所述环形转动板的外圈对应转动槽设置相应梯形转动块。
进一步，所述环形活动板将活动腔分为上层腔和下层腔，所述固定环上开设有进油孔、出油孔，所述进油孔与上层腔的顶部连通，所述出油孔与下层腔的底部连通，所述环形活动板上开设有油道；所述固定环内开设管道以将进油孔引出连接油室，所述出油孔的输出口朝向后轴承设置；当所述定子组件、转子组件通电产生磁场，以吸引各所述换向组件朝向上层腔的顶部移动，进而带动所述环形活动板朝向上层腔的顶部移动，以将所述上层腔内润滑油挤入下层腔中；当所述定子组件、转子组件换向或停机时断电消除磁场，各所述换向组件带动环形活动板复位，以使所述环形活动板在活动腔内做活塞运动，即所述油室内润滑油从进油孔流入上层腔内，所述环形活动板将下层腔内润滑油压出出油孔，以注入所述后轴承中进行润滑；所述上层腔内润滑油阻碍各换向组件转动，进而阻碍所述环形活动板、环形转动板转动，即阻碍所述转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
进一步，所述进油孔、出油孔、油道中分别设置第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀；所述第一止回阀在油室向上层腔内注入润滑油时导通，以阻碍所述上层腔内润滑油回流至油室；所述第二止回阀在下层腔向后轴承内注入润滑油时导通，以阻碍所述后轴承内润滑油回流至下层腔；所述第三止回阀在上层腔向下层腔内注入润滑油时导通，以阻碍所述下层腔内润滑油回流至上层腔。
进一步，所述换向组件包括：换向单元和V形金属弹片；所述换向单元穿过对应的安装孔通过V形金属弹片连接在环形活动板上；当所述定子组件、转子组件通电产生磁场，所述V形金属弹片在磁场作用下朝向定子组件移动，进而带动所述换向单元、环形活动板朝向上层腔的顶部移动，直至所述V形金属弹片在换向单元与环形活动板压缩为极限压缩状态；当所述定子组件、转子组件换向或停机时断电消除磁场，所述V形金属弹片回弹以带动换向单元、环形活动板朝向下层腔的底部移动，以使所述环形活动板在活动腔内做活塞运动。
进一步，所述换向单元包括：换向块；所述换向块上开设有插入部、凹陷部，所述换向块通过插入部活动插入转动环形板上安装孔直至与活动环形板连接，且所述换向块通过凹陷部与转动环形板、固定环活动限位。
进一步，所述换向块上朝向固定环外侧设置有轴流叶片；所述换向块带动轴流叶片转动，以将气流吸入所述机壳内。
进一步，所述换向块的底部通过限位块连接活动环形板，以使所述进油孔位于活动环形板的上方。
另一方面，本发明提供一种采用如上述的防惯性偏移的空心轴电机的工作方法，其包括：在机壳内开设轴承室，后轴承与轴承室径向过渡配合安装；当转子组件带动换向机构转动时，换向机构将气流吸入机壳内；当转子组件在换向或停机时，换向机构阻碍转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
本发明的有益效果是，本发明通过在机壳内设置换向机构，能够在转子组件在换向或停机时，由换向机构向转子组件提供阻力，以克服其在惯性作用继续沿换向前方向或停机前方向转动的问题，能够克服惯性力矩对空心轴电机的弯曲刚度的损伤，以提高空心轴电机的使用寿命，同时能够将润滑油注入后轴承中进行润滑，不需拆开空心轴电机就能够添加润滑油，并且不需另外配置散热组件，降低设备成本。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明的防惯性偏移的空心轴电机的结构图；
图2是本发明的防惯性偏移的空心轴电机的爆炸视图；
图3是本发明的机壳的剖视图；
图4是本发明的换向机构的结构图；
图5是本发明的固定环与环形转动板的装配图；
图6是本发明的固定环、环形转动板、环形活动板的剖视图；
图7是本发明的换向组件的结构图；
图8是本发明的换向单元的结构图。
图中：
1、机壳；11、轴承室；
2、前端盖；
3、前轴承；
4、后轴承；
5、定子组件；
6、换向机构；61、固定环；611、进油孔；612、出油孔；613、第一止回阀；614、第二止回阀；62、环形转动板；621、安装孔；63、环形活动板；631、油道；632、第三止回阀；64、换向组件；641、换向单元；6411、换向块；64111、凹陷部；6412、轴流叶片；6413、限位块；642、V形金属弹片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例1
在本实施例中，如图1至图8所示，本实施例提供了一种防惯性偏移的空心轴电机，其包括：机壳1、前端盖2、前轴承3、转子组件、后轴承4、定子组件5和换向机构6；其中所述机壳1内开设有轴承室11，所述后轴承4与轴承室11径向过渡配合安装；所述前端盖2、前轴承3、定子组件5、换向机构6、后轴承4依次设置在机壳1内，所述转子组件穿过前端盖2、前轴承3、定子组件5、换向机构6、后轴承4，所述转子组件与换向机构6连接；当所述转子组件带动换向机构6转动时，所述换向机构6将气流吸入机壳1内；以及当所述转子组件在换向或停机时，所述换向机构6阻碍转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
在本实施例中，后轴承4和轴承室11径向是过渡配合，避免轴承室11对后轴承4径向产生作用力和影响后轴承4的工作优势；轴承室11的高度略低于后轴承4的高度，可以保证轴承压圈4装配到位后，轴向能充分压住后轴承4的外圈。
在本实施例中，本实施例通过在机壳1内设置换向机构6，能够在转子组件在换向或停机时，由换向机构6向转子组件提供阻力，以克服其在惯性作用继续沿换向前方向或停机前方向转动的问题，能够克服惯性力矩对空心轴电机的弯曲刚度的损伤，以提高空心轴电机的使用寿命，同时能够将润滑油注入后轴承4中进行润滑，不需拆开空心轴电机就能够添加润滑油，并且不需另外配置散热组件，降低设备成本。
在本实施例中，所述换向机构6包括：固定环61、环形转动板62、环形活动板63和若干换向组件64；所述固定环61与机壳1的内侧壁固定，所述固定环61位于定子组件5与后轴承4之间；所述固定环61的顶部开口，以用于活动安装所述环形转动板62；所述固定环61的内部开设有活动腔，以用于活动安装所述环形活动板63；所述环形转动板62与转子组件相连，所述环形转动板62上径向环布若干安装孔621；各所述换向组件64穿过对应的安装孔621与环形活动板63活动连接；所述转子组件带动环形转动板62转动，以带动各所述换向组件及环形活动板63转动，进而将气流吸入机壳1内。
在本实施例中，固定环61起到安装的作用，能够用于安装环形转动板62、环形活动板63和各换向组件64，并且环形转动板62与转子组件连接，能够在转子组件带动下发生转动，同时由于环形转动板62与各换向组件64存在配合，能够带动各换向组件64转动，实现机壳1内进风，起到散热的作用，环形活动板63能够在活动腔内上下移动，从而带动各换向组件64动作。
在本实施例中，所述固定环61的顶部设置梯形转动槽，且所述环形转动板62的外圈对应转动槽设置相应梯形转动块。
在本实施例中，环形转动板62通过梯形转动块与固定环61的梯形转动槽转动连接，实现环形转动板62在转子组件带动下在固定环61上转动。
在本实施例中，所述环形活动板63将活动腔分为上层腔和下层腔，所述固定环61上开设有进油孔611、出油孔612，所述进油孔611与上层腔的顶部连通，所述出油孔612与下层腔的底部连通，所述环形活动板63上开设有油道631；所述固定环61内开设管道以将进油孔611引出连接油室，所述出油孔612的输出口朝向后轴承4设置；当所述定子组件5、转子组件通电产生磁场，以吸引各所述换向组件64朝向上层腔的顶部移动，进而带动所述环形活动板63朝向上层腔的顶部移动，以将所述上层腔内润滑油挤入下层腔中；当所述定子组件5、转子组件换向或停机时断电消除磁场，各所述换向组件64带动环形活动板63复位，以使所述环形活动板63在活动腔内做活塞运动，即所述油室内润滑油从进油孔611流入上层腔内，所述环形活动板63将下层腔内润滑油压出出油孔612，以注入所述后轴承4中进行润滑；所述上层腔内润滑油阻碍各换向组件转动，进而阻碍所述环形活动板63、环形转动板62转动，即阻碍所述转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
在本实施例中，进油孔611始终位于上层腔中，出油孔612始终位于上层腔中，同时进油孔611、出油孔612、油道631保持常闭状态，且只能够在一定条件下打开，实现润滑油单向流通。
在本实施例中，转子组件在开机且保持一个方向持续转动时，各换向组件64带动环形活动板63上移，上层腔中润滑油进入到下层腔中，各换向组件64不与润滑油接触，因此各换向组件64在转子组件带动下正常运转，同时润滑油较为浓稠，定子组件5、转子组件换向或停机时断电消除磁场，因此各换向组件64进入上层腔与润滑油搅动时，润滑油能够克服转子组件的惯性作用，使得转子组件快速转向或停机。
在本实施例中，所述进油孔611、出油孔612、油道631中分别设置第一止回阀613、第二止回阀614、第三止回阀632；所述第一止回阀613在油室向上层腔内注入润滑油时导通，以阻碍所述上层腔内润滑油回流至油室；所述第二止回阀614在下层腔向后轴承4内注入润滑油时导通，以阻碍所述后轴承4内润滑油回流至下层腔；所述第三止回阀632在上层腔向下层腔内注入润滑油时导通，以阻碍所述下层腔内润滑油回流至上层腔。
在本实施例中，第一止回阀613、第二止回阀614、第三止回阀632起润滑油单向流动的作用，转子组件在开机且保持一个方向持续转动时，各换向组件64带动环形活动板63上移，第一止回阀613保持常闭、第二止回阀614保持常闭、第三止回阀632导通，上层腔向下层腔内注入润滑油；定子组件5、转子组件换向或停机时断电消除磁场，各换向组件64带动环形活动板63复位，第一止回阀613导通、第二止回阀614导通、第三止回阀632保持常闭，油室向上层腔内注入润滑油且下层腔向后轴承4内注入润滑油。
在本实施例中，所述换向组件64包括：换向单元641和V形金属弹片642；所述换向单元641穿过对应的安装孔621通过V形金属弹片642连接在环形活动板63上；当所述定子组件5、转子组件通电产生磁场，所述V形金属弹片642在磁场作用下朝向定子组件5移动，进而带动所述换向单元641、环形活动板63朝向上层腔的顶部移动，直至所述V形金属弹片642在换向单元641与环形活动板63压缩为极限压缩状态；当所述定子组件5、转子组件换向或停机时断电消除磁场，所述V形金属弹片642回弹以带动换向单元641、环形活动板63朝向下层腔的底部移动，以使所述环形活动板63在活动腔内做活塞运动。
在本实施例中，V形金属弹片642也在润滑油作用下保持弹性，能够提升使用寿命。
在本实施例中，所述换向单元641包括：换向块6411；所述换向块6411上开设有插入部、凹陷部64111，所述换向块6411通过插入部活动插入转动环形板上安装孔621直至与活动环形板连接，且所述换向块6411通过凹陷部64111与转动环形板、固定环61活动限位。
在本实施例中，所述换向块6411上朝向固定环61外侧设置有轴流叶片6412；所述换向块6411带动轴流叶片6412转动，以将气流吸入所述机壳1内。
在本实施例中，轴流叶片6412在换向块6411的带动下进行旋转，能够将空气吸入机壳1内形成气流，通过气流起散热效果。
在本实施例中，所述换向块6411的底部通过限位块6413连接活动环形板，以使所述进油孔611位于活动环形板的上方。
在本实施例中，通过限位块6413能限制进油孔611的位置，能够保证进油孔611始终处于上层腔中，由进油孔611将润滑油压入上层腔中。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供一种采用如实施例1所提供的防惯性偏移的空心轴电机的工作方法，其包括：在机壳1内开设轴承室11，后轴承4与轴承室11径向过渡配合安装；当转子组件带动换向机构6转动时，换向机构6将气流吸入机壳1内；当转子组件在换向或停机时，换向机构6阻碍转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
综上所述，本发明通过在机壳内设置换向机构，能够在转子组件在换向或停机时，由换向机构向转子组件提供阻力，以克服其在惯性作用继续沿换向前方向或停机前方向转动的问题，能够克服惯性力矩对空心轴电机的弯曲刚度的损伤，以提高空心轴电机的使用寿命，同时能够将润滑油注入后轴承中进行润滑，不需拆开空心轴电机就能够添加润滑油，并且不需另外配置散热组件，降低设备成本。
本申请中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
在本发明实施例的描述中，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，也可以是可拆卸连接，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。
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。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种防惯性偏移的空心轴电机，其特征在于，包括：
机壳、前端盖、前轴承、转子组件、后轴承、定子组件和换向机构；其中
所述机壳内开设有轴承室，所述后轴承与轴承室径向过渡配合安装；
所述前端盖、前轴承、定子组件、换向机构、后轴承依次设置在机壳内，所述转子组件穿过前端盖、前轴承、定子组件、换向机构、后轴承，所述转子组件与换向机构连接；
当所述转子组件带动换向机构转动时，所述换向机构将气流吸入机壳内；以及
当所述转子组件在换向或停机时，所述换向机构阻碍转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动；
所述换向机构包括：固定环、环形转动板、环形活动板和若干换向组件；
所述固定环与机壳的内侧壁固定，所述固定环位于定子组件与后轴承之间；
所述固定环的顶部开口，以用于活动安装所述环形转动板；
所述固定环的内部开设有活动腔，以用于活动安装所述环形活动板；
所述环形转动板与转子组件相连，所述环形转动板上径向环布若干安装孔；
各所述换向组件穿过对应的安装孔与环形活动板活动连接；
所述转子组件带动环形转动板转动，以带动各所述换向组件及环形活动板转动，进而将气流吸入机壳内；
所述环形活动板将活动腔分为上层腔和下层腔，所述固定环上开设有进油孔、出油孔，所述进油孔与上层腔的顶部连通，所述出油孔与下层腔的底部连通，所述环形活动板上开设有油道；
所述固定环内开设管道以将进油孔引出连接油室，所述出油孔的输出口朝向后轴承设置；
当所述定子组件、转子组件通电产生磁场，以吸引各所述换向组件朝向上层腔的顶部移动，进而带动所述环形活动板朝向上层腔的顶部移动，以将所述上层腔内润滑油挤入下层腔中；
当所述定子组件、转子组件换向或停机时断电消除磁场，各所述换向组件带动环形活动板复位，以使所述环形活动板在活动腔内做活塞运动，即
所述油室内润滑油从进油孔流入上层腔内，所述环形活动板将下层腔内润滑油压出出油孔，以注入所述后轴承中进行润滑；
所述上层腔内润滑油阻碍各换向组件转动，进而阻碍所述环形活动板、环形转动板转动，即
阻碍所述转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
2.如权利要求1所述的防惯性偏移的空心轴电机，其特征在于，
所述固定环的顶部设置梯形转动槽，且所述环形转动板的外圈对应转动槽设置相应梯形转动块。
3.如权利要求1所述的防惯性偏移的空心轴电机，其特征在于，
所述进油孔、出油孔、油道中分别设置第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀；
所述第一止回阀在油室向上层腔内注入润滑油时导通，以阻碍所述上层腔内润滑油回流至油室；
所述第二止回阀在下层腔向后轴承内注入润滑油时导通，以阻碍所述后轴承内润滑油回流至下层腔；
所述第三止回阀在上层腔向下层腔内注入润滑油时导通，以阻碍所述下层腔内润滑油回流至上层腔。
4.如权利要求1所述的防惯性偏移的空心轴电机，其特征在于，
所述换向组件包括：换向单元和V形金属弹片；
所述换向单元穿过对应的安装孔通过V形金属弹片连接在环形活动板上；
当所述定子组件、转子组件通电产生磁场，所述V形金属弹片在磁场作用下朝向定子组件移动，进而带动所述换向单元、环形活动板朝向上层腔的顶部移动，直至所述V形金属弹片在换向单元与环形活动板压缩为极限压缩状态；
当所述定子组件、转子组件换向或停机时断电消除磁场，所述V形金属弹片回弹以带动换向单元、环形活动板朝向下层腔的底部移动，以使所述环形活动板在活动腔内做活塞运动。
5.如权利要求4所述的防惯性偏移的空心轴电机，其特征在于，
所述换向单元包括：换向块；
所述换向块上开设有插入部、凹陷部，
所述换向块通过插入部活动插入转动环形板上安装孔直至与活动环形板连接，且所述换向块通过凹陷部与转动环形板、固定环活动限位。
6.如权利要求5所述的防惯性偏移的空心轴电机，其特征在于，
所述换向块上朝向固定环外侧设置有轴流叶片；
所述换向块带动轴流叶片转动，以将气流吸入所述机壳内。
7.如权利要求5所述的防惯性偏移的空心轴电机，其特征在于，
所述换向块的底部通过限位块连接活动环形板，以使所述进油孔位于活动环形板的上方。
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述的防惯性偏移的空心轴电机的工作方法，其特征在于，包括：
在机壳内开设轴承室，后轴承与轴承室径向过渡配合安装；
当转子组件带动换向机构转动时，换向机构将气流吸入机壳内；
当转子组件在换向或停机时，换向机构阻碍转子组件在惯性作用下沿换向前方向或停机前方向转动。
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Denomination of invention: A hollow shaft motor with anti inertia offset and its working method

Granted publication date: 20230113

Pledgee: Zijin Trust Co.,Ltd.

Pledgor: Changzhou Haosheng Electric Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980002876

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