CN201587784U - 一种具有自散热功能的曳引机 - Google Patents

Abstract

一种集成有散热装置的曳引机，其特征是通过电机本身的动力来驱动散热风扇，风扇叶片或风扇的变速驱动机构被集成到制动装置或曳引轮上，风扇置于电机主体外部，并对电机外表面强制风冷散热，风扇与电机同轴同步旋转，或通过齿轮传动加速。优点是：该电机冷却方式属于强制风冷，散热效果好；驱动风扇的动力来自电机本身，无需外加驱动电路；风扇叶片或风扇的变速驱动机构可集成到制动装置或曳引轮上，结构紧凑，节省空间。

Description

一种具有自散热功能的曳引机

技术领域

本发明创造涉及一种电梯曳引机，尤其具有自散热功能的曳引机。

背景技术

目前的曳引机主要有带有减速机构的有齿轮曳引机和直驱式无齿轮曳引机两种类型。

其中，带有减速机构的有齿轮曳引机是采用蜗轮蜗杆、斜齿轮或行星齿轮等减速机构进行变速，大多采用异步电机驱动，其散热方式都是在电机转子上铸造扇叶，对机壳内的电机绕组和铁心进行强制风冷散热，虽然散热效果好，但是电机机壳不封闭，防护等级不高，而且异步电机效率低。少量采用高速永磁同步电机驱动有齿轮曳引机，都是采取自然风冷方式进行散热，电机中不存在针对电机散热而加装或改进的结构部件。

直驱式无齿轮曳引机省去齿轮变速环节，使用低速大转矩的永磁同步电机直接驱动曳引钢丝绳，驱动该类曳引机的永磁同步电机大多采取自然风冷散热，其散热效果差，此外，为增加散热表面积，导致电机体积较大，电机成本较高。少量应用在高速大载重电梯中的直驱式无齿轮永磁同步曳引机使用风扇进行强制风冷散热，对于这类永磁同步曳引机，无论是在电机内对绕组进行散热，还是在机壳外对机壳进行散热，所使用的风扇都是独立供电的电驱动风扇，需有单独的驱动电路控制风扇运行。这种散热方式的缺陷是风扇控制电路和风扇电磁驱动部件都易出故障，而且需要添加保护电路以防风扇故障所导致的电机绕组温度过高。

可见，对于公知的曳引机，要么散热效果不好，要么散热结构零部件多，控制复杂，性能不稳定。

发明内容

本发明创造的目的是：提供结构紧凑，成本低，性能稳定，散热效果好的强制风冷曳引机，既能有效地解决曳引机的散热问题，又能集成曳引机中已有的结构件，节省空间和材料。

本发明创造的技术构思是：充分利用曳引机中已有的结构件构造散热装置，电机动力直接或通过齿轮啮合间接传递到散热装置，散热装置中的风扇转动，实现强制风冷散热。

本发明创造的技术方案，是提供一种集成有散热装置的曳引机，包括电机主体、曳引轮、制动装置和散热装置，该散热装置包括风扇叶片、风扇罩和风扇驱动机构；其特征是所述散热装置置于电机主体的外部，并在结构上与制动装置或曳引轮集成；所述风扇叶片的驱动力来自电机，电机转轴的转动带动风扇叶片转动

本技术方案的一种实施方式是把散热装置集成在制动装置中，散热装置中的风扇叶片与电机同轴同步旋转。

制动装置是曳引机中必不可少的安全部件，其承受制动力的零部件是刹车毂或刹车盘，大多数的刹车毂或刹车盘都是固定在电机转轴上，并与电机同轴同步旋转。本技术方案就是在刹车毂或刹车盘上设计有散热用的扇叶，可以在刹车毂或刹车盘面上加上的叶片，也可以是把刹车毂或刹车盘的支撑结构体改进为叶片结构。

一般在风扇叶片外有风扇罩进行聚风和引导气流的流向，本技术方案在刹车盘或机壳上加装风扇罩结构件，或把刹车毂结构为风扇罩的结构。为了提高散热效率，可在机壳外设计有散热筋，能增大机壳的散热面积。有时为了使气流与机壳或散热筋充分的接触，可在机壳外设计有聚风罩，在聚风罩和散热筋之间形成气流通道，能更进一步地增大散热面积。

电机转动时，刹车毂或刹车盘上的扇叶与电机同轴同步旋转，被风扇叶片带动的气流在风扇罩和机壳风道的引导下，与机壳外表面充分接触，达到对机壳散热的目的。

本实施方式中，散热风扇与电机同步转动，电机转速越高，散热风扇的驱风量就越多，尤其是，在高速有齿轮曳引机中应用本实施方式，其风扇的散热效果会更好。

这种实施方式的一个显著特征是，散热风扇和制动装置集成在一起，节省了空间和材料，上述的支撑筋改进为叶片结构，以及刹车毂改进为风扇罩结构，都是在未增加其他结构零部件的情况下，实现了风扇散热的功能。可以这样理解：即使没有是散热装置，曳引机中仍需有支撑筋支撑和固定刹车毂或刹车盘，需有刹车毂承受制动力，支撑筋和刹车毂的存在对于曳引机而言是必要的，只需改进支撑筋和刹车毂的的结构，就能对电机强制散热。可见，散热风扇结构隐含于制动装置结构之中，或者说，散热风扇和制动装置在结构上合二为一。

本技术方案的另一种实施形式是在曳引机中有与电机同轴同步旋转的大齿轮，在散热装置中风扇叶片的转轴处有小齿轮，电机动力通过所述大齿轮和小齿轮的齿轮啮合传递到散热装置，并驱使风扇叶片转动，风扇叶片的转速大于电机的转速，且风扇叶片与电机不共轴，所述的风扇为独立结构的小风扇，扇叶外有风扇罩用来引导风向。

所述大齿轮与刹车毂或刹车盘固定为一体，利用刹车毂或刹车盘是粗径回转体的结构特点，在刹车毂或刹车盘上安装齿轮圈或直接在其结构上加工齿结构，这种实施方式共用了刹车毂或刹车盘的回转盘面，尤其适合粗短型电机结构的曳引机中。

有些曳引机的刹车毂或刹车盘的旋转半径小或者结构上不方便设计齿轮，所述的大齿轮也可与曳引轮固定为一体，在曳引轮回转端面上安装齿轮圈或直接在其结构上加工齿结构，这种实施方式共用了曳引轮的回转盘面，尤其适合细长型电机结构的曳引机中。

电机正常工作时电机动力通过该齿轮啮合传递到风扇并驱使风扇转动，由于风扇叶片转轴处有小齿轮的旋转半径小于所述大齿轮的旋转半径，故风扇转速大于电机转速。被风扇带动的气流在风扇罩和机壳风道的引导下，与机壳外表面充分接触，达到对机壳散热的目的。

这种实施方式的一个特征就是通过齿轮传动，散热风扇转速大于电机转速，能在电机转不高的情况下，获得较多的驱风量，所以，在低速无齿轮曳引机中应用本实施方式，仍能获得较好的散热效果。

在电梯安装或检修时，常使用人力驱动轿厢，需要在曳引机中设计有盘车齿轮，上文所述大齿轮可以作为盘车齿轮用于电梯的盘车作业。

这种实施形式的一个显著特征，也是充分利用结构上已有的结构件，正如上文中的在刹车毂或刹车盘的结构上设计齿轮结构，无需额外增加专用的齿轮盘，且该齿轮既能用于驱动散热风扇，又能用于盘车操作，节省了空间和材料。可以这样理解：即使不采取风扇进行散热，在曳引机中同样需要有盘车齿轮，盘车齿轮的存在对于曳引机而言是必要的，那么，把已经存在的结构部件——盘车齿轮直接用于齿轮变速驱动风扇，使盘车齿轮和风扇变速驱动齿轮在结构上合二为一，既达到散热目的，又节省了空间和材料。

本技术方案的实施例可兼有上述的两种实施形式，也适用于无电机机壳的曳引机中，散热装置中风扇的数目可以是一个或多个，此外，风扇及驱动风扇的变速齿轮的材质包括但不限于金属、塑料和高强度纤维材料。

本技术方案的曳引机可用于自动扶梯、垂直升降电梯、工程卷扬机中。

本技术方案的有益效果是：

1、电机的风扇散热属于强制风冷，相比于自然风冷其散热效果明显提高。对于电机来说，散热效果好就意味着可以设计较高的电机热负荷，减小马达的体积和重量，提高电机的功率密度，降低成本。

2、本技术方案中的冷却方式属于自扇冷，驱动风扇叶片转动的动力来自于电机转轴，不需要外加独立电路驱动风扇，避免了电驱风扇因外加电路故障所导致风扇停转的状况，因而风扇性能更稳定。

3、电机铁心的发热量随电机转速的增加而增加，对于带减速箱的有齿轮曳引机，电机的转速较高，铁心损耗在总损耗中占较大比例。本技术方案中电机转速增加时，风扇的转速也随之增加，即电机铁心的发热量较大时，与此同时风扇的驱风量也较大，能对铁心进行及时有效的散热。

4、可以把风扇叶片集成到制动装置和曳引轮上，甚至能与盘车齿轮集成，结构紧凑，节省空间和成本。

5、风扇和驱动风扇的变速齿轮的材质可以是塑料和高强度纤维，既能节省成本，又能减小噪声。

附图说明

附图1是带有直驱式风扇和鼓式制动器的曳引机结构图(局部剖视)

附图2是直驱式风扇与鼓式制动器一体化结构图

附图3是带有直驱式风扇和碟式制动器的曳引机结构图(局部剖视)

附图4是直驱式风扇与碟式制动器一体化结构图

附图5是带有变速驱动式风扇和鼓式制动器的曳引机结构图(局部剖视)

附图6是变速驱动式风扇与鼓式制动器的结构图

附图7是带有变速驱动式风扇和碟式制动器的曳引机结构图

附图8是变速驱动式风扇与碟式制动器的结构图

附图9是带有变速驱动式风扇和轴刹碟式制动器的曳引机结构图

附图10是变速驱动式风扇与轴刹碟式制动器的结构图

图中的标号：1、电机机壳，2、机壳聚风罩，3、机壳散热筋，4、机壳表面风道，5、电机端盖，6、曳引轮，7、制动器电磁铁，8、刹车毂，9、支撑筋，10、制动臂，11、刹车盘，12、电机转轴，13、风扇叶片，14、风扇罩，15、风扇转轴，16、大齿轮，17、小齿轮，18、接线盒。

具体实施方式

通过下面实施例的说明，将有助于理解本发明创造的技术实质和技术效果，但不能以实施例来限制本发明创造。

本技术方案的实施例中，散热风扇都是置于电机主体外部，电机机壳1都是封闭式结构，在机壳1上设计有散热筋3，用来增大电机的散热面积；机壳1上设计有聚风罩2，用于引导气流尽量多的接触机壳和散热筋。

图1至图4实施例中的散热风扇是电机动力直接驱动的，风扇叶片13和电机转轴12同步旋转；图1实施例中制动装置为鼓式制动器，承受制动力的部件是刹车毂8，图2是该鼓式制动器的结构图；图3实施例中制动装置为碟式制动器，承受制动力的部件是刹车盘11，图4是该碟式制动器的结构图。

所述的刹车毂8和刹车盘11都是靠支撑筋9支撑在电机转轴12上并能同步旋转，该支撑筋9被设计为风扇叶片13的结构外形，即支撑筋9既有支撑和固定刹车毂8和刹车盘11的功能，又具有带动空气流动的扇叶功能。图1实施例的刹车毂8和图3实施例的刹车盘11上都设有风扇罩14，所述的风扇罩14能够聚风和引导风向。电机正常旋转时，刹车毂8或刹车盘11随电机转轴12一起旋转，风扇叶片13也随之旋转，被风扇叶片13带动的气流在风扇罩14的引导下吹向机壳1的外表面或者从机壳1外表面抽走，该气流在固定于机壳1上的聚风罩2的导向下，在机壳1外表面流动，加速电机的散热。

图5至图10是实施例中的散热风扇是电机动力经过齿轮变速驱动的，风扇叶片13的转速大于电机转轴12的转速。图5实施例中制动装置为鼓式制动器，图6是该鼓式制动器与变速齿轮驱动风扇的结构图，图7实施例中制动装置为碟式制动器，图8是该碟式制动器与变速齿轮驱动风扇的结构图，图9实施例中制动装置为轴刹碟式制动器，图10是该碟式制动器与变速齿轮驱动风扇的结构图。

与图1至图4实施例不同的是，图5至图10实施例中的散热风扇是独立结构的小风扇，其驱动力来自齿轮变速传动，本技术方案中散热风扇的数目可以是一个或多个，图5至图10实施例中的散热风扇都是三个。图5至图10实施例中独立小风扇的风扇罩14固定在电机机壳1上，在风扇转轴处15有与风扇叶片13同轴同步旋转的小齿轮17。在图5实施例的刹车毂8、图7实施例的刹车盘11和图9实施例的曳引轮6上都固定有同轴同步旋转的大齿轮16，所述的大齿轮16与小齿轮17相互啮合，且所述的大齿轮16可作为盘车齿轮用于盘车作业。

电机正常旋转时，刹车毂8、刹车盘11和曳引轮6都随其电机转轴12旋转，大齿轮16也随之转动，并通过齿轮啮合带动风扇上的小齿轮17转动，风扇叶片13在小齿轮17动力的驱动下转动。由于风扇小齿轮17的旋转半径小于大齿轮16的旋转半径，通过齿轮传动后，风扇叶片13的转速大于电机的转速。被风扇叶片13带动的气流在风扇罩14的引导下吹向机壳1的外表面或者从机壳1外表面抽走，该气流在固定于机壳1上的聚风罩2的引导下，在机壳1外表面流动，加速电机的散热。

以上所述之实施例只是本发明创造的几种较佳实施例，发明人例举这些实施例，旨在说明本技术方案的实施方式，并非以此限制本发明创造的实施范围，比如，扇叶结构、制动装置结构、聚风罩结构、风扇数目等都可以与上文例举的实施例有所不同，凡依本发明创造之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明创造的保护范围内。

Claims (9)

1.一种集成有散热装置的曳引机，包括电机主体、曳引轮、制动装置和散热装置，该散热装置包括风扇叶片、风扇罩和风扇驱动机构；其特征是所述散热装置置于电机主体的外部，并在结构上与制动装置或曳引轮集成；所述风扇叶片的驱动力来自电机，电机转轴的转动带动风扇叶片转动。

2.根据权利要求1所述的曳引机，其特征是，在制动装置的刹车毂或刹车盘上有风扇叶片，该风扇叶片与电机同轴同步旋转。

3.根据权利要求2所述的曳引机，其特征是所述的风扇叶片是由刹车毂或刹车盘中的支撑筋结构改进而成，即刹车毂或刹车盘的支撑筋和风扇叶片在结构上是同一个零部件。

4.根据权利要求2所述的曳引机，其特征是在所述的扇叶外面有风扇罩，该风扇罩能够聚集和引导被扇叶带动的气流，所述风扇罩结构件是由刹车毂结构改进而成，或是在刹车盘上加装的结构件，或在机壳上加装的结构件。

5.根据权利要求1所述的曳引机，其特征是所述电机动力通过齿轮传递到风扇叶片并使其转动，风扇叶片的转速大于电机的转速，且风扇叶片与电机不共轴。

6.根据权利要求5所述的曳引机，其特征是，在曳引机中有与电机同轴同步旋转的大齿轮，在散热装置中风扇叶片的转轴处有小齿轮，电机动力通过所述大齿轮和小齿轮的齿轮啮合传递到散热装置，并驱使风扇叶片转动。

7.根据权利要求6所述的曳引机，其特征是所述的大齿轮与制动装置的刹车毂或刹车盘固定为一体。

8.根据权利要求6所述的曳引机，其特征是所述的大齿轮与曳引轮固定为一体。

9.根据权利要求6所述的曳引机，其特征是所述大齿轮能作为盘车齿轮用于盘车操作。

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