CN206313579U - 一种铰接式自卸车用交流异步牵引电动机 - Google Patents

Abstract

一种铰接式自卸车用交流异步牵引电动机，属于电动机领域。技术要点是：包括：机座由外至内依次设置水套外筒、水道和水套内筒，机座内部依次设置定子铁芯、定子绕组、转子绕组、转子铁芯和转轴，所述定子绕组一侧为制动器端绕组端部，另一侧为驱动端绕组端部，所述制动器端绕组端部和驱动端绕组端部设有端箍，所述制动器端绕组端部一侧安装制动器端端盖，所述制动器端端盖上方设有速度传感器，机座侧身设置有安装板、进出水口，所述水道内部进出水口处设置水道隔板，水道两侧均匀设置交错焊接的水道筋板，有益效果是:采用高集成化的机座和端盖设计，减轻整机重量，实现电动机运行时对关键部件的实时监控和不停机维护，提升整机运行的可靠性。

Description

一种铰接式自卸车用交流异步牵引电动机

技术领域

本实用新型涉及交流异步电机领域，尤其涉及一种专为地下铰接式电动轮自卸车研制的三相交流异步牵引电动机。

背景技术

随着已探明的地表层矿产资源储量的逐年开发减少，人们开始将注意力转向深藏于地下的并具有开发利用价值的深层矿产资源。而矿石的运输离不开矿用电动轮自卸车，它由电力传动系统驱动车辆运行，是目前世界范围内大型矿山运输领域的主力设备。随着地下矿产开采量的逐年增加，对适用于地下巷道作业的，用于矿石运输的大型电动轮自卸车的需求量也逐年提升。

常规的露天矿用电动轮自卸车，仅适用于地表环境，而地下巷道环境更为严酷恶劣，空间高度狭小，路面崎岖泥泞，弯度和坡度大，空气湿度大且粉尘含量高，对车辆的检修维护不便，工作时环境条件多变不定，这些因素都使常规的电动轮自卸车受到很大制约甚至根本无法使用。这就需要开发出适用于地下巷道环境使用的地下铰接式电动轮自卸车。而作为该车辆驱动系统的核心部件——牵引电动机，同样也需要满足这样的使用条件，并符合车辆对空间尺寸、安装方式、性能参数、防护等级等提出的要求。

目前使用量最多的两种牵引电动机中的一种——直流牵引电动机，因为其自身存在碳刷和换向器而造成维护不便的弊端和功率密度较交流电机小而造成体积偏大的特点，而不适用于该场合。而结构简单应用成熟的三相交流变频异步牵引电动机更适合作为该车型的驱动电动机。

针对上述情况，能否研制出适合地下铰接式电动轮自卸车的三相交流异步牵引电动机，成为制约该领域发展的重要技术课题。

实用新型内容

为了解决现有电动机防护等级低，封闭式电动机在高功率密度的情况下换热性能不好，车辆运行时的颠簸容易对电动机产生不良影响，整车牵引力不足，地下运行可靠性不高等问题，本实用新型提供一种铰接式自卸车用交流异步牵引电动机，该电动机用水套冷式三相交流变频异步牵引电动机，可在体积受限制的前提下依然保证高转矩密度输出，且起动转矩大，过载能力强；采用全封闭结构，有效阻隔电动机外部有害物质进入；高集成化的机座和端盖设计，减轻整机重量，实现电动机运行时对关键部件的实时监控和不停机维护，提升整机运行的可靠性。

一种铰接式自卸车用交流异步牵引电动机，包括：制动器端轴伸、制动器端端盖、速度传感器、制动器端绕组端部、转子端环、转子护环、转子导条、水套外筒、水道、水套内筒、定子铁芯、转子铁芯、驱动端绕组端部、端箍、驱动端端盖、轴承内盖、轴承外盖、驱动端轴伸、安装板、进出水口、金属防水接头、出线插座、水道隔板、水道筋板，机座由外至内依次设置水套外筒、水道和水套内筒，机座内部依次设置定子铁芯、定子绕组、转子绕组、转子铁芯和转轴，所述定子绕组一侧为制动器端绕组端部，另一侧为驱动端绕组端部，所述制动器端绕组端部和驱动端绕组端部设有端箍，所述制动器端绕组端部一侧安装制动器端端盖，所述制动器端端盖上方设有速度传感器，所述转子铁芯内嵌转子导条，转子导条两端设有转子端环和转子护环，位于制动器端绕组端部一侧为转轴的制动器端轴伸，位于驱动端绕组端部一侧为转轴的驱动端轴伸，所述驱动端轴伸一端的基座上设置驱动端端盖、转轴两端分别设置轴承内盖和轴承外盖，机座侧身设置有安装板、进出水口，所述水道内部进出水口处设置水道隔板，水道两侧均匀设置交错焊接的水道筋板。

进一步的，所述制动器端绕组端部、驱动端绕组端部，制动器端轴伸和驱动端轴伸安装测温装置。

进一步的，所述制动器端绕组端部和驱动端绕组端部的测温装置及绕组引出线处设置金属防水接头或引出线插座。

进一步的，还包括O型密封圈，机座与驱动端端盖和机座与制动器端端盖的配合止口处设有O型密封圈。

进一步的，制动器端轴伸和驱动端轴伸与各自轴承内盖、轴承外盖之间设置机械密封沟。

进一步的，制动器端端盖和驱动端端盖设置注油装置。

进一步的，所述水道筋板数量为17个。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述的交流异步牵引电动机用水套冷式三相交流变频异步牵引电动机，可在体积受限制的前提下依然保证高转矩密度输出，且起动转矩大，过载能力强；提升防护等级，采用全封闭结构，有效阻隔电动机外部有害物质进入；高集成化的机座和端盖设计，减轻整机重量，实现电动机运行时对关键部件的时时监控和不停机维护，提升整机运行的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型侧面剖视图。

图2为本实用新型水道剖视展开图。

图3为本实用新型所述牵引电动机外形图。

其中：1.制动器端轴伸、2.制动器端端盖、3.速度传感器、4.O型密封圈、5.制动器端绕组端部、6.转子端环、7.转子护环、8.转子导条、9.水套外筒、10.水道、11.水套内筒、12.定子铁芯、13.转子铁芯、14.驱动端绕组端部、15.端箍、16.驱动端端盖、17.轴承内盖、18.轴承外盖、19.驱动端轴伸、20.安装板、21.进出水口、22.金属防水接头、23.出线插座、24.水道隔板、25.水道筋板。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型做进一步说明。

实施例1：

本实施例为一种具有紧凑型安装结构的水套冷式三相交流变频异步牵引电动机，该机型专为矿用地下铰接式电动轮自卸车配套使用。如图1所示，包括：制动器端轴伸1、制动器端端盖2、速度传感器3、O型密封圈4、制动器端绕组端部5、转子端环6、转子护环7、转子导条8、水套外筒9、水道10、水套内筒11、定子铁芯12、转子铁芯13、驱动端绕组端部14、端箍15、驱动端端盖16、轴承内盖17、轴承外盖18、驱动端轴伸19、安装板20、进出水口21、金属防水接头22、出线插座23、水道隔板24、水道筋板25，机座由外至内依次设置水套外筒9、水道10和水套内筒11，机座内部依次设置定子铁芯12、定子绕组、转子绕组、转子铁芯13和转轴，所述定子绕组一侧为制动器端绕组端部5，另一侧为驱动端绕组端部14，所述制动器端绕组端部5和驱动端绕组端部14设有端箍15，所述制动器端绕组端部5一侧安装制动器端端盖2，所述制动器端端盖2上方设有速度传感器3，所述转子铁芯13内嵌转子导条8，转子导条两端设有转子端环6和转子护环7，位于制动器端绕组端部5一侧为转轴的制动器端轴伸1，位于驱动端绕组端部14一侧为转轴的驱动端轴伸19，所述驱动端轴伸19一端的基座上设置驱动端端盖16、转轴两端分别设置轴承内盖17和轴承外盖18，机座侧身设置有安装板20、进出水口21，所述水道内部进出水口处设置水道隔板24，水道10两侧均匀设置交错焊接的水道筋板25。

地下巷道环境复杂多变，水汽、土石、多种成份的粉尘分布其中。如进入电动机内部必然会造成电动机部件受损，缩短整机使用寿命，并增加维护成本。本实用新型所述电动机采用全封闭的防护等级IP55的结构，有效隔绝运行时电动机外部环境中的粉尘、水汽进入。机座与驱动端端盖16和机座与制动器端端盖2的配合止口处采用O型密封圈4密封；两侧轴伸与各自轴承内盖17、轴承外盖18之间采用多道机械密封沟密封；电动机内腔绕组引出线处用专用的金属防水接头22或出线插座23密封，将对电动机有害的物质阻隔在机壳之外。

在电动机采用封闭结构而又要保证电机可靠散热的情况下，采用水套机座结构，可使本文所述封闭式电动机在高功率密度的情况下满足换热要求。定子铁芯12外径与水套内筒11内径热套配合，将铁芯热量通过水套内筒11传递给水道10中的冷却水。定子两侧端部绕组和转子导条8及转子端环6产生的热量通过辐射方式传导给电动机内腔的空气，再由内部空气的流动将热量一部分通过驱动端端盖16和制动器端端盖2传导至电动机外部空气，另一部分通过水套内筒11传递给冷却水，通过冷却水的外部循环将热量带走。根据该电动机的热量传递方式，在电动机温升设计时适当提高定子铁芯及绕组的热负荷，降低转子导条8和转子端环6热负荷，均衡温升分布。

采用机座外筒表面焊接安装板20并在其上加工螺纹孔的方式将电动机与车辆车架相连，这样做即可最大程度的缩小电动机体积，又可减缓车辆运行时的颠簸对电动机产生的不良影响。机座和两端端盖采用集成化结构。机座两侧分别安置有两处共四个安装板20，通过在其上加工的共8处螺纹孔与车架联接。电动机驱动端与减速器联接，通过驱动端端盖16上的螺纹孔和驱动端轴伸19的内花键分别联接减速器的定子和转轴。电动机制动器端联接有车轮制动器，制动器的制动盘和摩擦盘分别与电动机制动器端端盖2外部的螺纹孔及制动器端轴伸1外花键联接。制动器端端盖上还安置有速度传感器3的探头，通过与制动器摩擦盘集成的测速齿轮配合，实时测量电动机转速。

水套内筒11外壁应根据电动机使用时冷却水流量和压力等技术参数的要求设计并分布水道筋板25和水道隔板24，焊接后加工外圆，再将水套外筒9通过过盈配合与水套内筒11紧密结合，再焊接进出水口21，形成封闭的水道10。本文所述电动机采用轴向蛇形迂回水道，如图2所示，进出水口间焊有通长的水道隔板24，径向360度范围内按18等份两端交错均布17处水道筋板25，既能引导冷却水流向，又起到支撑水套外筒9的作用，水道10的轴向长度应完全覆盖定子铁芯12。

本实施例电动机取消了传统电机的接线盒，通过动力引出线插座23实现定子引线快速插拔联接，节省空间，维护方便。集成化的设计不但可以节省有限的空间，由于一体化程度高，也适用于长期冲击振动的场合。为预防车辆颠簸对电动机内部产生不良的影响，电动机定子在制造时采用了外压装工艺，铁芯在外部压装后嵌线前精车外径，成型线圈嵌线后每端绕组端部分别用两道端箍15绑扎牢固，并用膨胀材料分段将相邻线圈端部间隙垫紧，经整体真空压力浸漆后固化成一体，抗振能力更强。转子导条8端部也采用了特殊的加强措施，转子导条8与转子端环6采用整体中频焊接完成后，将转子导条8与转子端环6外侧焊接处精加工至要求尺寸，再用高强度的不导磁合金不锈钢转子护环7热套至其外侧，从圆周方向起到箍紧保护的作用。

实施例2：

作为一种单独的实施例或者是对实施例1的补充。

地下铰接式电动轮自卸车使用工况有别于露天矿用电动轮自卸车，地下巷道以坡路为主且坡度更大，车辆转弯半径更小，行驶路面平整度更差，泥泞涉水路段多，对车辆牵引能力的要求有大幅提升。为满足这样的要求，文中所述驱动电动机的牵引和制动特性必须改进，设计时增大驱动电动机的额定转矩，满足长时坡路行驶要求。增大转矩过载能力，可避免车辆经过坑洼路段时，由于个别轮胎离地，造成的整车牵引力不足的现象。增大起动转矩，增强坡路及坑洼路段起动能力。

地下巷道空间相对狭小，如车辆出现故障，维修救援都很困难且耗时过长，这就要求对易损部件进行时时监控和预判。如附图3所示，本实施例所述牵引电动机两侧定子绕组端部、两侧轴承分别安装有测温装置，可时刻跟踪温度变化，通过总结温度变化规律判断电动机绕组和轴承的运行情况，为确定维护和保养的时间提供依据。电动机内腔测温装置引出线处用专用的金属防水接头或出线插座密封，将对电动机有害的物质阻隔在机壳之外。电动机驱动端和制动端端盖均设置有注油装置，可实现不停机添加轴承润滑脂。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种铰接式自卸车用交流异步牵引电动机，其特征在于，包括：制动器端轴伸(1)、制动器端端盖(2)、速度传感器(3)、制动器端绕组端部(5)、转子端环(6)、转子护环(7)、转子导条(8)、水套外筒(9)、水道(10)、水套内筒(11)、定子铁芯(12)、转子铁芯(13)、驱动端绕组端部(14)、端箍(15)、驱动端端盖(16)、轴承内盖(17)、轴承外盖(18)、驱动端轴伸(19)、安装板(20)、进出水口(21)、金属防水接头(22)、出线插座(23)、水道隔板(24)、水道筋板(25)，机座由外至内依次设置水套外筒(9)、水道(10)和水套内筒(11)，机座内部依次设置定子铁芯(12)、定子绕组、转子绕组、转子铁芯(13)和转轴，所述定子绕组一侧为制动器端绕组端部(5)，另一侧为驱动端绕组端部(14)，所述制动器端绕组端部(5)和驱动端绕组端部(14)设有端箍(15)，所述制动器端绕组端部(5)一侧安装制动器端端盖(2)，所述制动器端端盖(2)上方设有速度传感器(3)，所述转子铁芯(13)内嵌转子导条(8)，转子导条(8)两端设有转子端环(6)和转子护环(7)，位于制动器端绕组端部(5)一侧为转轴的制动器端轴伸(1)，位于驱动端绕组端部(14)一侧为转轴的驱动端轴伸(19)，所述驱动端轴伸(19)一端的基座上设置驱动端端盖(16)、转轴两端分别设置轴承内盖(17)和轴承外盖(18)，机座侧身设置有安装板(20)、进出水口(21)，所述水道(10)内部进出水口处设置水道隔板(24)，水道(10)两侧均匀设置交错焊接的水道筋板(25)。

2.如权利要求1所述的异步牵引电动机，其特征在于，制动器端绕组端部(5)、驱动端绕组端部(14)，制动器端轴伸(1)和驱动端轴伸(19)安装测温装置。

3.如权利要求2所述的异步牵引电动机，其特征在于，制动器端绕组端部(5)和驱动端绕组端部(14)的测温装置及绕组引出线处设置金属防水接头(22)或引出线插座(23)。

4.如权利要求1所述的异步牵引电动机，其特征在于，还包括O型密封圈(4)，机座与驱动端端盖(16)和机座与制动器端端盖(2)的配合止口处设有O型密封圈(4)。

5.如权利要求1所述的异步牵引电动机，其特征在于，制动器端轴伸(1)和驱动端轴伸(19)与各自轴承内盖(17)、轴承外盖(18)之间设置机械密封沟。

6.如权利要求1所述的异步牵引电动机，其特征在于，制动器端端盖(2)和驱动端端盖(16)设置注油装置。

7.如权利要求1所述的异步牵引电动机，其特征在于，所述水道筋板(25)数量为17个。