CN210653604U - 减速电机系统及水下设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种减速电机系统及水下设备。该减速电机系统包括电机和减速传动部，其中，电机进一步包括第一传动轴；减速传动部进一步包括：第二传动轴，其与第一传动轴连接；传动部壳体，其上设有开口，第二传动轴通过开口自传动部壳体伸出一定长度，形成第二传动轴的密封段，其中，第二传动轴的外周面与开口之间具有第一间隙；第一密封结构，其套设在第二传动轴的密封段上，用于密封第二传动轴的密封段的外周面与开口之间的第一间隙。该减速电机系统适用于水下。

Description

减速电机系统及水下设备

技术领域

本申请实施例涉及电机领域，尤其涉及一种减速电机系统及水下设备。

背景技术

电机系统是一种能够实现将电能和机械能互相转化的机械设备。在机械设备领域，电机系统的应用十分广泛，其通常作为机械设备的动力源，为机械设备的运动提供动力。现有技术中，电机通常是在陆地上使用，但随着人们对自然界的逐步探索和开发，水下作业需求逐渐增加，一些机械设备需要能够在水中使用，相应地，需要能够在水下工作的电机系统为这些机械设备提供动力。

现有的电机系统通常包括壳体、定子和转子。定子固定设置在筒体内壁上，转子设置在输出轴上，且位于筒体内，输出轴伸出壳体。工作时，电机上通入交流电，利用电磁感应原理，使转子转动，从而实现电能到机械能的转化。这些电机系统都是基于陆地环境设计的，很难适应水下的使用环境，导致水下作业困难。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种减速电机系统及水下设备，以至少部分地解决上述问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种减速电机系统，减速电机系统包括电机和减速传动部，其中，电机进一步包括第一传动轴；减速传动部进一步包括：第二传动轴，其与第一传动轴连接；传动部壳体，其上设有开口，第二传动轴通过开口自传动部壳体伸出一定长度，形成第二传动轴的密封段，其中，第二传动轴的外周面与开口之间具有第一间隙；第一密封结构，其套设在第二传动轴的密封段上，用于密封第二传动轴的密封段的外周面与开口之间的第一间隙传动部壳体。

可选地，传动部壳体包括第一端盖，开口设置在第一端盖上，第一端盖上设有限位槽，第一密封结构的至少一部分位于限位槽内。

可选地，传动部壳体还包括第二端盖，第二端盖上设有连接法兰，第一端盖通过连接法兰可拆卸地与第二端盖连接。

可选地，第二传动轴的密封段上设有限制第一密封结构移动的限位凸起。

可选地，减速传动部还包括轴承，轴承设置在传动部壳体内，第二传动轴穿过轴承，并通过轴承可转动地支撑在传动部壳体内，轴承用于承载来自第二传动轴的轴向载荷和径向载荷。

可选地，减速传动部还包括第二密封结构，第二密封结构设置在传动部壳体内，并和轴承沿第二传动轴的轴向依次套设在第二传动轴上，以阻止轴承中的润滑油流出传动部壳体。

可选地，电机还包括电机壳体，电机壳体与传动部壳体是可拆卸地连接的，并且电机壳体与传动部壳体之间设有第三密封结构。

可选地，电机壳体包括电机筒体和电机端盖，电机端盖具有封闭式结构，电机端盖与电机筒体是一体成型的。

可选地，电机壳体上设有走线管，走线管远离电机壳体的一端设有密封填料函。

根据本申请的另一方面，提供一种水下设备，水下设备包括减速电机系统和叶片，减速电机系统为上述的减速电机系统，叶片设置在减速电机系统的第二传动轴上，并受第二传动轴驱动。

根据本申请实施例提供的减速电机系统包括电机和减速传动部。该减速电机系统的电机用于将电能转换为机械能。第一传动轴用于输出机械能。减速传动部用于传输动力，其中，传动部壳体用于安装第二传动轴等结构，以阻止有害物质(例如水)进入传动部壳体内，对传动部壳体内的部件造成损坏。第二传动轴与第一传动轴连接，以实现动力的传递。第二传动轴由传动部壳体的开口伸出，为了防止干涉第二传动轴运动，第二传动轴的外周面和传动部壳体的开口之间具有第一间隙。但是该第一间隙的存在使得传动部壳体外的物质可以通过第一间隙进入传动部壳体内。为了阻止外部的物质进入传动部壳体，在第二传动轴的密封段上套设第一密封结构，由于密封段位于传动部壳体外，因此可以利用第一密封结构从传动部壳体的外侧密封第二传动轴的外周面和开口之间的第一间隙。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。其中，

图1示出了根据本申请的实施例的减速电机系统的局部剖视结构示意图；

图2示出了图1中A处省略部分第一密封结构的局部放大图；

图3示出了图1中B处的局部放大图；和

图4示出了根据本申请的实施例的水下设备的结构示意图。

附图标记说明：

10：电机；

11：第一传动轴；

121：电机筒体；

121a：第二安装凸起；

122：电机端盖；

14：走线管；

141：密封填料函；

20：传动部；

21：传动部壳体；

211：第一端盖；

211a：限位槽；

212：第二端盖；

212a：连接法兰；

212b：避让槽；

213：第一间隙；

22：第二传动轴；

221：密封段；

222：连接段；

23：第一密封结构；

24：轴承；

25：第二密封结构；

27：第三密封结构；

28：连接结构；

281：第一安装凸起；和

30：叶片。

具体实施方式

为了对本申请实施例的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请实施例的具体实施方式。

参照图1-3，图1示出了根据本申请的实施例的电机系统的局部剖视结构示意图。图2示出了图1中A处省略了部分第一密封结构的局部放大图。图3示出了图1中B处的局部放大图。本实施例提供一种减速电机系统。该减速电机系统包括电机10和减速传动部20，电机10进一步包括第一传动轴11，减速传动部20进一步包括传动部壳体21、第二传动轴22和第一密封结构23。第二传动轴22与第一传动轴11连接；传动部壳体21上设有开口，第二传动轴22通过开口自传动部壳体21伸出一定长度，形成第二传动轴22的密封段221，第二传动轴22的外周面与开口之间具有第一间隙213。第一密封结构23套设在第二传动轴22的密封段221上，用于密封第二传动轴22的密封段221的外周面与开口之间的第一间隙213。

该减速电机系统的电机10用于将电能转换为机械能。第一传动轴11用于输出机械能。减速传动部20用于传输动力。传动部壳体21用于安装第二传动轴22等结构，以阻止有害物质进入传动部壳体21内部而对其内部结构造成损坏。第二传动轴22与第一传动轴11连接，以实现动力的传递。第二传动轴22由传动部壳体21的开口伸出，为了防止干涉第二传动轴22运动，第二传动轴22的外周面和开口的之间具有第一间隙213，而该第一间隙213的存在使得传动部壳体21外的物质可以通过第一间隙213进入传动部壳体21内。为了阻止外部的物质进入传动部壳体21，在第二传动轴22的密封段221上套设第一密封结构23，由于密封段221位于传动部壳体21外，因此可以利用第一密封结构23从传动部壳体21的外侧密封第二传动轴22的外周面和开口之间的第一间隙213。

在本申请实施例中的减速电机系统中，第二传动轴22的密封段221可以为第二传动轴22套设第一密封结构23的部分。由于在第二传动轴22的密封段221上设有第一密封结构23，使得第一密封结构23能够从传动部壳体21的外侧密封第一间隙213，从而防止水等有害物质通过第一间隙213进入传动部壳体21和电机10内，而损坏电机或者减速传动部20。上述结构特点使得该减速电机系统适用于水下。当然，该减速电机系统也可以用于陆地上，因此其适用性更高，可以满足更多使用需求。

在本实施例中，对第二传动轴22进行了延长设计，以保证第二传动轴22有足够长度作为密封段221，用于套设第一密封结构23。

此外，由于第一密封结构23设置在传动部壳体21外部，因而可以不占用传动部壳体21内部的空间，这样可以在尽量少地改动现有的传动部壳体21结构的情况下，实现对传动部壳体21密封性的提升，经济性高，且使减速电机系统能够适用于水下。而且，第一密封结构23设置在传动部壳体21外部，在装配该减速电机系统时可以直接将第一密封结构23套设到位于传动部壳体21外部的第二传动轴密封段221，而无需受传动部壳体21内的结构影响，从而可以使该减速电机系统的整体装配更加方便。

可选地，由于在第二传动轴22上添加了第一密封结构23，为了适配此该第一密封结构23，确保第一密封结构23的密封效果，在本实施例中，传动部壳体21包括第一端盖211，上述开口设置在第一端盖211上，第一端盖211上设有限位槽211a，第一密封结构23的至少一部分位于限位槽211a内。

在本实施例中，传动部壳体21包括第一端盖211和壳主体，第一端盖211以可拆卸的方式与传动部壳体21的壳主体连接。第一端盖211可通过紧固件(例如螺栓等)与传动部壳体21可拆卸连接。或者，第一端盖211通过磁吸的方式与传动部壳体21可拆卸连接。

第一端盖211上设有用于容纳第一密封结构23的限位槽211a，从而通过限位槽211a限制第一密封结构23移动，即对第一密封结构23进行定位和限位，这样可以提升密封效果，而且由于限位槽211a能够对第一密封结构23进行定位和限位，从而使该减速电机系统的装配更加方便、快速。

图2示出了图1中A处省略了部分第一密封结构的局部放大图。第一端盖211上设有供第二传动轴22伸出的开口，限位槽211a与开口连通，并形成阶梯孔结构，第一密封结构23可以通过阶梯孔的阶梯面进行限位。

此外。由于第一端盖211与传动部壳体21的壳主体之间以可拆卸的方式连接，因而可以针对不同的需求更换不同的第一端盖211，以提升适应性。例如，若减速电机系统需要应用到较深的水下环境时，由于水压较大，需要使用外径较大的第一密封结构23，则更换具有较大尺寸的限位槽211a的第一端盖211。这样在针对不同的水下环境需要使用不同规格的第一密封结构23时，可以安装与第一密封结构23适配的第一端盖211，这样就可以在不更换减速传动部20其它结构的情况下，使减速电机系统适配不同的使用环境，可以更好地节省成本。

优选地，为了使第一端盖211与壳主体的连接更加方便，且使减速电机系统在需要时可以与其他结构连接，提升可扩展性，传动部壳体21还包括第二端盖212，第二端盖212上设有连接法兰212a，第一端盖211通过连接法兰212a可拆卸地与第二端盖212连接。

通过在壳主体上设置具有连接法兰212a的第二端盖212，使得壳主体能够通过连接法兰212a与其他任何需要的结构或者外部设备连接，从而提升其扩展性能。

例如，在本实施例中，第一端盖211通过连接法兰212a与第二端盖212连接，从而使第一端盖211可拆卸地与壳主体连接。在其他实施例中，若其他结构需要与第二端盖212连接，则可以将第一端盖211拆下，使用连接法兰212a与其他结构连接。

在本实施例中，第二端盖212可以是任意适当的结构。例如，其可以为环形结构。

可选地，连接法兰结构212a包括凸缘和连接孔，凸缘为在第二端盖212的外周设置，沿第二端盖212径向延伸的凸缘。连接孔设置在凸缘上。该连接孔可以是一个或多个。关于连接孔的深度，其可以是通孔或盲孔。关于连接孔的类型，其可以是螺纹孔或者光孔等。

凸缘可以是在第二端盖212的周向上一体的完整环形凸缘，也可以是在周向上间隔设置的多个凸缘。当为多个间隔的凸缘时，各凸缘上设置的连接孔的数量可以相同或不同。

当然，在其他实施例中，第二端盖212可以是其他结构，连接孔可以适当地设置。例如，可以不设置凸缘，将连接法兰212a中的连接孔直接设置在第二端盖212的端面上，本实施例对此不作限制。

可选地，在本实施例中，第二端盖212通过第一紧固件与壳主体连接，以将其可靠地固定在壳主体上。第一紧固件可以是螺栓、螺钉、销钉、铆钉等结构。为了避免第一紧固件干涉第二端盖212和第一端盖211之间的配合，在第二端盖212上还设有避让槽212b，这样在第一端盖211固定在第二端盖212上时，在避让槽212b处可以用于容纳部分第一紧固件，防止第一紧固件凸出于第二端盖212的端面，而干涉第一端盖211的安装。而且，这样无需在第一端盖211上开孔，供第一紧固件穿过，从而可以提升整体密封性，以更好地适应水下使用场景。

在本实施例中，第二传动轴22伸出传动部壳体21的部分除了包括密封段221外，还可以包括连接段222。密封段221位于连接段222和传动部壳体21之间。

密封段221上可以设有限制第一密封结构23移动的限位凸起。这样可以防止第一密封结构23在第二传动轴22的轴向上窜动，保证密封效果。

在本实施例中，第一密封结构23可以是任意适当的密封结构。例如，第一密封结构23包括套设在第二传动轴22的密封段221外的机械密封(mechanical seal)。机械密封可以是由至少一对垂直于第二传动轴22的轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。该机械密封中可以包括丁晴橡胶材质的密封圈，该密封圈的长度(即沿第二传动轴22的轴向的尺寸)为60mm～100mm，例如为80mm，外径为80mm～100mm，例如为91mm。通过使用机械密封可以在不妨碍第二传动轴22转动的情况下，确保密封效果。

在本实施例中，在水中使用时，与现有技术中在空气中使用不同，由于水的流动会对第二传动轴22施加额外的径向载荷和轴向载荷，从而影响整个减速传动部20的受力。为了解决该问题，确保电机整体的可靠性，减速传动部20还包括可承载来自第二传动轴22的轴向载荷和径向载荷的轴承24。该轴承24设置在传动部壳体21内，第二传动轴22穿过轴承24，并通过轴承24可转动地支撑在传动部壳体21内。

使用能够承受轴向载荷和径向载荷的轴承24支撑第二传动轴22，使得可以保证第二传动轴22相对传动部壳体21正常转动，而且可以确保轴承24对载荷的承受能力，避免在水下使用时由于水流冲击产生的载荷而导致轴承24失效，提升可靠性。

轴承24可以是任何能够承受轴向载荷和径向载荷的轴承，例如，轴承24可以是球面滚子轴承等。

可选地，减速传动部20还包括第二密封结构25，第二密封结构25可以是密封油毡、弹性密封圈、油封等，其设置在传动部壳体21内，并和轴承24沿第二传动轴22的轴向设依次套设在第二传动轴22上，以阻止轴承24中的润滑油流出传动部壳体21。第二密封结构25可以避免轴承24中的润滑油泄漏导致轴承24运动磨损过大，确保运行安全。

在本实施例中，减速传动部20还包括传动机构，传动机构设置在传动部壳体21内，且连接第一传动轴11和第二传动轴22，使动力能够在第一传动轴11和第二传动轴22之间传递。传动机构可以是任何适当的机构，例如，齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、齿轮齿条传动机构、链轮链条传动机构等。例如，在本实施例中，减速传动部20为减速齿轮箱。通过设置不同组数的齿轮，选择不同齿数的齿轮，可以将电机10第一传动轴11的高转速、低扭矩转换为第二传动轴22的高扭矩、低转速，满足不同具体减速比(即减速传动部20的传动比)的要求。

可选地，电机10还包括电机壳体，电机壳体与传动部壳体21是可拆卸地连接的，并且电机壳体与传动部壳体21之间设有第三密封结构27。通过第三密封结构27可以密封电机壳体与传动部壳体21之间的间隙，从而避免水等物质进入电机10和减速传动部20中，保证其内部的安全性。

第三密封结构27可以是任何适当的结构，例如，包括O型密封圈和其它可阻止水的密封结构等。

在本实施例中，电机10安装在传动部壳体21远离第二传动轴22的一端。当然，在其他实施例中，电机10可以设置在传动部壳体21任何适当的位置，本实施例对此不作限制。

可选地，传动部壳体21还包括连接结构28，连接结构28设置在壳主体远离第一端盖211的一端，连接结构28用于安装电机10。连接结构28可以是任何适当的结构。

在本实施例中，连接结构28包括筒体、设置在筒体第一端的法兰盘和设置在筒体第二端的第一安装凸起281。连接结构28通过法兰盘可拆卸地与壳主体连接。连接结构28通过第一安装凸起281与电机10连接。

具体地，电机壳体包括电机筒体121和电机端盖122，电机端盖122具有封闭结构，即电机端盖上没有开孔等开放性结构，并且电机端盖122与电机筒体121是一体成型的。连接结构28与电机筒体121连接。在电机筒体121的外周上设有与第一安装凸起281对应的第二安装凸起121a，第一安装凸起281和第二安装凸起121a上均设有安装孔，第三紧固件穿过安装孔并将第一安装凸起281和第二安装凸起121a锁紧，从而实现电机壳体与连接结构28的紧固连接。

其中，第三密封结构27设置在连接结构28第二端的端面与电机筒体121的端面之间，以密封连接结构28和电机筒体121之间的第三间隙，防止水进入减速电机系统。

由于壳主体上可拆卸地设置了连接结构28，因而使得可以根据电机10尺寸规格的不同而更换不同的连接结构28，从而提升适用性，满足不同的动力需求，扩展能够该减速电机系统的功率和输出扭矩范围。

此外，由于电机端盖122具有封闭结构，未设置任何开孔等，且电机端盖122和电机筒体121一体成型，因此保证了电机壳体的密闭性，避免水进入电机壳体内，保证电机在水下使用时的安全性，而且可以保证电机筒体121和电机端盖122之间无缝隙，可以进一步提高减速电机系统的密闭性。

本实施例中的减速电机系统在使用时可直接浸入在水(或者油等其它液体)中。现有的电机系统当被用在水下时需要将电机系统放置在在与水隔离的隔离箱体中。与现有的电机系统相比，本实施例中的减速电机系统由于能够直接与环境中的液体接触，因此可以利用电机壳体和传动部壳体21与液体接触进行换热将工作过程中产生的热量带走，从而使得电机壳体可以是一体式的壳体，无需在电机端盖122上设置通风孔，充分保证了电机的密封性，满足水下使用的需求，而且无需在电机筒体121上设置散热翅片，可以降低重量和生产成本。

可选地，电机壳体上设有走线管14，走线管14远离电机壳体的一端设有密封填料函141。走线管14自电机壳体向外伸出，并固定连接在电机壳体上，用于将电机10中的线材引出或者将外部的线材引入至电机10中，且保证电机的密封性。走线管14可以与电机壳体一体成型，也可以通过焊接、粘接等方式连接在电机壳体上，本实施例对此不作限制。

在本实施例中，为了使线材能够进出该减速电机系统，走线管14远离电机壳体的一端(即走线管14的末端)设有密封填料函141，从而防止能够气体和/或液体泄漏，以避免进水。同时可以使线材正常走线。若走线管14的末端伸出水面，则可以根据需要设置或省略密封填料函。

在本实施例中，第一传动轴11通过电机轴承可转动地设置在电机壳体内，在第一传动轴11上套设有电机10的转子，在电机壳体的内壁上设有电机10的定子。通过转子和定子的相对运动使机械能与电能相互转化。

上述减速电机系统可以应用于多种设备中提供动力。例如，可以用作搅拌机、运载车、货架存取设备和垂直输送机等的驱动器。

参照图4，根据本申请的另一方面，提供一种水下设备，水下设备包括减速电机系统和叶片30，减速电机系统为前述的减速电机系统，叶片30设置在减速电机系统的第二传动轴22上，并受第二传动轴22驱动。该减速电机系统和叶片30可以直接设置在水下，通过电机可以驱动叶片30转动，或者，通过叶片30的转动带动减速电机系统发电。该水下设备可以是潜水设备，如潜艇等。或者，该水下设备可以是应用于水处理设备中的水下搅拌器。其可以应用到污水处理系统中，用于在水下对污水进行搅拌，而防止沉淀。这种水处理设备结构可以更加紧凑，且可以减少叶片与减速电机系统之间的连接部件，从而降低成本。

根据本申请的实施例，前述的减速电机系统具有如下有益效果：

该减速电机系统密封性好，可以在水下使用，应用到水下设备中。通过设置第一密封结构，改进第二传动轴和第一端盖，使其可以更好地适应水下使用场景。通过设置能够承受轴向和径向载荷的轴承，使得可以避免水下环境中产生的轴向和径向载荷导致轴承失效，从而使可靠性更好，且充分适应水下使用场景中受到水流冲击产生的额外载荷。一体成型的电机筒体和电机端盖形成一体式的电机壳体，这种电机壳体可以充分保证水下使用的安全性，且还可以确保充分散热。第一密封结构设置在传动部壳体外侧，在保证密封性的情况下，装配更加简单方便。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本申请实施例示意性的具体实施方式，并非用以限定本申请实施例的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本申请实施例的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本申请实施例保护的范围。

Claims (10)

1.一种减速电机系统，其特征在于，所述减速电机系统包括电机(10)和减速传动部(20)，其中，

所述电机(10)进一步包括第一传动轴(11)；

所述减速传动部(20)进一步包括：

第二传动轴(22)，其与所述第一传动轴(11)连接；

传动部壳体(21)，其上设有开口，所述第二传动轴(22)通过所述开口自所述传动部壳体(21)伸出一定长度，形成所述第二传动轴(22)的密封段(221)，其中，所述第二传动轴(22)的外周面与所述开口之间具有第一间隙(213)；

第一密封结构(23)，其套设在所述第二传动轴(22)的密封段(221)上，用于密封所述第二传动轴(22)的密封段(221)的外周面与所述开口之间的第一间隙(213)传动部壳体。

2.根据权利要求1所述的减速电机系统，其特征在于，所述传动部壳体(21)包括第一端盖(211)，所述开口设置在所述第一端盖(211)上，所述第一端盖(211)上设有限位槽(211a)，所述第一密封结构(23)的至少一部分位于所述限位槽(211a)内。

3.根据权利要求2所述的减速电机系统，其特征在于，所述传动部壳体(21)还包括第二端盖(212)，所述第二端盖(212)上设有连接法兰(212a)，所述第一端盖(211)通过所述连接法兰(212a)可拆卸地与所述第二端盖(212)连接。

4.根据权利要求1所述的减速电机系统，其特征在于，所述第二传动轴(22)的密封段(221)上设有限制所述第一密封结构(23)移动的限位凸起。

5.根据权利要求1所述的减速电机系统，其特征在于，所述减速传动部(20)还包括轴承(24)，所述轴承(24)设置在所述传动部壳体(21)内，所述第二传动轴(22)穿过所述轴承(24)，并通过所述轴承(24)可转动地支撑在所述传动部壳体(21)内，所述轴承(24)用于承载来自所述第二传动轴(22)的轴向载荷和径向载荷。

6.根据权利要求5所述的减速电机系统，其特征在于，所述减速传动部(20)还包括第二密封结构(25)，所述第二密封结构(25)设置在所述传动部壳体(21)内，并和所述轴承(24)沿所述第二传动轴(22)的轴向依次套设在所述第二传动轴(22)上，以阻止所述轴承(24)中的润滑油流出所述传动部壳体(21)。

7.根据权利要求1所述的减速电机系统，其特征在于，所述电机(10)还包括电机壳体，所述电机壳体与所述传动部壳体(21)是可拆卸地连接的，并且所述电机壳体与所述传动部壳体(21)之间设有第三密封结构(27)。

8.根据权利要求7所述的减速电机系统，其特征在于，所述电机壳体包括电机筒体(121)和电机端盖(122)，所述电机端盖(122)具有封闭式结构，所述电机端盖(122)与所述电机筒体(121)是一体成型的。

9.根据权利要求7所述的减速电机系统，其特征在于，所述电机壳体上设有走线管(14)，所述走线管(14)远离所述电机壳体的一端设有密封填料函(141)。

10.一种水下设备，其特征在于，所述水下设备包括减速电机系统和叶片(30)，所述减速电机系统为权利要求1-9中任一项所述的减速电机系统，所述叶片(30)设置在所述减速电机系统的第二传动轴(22)上，并受所述第二传动轴(22)驱动。

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