CN210669773U - 一种带有制动器的节能减速电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有制动器的节能减速电机，包括电机、减速器和电磁制动器；电机为永磁电机，永磁电机包括机壳、电机定子、磁钢、电机转子铁芯，机壳外套设有水套，机壳的后侧安装有后法兰，水套外设置有与机壳内连通的接线盒；电磁制动器包括制动器法兰和设置在制动器法兰外侧且安装在后法兰上的制动器后壳以及设置在制动器后壳内的制动器定子、制动器转子和制动器轴套，电机输出轴与制动器轴套通过电机轴键连接。本实用新型将永磁电机和行星减速机集成一体化设计，利用永磁电机相对于异步电机高效率区域宽以及调速性能优异的特点，提高电机的转速，使用行星减速器起到降低转速增加转矩的目的，高效节能，且减速器输出灵活多变。

Description

一种带有制动器的节能减速电机

技术领域

本实用新型属于减速电机的控制技术领域，具体涉及一种带有制动器的节能减速电机。

背景技术

节能减排在当今世界是一个无法回避的话题，影响着世界经济的发展。作为节能减排的重点的工业领域，电机系统用电量约占全国用电量的60％，节能潜力巨大。减速电机通常是由减速齿轮箱、电机和制动器构成，一般减速电机中的电机采用电励磁电机，其内部转子有绕组的存在，运行时转子绕组会产生铜耗，影响了电机效率的提升，同时对于电励磁电机来说，一定输出转速的条件下，增大输出转矩就要增加电机的体积，影响了功率密度和转矩密度的提高；而减速齿轮箱多采用同轴多级减速器，在与电励磁电机配合时，减速电机体积大，减速电机的效率有待进一步提高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种带有制动器的节能减速电机，其设计新颖合理，将永磁电机和行星减速机集成一体化设计，形成全新结构的高功率密度节能减速电机，利用永磁电机相对于异步电机高效率区域宽以及调速性能优异的特点，提高电机的转速，使用行星减速器起到降低转速增加转矩的目的，能够使在电机体积变化不大的情况下，增大电机输出转矩提高了电机的功率密度和转矩密度，高效节能，且减速器输出灵活多变，满足不同生产要求，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：包括电机、安装在所述电机前端且与所述电机的电机输出轴相连接的减速器以及安装在所述电机后端且与所述电机的电机输出轴相连接的电磁制动器；所述电机为永磁电机，所述永磁电机包括机壳以及由外至内设置在机壳与电机输出轴之间的电机定子、磁钢、电机转子铁芯，磁钢和电机转子铁芯的两端通过端板固定，机壳外套设有水套，机壳的后侧安装有后法兰，水套外设置有与机壳内连通的接线盒；

所述电磁制动器包括安装在后法兰后侧的制动器法兰和设置在制动器法兰外侧且安装在后法兰上的制动器后壳以及设置在制动器后壳内的制动器定子、制动器转子和制动器轴套，电机输出轴与制动器轴套通过电机轴键连接，制动器轴套与制动器转子通过花键连接。

上述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述齿轮编码器套设在电机输出轴位于所述电磁制动器前侧的轴段上，用于采集电机输出轴的位置信号，齿轮编码器的编码器感应头固定在后法兰的背面且其数据线依次穿过后法兰和机壳伸入至接线盒内。

上述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述减速器为单级行星减速器，所述单级行星减速器包括与机壳连接的减速器外壳以及设置在减速器外壳内且与电机输出轴相连接的内部行星减速机构，减速器外壳远离机壳的一端安装有减速器端盖，所述内部行星减速机构包括三个环绕于输入太阳轮外圆并与输入太阳轮相互啮合的行星齿轮以及用于安装三个行星齿轮的行星架，减速器外壳上固定设置有内齿圈，行星齿轮与输入太阳轮啮合的同时与内齿圈啮合，减速器输出轴安装在行星架远离减速器外壳的一端且穿过减速器端盖，电机输出轴穿过输入太阳轮中心通孔，输入太阳轮通过涨套与电机输出轴连接，减速器输出轴位于减速器端盖外的轴段上设置有减速器轴键。

上述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述输入太阳轮的齿轮、行星齿轮、内齿圈的齿轮均采用直齿齿形。

上述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述减速器外壳与减速器端盖之间通过O型密封圈密封，减速器外壳上安装有水嘴。

上述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述行星齿轮通过滚针轴承安装在行星架上，电机输出轴与后法兰配合位置处设置有深沟球轴承和波纹弹簧。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的电机选用永磁电机，由于永磁电机的磁场是由永磁体产生的，从而避免了通过励磁电流来产生磁场导致的励磁损耗，其电机转子无电阻损耗，定子绕组几乎不存在无功电流，因而电机温升低；在同体积、同重量的电机中，永磁电机功率高；在同功率容量的电机中，永磁电机体积和重量小。

2、本实用新型通过在永磁电机后端设置电磁制动器，当制动器定子通电时，所产生的磁场吸引衔铁向定子移动，弹簧被压缩，此时转子被松开，转子能够自由的转动，制动解除；当制动器定子断电时，弹簧作用的力在衔铁上，将电机输出轴通过花键连接的制动器转子紧紧夹在衔铁与盖板之间，产生制动力矩，电机输出轴处于制动状态。

3、本实用新型通过在永磁电机前端设置与永磁电机的电机输出轴相连接的减速器，在永磁电机后端设置与永磁电机的电机输出轴相连接的电磁制动器，永磁电机和减速器集成一体化设计，减小了减速电机的体积，提高了电机的功率密度与转矩密度，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计新颖合理，将永磁电机和行星减速机集成一体化设计，形成全新结构的高功率密度节能减速电机，利用永磁电机相对于异步电机高效率区域宽以及调速性能优异的特点，提高电机的转速，使用行星减速器起到降低转速增加转矩的目的，能够使在电机体积变化不大的情况下，增大电机输出转矩提高了电机的功率密度和转矩密度，高效节能，且减速器输出灵活多变，满足不同生产要求，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明:

1—减速器端盖； 2—O型密封圈； 3—水嘴；

4—减速器外壳； 5—内齿圈； 6—行星齿轮；

7—滚针轴承； 8—深沟球轴承； 9—机壳；

10—水套； 11—电机定子； 12—接线盒；

13—后法兰； 14—制动器后壳； 15—制动器定子；

16—制动器转子； 17—第一压紧螺母； 18—制动器轴套；

19—电机轴键； 20—第二压紧螺母； 21—制动器法兰；

22—齿轮编码器； 23—编码器感应头； 24—轴承钢套；

25—波纹弹簧； 26—电机输出轴； 27—电机转子铁芯；

28—磁钢； 29—端板； 30—过渡轴套；

31—过渡油封； 32—行星架； 33—输入太阳轮；

34—涨套； 35—第三压紧螺母； 36—减速器轴键；

37—减速器输出轴； 38—减速器输出轴套；

39—减速器输出轴套油封。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种带有制动器的节能减速电机，包括电机、安装在所述电机前端且与所述电机的电机输出轴26相连接的减速器以及安装在所述电机后端且与所述电机的电机输出轴26相连接的电磁制动器；所述电机为永磁电机，所述永磁电机包括机壳9以及由外至内设置在机壳9与电机输出轴26之间的电机定子11、磁钢28、电机转子铁芯27，磁钢28和电机转子铁芯27的两端通过端板29固定，机壳9外套设有水套10，机壳9的后侧安装有后法兰13，水套10外设置有与机壳9内连通的接线盒12；

所述电磁制动器包括安装在后法兰13后侧的制动器法兰21和设置在制动器法兰21外侧且安装在后法兰13上的制动器后壳14以及设置在制动器后壳14内的制动器定子15、制动器转子16和制动器轴套18，电机输出轴26与制动器轴套18通过电机轴键19连接，制动器轴套18与制动器转子16通过花键连接。

需要说明的是，本实施例中电机选用永磁电机，由于永磁电机的磁场是由永磁体产生的，从而避免了通过励磁电流来产生磁场导致的励磁损耗，其电机转子无电阻损耗，定子绕组几乎不存在无功电流，因而电机温升低；在同体积、同重量的电机中，永磁电机功率高；在同功率容量的电机中，永磁电机体积和重量小；并通过在永磁电机后端设置电磁制动器，当制动器定子15通电时，所产生的磁场吸引衔铁向定子移动，弹簧被压缩，此时制动器转子16被松开，制动器转子16能够自由的转动，制动解除；当制动器定子15断电时，弹簧作用的力在衔铁上，将电机输出轴26通过花键连接的制动器转子16紧紧夹在衔铁与盖板之间，产生制动力矩，电机输出轴26处于制动状态；通过在永磁电机前端设置与永磁电机的电机输出轴16相连接的减速器，在永磁电机后端设置与永磁电机的电机输出轴相连接的电磁制动器，永磁电机和减速器集成一体化设计，减小了减速电机的体积，提高了电机的功率密度与转矩密度，节能且减速电机效率高；机壳9与水套10套在一起，机壳9外圆留有螺旋水道，水道参数经过优化能够保证及时带走电机所产生的热量，水套10外圆留有两出水口，出水口在机身的侧面，水口与水道形成通路可以保证冷却液的通过，以保证对机壳的冷却，冷却介质选择为水。

本实施例中，所述齿轮编码器22套设在电机输出轴26位于所述电磁制动器前侧的轴段上，用于采集电机输出轴26的位置信号，齿轮编码器22的编码器感应头23固定在后法兰13的背面且其数据线依次穿过后法兰13和机壳9伸入至接线盒12内。

本实施例中，所述减速器为单级行星减速器，所述单级行星减速器包括与机壳9连接的减速器外壳4以及设置在减速器外壳4内且与电机输出轴26相连接的内部行星减速机构，减速器外壳4远离机壳9的一端安装有减速器端盖1，所述内部行星减速机构包括三个环绕于输入太阳轮33外圆并与输入太阳轮33相互啮合的行星齿轮6以及用于安装三个行星齿轮6的行星架32，减速器外壳4上固定设置有内齿圈5，行星齿轮6与输入太阳轮33啮合的同时与内齿圈5啮合，减速器输出轴37安装在行星架32远离减速器外壳4的一端且穿过减速器端盖1，电机输出轴26穿过输入太阳轮33中心通孔，输入太阳轮33通过涨套34与电机输出轴26连接，减速器输出轴37位于减速器端盖1外的轴段上设置有减速器轴键36。

本实施例中，所述减速器外壳4与减速器端盖1之间通过O型密封圈2密封，减速器外壳4上安装有水嘴3。

需要说明的是，由于电机的功率较大，减速器端盖1外圆处开有挖空的水道，通过与减速器外壳4外的水嘴3配合之后可以形成冷却液的通路，可以带走减速器所产生的多余热量，本次冷却介质选择为水。

本实施例中，所述输入太阳轮33的齿轮、行星齿轮6、内齿圈5的齿轮均采用直齿齿形，能够防止传动时产生轴向力，同时又对齿形进行了变位，增强了承载能力，实际使用时，三个行星轮齿数和模数不进行限定，可以在满足传动强度的前提下通过不同的齿数模数组合获得不同的传动比和传动尺寸，以满足不同的使用需求。

本实施例中，所述行星齿轮6通过滚针轴承7安装在行星架32上，电机输出轴26与后法兰13配合位置处设置有深沟球轴承8和波纹弹簧25。

实际安装使用时，行星齿轮6通过滚针轴承7安装在行星架32上，保证行星齿轮6在行星架32上自由的转动，电机输出轴26位于制动器轴套18靠近制动器的一端的轴段上安装有第一压紧螺母17，用于固定制动器轴套18；电机输出轴26位于齿轮编码器22与电磁制动器之间的轴段上设置有第二压紧螺母20，用于固定齿轮编码器22；电机输出轴26远离制动器的一端上安装有第三压紧螺母35，用于限位输入太阳轮33；电机输出轴26与后法兰13配合位置处设置有深沟球轴承8和波纹弹簧25，给电机输出轴26加轴向预紧力，深沟球轴承8与后法兰13之间设置有轴承钢套24，行星架32与减速器外壳4内壁之间同样安装有深沟球轴承8，减速器外壳4与电机输出轴26配合位置处设置有过渡轴套30，过渡轴套30与电机输出轴26配合位置处通过过渡油封31密封，减速器输出轴37和减速器端盖1配合位置处设置有减速器输出轴套38，减速器输出轴37和减速器输出轴套38配合位置处通过减速器输出轴套油封39密封。

本实用新型使用时，为减速电机上电，永磁电机带动单级行星减速器转动，利用齿轮编码器22采集电机输出轴26的位置及转速，并反馈至电机控制系统或电机驱动器，控制电机正常工作；减速电机失电，失电后电磁制动器将电机输出轴26抱死，防止电机输出轴26发生转动，实现减速电机的制动；将永磁电机和单级行星减速器集成一体化设计，形成全新结构的高功率密度节能减速电机，利用永磁电机相对于异步电机高效率区域宽以及调速性能优异的特点，提高电机的转速，使用单级行星减速器起到降低转速增加转矩的目的，能够使在电机体积变化不大的情况下，增大电机输出转矩提高了电机的功率密度和转矩密度，高效节能，且减速器输出灵活多变，满足不同生产要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：包括电机、安装在所述电机前端且与所述电机的电机输出轴(26)相连接的减速器以及安装在所述电机后端且与所述电机的电机输出轴(26)相连接的电磁制动器；所述电机为永磁电机，所述永磁电机包括机壳(9)以及由外至内设置在机壳(9)与电机输出轴(26)之间的电机定子(11)、磁钢(28)、电机转子铁芯(27)，磁钢(28)和电机转子铁芯(27)的两端通过端板(29)固定，机壳(9)外套设有水套(10)，机壳(9)的后侧安装有后法兰(13)，水套(10)外设置有与机壳(9)内连通的接线盒(12)；

所述电磁制动器包括安装在后法兰(13)后侧的制动器法兰(21)和设置在制动器法兰(21)外侧且安装在后法兰(13)上的制动器后壳(14)以及设置在制动器后壳(14)内的制动器定子(15)、制动器转子(16)和制动器轴套(18)，电机输出轴(26)与制动器轴套(18)通过电机轴键(19)连接，制动器轴套(18)与制动器转子(16)通过花键连接。

2.按照权利要求1所述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：齿轮编码器(22)套设在电机输出轴(26)位于所述电磁制动器前侧的轴段上，用于采集电机输出轴(26)的位置信号，齿轮编码器(22)的编码器感应头(23)固定在后法兰(13)的背面且其数据线依次穿过后法兰(13)和机壳(9)伸入至接线盒(12)内。

3.按照权利要求1所述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述减速器为单级行星减速器，所述单级行星减速器包括与机壳(9)连接的减速器外壳(4)以及设置在减速器外壳(4)内且与电机输出轴(26)相连接的内部行星减速机构，减速器外壳(4)远离机壳(9)的一端安装有减速器端盖(1)，所述内部行星减速机构包括三个环绕于输入太阳轮(33)外圆并与输入太阳轮(33)相互啮合的行星齿轮(6)以及用于安装三个行星齿轮(6)的行星架(32)，减速器外壳(4)上固定设置有内齿圈(5)，行星齿轮(6)与输入太阳轮(33)啮合的同时与内齿圈(5)啮合，减速器输出轴(37)安装在行星架(32)远离减速器外壳(4)的一端且穿过减速器端盖(1)，电机输出轴(26)穿过输入太阳轮(33)中心通孔，输入太阳轮(33)通过涨套(34)与电机输出轴(26)连接，减速器输出轴(37)位于减速器端盖(1)外的轴段上设置有减速器轴键(36)。

4.按照权利要求3所述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述输入太阳轮(33)的齿轮、行星齿轮(6)、内齿圈(5)的齿轮均采用直齿齿形。

5.按照权利要求3所述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述减速器外壳(4)与减速器端盖(1)之间通过O型密封圈(2)密封，减速器外壳(4)上安装有水嘴(3)。

6.按照权利要求3所述的一种带有制动器的节能减速电机，其特征在于：所述行星齿轮(6)通过滚针轴承(7)安装在行星架(32)上，电机输出轴(26)与后法兰(13)配合位置处设置有深沟球轴承(8)和波纹弹簧(25)。

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