CN213461411U

CN213461411U - 一体化电缆绞车永磁直驱装置

Info

Publication number: CN213461411U
Application number: CN202021231766.8U
Authority: CN
Inventors: 戴大利; 熊超; 熊麒麟
Original assignee: Chongqing Damon High Speed Equipment Engineering Research Institute Co ltd
Current assignee: Chongqing Damon High Speed Equipment Engineering Research Institute Co ltd
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-06-15
Anticipated expiration: 2030-06-30

Abstract

本一体化电缆绞车永磁直驱装置，其滚筒（9）两端分别与转子外盖（4）止口配合定位、螺栓紧固，两端轴承室分别与非出线端轴承（5）和出线端轴承（6）滑动配合，在内壁中段与转子磁钢（10）表贴配合粘接，其外壁上共有4块卷轮盘，在两端形成2个电缆卷槽，两端卷轮盘外侧各有7‑13块辐射筋，外壁中段与制动器（12）摩擦片接触摩擦、抱刹制动，出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿与备用减速机（15）传动轴上的小齿轮（14）啮合；有绕组定子（11）采用定子外槽下线，内孔与主轴（13）过盈配合；主轴（13）与有绕组定子（11）内孔过盈配合、液氮冷装，两端面分别与支撑座（2）止口配合定位、螺栓紧固。

Description

一体化电缆绞车永磁直驱装置

技术领域

本实用新型专利涉及一种永磁电机，尤其是电缆或光纤缆绞车驱动装置。

背景技术

传统的电缆绞车主要以普通电磁制动电机为驱动动力，经弹性联轴器，三级封闭式齿轮减速箱，牙嵌式联轴器驱动电缆绞车卷筒，完成牵引并卷绕电缆，无应急启动功能，当电缆绞车驱动电机出现故障时，只能停止作业，其绞车的制动是通过在驱动电机上配置液压制动器对驱动电机进行制动，制动力矩小，效率低，能耗高，噪声大，设备体积大；为了推广直驱节能电机，我公司设计了有应急启动功能和外转子抱刹制动的一体化电缆绞车专用永磁直驱装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种有应急启动功能和外转子抱刹制动的一体化电缆绞车专用永磁直驱装置，根据电机驱动的机械特点，将电机设计为外转子永磁电机，以电机转子外壳为滚筒，通过滚筒卷轮盘边缘上的直齿与减速机小齿轮啮合，当一体化电缆绞车永磁直驱装置出现故障时，启动备用减速机驱动滚筒继续运转，确保施工过程顺利进行，再通过制动器摩擦片内圆弧与外转子滚筒外壁中段接触摩擦、抱刹制动，制动力矩大，制动安全、迅速、稳定，并通过与井下爬行器、排绳器和控制系统集成，通过智能显示面板，对工况全过程进行速度控制、扭矩控制、安全设置、安全警示、安全保护以及设备状态监测、故障诊断与数据查询等，实现信息化、智能化、远程监控。提高效率30%，节约能源40%，延长寿命50%，使用维护更方便。

本实用新型采用的技术方案：

包括：底座、支撑座、定子外盖、转子外盖、非出线端轴承、出线端轴承、非出

线端轴承座、出线端轴承、滚筒、转子磁钢、有绕组定子、制动器、主轴、小齿轮、备用减速机、压线夹。

1.前述的底座有一大两小连体底座台面，底座大台面两端分别有与支撑座配合安装的紧固螺孔，两个小台面分别为制动器专用安装台面和备用减速机专用安装台面，两个小台面上分别有与制动器和备用减速机的配合安装的紧固螺孔，底座底板上有固定安装孔。

2. 前述的支撑座呈L形，共2件，有与主轴两端配合的定位止口和组合安装的连接通孔，有与底座大台面两端组合安装的连接通孔。

3. 前述的定子外盖，共2件，有轴承护油槽，还分别有与非出线端轴承座和出线端轴承座配合的定位止口和组合安装连接通孔。

4. 前述的转子外盖，共2件，分别有与滚筒两端配合的定位止口和组合安装连接通孔。

5. 前述的非出线端轴承选用圆柱滚子轴承。

6. 前述的出线端轴承选用双列向心球面滚子轴承。

7. 前述的非出线端轴承座，有轴承护油槽，有与主轴热套的过盈配合孔，有与非出线端轴承滑动配合的轴承位，有与定子外盖的配合定位止口和组合安装的紧固螺孔。

8. 前述的出线端出线座，有轴承护油槽，有与主轴热套的过盈配合孔，有绕组引接线的出线孔，有与出线端轴承滑动配合的轴承位，有与定子外盖的配合定位止口和组合安装的紧固螺孔。

9. 前述的滚筒两端分别有与转子外盖配合的定位止口和组合安装连接孔，两端分别有与轴承外环滑动配合的轴承室，其内壁中段有与转子磁钢表贴配合粘接位，在外壁上共有4块卷轮盘，分别在两端形成2个电缆卷槽，外壁中段有与制动器摩擦片内圆接触摩擦、抱刹制动的配合面，两端卷轮盘外侧各有7-13块辐射状加强筋，出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿与备用减速机传动轴上的小齿轮啮合。

10. 前述的转子磁钢有与滚筒内壁中段表贴配合粘接的外圆弧配合面，其磁极分隔面有绝缘处理膜。

11. 前述的有绕组定子有下线外槽，其内孔与主轴过盈配合，两端绕组有环氧导热硅胶ZB6255进行密封接触导热。

12. 前述的制动器选用液压鼓式制动器，安装在底座专用小台面上，与滚筒外壁中段接触摩擦、抱刹制动。

13. 前述的主轴有与有绕组定子内孔的过盈配合位，两端面分别有与支撑座配合的定位配合止口和组合安装的紧固螺孔，出线位有与压线夹组合安装的紧固螺孔。

14. 前述的小齿轮装配于备用减速机的传动轴上，与滚筒出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿啮合。

15. 前述的备用减速机选用双极摆线针轮减速机，安装在底座专用小台面上，其传动轴上装配有小齿轮。

16. 前述的压线夹为上下块组合结构，上下块均有过线槽和安装连接通孔，下块安装底部有与主轴的安装配合面。

本实用新型是带应急启动装置和抱刹制动装置的一体化电缆绞车专用永磁电机进行直驱，系统控制快速精准，并通过外转子的滚筒卷轮盘边缘上的直齿与减速机小齿轮啮合，实现装置在紧急故障时应急驱动，再通过制动器摩擦片内圆弧与滚筒外壁中段接触摩擦、抱刹制动，具有结构简单，体积小，重量轻，噪声小，效率高，制动力矩大，制动安全、迅速、稳定，节约能源，电缆排列有序，卷槽容量大，运行安全可靠，运行成本低，使用寿命长，使用维护方便，底座安装牢固，避免出现绞车移位和倾覆等特点。通过张力设定值与变频扭矩控制之间的关系，在张力与设定值之间建立一个PID控制软件，实现工作过程的恒张力进行控制，可作为智能化电控自动作业线的配套设备。

附图说明

下面结合附图进一步说明本实用新型。

图1是本实用新型总体结构示意图；

图中：1-底座 2-支撑座 3-定子外盖 4-转子外盖

5-非出线端轴承 6-出线端轴承 7-非出线端轴承座 8-出线端轴承座 9-滚筒 10-转子磁钢 11-有绕组定子 12-制动器

13-主轴 14-小齿轮 15-备用减速机 16-压线夹

具体实施方式

见图1，包括底座1、支撑座2、前后定子外盖3、转子外盖4、非出线端轴承5、

出线端轴承6、非出线端轴承座7、出线端轴承座8、滚筒9、转子磁钢10、有绕组定子11、制动器12、主轴13、小齿轮14、备用减速机15、压线夹16，前述的底座1采用一大两小连体底座台面，底座大台面两端分别与支撑座2配合安装、螺栓紧固，两个小台面分别与制动器12和备用减速机15配合安装、螺栓紧固，其底板有固定安装孔，选用HT150-200灰铸铁铸造或Q235钢板焊接加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的支撑座2，共2件，采用分别与主轴13两端止口配合定位、螺栓紧固，分别与底座1大台面两端配合安装、螺栓紧固，选用HT150-200灰铸铁铸造或Q235钢板焊接加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的定子外盖3，共2件，有轴承护油槽，采用分别与非出线端轴承座7和出线端轴承座8止口配合定位、螺栓紧固，选用HT150-200灰铸铁件或Q235钢板加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的转子外盖4，共2件，采用分别与滚筒9两端止口配合定位、螺栓紧固，选用HT150-200灰铸铁件或Q235钢板加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的非出线端轴承5选用圆柱滚子轴承，热套装配于非出线端轴承座7的轴承位上，其规格型号根据电机的功率、转速、转矩以及工况需求进行选择；前述的出线端轴承6选用双列向心球面滚子轴承，热套装配于出线端轴承座8上，其规格型号根据电机的功率、转速、转矩以及工况需求进行选择；前述的非出线端轴承座7与主轴13采用过盈配合、热套装配，其轴承位与非出线端轴承5采用滑动配合，与定子外盖3止口配合定位、螺栓紧固，选用45钢材加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的出线端轴承座8与主轴13采用过盈配合、热套装配，其轴承位与出线端轴承6采用滑动配合，与定子外盖3止口配合定位、螺栓紧固，选用45钢材加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的滚筒9采用两端分别与转子外盖4止口配合定位、螺栓紧固，两端轴承室分别与非出线端轴承5外环和出线端轴承6外环滑动配合，在内壁中段与转子磁钢10采用表贴配合粘接工艺，其外壁上共有4块卷轮盘，分别在两端形成2个电缆卷槽，外壁中段有与制动器12摩擦片内圆弧接触摩擦、抱刹制动的配合面，两端卷轮盘外侧各有7-13块辐射状加强筋，出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿与备用减速机15传动轴上的小齿轮14啮合。选用ZG310-570铸钢铸造加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的转子磁钢10采用外圆弧与滚筒9内壁中段表贴配合粘接，其磁极分隔面有绝缘处理膜，选用XGS222/199或NNF48SH永磁材料，其形状、尺寸、充磁方向、数量根据滚筒9中段内圆尺寸和电机极数、额定功率、额定频率需要设计；前述的有绕组定子11采用定子外槽下线，内孔与主轴13过盈配合，其磁片材料采用硅钢片35W270或50W470，两端绕组采用环氧导热硅胶ZB6255密封接触导热，绕组材料采用QP-2/200防电晕聚酯漆包圆铜线，其绕组数据和电气分布根据电机极数、额定功率、额定频率的需要设计；前述的制动器12选用液压鼓式制动器，装配于底座1专用小台面上，其摩擦片内圆弧与滚筒9外壁中段配合面接触摩擦、抱刹制动，规格型号、制动力矩根据需要选择；前述的主轴13与有绕组定子11内孔采用过盈配合、液氮冷装工艺，两端面分别与支撑座2止口配合定位、螺栓紧固，在出线端的规定位置与压线夹配合组装，螺钉紧固，材料采用75圆钢调质后加工而成，其形状与尺寸根据需要设计；前述的小齿轮14内孔与备用减速机15传动轴配合及平键连接安装，与滚筒9的出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿啮合，选用ZG310-570铸钢铸造加工而成，其速比、模数、齿数和形状与尺寸根据需要设计；前述的备用减速机15装配于底座1的专用小台面上，其传动轴与小齿轮14内孔配合及平键连接安装，选用双极摆线针轮减速机，其速比、轴伸直径、模数、齿数、形状、尺寸和输出转矩根据需要选择；前述的压线夹16采用与主轴13的出线端规定位置配合组装、螺钉紧固，选用绸木板或尼龙板绝缘材料制作而成，其形状与尺寸根据电机引出线外径和数量设计。

1.电动机组合：

a.定子装配：见图1，首先将主轴12液态氮冷冻至-180℃～-190℃，装入有绕组定子11内孔，保证其套装尺寸到位，恢复至常温，用压线夹13将绕组引接线固定在主轴12的规定位置。分别将非出线端轴承座7和出线端轴承座8热套于主轴12规定位置，恢复至常温，将非出线端轴承5热套于非出线端轴承座7轴承位上，再将出线端轴承6热套于出线端轴承座8轴承位上，恢复至常温后，将绕组引接线由出线端轴承座8的出线孔穿出。

b.转子装配：见图1，将转子磁钢按要求分布粘接于滚筒9内壁表面规定配合位。

c. 电机装配：见图1，将“转子装配”非出线端垂直向下安放于专用工装底圈上，将“定子装配”中非出线端轴承5的外环取下待装，将吊环拧入“定子装配”主轴12的出线端吊装螺孔，将“定子装配”非出线端垂直向下放入“转子装配”中，使出线端轴承6外圆与“转子装配”中滚筒9的轴承室内圆接触，再采用专用工装套筒放置于出线端轴承6外环端面上，用压机将出线端轴承6压入滚筒9出线端轴承室规定位置，再用螺栓将定子外盖3紧固于出线端轴承座8上，将转子外盖4紧固于滚筒9的出线端。再将非出线端与出线端的方向上下调换，使“电机装配”非出线端垂直向上，将取下待装的非出线端轴承5的外环放在滚筒9非出线端的轴承室上，采用专用工装套筒放置于非出线端轴承5外环端面上，用压机将非出线端轴承5外环压入滚筒9非出线端轴承室内并与非出线端轴承5的内环（含保持架和滚柱）配合妥当，再用螺栓将定子外盖3紧固于非出线端轴承座7上，将转子外盖4紧固于滚筒9的非出线端。

2. 一体化电缆绞车永磁直驱装置组合：

a. 见图1，分别将支撑座2与“电机装配”中主轴13的非出线端和出线端止口配合定位、螺栓紧固。

b. 见图1，将上道工序装配完毕的组合放置于底座1的大台面规定位置上，并将其中的支撑座2用螺栓紧固于底座1台面两端。

c. 见图1，将制动器12放置于底座1的制动器专用小台面上，微调其摩擦片与滚筒9外壁中段的配合距离，将制动器底脚用螺栓紧固。

d. 见图1，将备用减速机15放置于底座1的减速机专用小台面上，采用平键连接将小齿轮14装配于备用减速机15的传动轴上，使其小齿轮14与装配完毕的“2.b.”组合中的滚筒9的出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿啮合，并将备用减速机15底脚用螺栓紧固。

Claims

1.一种一体化电缆绞车永磁直驱装置，包括底座（1）、支撑座（2）、前后定子外盖（3）、转子外盖（4）、非出线端轴承（5）、出线端轴承（6）、非出线端轴承座（7）、出线端轴承座（8）、滚筒（9）、转子磁钢（10）、有绕组定子（11）、制动器（12）、主轴（13）、小齿轮（14）、备用减速机（15）、压线夹（16），其特征是底座（1）为一大两小连体底座台面，底座大台面两端分别与支撑座（2）配合安装、螺栓紧固，两个小台面分别与制动器（12）和备用减速机（15）配合安装、螺栓紧固，其底板有固定安装孔；支撑座（2），共2件，分别与主轴（13）两端止口配合定位、螺栓紧固，分别与底座（1）大台面两端配合安装、螺栓紧固；定子外盖（3），共2件，分别与非出线端轴承座（7）和出线端轴承座（8）止口配合定位、螺栓紧固；转子外盖（4），共2件，分别与滚筒（9）两端止口配合定位、螺栓紧固；非出线端轴承（5）选用圆柱滚子轴承，热套装配于非出线端轴承座（7）的轴承位上；出线端轴承（6）选用双列向心球面滚子轴承，热套装配于出线端轴承座（8）的轴承位上；非出线端轴承座（7）与主轴（13）过盈配合、热套装配，其轴承位与非出线端轴承（5）滑动配合，与定子外盖（3）止口配合定位、螺栓紧固；出线端轴承座（8）与主轴（13）过盈配合、热套装配，其轴承位与出线端轴承（6）滑动配合，与定子外盖（3）止口配合定位、螺栓紧固；滚筒（9）两端分别与转子外盖（4）止口配合定位、螺栓紧固，两端轴承室分别与非出线端轴承（5）外环和出线端轴承（6）外环滑动配合，在内壁中段与转子磁钢（10）表贴配合粘接，其外壁共有4块卷轮盘，分别在两端形成2个电缆卷槽，外壁中段有与制动器（12）摩擦片内圆弧接触摩擦、抱刹制动的配合面，两端卷轮盘外侧各有7-13块辐射状加强筋，出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿与备用减速机（15）传动轴上的小齿轮（14）啮合；转子磁钢（10）外圆弧与滚筒（9）内壁中段表贴配合粘接，其磁极分隔面有绝缘处理膜；有绕组定子（11）采用定子外槽下线，内孔与轴（13）过盈配合，两端绕组通过环氧导热硅胶ZB6255密封接触导热；制动器（12）选用液压鼓式制动器，装配于底座（1）专用小台面上，其摩擦片内圆弧与滚筒（9）外壁中段配合面接触摩擦、抱刹制动；主轴（13）与有绕组定子（11）内孔过盈配合、液氮冷装，两端面分别与支撑座（2）止口配合定位、螺栓紧固，在出线端的规定位置与压线夹配合组装，螺钉紧固；小齿轮（14）内孔与减速机（15）的传动轴配合及平键连接安装，与滚筒（9）出线端第二块卷轮盘边缘上的直齿啮合；备用减速机（15）装配于底座（1）的专用小台面上，其传动轴与小齿轮（14）内孔配合及平键连接安装；压线夹(16)与主轴(13)的出线端规定位置配合组装、螺钉紧固。