一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座的制作方法

专利2022-06-30  71


本发明涉及电机机座技术领域,尤其是一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座。



背景技术:

标准gb755中对旋转电机振动与温升限值有着明确规定,但对底盘测功机电机并无相应规定。因而底盘测功机电机的振动和温度的测定与控制存在一定困难,特别是大型底盘测功机电机,检测平台连接力矩检测装置,在测试过程检测平台承受几十吨的扭矩,检测平台间相对位置变化将会引起力矩检测装置输出数据异常,无法得到真实数据。本领域的常规设计方案无径向通风道结构,定子铁心直接与围板连接,散热主要靠表面强迫散热,因此散热性能不好,只能增加铁心与线圈材料降低功率密度才能保证电机正常运行。同时检测平台简单焊接在围板上,只能用增加围板厚度的方法控制相对位置的变形减少。且采用整个电机通过轴悬挂在测功机整体设备上的安装方式,对电机的重量与体积有一定要求,限制了电机的设计和应用。



技术实现要素:

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,从而实现高效散热,同功率下相较现有结构强度增加且重量减小。

本发明所采用的技术方案如下:

一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,包括围板,围板的两侧边缘相向弯曲并抵接,使围板闭合形成机座主体,机座主体为圆柱状空心筒体;机座主体外壁中部沿周向等距开设若干个检测平台安装孔,检测平台安装孔内分别设有垂直检测平台和水平检测平台,垂直检测平台和水平检测平台的外周还固接外壁加强机构,于一组相邻的检测平台安装孔之间设置第一进风机构,第一进风机构相对的机座主体外壁上开设若干个机座出风口,机座主体外壁的一端沿周向设置若干个第二进风机构,机座主体外壁上还开设接线口,接线口一旁的机座主体外壁上还设置接地点;机座主体内壁上沿轴向均布若干条内部轴向加强筋,机座主体内壁两端沿周向固接环状的第一端板,各第一端板内侧的机座主体内壁上还分别沿周向固接环状的第二端板,第二端板之间的机座主体内壁上沿周向间隔设置若干条环状的加强筋板,第一端板、第二端板和加强筋板分别与内部轴向加强筋垂直交叉形成网状加强结构。

其进一步技术方案在于:

检测平台安装孔包括用于安装水平检测平台的第一安装孔,和用于安装垂直检测平台的第二安装孔;机座主体外壁中部沿径向对称开设一组第一安装孔,位于该组第一安装孔中部的机座主体外壁上,还开设一个第二安装孔;

外壁加强机构包括相互垂直的外部轴向加强筋和外部周向加强筋,外部轴向加强筋为块状结构,外部周向加强筋为条状结构;

机座主体外壁中部沿周向垂直均布若干条外部周向加强筋,水平检测平台和垂直检测平台将外部周向加强筋分隔形成段式结构,各段外部周向加强筋的两头,分别与相邻的水平检测平台和垂直检测平台的外周垂直固接;

外部轴向加强筋的一侧面与各水平检测平台和垂直检测平台的外周垂直固接,外部轴向加强筋的底面与机座主体的外壁垂直固接;

第一进风机构包括第一进风孔和第一进风装置,机座主体外壁上开设第一进风孔,第一进风孔内嵌接第一进风装置,机座出风口为沿轴向均布的若干个条状通孔;

第一进风装置包括上下平行设置的第一腔体和第二腔体,第一腔体和第二腔体通过倾斜设置的连接部,使内部的空腔贯通,第一腔体的底部开设出风口,第二腔体的顶部开设进风口,第一腔体嵌接于第一进风孔中,第二腔体的底部靠接于各外部周向加强筋的顶面;

第二进风机构包括第二进风孔和第二进风装置,机座主体外壁一端沿径向对称开设一组第二进风孔,第二进风孔内嵌接第二进风装置,第二进风装置为矩形窗格状结构;

内部轴向加强筋包括一型加强筋、二型加强筋和三型加强筋;一型加强筋为直线条状结构,第一进风机构相对的机座主体内壁上,固接一根一型加强筋;二型加强筋也为直线条状结构,二型加强筋位于机座主体内壁的一侧面,沿轴向均布若干个第一通风槽;三型加强筋为两段式条状结构,三型加强筋位于机座主体内壁的一侧面,沿轴向设置若干个第二通风槽,三型加强筋之间的空隙处嵌接水平检测平台或垂直检测平台;

第一端板的内径大于加强筋板的内径。

本发明的有益效果如下:

本发明结构合理,操作方便,通过内外部加强筋的设置提高结构强度,对检测平台直接加强,所用外部加强筋与内部加强筋重量远小于对加厚机座主体至同等效果而产生的重量,并且部分内部轴向加强筋上开设通风槽,提高散热性能,通过第一和第二进风装置,配合加强筋板与机座主体的间隙,便于冷却,极大地提高电机整体的功率密度。

本发明相较现有技术还具有如下具体优势:

检测平台与外部加强机构:垂直检测平台可以承受较大的力矩,并通过外部加强机构与水平检测平台连接形成一个整体,当垂直检测平台发生形变时,通过外部周向加强筋将形变量传递给水平检测平台,使水平检测平台产生一致的形变,保持垂直检测平台与水平检测平台的相位夹角不变,避免产生测量失真;

内部加强筋和进风机构:第一端板、第二端板、加强筋板和内部轴向加强筋共同交织形成网状结构,大幅提高了机座主体的强度,同时相较增加机座主体的厚度,增加的质量小,不影响机座主体的结构设计,同时部分内部轴向加强筋上开设通风槽,配合第一进风机构和第二进风机构,实现机座主体内部的径向通风机构,设计巧妙,无需另外设置风道;

接线口和接地点:预留接线口,提高线路连接的便捷度和安装效率,设置接地点,提高设备使用过程中的安全性能。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的平面结构示意图。

图3为本发明的一型加强筋示意图。

图4为本发明的二型加强筋示意图。

图5为本发明的三型加强筋示意图。

图6为本发明的第一进风装置示意图。

其中:1、机座主体;2、第一端板;3、一型加强筋;4、第二端板;5、二型加强筋;6、三型加强筋;7、第一进风装置;8、垂直检测平台;9、外部轴向加强筋;10、外部周向加强筋;11、接线口;12、接地点;13、第二进风装置;14、水平检测平台;15、机座出风口;16、加强筋板;

501、第一通风槽;

601、第二通风槽;

701、第一腔体;702、第二腔体;703、连接部。

具体实施方式

下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。

如图1~2所示,本发明包括围板,围板的两侧边缘相向弯曲并抵接,使围板闭合形成机座主体1,机座主体1为圆柱状空心筒体;机座主体1外壁中部沿周向等距开设若干个检测平台安装孔,检测平台安装孔内分别设有垂直检测平台8和水平检测平台14,垂直检测平台8和水平检测平台14的外周还固接外壁加强机构,于一组相邻的检测平台安装孔之间设置第一进风机构,第一进风机构相对的机座主体1外壁上开设若干个机座出风口15,机座主体1外壁的一端沿周向设置若干个第二进风机构,机座主体1外壁上还开设接线口11,接线口11一旁的机座主体1外壁上还设置接地点12;机座主体1内壁上沿轴向均布若干条内部轴向加强筋,机座主体1内壁两端沿周向固接环状的第一端板2,各第一端板2内侧的机座主体1内壁上还分别沿周向固接环状的第二端板4,第二端板4之间的机座主体1内壁上沿周向间隔设置若干条环状的加强筋板16,第一端板2、第二端板4和加强筋板16分别与内部轴向加强筋垂直交叉形成网状加强结构。

检测平台安装孔包括用于安装水平检测平台14的第一安装孔,和用于安装垂直检测平台8的第二安装孔;机座主体1外壁中部沿径向对称开设一组第一安装孔,位于该组第一安装孔中部的机座主体1外壁上,还开设一个第二安装孔。外壁加强机构包括相互垂直的外部轴向加强筋9和外部周向加强筋10,外部轴向加强筋9为块状结构,外部周向加强筋10为条状结构。机座主体1外壁中部沿周向垂直均布若干条外部周向加强筋10,水平检测平台14和垂直检测平台8将外部周向加强筋10分隔形成段式结构,各段外部周向加强筋10的两头,分别与相邻的水平检测平台14和垂直检测平台8的外周垂直固接。外部轴向加强筋9的一侧面与各水平检测平台14和垂直检测平台8的外周垂直固接,外部轴向加强筋9的底面与机座主体1的外壁垂直固接。第一进风机构包括第一进风孔和第一进风装置7,机座主体1外壁上开设第一进风孔,第一进风孔内嵌接第一进风装置7,机座出风口15为沿轴向均布的若干个条状通孔。

如图6所示,第一进风装置7包括上下平行设置的第一腔体701和第二腔体702,第一腔体701和第二腔体702通过倾斜设置的连接部703,使内部的空腔贯通,第一腔体701的底部开设出风口,第二腔体702的顶部开设进风口,第一腔体701嵌接于第一进风孔中,第二腔体702的底部靠接于各外部周向加强筋10的顶面。第二进风机构包括第二进风孔和第二进风装置13,机座主体1外壁一端沿径向对称开设一组第二进风孔,第二进风孔内嵌接第二进风装置13,第二进风装置13为矩形窗格状结构。

如图3~5所示,内部轴向加强筋包括一型加强筋3、二型加强筋5和三型加强筋6;一型加强筋3为直线条状结构,第一进风机构相对的机座主体1内壁上,固接一根一型加强筋3;二型加强筋5也为直线条状结构,二型加强筋5位于机座主体1内壁的一侧面,沿轴向均布若干个第一通风槽501;三型加强筋6为两段式条状结构,三型加强筋6位于机座主体1内壁的一侧面,沿轴向设置若干个第二通风槽601,三型加强筋6之间的空隙处嵌接水平检测平台14或垂直检测平台8。第一端板2的内径大于加强筋板16的内径。

本发明的具体工作过程如下:

在设备正常运工作时,垂直检测平台8上力矩高达十五吨左右,当电机扭矩通过垂直检测平台8作用时,垂直检测平台8会发生相对形变,当扭矩继续增加时,带动机座主体1同时形变,而水平检测平台14也会形变,检测平台间的相位夹角发生变化,导致结果失真,因而两种检测平台间相对角度变化越小越好。本发明中,电机启动后,通过检测平台传递扭矩,垂直检测平台8采用高合金钢,又经特殊热处理,表面强度高,减少了本身的形变,扭矩作用下做整体形变。外壁加强机构承受力臂面大,不易变形,且连接有水平检测平台14,这样产生变形为带水平检测平台14形变量的整体形变,水平检测平台14与垂直检测平台8间的相位夹角几乎没有变化,也就保证了力矩输出的实际精度。在力矩检测过程中力矩反复变化,引起水平检测平台14、垂直检测平台8以及外部加强机构整体相对机座主体1发生相对运动,可能使焊缝疲劳,逐渐开焊引起设备故障。因而在围板内部设置网状加强结构,使受力情况改由内外加强结构同时承受应力,保护焊缝。外部和内部的周向及轴向加强筋交叉焊接在机座主体1上,对机座主体1也起到加强作用。

定子铁心固定在第二端板4与内部轴向加强筋之间,通过内部轴向加强筋使扭矩均匀分布并传递到第二端板4、加强筋板16与机座主体1上。第二端板4与加强筋板16本身抗扭矩性能比较强,机座主体1又受到内部与外部加强结构的支撑,保证铁心的扭矩能完全作用在水平检测平台14与垂直检测平台8上,不会对电机整体结构造成破坏。其中第二端板4主要起支撑定子铁心的作用,同时具有加强整体结构强度的作用,而加强筋板16主要用于进一步提高整体结构强度。

第一端板2的内径大于加强筋板16的内径,避免在生产过程中对放入铁心的过程造成干涉。在部分工况下,加强筋板16的内径有可能远小于第一端板2的内径。同时第一端板2要考虑加工通用性,需与现有端盖配套。

当电机工作时,本发明电机冷却系统同时工作。通过第一进风装置7与第二进风装置13,将冷却空气强迫吹入第一端板2与第二端板4间,冷却空气流经冷却线圈端部,并经转子对定子铁心进行冷却,冷却空气到达内部轴向加强筋与机座主体1之间空腔后,沿二型加强筋5的第一通风槽501,以及三型加强筋6的第二通风槽601循环,在机座出风口15处排出。通过带有通风槽的内部轴向加强筋,使径向通风结构在空间布置上更为紧凑,定转子铁心通风道相当于更直接冷却发热热源,减少了热量传递到铁心与线圈端部的过程,使冷却效果大大提升。

以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。


技术特征:

1.一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:包括围板,所述围板的两侧边缘相向弯曲并抵接,使围板闭合形成机座主体(1),所述机座主体(1)为圆柱状空心筒体;

所述机座主体(1)外壁中部沿周向等距开设若干个检测平台安装孔,所述检测平台安装孔内分别设有垂直检测平台(8)和水平检测平台(14),所述垂直检测平台(8)和水平检测平台(14)的外周还固接外壁加强机构,于一组相邻的检测平台安装孔之间设置第一进风机构,所述第一进风机构相对的机座主体(1)外壁上开设若干个机座出风口(15),所述机座主体(1)外壁的一端沿周向设置若干个第二进风机构,所述机座主体(1)外壁上还开设接线口(11),所述接线口(11)一旁的机座主体(1)外壁上还设置接地点(12);

所述机座主体(1)内壁上沿轴向均布若干条内部轴向加强筋,所述机座主体(1)内壁两端沿周向固接环状的第一端板(2),各第一端板(2)内侧的机座主体(1)内壁上还分别沿周向固接环状的第二端板(4),所述第二端板(4)之间的机座主体(1)内壁上沿周向间隔设置若干条环状的加强筋板(16),所述第一端板(2)、第二端板(4)和加强筋板(16)分别与内部轴向加强筋垂直交叉形成网状加强结构。

2.如权利要求1所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:所述检测平台安装孔包括用于安装水平检测平台(14)的第一安装孔,和用于安装垂直检测平台(8)的第二安装孔;

所述机座主体(1)外壁中部沿径向对称开设一组第一安装孔,位于该组第一安装孔中部的机座主体(1)外壁上,还开设一个第二安装孔。

3.如权利要求1所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:所述外壁加强机构包括相互垂直的外部轴向加强筋(9)和外部周向加强筋(10),所述外部轴向加强筋(9)为块状结构,所述外部周向加强筋(10)为条状结构。

4.如权利要求3所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:机座主体(1)外壁中部沿周向垂直均布若干条外部周向加强筋(10),水平检测平台(14)和垂直检测平台(8)将外部周向加强筋(10)分隔形成段式结构,各段外部周向加强筋(10)的两头,分别与相邻的水平检测平台(14)和垂直检测平台(8)的外周垂直固接。

5.如权利要求3所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:外部轴向加强筋(9)的一侧面与各水平检测平台(14)和垂直检测平台(8)的外周垂直固接,外部轴向加强筋(9)的底面与机座主体(1)的外壁垂直固接。

6.如权利要求1所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:所述第一进风机构包括第一进风孔和第一进风装置(7),所述机座主体(1)外壁上开设第一进风孔,所述第一进风孔内嵌接第一进风装置(7),机座出风口(15)为沿轴向均布的若干个条状通孔。

7.如权利要求6所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:第一进风装置(7)包括上下平行设置的第一腔体(701)和第二腔体(702),所述第一腔体(701)和第二腔体(702)通过倾斜设置的连接部(703),使内部的空腔贯通,所述第一腔体(701)的底部开设出风口,所述第二腔体(702)的顶部开设进风口,所述第一腔体(701)嵌接于第一进风孔中,第二腔体(702)的底部靠接于各外部周向加强筋(10)的顶面。

8.如权利要求1所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:所述第二进风机构包括第二进风孔和第二进风装置(13),所述机座主体(1)外壁一端沿径向对称开设一组第二进风孔,所述第二进风孔内嵌接第二进风装置(13),所述第二进风装置(13)为矩形窗格状结构。

9.如权利要求1所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:所述内部轴向加强筋包括一型加强筋(3)、二型加强筋(5)和三型加强筋(6);

所述一型加强筋(3)为直线条状结构,第一进风机构相对的机座主体(1)内壁上,固接一根一型加强筋(3);

所述二型加强筋(5)也为直线条状结构,二型加强筋(5)位于机座主体(1)内壁的一侧面,沿轴向均布若干个第一通风槽(501);

所述三型加强筋(6)为两段式条状结构,所述三型加强筋(6)位于机座主体(1)内壁的一侧面,沿轴向设置若干个第二通风槽(601),所述三型加强筋(6)之间的空隙处嵌接水平检测平台(14)或垂直检测平台(8)。

10.如权利要求1所述的一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,其特征在于:所述第一端板(2)的内径大于加强筋板(16)的内径。

技术总结
本发明一种带有力矩检测与径向冷却功能的底盘测功机电机机座,包括机座主体,机座主体外壁中部分别设有固接外壁加强机构的垂直检测平台和水平检测平台,还包括第一进风机构、第二进风机构、接线口和接地点,机座主体内壁上设置由第一端板、第二端板、加强筋板和内部轴向加强筋交叉固接形成的网状加强结构。本发明通过内外部加强筋的设置提高结构强度,对检测平台直接加强,所用外部加强筋与内部加强筋重量远小于对加厚机座主体至同等效果而产生的重量,并且部分内部轴向加强筋上开设通风槽,提高散热性能,通过第一和第二进风装置,配合加强筋板与机座主体的间隙,便于冷却,极大地提高电机整体的功率密度。

技术研发人员:王皓;周传华;徐建国
受保护的技术使用者:雷勃电气(无锡)有限公司
技术研发日:2020.03.16
技术公布日:2020.06.05

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