一種球電機驅動的磨料水射流關節的製作方法

2023-08-13 11:33:46

專利名稱：一種球電機驅動的磨料水射流關節的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種球電機驅動的磨料水射流關節，屬於切斷用設備技術領域。
背景技術：
目前，水射流切割技術應用於曲面加工，需要數控五軸聯動設備，一般除了三個電機完成X、Y、Z三個直角坐標的控制外，都要使用另外兩個電機來完成射流偏角的姿態調整，以此來實現曲面切割。這樣使得切割噴頭部位傳動複雜，體積和質量較大，慣量大，無法在高速度、大加速度的情況下穩定運行。現有五軸聯動技術只能實現低速運動切割，無法實現穩定的高速切割。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種球電機驅動的磨料水射流關節，該關節不僅使得切割噴頭部位傳動簡單，而且可以在高速度、大加速度的情況下穩定地進行曲面加工。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種球電機驅動的磨料水射流關節，包括靜止不動的電動機定子部分和電機轉子與射流噴頭一體化的旋轉部分，定子鐵芯為球形，通過定子支架與外部控制臺架固定，第一繞組、第二繞組和第三繞組兩兩垂直繞於定子鐵芯上，通過電纜線引出，定子保護套將三個繞組包圍，轉子由球面軸承支撐，其間布置轉子鐵芯，轉子鐵芯與定子保護套間有微小間隙，球面軸承與轉子鐵芯分別與轉子外殼固定，還包括卡爪、射流噴頭支架、射流噴頭和入口接頭，卡爪與轉子外殼固定在一起形成一個整體，射流噴頭支架與卡爪固定，入口接頭設置在射流噴頭支架側面，射流噴頭緊固在射流噴頭支架下端。射流噴頭軸線通過球形電機定子和轉子的球心。射流噴頭的軸線與定子支架固定軸線垂直或共線。本發明的有益效果是用一個球形電動機代替了傳統機構的多個旋轉電機，減少了電機數量；噴頭組件與電機轉子一體化，減少了傳動機構，使得傳動簡單；設備質量和體積均縮減，慣性也隨之減小，更加有利於精確控制。


圖I為本發明剖視圖。圖中1、定子鐵芯，2、定子保護套，3、球面軸承，4、轉子外殼，5、轉子鐵芯，6、第一繞組，7、第二繞組，8、第三繞組，9、卡爪，10、射流噴嘴支架，11、射流噴頭，12、入口接頭，13、電纜線，14、定子支架。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。
如圖I所示，一種球電機驅動的磨料水射流關節，由靜止不動的電動機定子部分和電機轉子與射流噴頭一體化的旋轉部分組成，定子部分包括定子鐵芯I、定子保護套2和定子支架14，旋轉部分包括卡爪9、射流噴頭支架10、射流噴頭11和入口接頭12 ;定子鐵芯I為球形，通過定子支架14與外部控制臺架固定；第一繞組6、第二繞組7和第三繞組8兩兩垂直繞於定子鐵芯I上，通過電纜線13引出；定子保護套2將定子鐵芯I和三個繞組包圍，轉子由球面軸承3支撐，其間布置轉子鐵芯5，轉子鐵芯5與定子保護套2間有微小間隙，球面軸承3與轉子鐵芯5分別與轉子外殼4固定,卡爪9與轉子外殼4固定在一起形成一個整體，射流噴頭支架10與卡爪9固定，水流入口接頭12設置在射流噴頭支架10側面，射流噴頭11的作用是將混有磨料的高壓水轉化為能量集中的高速射流的關鍵部件，射流噴頭11緊固在射流噴頭支架10下端。本發明通過電纜線13與外部控制器連接，控制器會根據加工要求，發出控制指令，控制饋入第一繞組6、第二繞組7和第三繞組8的電信號，進而調節定子產生的磁場，帶動球形電機轉子轉動，最終實現對轉子姿態、轉速、轉向、加速度等的控制。高壓水通過入口接頭12引入，在射流噴頭11形成的高速射流，射流流束再跟隨轉子的轉動來調整其自身姿 態，便可實現曲面和斜角的切割加工，同時控制切割表面的質量，以適合給出的加工要求。本發明射流噴頭11的軸線與定子支架14固定軸線之間的夾角可以是任意角度，本發明優選射流噴頭11的軸線與定子支架14固定軸線垂直或共線，在這種優先方式下，可以方便控制射流噴頭11算法的編輯。本發明射流噴頭11軸線可以通過也可以不通過球形電機定子和轉子的球心，作為本發明的更進一步改進，本發明優選射流噴頭11軸線通過球形電機定子和轉子的球心，在這種優選方式下，可以更好的實現射流噴頭11在加工產品精度方面的要求。
權利要求
1.一種球電機驅動的磨料水射流關節，包括靜止不動的電動機定子部分和電機轉子與射流噴頭一體化的旋轉部分，定子鐵芯(I)為球形，通過定子支架(14)與外部控制臺架固定，第一繞組(6 )、第二繞組(7 )和第三繞組(8 )兩兩垂直繞於定子鐵芯(I)上，通過電纜線(13)引出，定子保護套(2)將三個繞組包圍，轉子由球面軸承(3)支撐，其間布置轉子鐵芯(5)，轉子鐵芯(5)與定子保護套(2)間有微小間隙，球面軸承(3)與轉子鐵芯(5)分別與轉子外殼(4)固定，其特徵在於，還包括卡爪(9)、射流噴頭支架(10)、射流噴頭(11)和入口接頭(12)，卡爪(9)與轉子外殼(4)固定在一起形成一個整體，射流噴頭支架(10)與卡爪(9)固定，入口接頭(12 )設置在射流噴頭支架(10 )側面，射流噴頭(11)緊固在射流噴頭支架(10)下端。
2.根據權利要求I所述的一種球電機驅動的磨料水射流關節，其特徵在於所述的射流噴頭(11)軸線通過球形電機定子和轉子的球心。
3.根據權利要求I或2所述的一種球電機驅動的磨料水射流關節，其特徵在於，所述的射流噴頭(11)的軸線與定子支架(14)固定軸線垂直或共線。
全文摘要
本發明公開一種球電機驅動的磨料水射流關節，屬於切斷用設備技術領域，包括定子部分和旋轉部分，定子鐵芯通過定子支架與外部控制臺架固定，第一繞組、第二繞組和第三繞組兩兩垂直繞於定子鐵芯上，通過電纜線引出，定子保護套將三個繞組包圍，轉子由球面軸承支撐，其間布置轉子鐵芯，轉子鐵芯與定子保護套間有微小間隙，球面軸承與轉子鐵芯分別與轉子外殼固定，還包括卡爪、射流噴頭支架、射流噴頭和入口接頭，卡爪與轉子外殼固定在一起形成一個整體，射流噴頭支架與卡爪固定，入口接頭設置在射流噴頭支架側面，射流噴頭緊固在射流噴頭支架下端。有益效果是減少了電機數量，噴頭組件與電機轉子一體化，減少了傳動機構，運動控制更加精確。
文檔編號H02K5/173GK102886746SQ20111042360
公開日2013年1月23日 申請日期2011年12月17日 優先權日2011年12月17日
發明者江山, 段雄, 郭楚文, 王銳利, 趙韡 申請人:徐州浩通水射流科技有限公司