電機定轉子防靜電放電裝置的製作方法

2023-07-25 17:23:21 2

專利名稱：電機定轉子防靜電放電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電機領域，尤其涉及可預防電機定轉子靜電放電的裝置。
背景技術：
電機是目前廣泛應用於工農業生產的一種設備；電機在工作過程中，電機定子和轉子表面會發生電荷積聚現象，當電荷積聚到一定程度上時，就會在電機定轉子之間發生靜電放電現象。通常發生靜電放電的部位是電機軸承和電機編碼器等。 電機軸承目前廣泛採用鋼質軸承、液體軸承(包括靜壓軸承、動壓軸承和動靜壓軸承)和氣體軸承等，雖然軸承表面的潤滑油膜具有絕緣作用，但是在高壓靜電放電條件下，潤滑油膜或者是潤滑氣膜間隙最小處很容易被擊穿，形成放電迴路，導致電機軸承表面出現電蝕而損壞。當電機端部裝設有編碼器等裝置時，電機軸承採用陶瓷軸承、液體軸承和氣體軸承等作為支撐。由於陶瓷球和流體的絕緣作用，靜電放電不容易在軸承部位發生，而會轉移到固定於電機轉子上的編碼器齒輪與固定於電機箱體的編碼器座之間進行，從而導致編碼器損壞。近年來，交流變頻調速技術在電機領域應用已經十分普遍。由變頻技術引起的高次電磁諧波使得電機定轉子產生感應靜電的機率比以前大大增高。據統計，目前軸承由於靜電放電引起的故障已經佔所有軸承故障的10%以上，並且在不斷增長；而由於靜電放電導致編碼器故障佔編碼器所有發生故障的概率更高。 為了避免電機定轉子在軸承和編碼器等部位發生靜電放電，常用的解決方法是把電機轉子接地，軸承採用具有導電性的潤滑劑。但是導電性的潤滑劑中由於含有金屬顆粒，常常會磨損軸承，導致軸承壽命縮短。避免靜電放電的另一種傳統辦法是轉軸通過碳刷接地，但是由於碳刷容易產生汙染，且更換時需要清洗周圍環境，導致更換碳刷很不方便。現在又提出了一種通過屏蔽電機定子繞組消除感應電壓從而減少靜電放電的方法，但是由於該方法成本很高，工程上難以實現。 專利號為ZL200310110580. 3的發明專利公開了一種可預防電機定轉子靜電放電的裝置，該裝置採用金屬滾珠與主軸直接接觸，其缺陷主要表現在1、滾珠其他接觸點的摩擦力大於滾珠與主軸接觸點的摩擦力，使滾珠不能靈活轉動，造成主軸與滾珠摩擦加劇，噪聲較大且容易磨損，需要頻繁更換滾珠或主軸，維護成本高，且更換時拆裝不方便，費時費力；2、特別是採用可傾瓦軸承支承主軸時，主軸徑向跳動量相比於採用固定瓦軸承支承主軸時要大的多，這必然會造成主軸與滾珠的接觸不可靠。 專利號為ZL200420034823. 8的實用新型專利公開了一種軸承支杆式可預防電機定轉子靜電放電的裝置，其缺陷主要表現在1、該裝置設置的放電軸承與編碼器定位套外徑相切接觸，造成了電機徑向尺寸大，使電機整體結構顯得不夠緊湊，佔用空間大；2、電機高速旋轉時放電軸承轉速更高，致使彈簧的震動頻率很快，同時放電軸承與編碼器定位套的接觸為相切的線接觸，因此高頻振動易造成放電軸承與編碼器定位套的接觸不可靠，放電裝置的可靠性下降；3、放電軸承作為易損件，需要經常更換，放電裝置安裝在電機後支承座內側，不僅使得電機結構不緊湊，而且導致放電軸承的安裝、拆卸和更換都很不方便。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單緊湊、經久
耐用、可靠性高、便於拆裝的電機定轉子防靜電放電裝置。 為解決上述技術問題，本發明採用以下技術方案 —種電機定轉子防靜電放電裝置，包括軸承瓦座、裝設於電機主軸上的放電軸承
和裝設於電機箱體上的放電裝置安裝端蓋，所述放電裝置安裝端蓋上設有環形容置槽以及
與環形容置槽相通的安裝孔，所述環形容置槽與放電軸承同軸設置，所述安裝孔沿環形容
置槽徑向設置，所述安裝孔內設有導向杆和導電彈簧，所述軸承瓦座置於環形容置槽內，軸
承瓦座內側與放電軸承接觸，外側與導向杆連接，所述導向杆外套設有套筒，所述套筒與放
電裝置安裝端蓋螺紋連接，所述導電彈簧設於安裝孔內，並支承於軸承瓦座與套筒之間。 所述軸承瓦座內側與放電軸承的接觸為面接觸。 所述軸承瓦座設有兩件以上，且沿放電軸承周向等距布置，所述放電裝置安裝端蓋上的安裝孔數量與軸承瓦座數量相等，各軸承瓦座與對應的安裝孔內所設導向杆和導電彈簧相接。 所述放電軸承裝設於電機主軸尾部的編碼器連接軸上，所述放電軸承外徑D小於主軸軸承內徑d。 與現有技術相比，本發明的優點在於將放電軸承直接裝設於電機主軸上，簡化了放電裝置的結構，使放電裝置的安裝更加方便，並且減少了在徑向方向上的佔用空間，使電機結構更加簡單緊湊，拆卸容易，更換方便，同時還避免了滾珠直接與主軸接觸，提高了主軸和放電裝置的使用壽命；軸承瓦座內側與放電軸承形成面接觸，當電機主軸高速旋轉時，軸承瓦座與放電軸承在彈簧作用下仍能輕鬆保持接觸，從而使放電裝置始終處於穩定的放電狀態，提高了放電裝置可靠性。軸承瓦座設有兩件以上，且沿放電軸承周向等距布置，當電機主軸在某一方向上的徑向跳動較大，即使造成某一方位的軸承瓦座與放電軸承形成短暫的脫離，但其它方位的軸承瓦座必然與放電軸承形成更為緊密的接觸，從而確保放電裝置的可靠性，完全杜絕靜電放電。放電軸承裝設於電機主軸尾部的編碼器連接軸上，放電軸承與電機主軸角速度相等，但放電軸承外徑D小於主軸軸承內徑d，因此放電軸承表面的線速度小於電機主軸表面線速度，使本發明適用於在電機主軸高速旋轉(轉速達10000RPM以上)的條件下放電。本發明既可用放電裝置安裝端蓋直接替代原電機端蓋實現避免電機定轉子靜電放電的功能，也可以直接在原電機端蓋上加工環形容置槽和安裝孔，實現起來非常方便。


圖1是本發明的結構示意圖； 圖2是圖1的A向視圖； 圖3是將本發明安裝於由可傾瓦軸承支承主軸的電機上的結構示意圖。 圖中各標號表示 1 、電機主軸 2 、鎖止螺母 3、放電軸承 4、軸承瓦座
5、導向杆
7、套筒
6、導電彈簧
8、放電裝置安裝端蓋
10、可傾瓦軸承
12、電機轉子
14、編碼器連接軸 9、電機箱體
11、電機定子
13、編碼器 81、環形容置槽 82、安裝孔
具體實施例方式
如圖1、圖2和圖3所示，本發明的電機定轉子防靜電放電裝置，包括軸承瓦座4、放電軸承3和放電裝置安裝端蓋8，放電軸承3套裝於電機主軸1上，並通過一鎖止螺母2限制軸向位移，當放電軸承3損耗後，只需將鎖止螺母2取下即可更換新的放電軸承3。本實施例中，放電軸承3裝設於電機主軸l尾部的直徑較小的編碼器連接軸14上，放電軸承3與電機主軸1角速度相等，但放電軸承3外徑D小於主軸軸承的內徑d，因此放電軸承3表面的線速度小於電機主軸1表面線速度，使本發明適用於在主軸高速旋轉(轉速達10000RPM以上)的條件下放電。放電裝置安裝端蓋8通過緊固件裝設於電機箱體9上。放電裝置安裝端蓋8上設有環形容置槽81以及與環形容置槽81相通的安裝孔82，環形容置槽81與放電軸承3同軸設置，安裝孔82沿環形容置槽81徑向設置。安裝孔82內設有導向杆5和導電彈簧6，軸承瓦座4置於環形容置槽81內，軸承瓦座4內側與放電軸承3接觸，外側與導向杆5通過螺紋固接，本實施例中，放電軸承3為滾動軸承，軸承瓦座4內側與放電軸承3的外圈形成的接觸為面接觸，當電機主軸1高速旋轉時，軸承瓦座4與放電軸承3在導電彈簧6的作用下仍能輕鬆保持接觸，從而使放電裝置始終處於穩定的放電狀態，提高了放電裝置可靠性。導向杆5外套設有套筒7，套筒7與放電裝置安裝端蓋8螺紋連接，套筒7與導向杆5為間隙配合，導向杆5對軸承瓦座4的運動起導向作用；導電彈簧6設於安裝孔82內，並支承於軸承瓦座4與套筒7之間，該導電彈簧6 —方面起到導電連接的作用，另一方面通過其阻尼作用緩衝電機主軸1的徑向跳動，使軸承瓦座4保持與放電軸承3以及導電彈簧6接觸。軸承瓦座4可設置兩件以上，且沿放電軸承3周向等距布置，放電裝置安裝端蓋8上的安裝孔82數量與軸承瓦座4數量相等，各軸承瓦座4與對應的安裝孔82內所設導向杆5和導電彈簧6相接，本實施例中，軸承瓦座4設有兩件，當電機主軸1在某一方向上的徑向跳動較大，即使造成某一方位的軸承瓦座4與放電軸承3形成短暫的脫離，但其它方位的軸承瓦座4必然與放電軸承3形成更為緊密的接觸，從而確保放電裝置的可靠性，完全杜絕靜電放電。本發明通過將放電軸承3直接裝設於電機主軸1上，簡化了放電裝置的結構，使放電裝置的安裝更加方便，並且減少了在徑向方向上的佔用空間，使電機結構更加緊湊，同時還避免了滾珠直接與電機主軸1接觸，提高了電機主軸1和放電裝置的使用壽命。對現有電機進行改造時，既可用放電裝置安裝端蓋8直接替代原電機端蓋實現避免電機定轉子靜電放電的功能，也可以直接在原電機端蓋上加工環形容置槽81和安裝孔82，實現起來非常方便。 下面結合由可傾瓦軸承支承主軸的電機對本發明的工作原理作進一詳細說明。
如圖3所示，電機轉子12裝設於電機主軸1中部，電機定子11裝設於電機箱體9中部，電機主軸1通過可傾瓦軸承10支承於電機箱體9內部，編碼器13裝設於電機主軸1的端部，本發明的放電裝置安裝端蓋8安裝於電機箱體9端部，放電軸承3安裝於電機主軸1上，且放電軸承3位於電機箱體9與鎖止螺母2之間。由於電機轉子12裝設於電機主軸1上，電機定子11裝設於電機箱體9上，電機箱體9通常接地，那麼只要使電機主軸1與電機箱體9保持電導通即可防止靜電放電，而電機主軸1採用可傾瓦軸承10支承，可傾瓦軸承10中的流體有絕緣作用，使得電機主軸1不能直接與電機箱體9形成導通。安裝了本發明的電機定轉子防靜電放電裝置後，電機主軸1依次通過放電軸承3、軸承瓦座4、導電彈簧6、套筒7和放電裝置安裝端蓋8與電機箱體9連通為一個放電迴路，因此，電機定子11與電機轉子12上的靜電都可以直接通過接地導體釋放，從而避免電機定子11與電機轉子12之間的高壓靜電放電現象，對編碼器13等電子元件起到保護作用。 上述實施例僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的原理的前提下，還可以作出若干等同變換，這些等同變換均應視為本發明的保護範圍。
權利要求
一種電機定轉子防靜電放電裝置，其特徵在於包括軸承瓦座(4)、裝設於電機主軸(1)上的放電軸承(3)和裝設於電機箱體(9)上的放電裝置安裝端蓋(8)，所述放電裝置安裝端蓋(8)上設有環形容置槽(81)以及與環形容置槽(81)相通的安裝孔(82)，所述環形容置槽(81)與放電軸承(3)同軸設置，所述安裝孔(82)沿環形容置槽(81)徑向設置，所述安裝孔(82)內設有導向杆(5)和導電彈簧(6)，所述軸承瓦座(4)置於環形容置槽(81)內，軸承瓦座(4)內側與放電軸承(3)接觸，外側與導向杆(5)連接，所述導向杆(5)外套設有套筒(7)，所述套筒(7)與放電裝置安裝端蓋(8)螺紋連接，所述導電彈簧(6)設於安裝孔(82)內，並支承於軸承瓦座(4)與套筒(7)之間。
2. 根據權利要求l所述的電機定轉子防靜電放電裝置，其特徵在於所述軸承瓦座(4) 內側與放電軸承(3)的接觸為面接觸。
3. 根據權利要求1或2所述的電機定轉子防靜電放電裝置，其特徵在於所述軸承瓦 座(4)設有兩件以上，且沿放電軸承(3)周向等距布置，所述放電裝置安裝端蓋(8)上的安 裝孔(82)數量與軸承瓦座(4)數量相等，各軸承瓦座(4)與對應的安裝孔(82)內所設導 向杆(5)和導電彈簧(6)相接。
4. 根據權利要求1或2所述的電機定轉子防靜電放電裝置，其特徵在於所述放電軸 承(3)裝設於電機主軸(1)尾部的編碼器連接軸(14)上，所述放電軸承(3)外徑D小於主 軸軸承內徑d。
5. 根據權利要求3所述的電機定轉子防靜電放電裝置，其特徵在於所述放電軸承(3) 裝設於電機主軸(1)尾部的編碼器連接軸(14)上，所述放電軸承(3)外徑D小於主軸軸承 內徑d。
全文摘要
本發明公開了一種電機定轉子防靜電放電裝置，包括軸承瓦座、裝設於電機主軸上的放電軸承和裝設於電機箱體上的放電裝置安裝端蓋，所述放電裝置安裝端蓋上設有環形容置槽以及與環形容置槽相通的安裝孔，所述環形容置槽與放電軸承同軸設置，所述安裝孔沿環形容置槽徑向設置，所述安裝孔內設有導向杆和導電彈簧，所述軸承瓦座置於環形容置槽內，軸承瓦座內側與放電軸承接觸，外側與導向杆連接，所述導向杆外套設有套筒，所述套筒與放電裝置安裝端蓋螺紋連接，所述導電彈簧設於安裝孔內，並支承於軸承瓦座與套筒之間。該電機定轉子防靜電放電裝置具有結構簡單緊湊、經久耐用、可靠性高的優點。
文檔編號H02K5/22GK101699720SQ200910221378
公開日2010年4月28日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者侯志泉, 呂浪, 熊萬裡, 紀宗輝, 羅春龍, 蔣旭光 申請人:溧陽福思寶高速機械有限公司;湖南大學