外轉子電機的製作方法

2023-08-05 16:49:26 2

專利名稱：外轉子電機的製作方法
技術領域：
本發明屬於電機技術領域，尤其涉及一種外轉子電機。
背景技術：
電機是各種機電產品必備部件之一，其中外轉子感應電機具有結構緊湊、材料利用率高的優點，廣泛應用於排氣設備、空調機組、空氣淨化系統和冷卻設備等領域。參見圖1，傳統外轉子感應電機的軸承結構一般是將第一滾珠軸承200、第二滾珠軸承500設置於定子600的兩端，電機輸出軸100位於第一滾珠軸承200、第二滾珠軸承500之內圈上。裝配時，帶有軸承室的端蓋400和帶有軸承室的軸套700分別從定子600兩側壓入其中心孔內，兩個滾珠軸承中，第二滾珠軸承500安裝在端蓋400的軸承室內，第一滾珠軸承200的安放則是先在定子600中心孔內中壓入軸套700，再將該第二滾珠軸承600安裝在軸套700中。這種傳統結構由於將兩個軸承分別設置在兩個不同的加工件上，兩個軸承室分別加工，因而在加工和裝配上易存在形位誤差和裝配誤差，這樣勢必對兩個加工件的同心度和位置度要求較高，若加工和裝配不到位時，容易造成電機的氣隙不均，使電機由於氣隙不均而產生電磁噪音和振動，同時還會造成兩個軸承裝配後的同軸度差，使電機運轉時產生較大的振動和噪聲，從而降低電機的性能。故此種結構的電機對軸承安裝件加工精度、裝配質量要求較高，無疑也使得電機的加工成本提高，加工效率相應降低。中國專利局公開的文獻CN201937346U披露了一種《分體式整體外轉子異步電機》，其是將兩滾珠軸承設置於一帶凸肩的軸套內，其中凸肩位於輸出軸的固定端，依靠定子的側平面止擋定位，並在該凸肩上開設螺紋安裝孔，通過螺釘與端蓋連接，使軸套固定。上述結構，雖然採用軸套可提高兩滾珠軸承之間的裝配精度，但是，這種結構模式，由於是將定子的側平面作為軸套的安裝定位面，且軸套還作為端蓋定位的載體，使端蓋通過螺栓與定子連接，這樣無疑提高了定子在加工上的要求，增加了定子的成本，而且電機運轉時轉軸的振動會通過該軸套 傳遞給定子的側面，給定子帶來不利的影響。裝配時，由於軸套與端蓋通過螺釘連接，其軸套與端蓋之間的裝配誤差仍會使得螺釘與軸套之間存在間隙，當電機運轉時，螺釘必須承受由外殼所傳遞的電機整體的重量和軸套傳遞的電機使用中的振動，這樣易使螺釘產生鬆動，進而影響滾珠軸承乃至電機輸出軸的運轉，同時，在運轉過程中，兩滾動軸承的運轉仍會產生一定的振動，尤其是在定子中心孔內腔，其較大的回聲也會產生噪音，影響整個電機日益要求的靜音性能。

發明內容
本發明的目的在於提供一種外轉子電機，可減少電機轉子運轉過程中的振動，降低電機運行中的噪聲。為實現上述目的，本發明提供的外轉子電機包括具有中心孔的定子和穿設固定於所述定子中心孔內的電機輸出軸，所述電機輸出軸上呈間距設置有第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承分別定位安裝於一與所述定子中心孔配合的軸套內，於所述輸出軸上，還設置有第三軸承。本發明具體的方案中，所述第三軸承設於所述第一軸承或者第二軸承之間，且與所述第一軸承或者第二軸承中任意一個軸承相互貼合或呈間隔設置。本發明進一步的方案中，所述軸套兩端分別開設有用於放置所述第一軸承和所述第二軸承及所述第三軸承的安裝孔，其中所述第三軸承與所述第二軸承相互貼合或呈間距設置於同一安裝孔內且位於所述電機輸出軸輸出口處。本發明進一步的方案中，所述軸套兩端分別開設有用於放置所述第一軸承和所述第二軸承及所述第三軸承的安裝孔，其中所述第三軸承與所述第一軸承相互貼合或呈間距設置於同一安裝孔內且位於所述電機輸出軸端部。本發明具體的方案中，所述第一軸承和第二軸承為滾動軸承。本發明具體的方案中，所述第三軸承為滑動軸承或滾動軸承。本發明具體的方案中，所述滑動軸承為含油軸承、尼龍軸承或橡膠軸承。本發明進一步的方案中，所述滑動軸承上裝設油氈。本發明更進一步的方案中，所述滑動軸承上還有凹槽，所述凹槽中裝有所述油氈。本發明具體的方案中，所述定子兩端分別設置固定支架和端蓋，所述固定支架注塑成型且通過引入由所述端蓋和所述固定支架封蓋的空腔內之塑膠料將繞於所述定子上的繞組封裝且使所述固定支架、所述軸套及所述定子連接於一體。相比於現有技術，本發明的有益效果在於:首先取消了端蓋自帶的軸承室，將兩個滾動軸承安裝在一個軸套中，這樣解決了兩個軸承室分別加工而造成的同軸度差的問題，既降低了電機加工成本，又可減小因同軸度誤差而引起的噪音。同時，軸套與定子中心孔直接裝配固定，不僅可使軸套的裝 配變得簡單，而且僅由軸套及輸出端的端蓋來承擔輸出軸轉動所產生的應力及振動，可降低上述應力及振動對其他構件的延及，這樣便減少了電機轉子運轉過程中對整個裝置所產生的影響，較好地保證了電機的使用性能；其次，本發明在電機輸出軸上設置第三軸承，由該軸承承載和吸收輸出軸運轉時的衝擊力，特別是可吸收來自定子中心孔內腔較大的回聲，進一步減緩了電機轉子運轉過程中的振動，降低了電機運行中的噪聲，提高了電機運行的平穩性，是電機的使用性能進一步得到保障，還可節省加工工序和加工成本，且便於裝配，具有較好的市場競爭力，可廣泛應用於各種感應電機。


圖1是現有技術的外轉子電機結構示意圖；圖2是本發明提供的外轉子電機之軸套實施例示意圖；圖3是本發明提供的外轉子電機結構實施例示意圖一；圖4是本發明提供的外轉子電機結構實施例示意圖二。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。參見圖3和圖4，本發明提供了一種外轉子電機，包括具有中心孔的定子5、與該定子5配合且設於所述定子5外周的轉子4，所述定子5繞設有繞組13，電機輸出軸I穿設所述定子5的中心孔，並沿定子5的中心孔向外延伸。所述電機的輸出軸I上，呈間距設置有第一軸承6和第二軸承2，其中第一軸承6位於電機輸出軸I的端部，第二軸承2位於電機輸出軸I的輸出口處，兩軸承用於承載和支承電機輸出軸I位於電機內腔的部分。所述第一軸承6和所述第二軸承2分別定位安裝於一軸套8上，該軸套8為直筒形結構，穿設電機定子5中心孔,其外周與該中心孔配合固定,使之與定子5形成固定連接；於所述的電機輸出軸I上，還設置有第三軸承14。上述結構設計中，將第一軸承6和所述第二軸承2設置於同一軸套8上，這樣可從結構設計上保證第一軸承6和第二軸承2在軸承安裝孔內的同軸度，減少因滿足加工精度要求而引起的加工成本的增加，同時還可減少各軸承裝配後的同軸度差，降低使電機運轉時產生較大的振動和噪聲。同時，由於軸套8僅通過其外周與定子5中心孔配合固定，因而不會存在與多個關聯構件連接而產生的裝配誤差，故還可減少電機輸出軸I與各軸承、軸套8之間裝配後的同心度誤差，可降低電機由於氣隙不均而產生的電磁噪音和振動。而且，第三軸承14的設置，可進一步承載、吸收和減緩來自電機輸出軸I和第一軸承6和第二軸承2旋轉時在電機內腔產生的振動和回聲引起噪音以及其他關聯構件的振動和噪聲，提高電機運行平穩性。本發明具體的結構設計中，第三軸承14設於第一軸承6和第二軸承2之間，與第一軸承6或者第二軸承2中的任意一個軸承相互貼合或呈間隔設置。參見圖3和圖4，本發明優選的實施例中，第三軸承14設於電機輸出軸I的輸出口處，即位於電機輸出軸I於電機內腔向外延伸的出口位置，與第二軸承2相鄰設置，且設置於第二軸承2的內側並與之貼合，即位於與第一軸承6相對的側端。這樣，一方面由於電機輸出軸I由輸出口處向外延伸與傳動部件連接，故而該輸出口位置的振動較之於輸出軸I端部的振動大，第三軸承14在此處設置時吸收和減緩電機運行時的震動和噪聲效果較好，尤其是設於第一軸承6和第二軸承2之間的位置時，更有利於吸收來自電機內腔中因兩滾動軸承轉動而引起的回聲，另一方面，該位置的設置有利於第三軸承14的定位安裝和構件的更換。本發明實施例結構中，所述第一軸承6和第二軸承2均採用滾動軸承。滾動軸承是標準化程度很高的 零件，互換性好，使用和維護非常方便，工作可靠，起動性能及承載能力較高。兩滾動軸承的內圈與電機輸出軸I相配合併與之一起旋轉，外圈與軸套8配合固定；所述第三軸承14可採用工作平穩、可靠、無噪聲的滑動軸承，也可採用滾動軸承。由於第一軸承和第二軸承2採用滾動軸承在高速時運轉時具有一定的聲響，本發明採用第三軸承14與之組合配置可吸收和減緩來自這種運轉時所產生的噪音，因設置第三軸承14的主要目的是用於減振，而不是完全按照其本身所固有的功能來使用，故而對其與電機輸出軸I和於其他零件的裝配精度要求要低一些，可具有一定的微間隙，避免影響第一軸承6和第二軸承2的運轉性能。另外，當第三軸承14選用滑動軸承或滾動軸承時，由於其也是標準化程度很高的零件，互換性好，故可以以最低的成本來實現降噪減振的技術效果。具體地，本發明第三軸承14採用滑動軸承時可選用含油軸承、尼龍軸承或橡膠軸承。其中含油軸承以金屬粉末為主要原料，用粉末冶金法製作的多孔質燒結體，可利用燒結體的多孔性，使之含浸10%_40%(體積分數)潤滑油，於自行供油狀態下使用。電機運轉時，其軸承溫度升高，由於油的膨脹係數比金屬大，因而會自動進入輸出軸I表面以潤滑軸承，停止工作時油又隨溫度下降被吸回孔隙。尼龍軸承具有很高的機械強度，軟化點高，耐熱，磨擦係數低，自潤滑性、吸震性、消音性及電絕緣性好，耐磨損及耐腐蝕性強；橡膠軸承不僅具有較高的吸震、減震性能，而且具有優異的摩擦和磨損性能，常常可以不用或少用潤滑劑，使用壽命較長。進一步如圖2和圖3所示，本發明之第三軸承14在使用滑動軸承時，還可設置凹槽，凹槽中裝有可更換的油氈141。這樣，通過使用潤滑油作為潤滑劑和減阻劑，不僅可吸收和減緩電機運行時的振動，降低兩滾動軸承運行時的噪音，而且，油氈141和凹槽結構的進一步組合還可提高滑動軸承使用的可靠性，延長滑動軸承的使用壽命。當然，第三軸承14包括但不限於上述類型，還可採用其他具有類似功能的元件，更可以設計專門的減振結構，在此不在贅述。作為各軸承的安裝結構，本發明軸套8的設計中，其外徑可設定具體的公差，與定子5中心孔實行緊配合連接，使之壓入定子5中心孔內固定；或者，使所述軸套8與定子5中心孔通過鍵連接方式固於一體，當然，還可以將軸套8間隙插設於定子5中心孔後通過熱熔膠或其他方式粘結 連接。可以理解地，前述兩種方式可與第三種方式組合使用，使軸套8與定子5的結合更為牢固，以避免兩者配合時因誤差產生的間隙而帶來的振動。進一步參見圖2，其圖所示的軸套8實施例結構中，在所述軸套8的兩端，分別開設有第一安裝孔81和第二安裝孔82，其中第一安裝孔81用於定位和安裝第一軸承6，第二安裝孔82用於定位和安裝第二軸承2及第三軸承14，其中第一安裝孔81上設有第一止擋面811，第一軸承6的內側端通過外圈定位於該第一止擋面811上，其外側端通過擋圈組件7或電機端蓋3固定(圖3和圖4所示採用擋圈組件7止擋固定第一軸承6的內圈)；所述第二安裝孔82上設有第二止擋面821，滑動軸承14與第一軸承6相對的側面定位於該第二止擋面821上，第二軸承2與滑動軸承14相鄰且貼合設置，第二軸承2的外側通過抵頂於其內圈上的擋圈組件或套筒或直接通過電機端蓋固定(圖3和圖4所示第二軸承2的內圈採用套筒15及端蓋3止擋固定)。由於上述兩軸承安裝孔在同一軸套8上，可在同一道工序、同一定位基準上進行孔加工，不僅帶來了加工的方便，降低了加工成本，而且還可以保證兩安裝孔之間的同軸度，從而減少各軸承裝配後的同軸度差，降低了使電機運轉時產生較大的振動和噪聲。具體地，本發明圖3和圖4所示的實施例中，所述擋圈組件7包括兩個凹面相對且疊合設置的碟形彈簧71以及設於兩蝶形彈簧71外端的彈性墊圈72，彈性墊圈72卡設於電機輸出軸I端部開設的環形槽內。採用蝶形彈簧71與卡設於電機輸出軸I端部的彈性墊圈72的組合設計，既可以作為第一軸承6外側的定位止擋構件，同時還可承受來自第一軸承6軸向作用的靜態或動態載荷，蝶形彈簧71相對疊合設置時還具有較好的機械強度。當然，所述第三軸承14在軸套8上的布置也可設於第一軸承6的內側，與第一軸承6貼合或呈間隔設置(未圖示)，間隔設置時兩者之間可用套筒隔開。該實施方式中，在所述軸套的兩端，同樣可分別開設有第一安裝孔和第二安裝孔，其中第一安裝孔用於定位和安裝第一軸承和第三軸承，第二安裝孔用於定位和安裝第二軸承，第三軸承的內側端定位於第一安裝孔的止擋面上，第一軸承外側端通過擋圈組件固定；第二軸承與第三軸承相對的側面定位於第二安裝孔的止擋面上。這種結構、由於第三軸承同樣是位於第一軸承和第二軸承之間，與圖3、圖4結構相比，只是軸套在定子5中心孔安裝方向不同而已，同樣有利於提高吸振降噪的效果。
可以理解地，第三軸承14也可位於第二軸承2的外側並與之貼合，或者，與第二軸承2呈間隔設置(未圖示)，兩者之間可用套筒隔開。後一實施方式中，在所述軸套8的兩端，同樣可分別開設有第一安裝孔和第二安裝孔，其中第一安裝孔用於定位和安裝第一軸承，第二安裝孔用於定位和安裝第二軸承，第一軸承的內側端通過外圈定位於第一安裝孔的止擋面上，其外側端通過擋圈組件固定；第二軸承與第一軸承相對的側面定位於第二安裝孔的止擋面上，同時，可將第三軸承設置於電機端蓋上對應開設的定位孔內，與第二軸承相對的側端設置一套筒，這樣可使第二軸承的外側和第三軸承的內側同時通過套筒來固定。這種結構模式，既可以吸收一部分由兩滾動軸承轉動帶來的振動，也可承載和吸收部分由轉子帶動端蓋轉動時所產生振動，同樣可減緩電機運行時的振動和降低噪聲，也有利於兩滾動軸承的安裝和調試以及第三軸承的裝配和更換。當然，軸套和各軸承的組合併不僅僅限於上述結構模式和設置方式，只要是能夠實現減振和降噪功能，皆屬於上述範圍之中。參見圖3和圖4，本發明提供的外轉子電機結構中，所述定子5及轉子4的兩側端設置端蓋3和固定支架16，其中固定支架16上設有多個固定孔，可通過螺栓等固定件將整個電機安裝於排氣設備、空調機組、空氣淨化系統和冷卻設備等設置的安裝位置上，端蓋3位於輸出軸I的輸出口處，其中心安裝有可與電機輸出軸I配合連接的套筒15，此套筒15還同時可作為止擋第二軸承2外側端的定位構件，電機輸出軸I穿越所述套筒15中心向外延伸。作為本發明優選的一種實施方式，所述固定支架16可採用非金屬材料，通過塑膠注塑成型，且在注塑成型過程中，可將膠液通過流道引入端蓋3和固定支架16封蓋的空腔內，將置於定子5外側的繞組13封裝於定子4側端，軸套8外周與定子5中心孔內壁粘結固定，使固定支架16和定子5兩側端及軸套8連為一體。這種結構，一方面有效保證了繞組13在定子5上良好的固定，繞組13和定子5之間無相對移動，有足夠的機械強度來抵禦振動和應力，避免機械損傷，同時還可有效保護繞組13，避免繞組13短路、擊穿等現象，且由於固定支架16和定子5之間不需要連接件來固定,亦避免了電機運轉時由於固定支架16和定子5之間通過連接件連接的裝配間隙產生的振動，同時還可使得固定支架16與定子5之間形成大面積的連接，保證了固定支 架16與定子5之間連接的穩定性。另一方面，可使得軸承8與定子5之間配合無間隙，連接更為牢靠，同樣亦可提高其機械強度，減少各軸承轉動對定子5產生的影響。另外，由於膠液凝固後將繞組13及定子5兩側完全包覆，還可避免水分及外界溫度對定子5的影響，以保障電機長時間可靠地運行。進一步參見圖3和圖4，於所述定子5的兩側平面上，還分別設置有擋環10，於所述轉子4外周，還包覆有外殼11，可對轉子4起到防護作用。另外，在外殼11和固定支架16的連接處，還設置有防水圈16，可防止外界水分對定子5及轉子4的侵襲而降低電機的使用壽命。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種外轉子電機，包括具有中心孔的定子和穿設固定於所述定子中心孔內的電機輸出軸，所述電機輸出軸上呈間距設置有第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承分別定位安裝於一與所述定子中心孔配合的軸套內，其特徵在於，於所述輸出軸上，還設置有第三軸承。
2.如權利要求1所述的外轉子電機，其特徵在於，所述第三軸承設於所述第一軸承或者第二軸承之間，且與所述第一軸承或者第二軸承中任意一個軸承相互貼合或呈間隔設置。
3.如權利要求2所述的外轉子電機，其特徵在於，所述軸套兩端分別開設有用於放置所述第一軸承和所述第二軸承及所述第三軸承的安裝孔，其中所述第三軸承與所述第二軸承相互貼合或呈間距設置於同一安裝孔內且位於所述電機輸出軸輸出口處。
4.如權利要求2所述的外轉子電機，其特徵在於，所述軸套兩端分別開設有用於放置所述第一軸承和所述第二軸承及所述第三軸承的安裝孔，其中所述第三軸承與所述第一軸承相互貼合或呈間距設置於同一安裝孔內且位於所述電機輸出軸端部。
5.如權利要求1-4任一項所述的外轉子電機，其特徵在於，所述第一軸承和第二軸承為滾動軸承。
6.如權利要求5所述的外轉子電機，其特徵在於，所述第三軸承為滑動軸承或滾動軸承。
7.如權利要求6所述的外轉子電機，其特徵在於，所述滑動軸承為含油軸承、尼龍軸承或橡膠軸承。
8.如權利要求6或7所述的外轉子電機，其特徵在於，所述滑動軸承上裝設油氈。
9.如權利要求8所述的外轉子電機，其特徵在於，所述滑動軸承上還有凹槽，所述凹槽中裝有所述油氈。
10.如權利要求1或2所述的外轉子電機，其特徵在於，所述定子兩端分別設置固定支架和端蓋，所述固定支架注 塑成型且通過引入由所述端蓋和所述固定支架封蓋的空腔內之塑膠料將繞於所述定子上的繞組封裝且使所述固定支架、所述軸套及所述定子連接於一體。
全文摘要
本發明適用於機電技術領域，提供了一種外轉子電機軸承，包括具有中心孔的定子和穿設固定於所述定子中心孔內的電機輸出軸，所述電機輸出軸上呈間距設置有第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承分別定位安裝於一與所述定子中心孔配合的軸套內，於所述輸出軸上，還設置有第三軸承。本發明通過將第一、第二軸承安裝在一個軸套中，解決了兩個軸承室分別加工而造成的同軸度差的問題，降低了電機加工成本；由於軸套與定子中心孔裝配固定，不僅可使軸套的裝配簡單，且可減少了電機轉子運轉過程中對整個裝置所產生的影響，而第三軸承的設置，進一步減緩了電機轉子運轉過程中的振動，降低電機運行中的噪聲。
文檔編號H02K5/24GK103248163SQ201310167439
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月8日 優先權日2013年5月8日
發明者遲闖, 秦邦耀, 秦乃軍, 王洪曉, 胡俊傑 申請人:佛山市威靈洗滌電機製造有限公司