一种电机及其整机动平衡方法与流程

1.本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机及其整机动平衡方法。


背景技术：

2.电机在工作过程中，不平衡是造成电机振动过大以及产生噪音的主要原因,将直接影响电机的工作性能、噪音和使用寿命，因此对电机进行动平衡校准尤为重要。
3.现有技术中，对电机进行动平衡校准通常是在转子的前后两端各设置前平衡环及后平衡环，同时通过在前平衡环及后平衡环中进行加/减重，使转子的质心与几何中心重合以进行动平衡校准。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明第一方面提供了一种电机，包括：定子，分别与所述定子两侧相连的第一端盖及第二端盖；其中，所述定子与第一端盖及第二端盖相连后构成密闭空间；还包括：设于所述密闭空间中的转子、轴承以及轴承压盖；其中，所述轴承包括与第一端盖相连的第一轴承，以及与所述第二端盖相连的第二轴承；所述轴承压盖与所述第一端盖及第一轴承相连。
5.可选地，所述轴承压盖的中部设有通孔，所述通孔为转轴孔；所述轴承压盖上还设有凸起，所述凸起为卡置部；其中，所述卡置部与所述第一轴承的轴承外圈相抵接。
6.可选地，所述第二轴承与第二端盖之间设有波形弹簧。
7.可选地，所述第一端盖靠近所述密闭空间一侧的中部向内凹陷，其内凹处为第一轴承室，未凹陷处为固定部；所述第一轴承设于第一轴承室中；所述轴承压盖与所述固定部相连；所述第二端盖靠近所述密闭空间一侧的中部向内凹陷，其内凹处为第二轴承室；所述第二轴承设于第二轴承室中；所述波形弹簧设于所述第二轴承室的底部。
8.可选地，所述第一轴承的轴承外圈与所述第一端盖相抵接且轴承内圈与第一端盖之间具有间隙。
9.可选地，所述转子包括：转轴，所述第一轴承及第二轴承分别与所述转轴相连；其中，所述转轴上具有多个直径不同的部位，包括：位于中部的负载部，以及位于所述负载部两侧的轴承连接部；其中，位于所述负载部两侧的轴承连接部分别与第一轴承以及第二轴承相连。
10.可选地，所述负载部的直径大于轴承连接部的直径；其中，所述负载部两端分别与第一轴承及第二轴承的轴承内圈相抵接。
11.可选地，所述轴承压盖设置径长大于卡置部的部分上还设有多个螺纹孔，所述螺纹孔为固定孔；所述固定部开设有多个与所述固定孔相适配的安装孔。
12.可选地，所述转子上还设有平衡环，其中，所述平衡环设于转轴与第二轴承连接处的附近，且位于所述密闭空间外；所述平衡环上设有多组周向分布的平衡孔。
13.本发明第二方面提供了一种应用于上述方案中任一项所述电机的整机动平衡方法，包括以下步骤：首先，用动平衡设备对运转中的电机进行检测；然后，在平衡环需要位置增加重量来校准整机动平衡，所述整机动平衡方法仅用设于转轴与第二轴承连接处附近的平衡环进行校准。
14.通过采用上述技术方案，本发明主要具有以下技术效果：1、通过设置轴承压盖向转子施加轴向上的作用力，进而降低转子在第一轴承连接处的振动幅度,以及通过在第二轴承与第二端盖之间设置波形弹簧，利用波形弹簧的缓冲作用向第二轴承施加轴向上的作用力，并且波形弹簧的作用力与轴承压盖的作用力方向一致，都是往电机扭矩输出端，将转子原本由轴向冲击带来的多方向振动冲击转化为以第一轴承为支点的圆周偏心运动。通过在转子与第二轴承连接处的附近进行加/减重即可进行整机动平衡校准，解决了电机进行动平衡校准需要分别在整机前平衡环及整机后平衡环上分别进行加/减重的技术问题，实现了仅在整机后平衡环上进行加/减重即可进行动平衡校准的技术效果。
15.2、通过设置整机后平衡环即可实现动平衡校准，简化了电机的结构以及整机动平衡的校准方法，提高了生产效率。
16.3、电机前端为扭矩输出端，通过将电机的输出端与机床（设备）相连，电机传递给机床（设备）的振动值是电机中最小的，从而有效降低了对机床（设备）的影响。
附图说明
17.图1为本发明一种电机的结构示意图；图2为图1中a处的放大图；图3为图1中b处的放大图；图4为本发明一种电机中轴承压盖的结构示意图；图5为本发明一种电机中转子的振动幅度示意图。
18.其中，附图标记的含义如下：1、定子；2、第一端盖；21、第一轴承室；22、固定部；23、安装孔；24、隔离腔；3、第二端盖；31、第二轴承室；32、波形弹簧；4、转子；41、转轴；411、负载部；412、轴承连接部；42、平衡环；421、平衡孔；5、轴承；51、第一轴承；52、第二轴承；53、轴承内圈；54、滑动滚珠；55、轴承外圈；6、轴承压盖；61、转轴孔；62、卡置部；63、固定孔；
c、转子前端；d、转子后端。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明中的说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
21.请参阅图1-图4，本发明第一方面提供了一种电机，包括定子1，分别与所述定子1两侧相连的第一端盖2及第二端盖3，其中，所述定子1与两侧的第一端盖2及第二端盖3相连后构成封闭空间，所述电机还包括设于所述封闭空间中的转子4、轴承5以及轴承压盖6。在此需要说明的是，本发明中，所述轴向指的是转轴旋转中心轴所在的方向，即与中心轴共同的方向。
22.进一步地，所述定子1与两侧的第一端盖2及第二端盖3相连后构成密闭空间，能够有效避免异物进入电机的内部，同时还能够避免机械碰撞损伤电机的内部结构，从而起到良好的保护作用。其中，所述定子1为电机静止的固定部分，在通入电流以后能够产生旋转磁场；所述转子4为电机的旋转部分，能够基于电磁感应现象，在所述定子1产生的旋转磁场的作用下，获得电磁转矩而进行转动。
23.进一步地，所述转子4通过轴承5分别与第一端盖2及第二端盖3相连，从而利用第一端盖2及第二端盖3起到固定转子4的作用。另外，所述第一端盖2及第二端盖3的中央均设有可供转子4穿出的圆形通孔，所述圆形通孔为电机孔，以便于转子4能够经电机孔伸出封闭空间以外与其他传动部件或零部件相连。
24.可以理解的是，所述轴承5包括与第一端盖2相连的第一轴承51，以及与所述第二端盖3相连的第二轴承52。
25.在一个优选地实施方式中，所述第一端盖2靠近所述封闭空间一侧的中部向内凹陷，其内凹处为圆柱形的第一轴承室21，所述第一端盖2上与第一轴承室21相连的未凹陷处为固定部22。其中，所述第一轴承室21用于设置第一轴承51，即所述第一轴承室21的内径与第一轴承51的外径相适配，使得所述第一轴承51能够正好设置于第一轴承室21中。
26.可以理解的是，所述轴承5包括轴承内圈53，与所述轴承内圈53相连的滑动滚珠54，以及与滑动滚珠54相连的轴承外圈55。其中，所述滑动滚珠54的外壁分别与轴承内圈53的外周以及轴承外圈55的内周相连，通过将所述轴承内圈53与转子4相连，从而起到将转子4固定在第一端盖2及第二端盖3上的作用。
27.具体而言，以所述第一轴承室21沿轴向设置的长度为深度，其中，所述第一轴承室21的深度大于第一轴承51的厚度，使得第一轴承51设置在第一轴承室21中时，所述第一轴承51的其中一个端面与第一轴承室21最底端的端面相抵接以后，所述第一轴承51的另一端面与第一轴承室21的开口端之间具有一定的距离。
28.请进一步参阅图2，可以理解的是，所述第一轴承室21的底部还设有向内凹陷的隔离腔24，其中，所述隔离腔24的直径小于第一轴承51中轴承外圈55的外径且大于第一轴承51中轴承外圈55的内径，使得所述第一轴承室21中第一轴承51与第一端盖2相抵接的方式实际为第一轴承51的轴承外圈55与第一端盖2相抵接，即所述第一端盖2与第一轴承51的轴承内圈53之间存在间隙，从而避免第一端盖2对跟随转子4旋转的轴承内圈53造成影响。
29.进一步地，所述第二端盖3靠近封闭空间的一侧中部也向内凹陷，其内凹处为圆柱形的第二轴承室31，所述第二轴承室31用于容纳第二轴承52。
30.应该理解的是，所述第一轴承室21与第一轴承51，以及所述第二轴承室31与第二轴承52的设置方式均为间隙配合。
31.进一步地，所述定子1包括定子铁芯和定子绕组，其中，所述定子铁芯为圆柱状，为电机磁路的一部分，用于安装以及固定定子绕组；所述定子绕组为固定在定子铁芯上的绕组，是电机中的电路的组成部分，在通入三相交流电后能够产生旋转磁场。
32.进一步地，所述转子4包括转轴41，其具有一定的机械强度和刚度，能够起到传递转矩，以及支撑转子4旋转的作用，所述转轴41上具有多个直径不同的部位，包括中部的负载部411，以及位于所述负载部411两侧的轴承连接部412。具体地，所述负载部411用于设置转子铁芯等零部件，位于所述负载部411两侧的两组轴承连接部412分别与第一轴承51及第二轴承52相连，从而经轴承5将转子4与第一端盖2及第二端盖3相连。
33.在一个优选地实施方式中，所述负载部411的直径大于轴承连接部412的直径，具体而言，所述负载部411的直径小于轴承内圈53的外径，且大于轴承内圈53的内径，使得所述轴承连接部412在分别与第一轴承51及第二轴承52相连以后，所述负载部411的两端分别与第一轴承51及第二轴承52的轴承内圈53相抵接，从而起到将所述第一轴承51限位在第一轴承室21中；将所述第二轴承52限位在第二轴承室31中的作用。
34.请进一步参阅图4，图4为所述轴承压盖6的结构示意图，所述轴承压盖6为圆环形结构，其中部同样设有可供转轴41穿过的通孔，所述通孔为转轴孔61。
35.在一个优选地实施方式中，所述轴承压盖6的一侧上设有圆环状的凸起，所述凸起部分为卡置部62，其中，所述圆环形卡置部62与所述第一轴承室21间隙配合，即所述圆环形卡置部62的外径略小于所述圆形第一轴承室21的直径，使得所述轴承压盖6设有卡置部62的一侧与第一端盖2相连时，所述圆环形卡置部62能够进入第一轴承室21中。
36.进一步地，所述卡置部62在轴向上的宽度与第一轴承室21的深度以及第一轴承51的厚度相适配，使得轴承压盖6与第一端盖2相连以后，所述卡置部62进入第一轴承室21以后正好与所述第一轴承51的轴承外圈55相抵接，从而在轴向上对轴承外圈55进行限位。公知地，所述轴承外圈55为圆环形结构，通过将卡置部62设为圆环形，可有限提升卡置部62与轴承外圈55抵接时的紧密型，提升所述轴承压盖6在轴向上对第一轴承51的限位作用。
37.进一步地，所述圆环形轴承压盖6上设置径长大于卡置部62的部分上还设有多个螺纹孔，所述螺纹孔为固定孔63，所述固定孔63在轴承压盖6上呈圆形分布。另外，所述第一端盖2的固定部22上还开设有多个与所述固定孔63相适配的安装孔23，操作人员通过螺钉穿过安装孔23以后与固定孔63相连，即可将所述轴承压盖6固定在第一端盖2上，从而起到方便拆装的作用。
38.进一步地，所述第二轴承52与第二轴承室31最底端的端面之间还设有波形弹簧
32。
39.可以理解的是，电机工作时转子4在工作过程中绕自身轴线进行旋转时，由于转子4的质心与几何中心不重合将会导致转子4发生振动。
40.请进一步参阅图1及图5，通过设置所述轴承压盖6在轴向上对第一轴承51进行限位，以及在第二轴承52与第二端盖3之间设置波形弹簧32。利用卡置部62的限位作用向第一轴承51施加轴向上的作用力，从而在转轴41与第一轴承51的连接处向振动的转子4施加轴向上的作用力，起到降低转子4在第一轴承51连接处的振动幅度的作用；以及通过在第二轴承52与第二端盖3之间设置波形弹簧32，利用波形弹簧32的缓冲作用向第二轴承52施加轴向上的作用力，将转子4原本由轴向冲击带来的多方向振动冲击转化为以第一轴承51为支点的圆周偏心运动。
41.由此，本技术的提供的电机结构，在对电机进行动平衡时，在转轴41与第二轴承52连接处的附近进行加/减重即可校准整机动平衡，具体将在下文进一步描述。
42.请进一步参阅图1，所述转子4的转轴41上还设有平衡环42，所述平衡环42设于转轴41与第二轴承52连接处的附近，且位于所述封闭空间外，所述平衡环42为环形结构，其上设有多组绕转轴41周向分布的平衡孔421，通过在平衡孔421中加/减重即可校准整机动平衡。
43.本发明第二方面提供了一种电机整机动平衡方法，所述整机动平衡方法采用上述方案中的电机进行，包括以下步骤：（a）用动平衡设备对运转中的电机进行检测；此步骤为通过动平衡机测量转子4不平衡量的大小和位置；（b）在平衡环需要位置增加重量来校准整机动平衡；此步骤为在上述方案中的电机的平衡环42的平衡孔421中进行增加重量（安装加重螺钉）以校准整机动平衡；本领域技术人员应该理解的是，用动平衡设备测量转子4运转时不平衡量的大小和位置以及在平衡环42中加/减重以校准整机动平衡。
44.其中，上述步骤仅用设于转轴41与第二轴承52连接处附近的平衡环42进行校准。
45.实施例一首先，采用立式电机在电机的前轴承处设置轴承端盖对前轴承施加轴向上的作用力，然后在电机的后轴承处设置钢质波形弹簧32向后轴承施加轴向上的缓冲作用力，且波形弹簧32的作用力与轴承压盖6的作用力方向一致，都是往电机扭矩输出端的方向；最后用动平衡设备测量转子4运转的不平衡量大小和位置，通过在平衡环42需要位置增加重量来校准整机动平衡。
46.实施例一动平衡测试及整机动平衡校准整机动平衡记录表结果如下表1所示：表1整机动平衡记录表
更换另一台立式电机后再次进行动平衡测试及整机动平衡校准，整机动平衡记录表结果如下表2所示：表2整机动平衡记录表
对表1以及表2中的数据进行分析，其中，无论是初始振动值还是校准以后的振动值，电机前端的振动值总是小于电机后端的振动值，因此仅在电机后端的平衡环中加/减重即可校准整机动平衡。
47.通过在平衡环中加/减重即可实现动平衡校准，简化了电机的结构以及整机动平衡的校准方法，提高了生产效率。
48.另外，应该理解的是，电机前端为输出端，上述结构电机的输出端与机床（设备）相连后，电机传递给机床（设备）的振动值是电机中最小的，从而有效降低对机床（设备）的影响。
49.最后应说明的是：本发明实施例公开的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。