一種抗過載沖擊電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種抗高過載沖擊的電機(jī),其中蓮花套(8)通過緊固組合甲(25)及緊固組合乙(29)與定子座(26)緊密連接,在蓮花套(8)的左彈簧(10)及右彈簧(17)的推動(dòng)下,左銷釘(11)及右銷釘(19)分別穿過蓮花套(8)的左定位孔(31)及右定位孔(32)嵌入到電機(jī)軸芯(23)所刻的曲折槽(30,33)內(nèi),實(shí)現(xiàn)電機(jī)抗動(dòng)態(tài)沖擊。本發(fā)明抗高過載電機(jī)具有抗過載能力強(qiáng),體積小,質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn),擴(kuò)展了抗過載電機(jī)在苛刻環(huán)境中的應(yīng)用范圍。
【專利說明】一種抗過載沖擊電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)力電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】,涉及一種抗過載沖擊電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械能的機(jī)電產(chǎn)品,電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)電產(chǎn)品。電機(jī)的抗高動(dòng)態(tài)過載問題是電機(jī)在嚴(yán)苛環(huán)境下運(yùn)行遇到的重要問題。
[0003]傳統(tǒng)電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間通過僅能承受一定軸向靜載荷,且能承受一定徑向動(dòng)載荷的軸承連接,使得電機(jī)本身具有一定的抗沖擊能力。如著名航模電機(jī)品牌中的天蝎星、基愛斯等無刷電機(jī)可以抵抗幾百牛力的動(dòng)載。雖然采用類似軸承或者抗動(dòng)載荷能力更強(qiáng)的角接觸軸承的部分電機(jī),由于轉(zhuǎn)子質(zhì)量較小,能夠抵抗幾百千克的動(dòng)載荷。但正是由于這種通過提高電機(jī)軸承動(dòng)載荷指標(biāo)來提高電機(jī)動(dòng)載荷能力的簡(jiǎn)單方法,使得軸承在電機(jī)質(zhì)量的比重中占有較大的份額,致使電機(jī)的質(zhì)量無法減小,從而導(dǎo)致電機(jī)的低效率,大體積,嚴(yán)重地限制了電機(jī)的應(yīng)用范圍。雖然國內(nèi)已存在可以抗幾百牛以上動(dòng)載荷的內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機(jī),有的自身質(zhì)量幾十克,輸出功率幾十瓦特,工作效率不到50% ;有的自身質(zhì)量達(dá)六七百克,輸出功率僅有四五百瓦,不到同類高性能電機(jī)輸出功率的四分之一。
[0004]綜上所述,目前抗過載電機(jī)存在的問題有:
[0005]I)電機(jī)質(zhì)量過大,體積大;
[0006]2)工作效率低下;
[0007]3 )抗過載方法單一。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為了較好地解決電機(jī)抗過載問題,本發(fā)明提出了一種采用蓮花套結(jié)構(gòu)的電機(jī)抗過載方法。
[0009]為了說明問題之需要,將實(shí)現(xiàn)電機(jī)抗高過載及完成電機(jī)轉(zhuǎn)子與可靠分離的裝置稱之為蓮花套。蓮花套由蓮花套體、彈簧、銷釘蓋、定位鎖死機(jī)構(gòu)及銷釘?shù)冉M成,蓮花套與電機(jī)定子固連。
[0010]為了說明問題的需要,本發(fā)明定義了電機(jī)的兩種狀態(tài),高過載狀態(tài)和正常工作狀態(tài)。在高過載狀態(tài),電機(jī)能夠承受正反向高過載沖擊。抗正向過載的能力取決于電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的抗壓能力??狗聪蜻^載的能力取決于蓮花套與銷釘之間的抗剪切力。在正常工作狀態(tài),電機(jī)能夠如同普通電機(jī)一樣高效能運(yùn)轉(zhuǎn),但不能夠承受大的過載沖擊。電機(jī)啟動(dòng)時(shí),在啟動(dòng)力矩的作用下,能夠自動(dòng)從抗高過載狀態(tài)轉(zhuǎn)換為正常工作狀態(tài)。
[0011]本發(fā)明通過蓮花套裝置改變電機(jī)工作方式,使得電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子在高過載狀態(tài)時(shí)“固為一體”,實(shí)現(xiàn)電機(jī)抗高過載設(shè)計(jì)。
[0012]本發(fā)明通過蓮花套、銷釘及曲折槽起到對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子的支撐作用,在電機(jī)受到動(dòng)態(tài)沖擊時(shí),曲折槽、銷釘及蓮花套將電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的慣性力轉(zhuǎn)移到電機(jī)定子座上,從而大大降低了電機(jī)在受到動(dòng)態(tài)沖擊下電機(jī)軸承受到的沖擊力,使得電機(jī)軸承不致?lián)p壞而確保電機(jī)能正常工作。
[0013]本發(fā)明中曲折槽刻在電機(jī)轉(zhuǎn)子的軸芯上,隨著沖擊過載變化規(guī)律的不同,曲折槽的開口方向位于電機(jī)軸芯橫截面內(nèi)或者與電機(jī)軸芯橫截面存在一定的夾角。曲折槽的開口寬度與銷釘?shù)闹睆奖3忠恢?。曲折槽的深度隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子及軸芯的轉(zhuǎn)過角度的不同而逐漸變淺,最終消失。曲折槽槽深變化所形成的坡度與電機(jī)的啟動(dòng)力矩、啟動(dòng)時(shí)間及電機(jī)受到的干擾力矩的大小有關(guān)。
[0014]本發(fā)明通過在電機(jī)軸芯上設(shè)計(jì)曲折槽與蓮花套配合實(shí)現(xiàn)電機(jī)在蓮花套鎖定狀態(tài)下抗過載,在蓮花套解除鎖定時(shí)正常工作,電機(jī)啟動(dòng)時(shí),在電機(jī)轉(zhuǎn)子及軸芯旋轉(zhuǎn)下,電機(jī)軸芯上的曲折槽將銷釘推出曲折槽,當(dāng)銷釘被完全推出曲折槽時(shí),蓮花套內(nèi)的定位銷釘將銷釘鎖定,電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不再與銷釘發(fā)生接觸,電機(jī)由抗過載狀態(tài)自動(dòng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
[0015]本發(fā)明中曲折槽刻在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸芯上,槽刻方向沿著軸芯周向,或者沿著軸芯軸向存在較小的夾角,夾角小于90°。曲折槽的深度隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度由深變淺,直至槽深為0.電機(jī)軸芯上的曲折槽的槽深變化及開口方向的設(shè)計(jì)使得軸芯在旋轉(zhuǎn)時(shí),一方面,銷釘退出曲折槽,另一方面,電機(jī)轉(zhuǎn)子體與電機(jī)定子分開。當(dāng)銷釘完全退出曲折槽,電機(jī)轉(zhuǎn)子體與電機(jī)定子完全分開。
[0016]本發(fā)明通過變直徑軸芯,即軸芯上刻有曲折槽的部分的直徑大于正常的部分,以解決由于刻曲折槽而產(chǎn)生的軸芯強(qiáng)度問題。
[0017]本發(fā)明通過位于蓮花套內(nèi)的定位彈簧推動(dòng)定位銷釘鎖定銷釘,當(dāng)外力克服壓縮彈簧的彈力,定位銷釘退出銷釘后,銷釘在彈簧的推動(dòng)下頂住電機(jī)軸芯,此時(shí),將電機(jī)軸芯上的曲折槽與銷釘對(duì)正,銷釘會(huì)重新嵌入到曲折槽內(nèi),電機(jī)重新回到抗過載狀態(tài)。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0019]一種能夠抗高過載沖擊的電機(jī),主要由電樞(1),軸承I (2),轉(zhuǎn)子蓋(3),彈簧提
(4),上緩沖體(5),轉(zhuǎn)子體(6),下緩沖體(7),蓮花套體(8),左銷釘蓋(9),左彈簧(10),左銷釘(11),左定位孔(12),左定位銷釘(13),左定位彈簧(14),軸承2 (15),支撐體(16),右彈簧(17),右銷釘蓋(18),右銷釘(19),右定位彈簧(20),右定位孔(21),右定位銷釘
(22),電機(jī)軸芯(23),左定位腔(24),緊固組合甲(25),定子座(26),右定位腔(27),安裝銷釘(28),緊固組合乙(29),曲折槽1(30),左定位孔(31),右定位孔(32)曲折槽2 (33)組成,蓮花套(8)通過緊固組合甲(25)及緊固組合乙(29)與定子座(26)緊密連接,在蓮花套(8)的左彈簧(10)及右彈簧(17)的推動(dòng)下,左銷釘(11)及右銷釘(19)分別穿過蓮花套
(8)的左定位孔(31)及右定位孔(32)嵌入到電機(jī)軸芯(23)所刻的曲折槽(30,33)內(nèi),實(shí)現(xiàn)電機(jī)抗動(dòng)態(tài)沖擊。
[0020]進(jìn)一步,電機(jī)蓮花套(8)中的銷釘(11,19)與電機(jī)軸芯(23)上的曲折槽(30,33)的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng),其數(shù)目大于I。根據(jù)動(dòng)態(tài)沖擊的不同,刻在電機(jī)軸芯(23)上的曲折槽(30,33),其開口方向既能平行于電機(jī)軸芯的橫截面,又能與平行于電機(jī)軸芯的橫截面保持一定的夾角。
[0021]進(jìn)一步,電機(jī)軸芯(23)上刻有曲折槽(30,33),且曲折槽(30,33)的深度隨電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度由深變淺,直至為零。隨著電機(jī)軸芯(23)的轉(zhuǎn)動(dòng),曲折槽(30)逐漸將嵌入在槽內(nèi)的銷釘(11,19)推出曲折槽(30,33),隨著電機(jī)軸芯(23)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),曲折槽(30)能夠?qū)⑼耆珜⑶度朐诓蹆?nèi)的銷釘(11,19)推出曲折槽(30,33)。[0022]進(jìn)一步,隨著電機(jī)軸芯(23)的轉(zhuǎn)動(dòng),曲折槽(30,33)逐漸將嵌入在槽內(nèi)的銷釘(11,19)完全推出曲折槽(30,33)。銷釘(11,19)完全退出曲折槽(30,33)后,定位銷釘(13,22)在定位彈簧(14,20)的推動(dòng)下將銷釘(11,19)鎖定。
[0023]進(jìn)一步,銷釘(11,19)完全退出曲折槽(30,33)后,定位銷釘(13,22)在定位彈簧(14,20)的推動(dòng)下將銷釘(11,19)鎖定。
[0024]進(jìn)一步,電機(jī)軸芯(23)的曲折槽(30,33),槽的寬度為d,取值大小與銷釘(11,19)的直徑相關(guān),取值范圍為O~100mm,軸芯(23)直徑D與曲折槽(30,33)的寬度、深度及電機(jī)受到的過載大小都有密切的關(guān)系,直徑D的取值范圍為O~1000mm,曲折槽(30,33)的最大深度LI與銷釘(11,19)及電機(jī)受到的過載大小都有密切的關(guān)系,LI的取值范圍為O~IOOmm0
[0025]進(jìn)一步,曲折槽(30,33)的深度由深變淺,形成坡度,此坡度與軸芯(23)的夾角范圍0°~90°,曲折槽(30,33)的開口與電機(jī)軸芯(23)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角α及電機(jī)正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子體(6)與定子座(26)之間的間隙成一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,α的取值范圍為0°~1000°,電機(jī)正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子體(6)與定子座(26)之間的間隙為O~10mm。
[0026]進(jìn)一步,定位孔(13,22)與銷釘(11,19)垂直方向存在夾角,夾角大小為O~90°,定位銷釘(13,22)在鎖定銷釘(11,19)時(shí),會(huì)推動(dòng)銷釘(11,19)繼續(xù)遠(yuǎn)離軸芯(23),使得銷釘(13,22 )被鎖定后,銷釘(13,22 )與軸芯(23 )之間產(chǎn)生間隙,間隙的范圍O~100mm。
[0027]進(jìn)一步,通過外力壓縮定位彈簧(14,20),使得定位銷釘(13,22)退出銷釘(11,19),將曲折槽(30,33)與定位孔(31,32)對(duì)正,銷釘(11,19)在彈簧(10,17)的作用下嵌入到電機(jī)軸芯的曲折槽(30,33)內(nèi)。
[0028]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0029]本方法不僅能夠較好的解決電機(jī)抗過載問題,而且附帶質(zhì)量小。蓮花套結(jié)構(gòu)使得電機(jī)軸承能夠在動(dòng)載荷沖擊中得到有效地保護(hù),且軸承的摩擦系數(shù)不會(huì)有明顯的變化,這樣既能降低高過載電機(jī)的質(zhì)量、體積,又能進(jìn)一步提高過載電機(jī)的效率,進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是電機(jī)抗高過載狀態(tài)圖;
[0031]圖2是蓮花套鎖定狀態(tài)圖;
[0032]圖3是電機(jī)正常工作狀態(tài)圖;
[0033]圖4是蓮花套解除鎖定狀態(tài)圖;
[0034]圖5是電機(jī)軸芯結(jié)構(gòu);
[0035]圖6是電機(jī)軸芯曲折槽結(jié)構(gòu)圖。
[0036]在上述圖中,電樞(1),軸承1 (2),轉(zhuǎn)子蓋(3),彈簧提(4),上緩沖體(5),轉(zhuǎn)子體(6 ),下緩沖體(7 ),蓮花套體(8 ),左銷釘蓋(9 ),左彈簧(10 ),左銷釘(11),左定位孔(12 ),左定位銷釘(13),左定位彈簧(14),軸承2(15),支撐體(16),右彈簧(17),右銷釘蓋(18),右銷釘(19),右定位彈簧(20),右定位孔(21),右定位銷釘(22),電機(jī)軸芯(23),左定位腔
(24),緊固組合甲(25),定子座(26),右定位腔(27),安裝銷釘(28),緊固組合乙(29),曲折槽I (30),左定位孔(31),右定位孔(32)曲折槽2 (33)。【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0038]如圖1,2所示。電機(jī)轉(zhuǎn)子蓋(3)和轉(zhuǎn)子體(6)緊密連接,轉(zhuǎn)子蓋(3)與電機(jī)軸芯
(23)通過安裝銷釘(28)緊密連接,蓮花套(8)與定子座(26)通過緊固組合甲(25)及緊固組合乙(29)緊密連接,銷釘(11,19)穿過限位孔(31,32)嵌入到電機(jī)軸芯(23)上的曲折槽(30,33)內(nèi),在抗過載狀態(tài)下,當(dāng)電機(jī)受到上下方向的沖擊時(shí),由于銷釘(11,19)及曲折槽(30,33)對(duì)電機(jī)軸芯(23)及轉(zhuǎn)子(6,3)的支撐作用,因此,電機(jī)不會(huì)在動(dòng)態(tài)沖擊中損壞。
[0039]由于蓮花套體(8)與電機(jī)定子座(26)固聯(lián)以及曲折槽(30,33)槽深隨著電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度而逐漸變淺,所以,當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí),電機(jī)軸芯(23)、轉(zhuǎn)子蓋(3)及轉(zhuǎn)子體(6)開始轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)軸芯(23 )上的曲折槽(30,33 )逐漸將頂出銷釘(11,19 )。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)子(6 )及軸芯
(23)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),曲折槽(30,33)完全將銷釘(11,19)頂出。當(dāng)銷釘(11,19)完全退出曲折槽(30,33)后,隨著銷釘(30,33)定位腔(24,27)與定位銷定(13,22)的對(duì)正,定位彈簧(14,20)推動(dòng)定位銷定(13,22)將銷釘(30,33)鎖定。由于定位腔(24,27)與銷釘(30,33)垂直面存在夾角,因此,銷釘(30,33)在被鎖定時(shí)仍會(huì)遠(yuǎn)離電機(jī)軸芯(23)。這樣,電機(jī)轉(zhuǎn)子(6 )在旋轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)軸芯(23 )不會(huì)與銷釘(11,19 )觸碰,電機(jī)轉(zhuǎn)子(6 )與電機(jī)定子座(26 )僅通過軸承(2,15)相連接。如圖3、4所示。
[0040]在電機(jī)靜止時(shí),通過外力解除定位銷定(13,22)對(duì)銷釘(11,19)的約束后,銷釘(11,19)在彈簧(10,17)的推動(dòng)滑過定位孔(31,32),當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)及軸芯(23)使得曲折槽(30,33)與銷釘(11,19)對(duì)正時(shí),銷釘(11,19)嵌入到電機(jī)軸芯(23)的曲折槽(30,33)中。
[0041]圖5為電機(jī)軸芯(23)及曲折槽(30,33)的結(jié)構(gòu)圖。圖6,是圖5在曲折槽(30,33)的截面圖,曲折槽(30,33)的寬度為d,槽深為D/2-L1,開槽處的軸芯直徑為D。
[0042]雖然借助于上述附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作了說明,但本發(fā)明不僅僅局限于實(shí)施例所示形式,而是包含了所有可能的變化、修改和等同的設(shè)計(jì)和排列方式,以及由權(quán)利要求書所包含的所有內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種能夠抗高過載沖擊的電機(jī),主要由電樞(1),軸承1(2),轉(zhuǎn)子蓋(3),彈簧提(4),上緩沖體(5),轉(zhuǎn)子體(6),下緩沖體(7),蓮花套體(8),左銷釘蓋(9),左彈簧(10),左銷釘(11),左定位孔(12),左定位銷釘(13),左定位彈簧(14),軸承2 (15),支撐體(16),右彈簧(17),右銷釘蓋(18),右銷釘(19),右定位彈簧(20),右定位孔(21),右定位銷釘(22),電機(jī)軸芯(23),左定位腔(24),緊固組合甲(25),定子座(26),右定位腔(27),安裝銷釘(28),緊固組合乙(29),曲折槽1(30),左定位孔(31),右定位孔(32)曲折槽2 (33)組成,其特征在于:蓮花套(8)通過緊固組合甲(25)及緊固組合乙(29)與定子座(26)緊密連接,在蓮花套(8)的左彈簧(10)及右彈簧(17)的推動(dòng)下,左銷釘(11)及右銷釘(19)分別穿過蓮花套(8 )的左定位孔(31)及右定位孔(32 )嵌入到電機(jī)軸芯(23 )所刻的曲折槽(30,33 )內(nèi),實(shí)現(xiàn)電機(jī)抗動(dòng)態(tài)沖擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:電機(jī)蓮花套(8)中的銷釘(11,19)與電機(jī)軸芯(23)上的曲折槽(30,33)的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng),其數(shù)目大于I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:根據(jù)動(dòng)態(tài)沖擊的不同,刻在電機(jī)軸芯(23)上的曲折槽(30,33),其開口方向既能平行于電機(jī)軸芯的橫截面,又能與平行于電機(jī)軸芯的橫截面保持一定的夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:電機(jī)軸芯(23)上刻有曲折槽(30,33),且曲折槽(30,33)的深度隨電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度由深變淺,直至為零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:隨著電機(jī)軸芯(23)的轉(zhuǎn)動(dòng),曲折槽(30,33)逐漸將嵌入在槽內(nèi)的銷釘(11,19)完全推出曲折槽(30,33)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:銷釘(11,19)完全退出曲折槽(30,33)后,定位銷釘(13,22)在定位彈簧(14,20)的推動(dòng)下將銷釘(11,19)鎖定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:電機(jī)軸芯(23)的曲折槽(30,.33),槽的寬度為d,取值大小與銷釘(11,19)的直徑相關(guān),取值范圍為O~100mm,軸芯(23)直徑D與曲折槽(30,33)的寬度、深度及電機(jī)受到的過載大小都有密切的關(guān)系,直徑D的取值范圍為O~1000mm,曲折槽(30,33)的最大深度LI與銷釘(11,19)及電機(jī)受到的過載大小都有密切的關(guān)系,LI的取值范圍為O~100mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:曲折槽(30,33)的深度由深變淺,形成坡度,此坡度與軸芯(23)的夾角范圍0°~90°,曲折槽(30,33)的開口與電機(jī)軸芯(23)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角α及電機(jī)正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子體(6)與定子座(26)之間的間隙成一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,α的取值范圍為0°~1000°,電機(jī)正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子體(6)與定子座(26)之間的間隙為O~10mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:定位孔(13,22)與銷釘(11,19)垂直方向存在夾角,夾角大小為O~90°,定位銷釘(13,22)在鎖定銷釘(11,19)時(shí),會(huì)推動(dòng)銷釘(11,19)繼續(xù)遠(yuǎn)離軸芯(23),使得銷釘(13,22)被鎖定后,銷釘(13,22)與軸芯(23)之間產(chǎn)生間隙,間隙的范圍O~100mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高過載電機(jī),其特征在于:通過外力壓縮定位彈簧(14,.20 ),使得定位銷釘(13,22 )退出銷釘(11,19 ),將曲折槽(30,33 )與定位孔(31,32 )對(duì)正,銷釘(11,19)在彈簧(10,17)的作用下嵌入到電機(jī)軸芯的曲折槽(30,33)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02K5/16GK103904811SQ201210587344
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】李 杰, 牛三庫, 關(guān)震宇, 袁小東, 毛瑞芝, 張忠偉, 王守猛, 劉文龍, 馬曉雷 申請(qǐng)人:李 杰