高效电机的制作方法

本发明涉及一种电动机，尤其涉及一种具有较高效率与性能的高效能的电动机。

背景技术：

电动机是把电能转换成机械能的一种动力设备，它利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩，从而带动电机轴旋转。电动机的工作效率较高，没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小，使用和控制非常方便，能满足各种运行要求，在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面得到广泛应用。电动机品种繁多，具有各种不同的功能，以满足各种不同的使用要求，随着技术的进步，对电动机的要求也越来越高，其中，既有电机性能方面的要求，也有对使用场合适应性的功能性要求。例如，由于电动机的使用面广量大，其工作效率是人们普遍关心的一个问题，高效率的电机对节能减排具有重大意义，提高效率的手段之一是强化电动机的散热效果，使其工作在较低的运行温度下，使电动机寿命更长，降低维护成本，现有的电动机通过电机座本体上的散热肋筋增加散热面积，并通过电机后罩内的电机风扇向散热肋筋吹送冷却气流以提高散热效果，但冷却气流沿相邻两散热肋筋之间的间隔空间中运行一段距离后便会散发到该间隔空间之外，并不可能一直运行到电机前端，因而其散热效果只是主要作用在电机的后端，整个电机座长度方向上散热并不理想，从而影响了电动机效率的提高。又比如在具有高洁净环境要求的使用场合，支承电机轴的滚动轴承所普通使用的润滑脂随着电机的持续运行、轴承温度的升高会产生润滑脂的挥发，所挥发出的油脂性气体会对洁净室空间环境造成污染，严重影响洁净室内所加工产品的质量，采用洁净环境专用润滑油脂可以减少对洁净环境的影响，但其并不能完全保证没有污染产生，使用成本也高。再比如使用于易燃易爆场合的电动机，需要通过专门设置的隔爆结合面间适当的隔爆间隙来破坏可燃性混合物燃烧和爆炸的火焰反应带，消耗火焰能量，直至熄灭火焰，防止这些火花和温度引起周围可燃性介质爆炸，实现隔爆功能，隔爆结合面越长，传爆的可能性就愈小，但由于电动机结构的限制，隔爆结合面长度总是有限的，加长隔爆结合面的长度意味着电机总体尺寸的加大，这是不可取的，这样的话，要想得到更好的隔爆效果是很难实现的。

技术实现要素：

针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种高效电机，它不仅散热性能好，而且能避免由于轴承润滑脂的挥发对洁净工作环境的污染，同时具有更好的隔爆效果。

为了解决上述技术问题，本发明的一种高效电机，包括电机座本体、设置在电机座本体外表面上的若干散热肋筋、前端盖、后端盖、转动支承在前端盖和后端盖上的电机轴以及电机风扇，在前端盖内侧连接有前轴承内盖，在后端盖内侧连接有后轴承内盖，在前端盖外侧连接有前轴承端盖，在后端盖外侧连接有后轴承端盖，在前轴承内盖与电机轴之间设置有内盖周向隔爆结合面，在后轴承内盖与电机轴之间同样设置有内盖周向隔爆结合面，在所述散热肋筋的外周设置有若干导风盖，所述导风盖间隔设置于相邻两散热肋筋顶部之间，两散热肋筋与导风盖及电机座本体间形成导风腔，导风腔的进风端位于电机座本体上邻近电机风扇的一端；所述导风盖的长度B与散热肋筋长度L的比B/L为1/4至3/4；在前轴承端盖外侧和后轴承端盖外侧分别设置有密封装置，该密封装置包括密封固连在电机轴上的动环、套装在动环两端的内静环和外静环，内静环与外静环密封连接，在动环上设置有幅板，该幅板位于动环两端之间，在幅板的两侧分别设置有至少一动密封环，在内静环的内侧面上设置有至少一静密封环，在外静环的内侧面上同样设置有至少一静密封环，所述动密封环与静密封环沿径向间隔设置；在构成内盖周向隔爆结合面的两构件表面之间嵌装有周向隔爆环。

在上述结构中，由于在所述散热肋筋的外周设置有若干导风盖，所述导风盖间隔设置于相邻两散热肋筋顶部之间，两散热肋筋与导风盖及电机座本体间形成导风腔，导风腔的进风端位于电机座本体上邻近电机风扇的一端；所述导风盖的长度B与散热肋筋长度L的比B/L为1/4至3/4，则间隔设置于相邻两散热肋筋顶部之间的导风盖使得电机座本体外表面上形成若干导风腔，相邻两导风腔之间为原有的两散热肋筋间形成的筋间凹槽，电机风扇所吹出的冷却气流可以进入到筋间凹槽内，还会进入到导风腔内，进入导风腔的冷却气流可沿导风腔一直向前运行，直至流出导风腔，这过程中可以带走电机座本体中的热量，导风腔的长度确定了对电机座本体散热的有效长度，这样通过导风盖的设置来与散热肋筋形成导风腔，并通过导风腔来使冷却气流到达电机前端，从而能使电机前端也能像电机后端一样达到较好的散热效果，并且各导风盖的长度可以不等，也就可以使电机从前至后各部位全长幅度上都能很好地冷却散热。又由于在前轴承端盖外侧和后轴承端盖外侧分别设置有密封装置，该密封装置包括密封固连在电机轴上的动环、套装在动环两端的内静环和外静环，内静环与外静环密封连接，在动环上设置有幅板，该幅板位于动环两端之间，在幅板的两侧分别设置有至少一动密封环，在内静环的内侧面上设置有至少一静密封环，在外静环的内侧面上同样设置有至少一静密封环，所述动密封环与静密封环沿径向间隔设置，则通过所设置的密封装置可以对前轴承端盖与后轴承端盖处所存在的气体挥发路径进行密封，从而起到防止润滑脂所挥发出的油脂性气体对洁净环境空间造成的污染的作用；从前轴承端盖或后轴承端盖处挥发出的气体须逐一从内静环与幅板之间的静密封环与幅板之间的密封间隙和动密封环与内静环之间的密封间隙中通过，再逐一从外静环与幅板之间的动密封环与外静环之间的密封间隙和静密封环与幅板之间的密封间隙中通过，在这样的过程中，所挥发出的油脂性气体每经过一道密封间隙就会压力下降、速度加大，接着在沿径向间隔设置的动密封环与静密封环所形成的环形腔室中突然膨胀，产生漩涡，使压力下降，能量消耗，这样经过数道密封间隙后，挥发性气体的动能消耗殆尽，无法向密封装置外的空间继续扩散，从而起到很好的密封作用，避免了由于轴承润滑脂的挥发对洁净工作环境的污染。还由于在构成内盖周向隔爆结合面的两构件表面之间嵌装有周向隔爆环，则在原有各隔爆结合面的基础上嵌装有周向隔爆环后，隔爆结合面的长度由原有的直线长度变成折线长度，在不增加电机总体尺寸的情况下增加了隔爆结合面的长度，从而可以取得更好的隔爆效果。

本发明的一种优选实施方式，所述各导风盖的长度B有两种，一种导风盖的长度B与散热肋筋长度L的比B/L为1/3，另一种导风盖的长度B与散热肋筋长度L的比B/L为2/3；处于相邻位置的两导风盖不等长。采用该实施方式，导风盖的长度B与散热肋筋长度L的比B/L为1/3时可以对电机后端尤其是中段部位起到很好的散热作用，而导风盖的长度B与散热肋筋长度L的比B/L为2/3时可以对电机后端、中段尤其是电机前端起到很好的散热作用，而未设置导风盖的两散热肋筋之间的筋间凹槽则直接接收散热风扇所吹出的气流，主要对电机后端起到很好的散热作用，这样，电机的前、中、后各部位都有能得到很好的散热冷却，且对电机前、中、后各部位的散热在电机周向起到均匀分布的作用，电机散热效果更好。

本发明的另一种优选实施方式，设置于前轴承端盖外侧的密封装置中的内静环与前轴承端盖的外侧面通过密封圈密封连接；设置于后轴承端盖外侧的密封装置中的内静环与后轴承端盖的外侧面通过密封圈密封连接。采用该实施方式，可以保证密封装置与前轴承端盖外侧面或后轴承端盖外侧面之间的密封，防止产生泄漏，前后轴承处所挥发出的气体只能从内静环与动环之间的间隙中进入密封装置内。

本发明的又一种优选实施方式，所述动环与电机轴之间通过密封圈密封连接。采用该实施方式，可保证动环与电机轴之间的密封性，防止挥发性气体从动环与电机轴连接处的缝隙中泄漏。

本发明进一步的优选实施方式，在所述幅板的两侧分别设置有三动密封环，在所述内静环的内侧面上和所述外静环的内侧面上各设置有三静密封环。采用该实施方式，设置于幅板两侧的三动密封环与内静环和外静环之间共形成六道密封间隙，内静环的内侧面上和外静环的内侧面上各设置的三静密封环与幅板之间也同样共形成六道密封间隙，十二道密封间隙可以达到较理想的密封效果。

本发明另一进一步的优选实施方式，在所述前轴承端盖与电机轴之间以及后轴承端盖与电机轴之间分别安装有密封件；在所述前轴承端盖和后轴承端盖内侧的电机轴上分别安装有甩油盘。采用该实施方式，所安装的密封件可以防止前、后轴承内的润滑脂向外泄漏，而甩油盘的设置可以对前、后轴承内的润滑油脂起到阻隔作用，减少外泄的可能。

本发明又一进一步的优选实施方式，在所述前端盖与电机座本体之间设置有端盖周向隔爆结合面，后端盖与电机座本体之间同样设置有端盖周向隔爆结合面；前轴承内盖与前端盖之间设置有内盖端部隔爆结合面，后轴承内盖与后端盖之间同样设置有内盖端部隔爆结合面，在构成端盖周向隔爆结合面的两构件表面之间嵌装有周向隔爆环，在构成内盖端部隔爆结合面的两构件表面之间嵌装有端部隔爆环。采用该实施方式，本高效电机上还设置有二处端盖周向隔爆结合面及二处内盖端部隔爆结合面，且各隔爆结合面处均嵌装有相应的周向隔爆环或端部隔爆环，从而进一步保证了本高效电机的隔爆效果。

本发明更进一步的优选实施方式，在所述周向隔爆环内圆表面或外圆表面上设置有一台阶柱面，设置有台阶柱面的周向隔爆环内圆表面或外圆表面与所嵌装的零件相应台阶面构成台阶式隔爆结合面；在所述端部隔爆环一端面上设置有一台阶环面，设置有台阶环面的端部隔爆环一端面与所嵌装的零件相应台阶面构成台阶式隔爆结合面。采用该实施方式，由周向隔爆环或端部隔爆环所加长了的隔爆结合面由于设置有台阶柱面或台阶环面而增加了隔爆路径的转折次数，使得一旦有爆炸火焰进入隔爆结合面时不能形成连续燃烧通路，有利于熄灭火焰，并且还可以更多地消耗爆炸火焰的能量，从而进一步增强了隔爆能力，拥有更好的隔爆效果。

本发明另一更进一步的优选实施方式，在前端盖及后端盖上构成端盖周向隔爆结合面的外圆表面外侧端设置有与周向隔爆环内圆表面相对应的台阶面；前轴承内盖及后轴承内盖的内孔上设置有与周向隔爆环外圆表面形状相对应的台阶槽；在前端盖及后端盖上构成内盖端部隔爆结合面的内侧端面上设置有环形台阶凹槽，该环形台阶凹槽的形状与端部隔爆环一端所设置的台阶环面形状相对应。采用该实施方式，前端盖和后端盖可以安装方便，简化了结构；周向隔爆环与前轴承内盖和后轴承内盖间的隔爆结合面设置为台阶式隔爆结合面，有利于保证电机轴的强度；而端部隔爆环与前端盖或后端盖设置为台阶式隔爆结合面，这样端部隔爆环嵌装于相应的前轴承内盖或后轴承内盖的部分相对较少，可以使前轴承内盖及后轴承内盖无需增加厚度尺寸，也便于保证前轴承内盖及后轴承内盖的强度。

本发明又一更进一步的优选实施方式，所述周向隔爆环为剖分式结构，剖分式的周向隔爆环两个半环上均设置有搭接台阶；所述前轴承内盖和后轴承内盖均为剖分式结构。采用该实施方式，可以便于周向隔爆环的安装，剖分式的周向隔爆环两个半环上均有搭接台阶设置可以保证剖分式结构的隔爆环两个半环结合处不会对隔爆效果产生不利影响；并且可以便于前轴承内盖和后轴承内盖与周向隔爆环之间的装配作业，也可以使隔爆结构更合理。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明高效电机作进一步的详细说明。

图1是本发明高效电机一种具体实施方式的结构示意图；

图2是图1所示结构的侧视图；

图3是图1所示结构中A部位的局部放大视图；

图4是图1所示结构中B部位的局部放大视图；

图5是图1所示结构中周向隔爆环的结构示意图；

图6是图5周向隔爆环拆分后的侧视图。

图中：1－电机座本体、2－内盖周向隔爆结合面、3－周向隔爆环、31－搭接台阶、4－电机轴、5－密封装置、51－外静环、52－静密封环、53－幅板、54－动密封环、55－动环、56－内静环、6－前轴承端盖、7－前轴承内盖、8－内盖端部隔爆结合面、9－端部隔爆环、10－前端盖、11－端盖周向隔爆结合面、12－后端盖、13－后轴承端盖、14－后轴承内盖、15－电机风扇、16－导风盖、17－散热肋筋、18－导风腔、19－密封件、20－甩油盘、21－台阶式隔爆结合面。

具体实施方式

在图1和图2所示的高效电机中，电机轴4通过前、后轴承转动支承在前端盖10和后端盖12上，前端盖10和后端盖12分别安装在电机座本体1的前、后端，在前端盖10内侧连接有前轴承内盖7，在前端盖10外侧连接有前轴承端盖6，在后端盖12内侧连接有后轴承内盖14，在后端盖12外侧连接有后轴承端盖13，电机轴4的后端安装有电机风扇15，电机风扇15处于电机后罩内。

在电机座本体1外表面上设置有若干散热肋筋17，相邻两散热肋筋17之间形成筋间凹槽，在散热肋筋17的外周设置有若干导风盖16，导风盖16间隔设置于相邻两散热肋筋17顶部之间，导风盖16通过螺钉或铆钉安装在电机座本体1上的散热肋筋17顶端上，两散热肋筋17与导风盖16及电机座本体1间形成导风腔18，相邻两导风腔18之间为两散热肋筋17之间的筋间凹槽，导风腔18的进风端位于电机座本体1上邻近电机风扇15的一端，导风盖16的长度B与散热肋筋17长度L的比B/L为1/4至3/4，作为优选，各导风盖16的长度B有两种，一种导风盖16的长度B与散热肋筋17长度L的比B/L为1/3，另一种导风盖16的长度B与散热肋筋17长度L的比B/L为2/3，处于相邻位置的两导风盖16不等长。

在前轴承端盖6外侧和后轴承端盖13外侧分别设置有密封装置5，参见图3，密封装置5包括密封固连在电机轴4上的动环55、套装在动环55两端的内静环56和外静环51，内静环56与外静环51两者与动环55外周之间形成环腔，其中内静环56与外静环51相对的一面通过密封圈密封连接，动环55与电机轴4之间通过密封圈密封连接，设置于前轴承端盖6外侧的密封装置5中的内静环56与前轴承端盖6的外侧面通过密封圈密封连接；设置于后轴承端盖13外侧的密封装置5中的内静环56与后轴承端盖13的外侧面通过密封圈密封连接。在动环55上设置有幅板53，该幅板53位于动环55两端之间，在幅板53的两侧分别设置有三动密封环54，各动密封环54外侧分别与内静环56和外静环51形成密封间隙t，在内静环56的内侧面上设置有三静密封环52，在外静环51的内侧面上同样设置有三静密封环52，各静密封环52的外侧分别与幅板53之间形成密封间隙t，动密封环54与静密封环52同轴且沿径向间隔设置。在前轴承端盖6与电机轴4之间以及后轴承端盖13与电机轴4之间分别安装有唇式密封件19；在前轴承端盖6内侧与前端轴承之间的电机轴4上以及后轴承端盖13内侧与后端轴承之间的电机轴4上分别安装有甩油盘20。

参见图4，在前轴承内盖7与电机轴4之间设置有内盖周向隔爆结合面2，在后轴承内盖14与电机轴4之间同样设置有内盖周向隔爆结合面2；前轴承内盖7与前端盖10之间设置有内盖端部隔爆结合面8，后轴承内盖14与后端盖12之间同样设置有内盖端部隔爆结合面8；在前端盖10与电机座本体1之间设置有端盖周向隔爆结合面11，后端盖12与电机座本体1之间同样设置有端盖周向隔爆结合面11。在构成内盖周向隔爆结合面2的两构件表面之间以及构成端盖周向隔爆结合面11的两构件表面之间分别嵌装有周向隔爆环3；在构成内盖端部隔爆结合面8的两构件表面之间嵌装有端部隔爆环9。在周向隔爆环3内圆表面或外圆表面上设置有一台阶柱面，即其外圆表面或内圆表面包括两处不同的直径，其截面呈台阶状，设置有台阶柱面的周向隔爆环3内圆表面或外圆表面与所嵌装的零件相应台阶面构成台阶式隔爆结合面21；在端部隔爆环9一端面上设置有一台阶环面，即在该端面与其另一端面之间包括两处不同的厚度，其截面呈台阶状，设置有台阶环面的端部隔爆环9一端面与所嵌装的零件相应台阶面构成台阶式隔爆结合面21。在前端盖10及后端盖12上构成端盖周向隔爆结合面11的外圆表面外侧端设置有与周向隔爆环3内圆表面相对应的台阶面，该台阶面与周向隔爆环3内圆的台阶表面构成台阶式隔爆结合面21；前轴承内盖7及后轴承内盖14的内孔上设置有与周向隔爆环3外圆表面形状相对应的台阶槽，该台阶槽与周向隔爆环3外圆的台阶柱面构成台阶式隔爆结合面21；前轴承内盖7和后轴承内盖14均为剖分式结构；参见图5和图6，周向隔爆环3为剖分式结构，剖分式的周向隔爆环3两个半环上均设置有搭接台阶31。在前端盖10及后端盖12上构成内盖端部隔爆结合面8的内侧端面上设置有环形台阶凹槽，该环形台阶凹槽的形状与端部隔爆环9一端所设置的台阶环面形状相对应，设置有台阶环面的端部隔爆环9一端面与所嵌装的前端盖10或后端盖12上的相应台阶凹槽底面构成台阶式隔爆结合面21。

以上仅列出了本发明的一些具体实施方式，但本发明并不仅限于此，还可以作出较多的改进与变换，如所述导风盖16也可以不是通过螺钉或铆钉安装在电机座本体1上的散热肋筋17顶端上，而可以是与电机座本体1之间为整体结构，即在电机座本体1铸造过程中将各导风盖16同时铸出；所述导风盖16的长度也可以不是两种，而可以是三种或更多；在幅板53的两侧也可以不是分别设置有三动密封环54，而可以是分别设置有一、二、四或更多件动密封环54；在内静环56的内侧面上和外静环51的内侧面上也可以不是各设置有三静密封环52，而可以是各设置有一、二、四或更多件静密封环52，通过更多动密封环54与更多静密封环52的设置可以进一步提升对挥发性气体的密封效果，更好地保证洁净室环境的使用要求；所述周向隔爆环3内圆表面或外圆表面上也可以不是设置有一台阶柱面，而可以是设置有二个及二个以上的台阶柱面，即在外圆表面或内圆表面包括多处不同的直径；所述端部隔爆环9一端面上也可以不是设置有一台阶环面，而可以是设置有二个及二个以上的台阶环面，在该端面与另一端面之间包括多处不同的厚度。如此等等，只要是在本发明基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本发明的保护范围内。