一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种动车组机车专用电动机，对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要 求，具体涉及一种螺旋管水冷式铝合金链轮电动机。
【背景技术】
[0002] 高速动车组对牵引系统的电动机性能有特殊苛刻要求，如，大扭矩、低噪音、抗弯 矩以及散热高效等等，为此，欧美发达国家大都采用各种水冷结构方式进行改进。此外，鼠 笼式电机除了以直联方式输出外，电机主轴只承受纯扭矩。更多的时候是伴随有径向弯矩 的扭矩力方式输出，如链轮等等。相同功率和转速的情况下，承载弯扭合成的电机主轴直径 是承载纯扭矩的电机主轴直径的两倍以上才能确保有足够的安全系数。因此，为了让电机 主轴还能承受弯矩力，不得不将电机主轴直径成倍增大，最终导致一系列弊端：电机轴承线 速度也成倍增大，自身内耗成倍增大，内耗导致发热量成倍增大。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种螺旋管水冷式铝合金链 轮电动机，由强制水循环冷却替代风冷，电机主轴只承受纯扭矩，增设抗弯力构件分担弯矩 负荷，以减小电机转轴的直径尺寸来适应潜艇等水下作业设备等这种对尺寸空间以及使用 寿命有双重苛刻要求的特殊场合。
[0004] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现： 一种螺旋管水冷式错合金链轮电动机，包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机主轴、引线 脚座、定子、转子和输出链轮，所述的定子固定在所述的电机外壳内孔上，所述的转子固定 在所述的电机主轴最大直径处且与所述的定子位置相对应，所述的前端盖上有前螺钉固定 在所述的电机外壳前端面，所述的前端盖的前盖轴承孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔 固定着所述的电机主轴的前轴承段；所述的后端盖上有后螺钉固定在所述的电机外壳后端 面，所述的后端盖的后盖中心盲孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着所述的电机主 轴的后轴承段，所述的电机外壳下方有安装脚板，安装脚板与所述的电机外壳之间有加强 连筋，所述的安装脚板上有安装通孔，作为改进：所述的电机外壳上方有出水凸台和进水凸 台，所述的电机外壳圆筒上有预埋铸造成型的螺旋冷却管，螺旋冷却管两端分别连通着所 述的出水凸台和所述的进水凸台；所述的引线脚座位于所述的后端盖上，电缆线穿越所述 的引线脚座；所述的前端盖固定有抗弯力构件，抗弯力构件与所述的输出链轮之间有滚针 轴承； 所述的抗弯力构件整体采用铝合金钢，该铝合金钢的材料由如下重量百分比的元素组 成：A1 (铝）：14 ?15%、Ni(镍）：7 ?8%、Cr(铬）：6 ?7%、Nb(铌）：6 ?7%、Cu(铜）：5 ? 6%、C(碳）：1. 1?1. 3%,余量为Fe(铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量 为：Sn(锡）少于 0.05%、Si(硅）少于 0.20%、Mn(锰）少于 0.25%、S(硫）少于 0? 010%、P (磷）少于0. 015% ;所述的该铝合金钢的材料主要性能参数为：抗拉强度为287?289MPa。
[0005] 作为进一步改进：所述的出水凸台上有出水锥螺纹，出水锥螺纹底部有出水贯穿 孔，所述的进水凸台上有进水锥螺纹，进水锥螺纹底部有进水贯穿孔，所述的螺旋冷却管两 端分别连通着所述的出水贯穿孔和所述的进水贯穿孔；所述的螺旋冷却管流道直径为8至 9毫米，所述的螺旋冷却管的管壁厚度为0. 8至0. 9毫米，所述的螺旋冷却管预埋在所述的 电机外壳圆筒上一起烧铸成一体。
[0006] 作为进一步改进：所述的抗弯力构件的构件台阶内孔与所述的电机主轴的主轴外 伸段之间有旋转空隙，所述的抗弯力构件的外轴承支撑圆固定着所述的滚针轴承上的滚针 内圈的内孔，所述的滚针轴承上的滚针外圈的外圆固定在所述的输出链轮的链轮台阶孔内 圆壁上，所述的链轮台阶孔底面上有链轮花键孔与所述的电机主轴上的轴端花键之间为花 键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键的端面上有轴端螺孔，轴端螺孔上配合 有台阶防松螺钉限制着轴向定位挡圈的轴向位移，轴向定位挡圈外缘部位固定在所述的链 轮花键孔外端平面上，继而限制了所述的输出链轮的轴向位移。
[0007] 作为进一步改进：所述的轴向定位挡圈外侧面上有防松挡片与所述的轴向定位挡 圈一起，被挡圈螺钉固定在所述的链轮花键孔外端平面上；所述的防松挡片有挡片拐角边 紧贴着所述的台阶防松螺钉的两平边挡肩帽上的任意一平边上。
[0008] 作为进一步改进：所述的输出链轮外圆上有6至8排的多排链轮齿，所述的输出链 轮外端面上有链轮端面螺孔，所述的链轮台阶孔上有链轮退刀槽和链轮卡槽，链轮卡槽中 活动配合有链轮孔用卡环，所述的链轮台阶孔底角位置上放置有链轮调节圈，所述的滚针 外圈两侧分别贴着所述的链轮孔用卡环和所述的链轮调节圈。
[0009] 作为进一步改进：所述的抗弯力构件上有构件法兰，构件法兰内侧的构件调节环 外圆与所述的前盖轴承孔之间为过渡配合；构件调节环外圆与所述的外轴承支撑圆之间具 有五级公差精度的同轴度关系；所述的外轴承支撑圆上分别有构件退刀槽和构件卡环槽， 构件卡环槽中活动配合有构件轴用卡环，所述的滚针内圈两侧分别贴着所述的构件轴用卡 环和所述的构件退刀槽轴肩上；所述的前端盖外侧面上有前盖凹台面，前盖凹台面上有5 至6个前盖螺孔，所述的构件法兰上有5至6个构件枕孔与所述的前盖螺孔相对应；所述的 前盖凹台面与所述的前盖轴承孔之间具有五级公差精度的垂直度关系。
[0010] 本发明具有以下有益效果： 1、 通过在电机机壳内整体铸造不锈钢螺旋管水道，螺旋冷却管为具有耐高温特性的 316L不锈钢管预先成型再预埋浇铸在电机外壳圆筒部位，单位时间里带走的热量是风冷的 两至三倍，制冷效果更好； 2、 电机主轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而链条产生的径向力反作用到输出 链轮却是能够完全被滚针轴承所承受，仅仅作用在抗弯力构件上，完全避免了电机主轴上 的主轴外伸段承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机主轴的 直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于抗弯力构件整体形状属于空心短管，因此结构 刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承 受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命； 3、 抗弯力构件的构件台阶内孔与电机主轴的主轴外伸段之间有旋转空隙，抗弯力构件 的外轴承支撑圆固定着滚针轴承上的滚针内圈的内孔，滚针轴承上的滚针外圈的外圆固定 在输出链轮的链轮台阶孔内圆壁上，链轮台阶孔底面上有链轮花键孔与电机主轴上的轴端 花键之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合。上述结构设计实现了电机主轴与输出链轮 之间只传递扭矩，输出链轮上的弯矩负荷完全是通过滚针轴承传递到抗弯力构件上； 4、 构件调节环外圆与外轴承支撑圆之间具有五级公差精度的同轴度关系，确保电机主 轴与输出链轮也具有同轴度关系，实现输出链轮平稳同轴旋转； 5、 在电机前端盖上设置抗弯力构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机主轴只承受纯 扭矩，相同功率下的电机主轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑； 6、 抗弯力构件整体采用高强度的铝合金钢，具备良好的抗变形刚性。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明的整体结构局部剖面示意图。
[0012] 图2是图1中的抗弯力构件80和输出链轮90所处部位的局部放大剖面示意图。
[0013] 图3是图2中局部再放大剖面示意图。
[0014] 图4是图2中的输出链轮90-侧视图。
[0015] 图5是图2中的输出链轮90局部放大剖面示意图。
[0016] 图6是图2中的抗弯力构件80局部放大剖面示意图。