电机轴承预紧装置及电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型中公开了一种电机轴承预紧装置，所述轴承与轴承室间隙配合；所述装置包括：设置有多个第一弹性元件室的内轴承盖；第一弹性元件组，其中的每个第一弹性元件设置在一个第一弹性元件室内；设置有多个第二弹性元件室外轴承盖；第二弹性元件组，其中的每个第二弹性元件设置在一个第二弹性元件室内；第一弹性元件组向轴承的外圈施加第一轴向力，第二弹性元件组向轴承的外圈施加第二轴向力；第一轴向力与第二轴向力之差构成所述轴承的轴向预紧力；第一轴向力与第二轴向力能够产生阻止轴承外圈在圆周方向运动的摩擦力。本实用新型中还公开了一种电机。本实用新型中的技术方案能够降低轴承室的磨损，并提高轴承使用寿命。
【专利说明】
电机轴承预紧装置及电机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及电机领域，特别是一种电机轴承预紧装置及电机。
【背景技术】
[0002] 在大型电机中，由于电机的转子轴长、温升高，因此广泛采用浮动支撑结构补偿转 子轴的热伸长，防止轴承卡死。其中，多极数低转速电机可以采用圆柱滚子轴承实现浮动支 撑，而两极高速电机受轴承许用最高转速限制，多选用深沟球轴承。但是深沟球轴承的外圈 与轴承室之间采用间隙配合会导致轴承外圈在动态载荷作用下产生圆周方向运动，相对运 动会导致轴承室磨损。铸铁的电机端盖因材料硬度低，其轴承室的磨损失效更为普遍。轴承 室磨损后电机振动和噪声增大，严重时会导致定、转子碰磨电机失效。此外深沟球轴承需要 施加轴向预紧力，防止轴承内的滚动体在电机转速变化时产生滑动，磨损轴承滚道，缩短轴 承寿命。
[0003] 为了降低轴承室的磨损，目前有些电机端盖采用两种材料，即整体采用铸铁材料， 轴承室采用钢制材料来增加轴承室的硬度，之后轴承室采用过盈配合嵌入到电机端盖中， 但这种结构工艺复杂，且薄壁轴承室加工难度大，成本高。
[0004] 此外，有些电机考虑在轴承室开槽，加0型橡胶圈，以增大摩擦力，限制轴承外圈与 轴承室之间的相对运动。但由于轴承室开槽会影响薄壁的轴承外圈的受力分布，从而缩短 轴承的使用寿命。并且大功率电机的振动和轴承的摩擦力矩大，而橡胶圈的强度低易磨损， 因此橡胶圈的寿命低。此外，橡胶圈只能用在电机支撑的定位端，当用在电机支撑的浮动端 时，橡胶的摩擦力会导致轴承的轴向预紧力不可靠。
[0005] 因此，本领域内的技术人员还在致力于寻找其他的降低轴承室磨损的解决方案。 【实用新型内容】
[0006] 有鉴于此，本实用新型一方面提出了一种电机轴承预紧装置，另一方面提出了一 种电机，用以降低轴承室的磨损，并提高轴承使用寿命。
[0007] 本实用新型中提出的一种电机轴承预紧装置，所述轴承与轴承室间隙配合;所述 装置包括：
[0008] 内轴承盖，其上设置有Μ个第一弹性元件室;Μ大于等于1;
[0009] 第一弹性元件组，其包括Μ个第一弹性元件，每个第一弹性元件设置在所述内轴承 盖的一个第一弹性元件室内；
[0010] 外轴承盖，其上设置有Ν个第二弹性元件室;Ν大于等于1;Μ等于Ν或者Μ不等于Ν;
[0011] 第二弹性元件组，其包括Ν个第二弹性元件，每个第二弹性元件设置在所述外轴承 盖的一个第二弹性元件室内；
[0012] 所述内轴承盖与所述轴承间隙配合，且所述第一弹性元件组向所述轴承的外圈施 加第一轴向力;所述外轴承盖与所述轴承间隙配合，且所述第二弹性元件组向所述轴承的 外圈施加第二轴向力；所述第一轴向力与所述第二轴向力之差构成所述轴承的轴向预紧 力;所述第一轴向力与所述第二轴向力能够产生阻止所述轴承外圈在圆周方向运动的摩擦 力。
[0013] 在一个实施方式中，所述第一轴向力大于所述第二轴向力。
[0014] 在一个实施方式中，所述Μ个第一弹性元件室在所述内轴承盖上沿圆周方向均匀 分布;所述Ν个第二弹性元件室在所述外轴承盖上沿圆周方向均匀分布。
[0015] 本实用新型中提出的一种电机，包括:驱动端轴承和非驱动端轴承，所述驱动端轴 承与其轴承室间隙配合，所述非驱动端轴承与其轴承室间隙配合;此外，所述电机还包括：
[0016] 对应驱动端轴承设置的上述任一具体实现形式的轴承预紧装置;和
[0017] 对应非驱动端轴承设置的上述任一具体实现形式的轴承预紧装置。
[0018] 在一个实施方式中，所述对应驱动端轴承设置的轴承预紧装置中，内轴承盖与所 述驱动端轴承的外圈的轴向配合间隙介于0.1~0.5mm之间。
[0019] 本实用新型中提出的又一种电机，包括:驱动端轴承和非驱动端轴承，所述驱动端 轴承与其轴承室间隙配合，所述非驱动端轴承与其轴承室间隙配合;此外，所述电机还包 括：
[0020] 对应非驱动端轴承设置的上述任一具体实现形式的轴承预紧装置;和
[0021] 对应驱动端轴承设置的驱动端轴承预紧装置;所述驱动端轴承预紧装置包括：
[0022] 内轴承盖，其与所述驱动端轴承接触配合；
[0023] 外轴承盖，其与所述驱动端轴承间隙配合，且其上设置有N个弹性元件室;N大于 等于1;
[0024] 弹性元件组，其包括N个弹性元件，每个弹性元件设置在所述外轴承盖的一个弹性 元件室内；所述弹性元件组向所述驱动端轴承的外圈施加一轴向力;所述轴向力通过所述 驱动端轴承的外圈传递至所述内轴承盖上，且所述轴向力和所述内轴承盖能够产生阻止所 述驱动端轴承的外圈在圆周方向运动的摩擦力。
[0025] 从上述方案中可以看出，由于本实用新型中内轴承盖和外轴承盖均与轴承间隙配 合，且在内轴承盖侧和外轴承盖侧均设置对轴承施加轴向力的弹性元件组，使得两个弹性 元件组的轴向力之差构成防止轴承内的滚动体在电机转速变化时产生滑动的轴向预紧力， 同时两个弹性元件组的轴向力能够产生阻止所述轴承外圈在圆周方向运动的摩擦力，从而 可降低甚至避免轴承对轴承室的磨损；并且由于轴承预紧可以通过这种配合机制得到保 持，因此提高了轴承的使用寿命，进而使得整个电机的寿命也因此增加;并且本实用新型中 的技术方案仍然保持轴承与轴承室的间隙配合，电机装配容易实施，简化了装配过程。
【附图说明】
[0026] 下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人 员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
[0027] 图1为本实用新型实施例中一种电机轴承预紧装置的结构示意图。
[0028] 图2为图1所示电机轴承预紧装置中一种内轴承盖的结构示意图；图3为图1所示电 机轴承预紧装置中一种外轴承盖的结构示意图。
[0029] 其中，附图标记如下：
[0030]
【具体实施方式】
[0032] 本实用新型实施例中，为了降低轴承室的磨损，考虑从防止轴承外圈产生圆周方 向的运动来入手。为了满足轴承所需的轴向预紧力，通常采用在内轴承盖侧或外轴承盖侧 对轴承施加轴向预紧力，但该轴向预紧力只能满足防止轴承内的滚动体在电机转速变化时 产生滑动的要求，力量比较小，无法提供阻止轴承外圈产生圆周方向运动的摩擦力，因此本 实用新型实施例中，考虑同时在内轴承盖侧和外轴承盖侧对轴承外圈施加方向相反的轴向 力，即在轴承外圈的两侧同时施加轴向力，且两侧的轴向力大小不同，即存在一轴向力差 值，该轴向力差值即为轴承所需的轴承预紧力，同时施加在轴承外圈两侧的轴向力可以采 用较大的压力以增加摩擦力，确保电机运转过程中轴承外圈不会产生旋转，从而降低甚至 避免了轴承外圈与轴承室之间的磨损。
[0033] 具体实现时，轴承外圈两侧施加的轴向力可以由设置内外轴承盖的第一弹性元件 组和设置在外轴承盖的第二弹性元件组提供。其中，第一弹性元件组和第二弹性元件组的 弹性元件数量、刚度、长度等可以根据实际需要选定，也就是说两侧的弹性元件组不同。
[0034] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型 进一步详细说明。
[0035] 图1为本实用新型实施例中一种电机轴承预紧装置的结构示意图。图2为图1所示 电机轴承预紧装置中一种内轴承盖的结构示意图；图3为图1所示电机轴承预紧装置中一种 外轴承盖的结构示意图。
[0036] 如图1所示，本实施例中的轴承1可采用深沟球轴承，轴承1的内圈11与电机转子轴 2过盈配合，轴承1的外圈12与轴承室3间隙配合。该轴承预紧装置可包括：内轴承盖4、第一 弹性元件组5、外轴承盖6和第二弹性元件组7。
[0037]结合图1和图2所示，内轴承盖4上设置有Μ个第一弹性元件室41 ;M大于等于1。本 实施例中以M = 8的情况为例。其中，Μ个第一弹性元件室41可在内轴承盖4上沿圆周方向均 匀分布，或者也可以采用其它形式的规则或不规则分布，此处不对其进行限制。
[0038] 第一弹性元件组5包括Μ个第一弹性元件，每个第一弹性元件设置在内轴承盖4的 一个第一弹性元件室41内。
[0039] 结合图1和图3所示，外轴承盖6上设置有Ν个第二弹性元件室61 ;Ν大于等于1。其 中，Μ可以等于Ν，也可以不等于Ν。本实施例中以Μ = Ν = 8的情况为例。其中，Ν个第二弹性元 件室61可以在外轴承盖6上沿圆周方向均匀分布，或者也可以采用其它形式的规则或不规 则分布。
[0040] 第二弹性元件组7包括Ν个第二弹性元件，每个第二弹性元件设置在外轴承盖6的 一个第二弹性元件室内。
[0041] 其中，内轴承盖4与轴承1间隙配合，且第一弹性元件组5向轴承1的外圈12施加第 一轴向力；外轴承盖6也与轴承1间隙配合，且第二弹性元件组7向轴承1的外圈12施加第二 轴向力;所述第一轴向力与所述第二轴向力之差构成轴承1的轴向预紧力，用于防止轴承内 的滚动体在电机转速变化时产生滑动；同时，所述第一轴向力与所述第二轴向力能够产生 阻止轴承1的外圈12在圆周方向运动的摩擦力。
[0042] 本实用新型实施例中，第一弹性元件组和第二弹性元件组在数量、刚度、长度等参 数上可以部分相同，也可以完全不同，以保证二者向轴承1施加不同的轴向力，形成构成轴 向预紧力的轴向力之差。此外，第一弹性元件的具体形态可以根据实际需要选择，例如可以 为弹簧、弹片等。其中，弹簧可以为圆柱弹簧、碟簧、波形簧等。同样，第二弹性元件的具体形 态也可以根据实际需要选择，例如可以为弹簧、弹片等。其中，弹簧可以为圆柱弹簧、碟簧、 波形簧等。
[0043]在本实用新型的一个例子中，可以使得所述第一轴向力大于所述第二轴向力，这 样二者轴向力之差就会产生一个拉伸转子轴的力，从而可以使转子轴不易弯曲，进而使电 机的挠度减小，动平衡能力提高。
[0044] 本实用新型实施例中，轴承1的内圈11的一侧通过转子轴2的台阶进行限位，另一 侧则通过一个限位件，如甩脂环8等，进行限位。另外，内轴承盖4、外轴承盖6与轴承室3可通 过螺栓等连接件进行连接固定。
[0045] 本实用新型实施例中还提供一种电机（图中未示出），该电机包括:驱动端轴承和 非驱动端轴承，所述驱动端轴承与其轴承室间隙配合，所述非驱动端轴承与其轴承室间隙 配合。
[0046] 在本实用新型的一个实施方式中，所述电机还包括:对应驱动端轴承设置的上述 的轴承预紧装置;和对应非驱动端轴承设置的上述的轴承预紧装置，即对应驱动端轴承和 非驱动端轴承对称设置上述的轴承预紧装置。此时，在本实用新型的一个例子中，对应驱动 端轴承设置的轴承预紧装置中，内轴承盖与所述驱动端轴承的外圈的轴向配合间隙可以介 于0.1~0.5mm之间。
[0047]在本实用新型的又一个实施方式中，所述电机还包括:对应非驱动端轴承设置的 上述的轴承预紧装置和对应驱动端轴承设置的驱动端轴承预紧装置;所述驱动端轴承预紧 装置包括：内轴承盖、外轴承盖和一个弹性元件组。
[0048]其中，内轴承盖与所述驱动端轴承接触配合。
[0049] 外轴承盖与所述驱动端轴承间隙配合，且其上设置有N个弹性元件室;N大于等于 1。其中，N个弹性元件室可以在外轴承盖上沿圆周方向均匀分布，或者也可以采用其它形式 的规则或不规则分布。
[0050] 弹性元件组包括N个弹性元件，每个弹性元件设置在所述外轴承盖的一个弹性元 件室内；所述弹性元件组向所述驱动端轴承的外圈施加一轴向力;所述轴向力通过所述驱 动端轴承的外圈传递至所述内轴承盖上，且所述轴向力和所述内轴承盖能够产生阻止所述 驱动端轴承的外圈在圆周方向运动的摩擦力。
[0051] 在该实施方式中，相当于在上一个实施方式中，去掉了驱动端轴承的轴承预紧装 置中的第一弹性元件组，同时使得内轴承盖与驱动端轴承直接接触。
[0052] 此外，在一个实施方式中，非驱动端的外轴承盖与轴承外圈之间的间隙比驱动端 的大，因此为使得非驱动端和驱动端采用相同的外盖，在驱动端的外轴承盖与轴承外圈之 间可以加环形调整垫片。该环形调整垫片可以为钢制材料。例如，具体可以在弹性元件组与 轴承外圈之间还可进一步设置钢制的调整垫片。
[0053]从上述方案中可以看出，由于本实用新型中内轴承盖和外轴承盖均与轴承间隙配 合，且在内轴承盖侧和外轴承盖侧均设置对轴承施加轴向力的弹性元件组，使得两个弹性 元件组的轴向力之差构成防止轴承内的滚动体在电机转速变化时产生滑动的轴向预紧力， 同时两个弹性元件组的轴向力能够产生阻止所述轴承外圈在圆周方向运动的摩擦力，从而 可降低甚至避免轴承对轴承室的磨损；并且由于轴承预紧可以通过这种配合机制得到保 持，因此提高了轴承的使用寿命，进而使得整个电机的寿命也因此增加;并且本实用新型中 的技术方案仍然保持轴承与轴承室的间隙配合，电机装配容易实施，简化了装配过程。此 外，因为弹性元件缓解了轴承激发的载荷，因此能够降低轴承室的振动和噪声。
[0054]此外，降低了质保期内两极电机在客户端发生振动超标的风险;并且由于轴承室 具有较长的使用寿命，因此增加了电机产品的竞争力。此外，在客户现场更换轴承容易。 [0055]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种电机轴承预紧装置，所述轴承（1)与轴承室(3)间隙配合;其特征在于，所述装置 包括： 内轴承盖(4)，其上设置有Μ个第一弹性元件室(41) ;M大于等于1; 第一弹性元件组(5)，其包括Μ个第一弹性元件，每个第一弹性元件设置在所述内轴承 盖(4)的一个第一弹性元件室(41)内； 外轴承盖(6)，其上设置有Ν个第二弹性元件室(61) ;Ν大于等于1;Μ等于Ν或者Μ不等于 Ν； 第二弹性元件组(7)，其包括Ν个第二弹性元件，每个第二弹性元件设置在所述外轴承 盖(6)的一个第二弹性元件室(61)内； 所述内轴承盖(4)与所述轴承（1)间隙配合，且所述第一弹性元件组(5)向所述轴承（1) 的外圈（12)施加第一轴向力;所述外轴承盖(6)与所述轴承（1)间隙配合，且所述第二弹性 元件组(7)向所述轴承（1)的外圈（12)施加第二轴向力;所述第一轴向力与所述第二轴向力 之差构成所述轴承（1)的轴向预紧力;所述第一轴向力与所述第二轴向力能够产生阻止所 述轴承(1)的外圈（12)在圆周方向运动的摩擦力。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一轴向力大于所述第二轴向力。3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述Μ个第一弹性元件室(41)在所述内轴 承盖(4)上沿圆周方向均匀分布;所述Ν个第二弹性元件室(61)在所述外轴承盖(6)上沿圆 周方向均匀分布。4. 一种电机，包括：驱动端轴承和非驱动端轴承，所述驱动端轴承与其轴承室间隙配 合，所述非驱动端轴承与其轴承室间隙配合;其特征在于，所述电机还包括： 对应驱动端轴承设置的如权利要求1至3中任一项所述的轴承预紧装置;和 对应非驱动端轴承设置的如权利要求1至3中任一项所述的轴承预紧装置。5. 根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述对应驱动端轴承设置的轴承预紧装置 中，内轴承盖与所述驱动端轴承的外圈的轴向配合间隙介于0.1~〇.5_之间。6. -种电机，包括：驱动端轴承和非驱动端轴承，所述驱动端轴承与其轴承室间隙配 合，所述非驱动端轴承与其轴承室间隙配合;其特征在于，所述电机还包括： 对应非驱动端轴承设置的如权利要求1至3中任一项所述的轴承预紧装置;和 对应驱动端轴承设置的驱动端轴承预紧装置;所述驱动端轴承预紧装置包括： 内轴承盖，其与所述驱动端轴承接触配合； 外轴承盖，其与所述驱动端轴承间隙配合，且其上设置有Ν个弹性元件室;Ν大于等于1; 弹性元件组，其包括Ν个弹性元件，每个弹性元件设置在所述外轴承盖的一个弹性元件 室内；所述弹性元件组向所述驱动端轴承的外圈施加一轴向力;所述轴向力通过所述驱动 端轴承的外圈传递至所述内轴承盖上，且所述轴向力和所述内轴承盖能够产生阻止所述驱 动端轴承的外圈在圆周方向运动的摩擦力。
【文档编号】H02K5/16GK205622382SQ201620094148
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】郝东升
【申请人】西门子电气传动有限公司