一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机的制作方法

本实用新型涉及锻压机械设备领域，尤其涉及一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机。

背景技术：

辊锻机主要用于锻件的预锻，也可以用于终锻成形，辊锻变形的实质是坯料的轧制延伸。目前，辊锻机的驱动一般采用电机、三角传动皮带、减速箱及传动齿轮组成，中间传动部件多，功率损耗较大，传动精度较低；另外现上下辊轮的中心距多采用位于辊轮两端的楔块或螺纹的方式手动调整，其两端移动的位置实际操作中不易保持一致，这些问题均不利于轧制零件的精确加工。

因此，亟需一种新的驱动方式解决上述技术问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机，本实用新型采用一种无框永磁同步电机作为辊轮驱动电机，电机转子直接与辊轮驱动轴连接，电机定子环绕在转子的周围，固定在机架上，以减少齿轮、减速箱等驱动中间环节，简化驱动方式及结构，提高驱动效率，实现辊轮的直驱。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现的。

一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机，包括滑动导轨、上辊轮支座、机架、轴承、丝杆、螺母、上辊轮、压缩弹簧、下辊轮、辊轮轴承、电机支架、下辊轮支座，所述上辊轮支座与滑动导轨相连，所述上辊轮通过上辊轮驱动轴及上辊轮轴安装在上辊轮支座上，所述下辊轮通过下辊轮驱动轴及下辊轮轴安装在下辊轮支座上，所述上辊轮支座及所述下辊轮支座之间设有压缩弹簧；所述丝杆安装在机架上；所述上辊轮驱动轴、下辊轮驱动轴分别连接有第一无框式永磁同步电机、第二无框式永磁同步电机，所述第一无框式永磁同步电机通过所述电机支架固定安装于所述上辊轮支座上，所述第二无框式永磁同步电机通过所述电机支架固定安装于所述下辊轮支座上；所述丝杆的丝杆轴连接有第三无框式永磁同步电机，所述丝杆轴通过所述轴承连接在所述机架上，所述丝杆的另一端通过螺母连接在上辊轮支座上，所述第二无框式永磁同步电机通过所述电机支架固定于机架上，所述第一无框式永磁同步电机、所述第二无框式永磁同步电机、第三无框式永磁同步电机均包括定子组件及转子组件；所述定子组件包括定子基座、定子铁芯及缠绕在定子铁芯上的定子绕组，所述定子铁芯为一体成型的环形柱状结构或一体成型的环形盘状结构。

接通电源后，首先由第三无框式永磁同步电机直接驱动螺母带动丝杆转动调整上辊轮和下辊轮之间的间距，调整完成后由第一无框式永磁同步电机驱动上辊轮轴带动上辊轮转动，第二无框式永磁同步电机驱动下辊轮轴带动下辊轮转动，实现工件的锻压，本实用新型无框永磁同步电机作为驱动电机，减少了齿轮、减速箱等中间驱动环节，简化驱动方式及结构，提高了工作效率。

所述一体成型的环形柱状结构为第一定子铁芯，缠绕在所述第一定子铁芯上的定子绕组为第一定子绕组；所述体成型的环形盘状结构为第二定子铁芯，缠绕在所述第二定子铁芯上的定子绕组为第二定子绕组。

进一步地，所述定子组件安装在电机支架上；所述转子组件分别安装在所述丝杆轴上及所述上辊轮驱动轴、下辊轮驱动轴的一端，所述转子组件为所述定子组件提供磁场。

进一步地，所述定子组件包括定子基座，所述定子基座固定安装于所述电机支架；所述定子铁芯固定在所述定子基座的内壁，所述定子基座呈圆环形。

安装所述第一定子铁芯的定子基座为弧形定子基座；安装所述第二定子铁芯的定子基座为盘形定子基座。

进一步地，所述定子基座上设有冷却装置。无框式永磁同步电机在运转时会产生大量的热量，影响设备的正常运行，所述的冷却装置能快速将热量带走，保证设备的运行稳定。

进一步地，所述的冷却装置为内置在所述定子基座上的冷却管。所述冷却管内部循环流淌的冷却液或冷却水能及时将设备产生的热量带出，使设备保持一个很定适合温度，冷却效果好。

进一步地，所述转子组件包括转子基座及磁钢基板，所述第一无框式永磁同步电机的转子基座固定安装于所述上辊轮驱动轴的一端；所述第二无框式永磁同步电机的转子基座固定安装于所述下辊轮驱动轴的一端；所述第三无框式永磁同步电机的转子基座固定安装于所述丝杆轴上。为所述第一定子铁芯提供旋转磁场的磁钢基板为弧形磁钢基板，安装所述弧形磁钢基板的转子基座为弧形转子基座；为所述第二定子铁芯提供旋转磁场的磁钢基板为盘形磁钢基板，安装所述盘形磁钢基板的转子基座为盘形转子基座。

进一步地，所述转子基座为一端面设有封盖的圆环；所述圆环外套于所述丝杆轴、上辊轮驱动轴、下辊轮驱动轴的末端；所述的磁钢基板周向均布于所述转子基座的外壁。

进一步地，所述圆环侧壁为双层结构，所述封盖上设有定位安装螺栓孔。

进一步地，所述第一无框式永磁同步电机及所述第二无框式永磁同步电机外设有第一防护罩，所述第三无框式永磁同步电机外设有第二防护罩。

所述第一定子铁芯、第一定子绕组、弧形定子基座、弧形磁钢基板、弧形转子基座组合为无框式永磁同步弧形电机；所述第二定子铁芯、第二定子绕组、盘形定子基座、盘形磁钢基板、弧形转子基座组合为无框式永磁同步盘形电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：1、采用一种无框永磁同步电机作为辊轮驱动电机，电机转子直接与辊轮驱动轴连接，电机定子环绕在转子的周围，固定在机架上，以减少齿轮、减速箱等驱动中间环节，简化驱动方式及结构，减少能源损耗，提高驱动效率，实现辊轮的直驱；2、可根据需要选择电机的驱动方式，实现变频调速或伺服控制，以满足对驱动方式的灵活选择；3、可提高机器的运行可靠性能，降低制造和使用成本，减少能源的损耗；4、永磁同步电机具有响应速度快，控制精度高的优点，同时可提供大功率的能量输出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例1的左视图。

图3为图1中A的放大图。

图4为第一定子铁芯的结构示意图。

图5为弧形磁钢基板的结构示意图。

图6为无框式永磁同步电机的端面示意图。

图7为本实用新型实施例2的结构示意图。

图8为本实用新型实施例3的结构示意图。

图9为第二定子铁线的结构示意图。

图10为盘形磁钢基板的结构示意图。

图11为本实用新型实施例3的结构示意图。

图中：1、滑动导轨；2、上辊轮支座；3、机架；4、轴承；5、丝杆；51、丝杆轴；6、螺母；7、上辊轮；8、压缩弹簧；9、下辊轮；10、辊轮轴承；11、电机支架；12、下辊轮支座；13、上辊轮驱动轴；14、上辊轮轴；15、下辊轮驱动轴；16、下辊轮轴；17、第一无框式永磁同步电机；18、第二无框式永磁同步电机；19、第三无框式永磁同步电机；20、定子组件；201、弧形定子基座；202、第一定子铁芯；203、第一定子绕组；204、盘形定子基座；205、第二定子铁芯；206、第二定子绕组；21、转子组件；211、弧形转子基座；212、弧形磁钢基板；213、盘形转子基座；214、盘形磁钢基板；22、冷却装置；23、封盖；24、螺栓孔；25、第一防护罩；26、第二防护罩；27、无框式永磁同步弧形电机；28、无框式永磁同步盘形电机；30、传动部件。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1

如图1-6所示：一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机，包括滑动导轨1、上辊轮支座2、机架3、轴承4、丝杆5、螺母6、上辊轮7、压缩弹簧8、下辊轮9、辊轮轴承10、电机支架11、下辊轮支座12，所述上辊轮支座2与滑动导轨1相连，所述上辊轮7通过上辊轮驱动轴13及上辊轮轴14安装在上辊轮支座2上，所述下辊轮9通过下辊轮驱动轴15及下辊轮轴16安装在下辊轮支座12上，所述上辊轮支座2及所述下辊轮支座12之间设有压缩弹簧8；所述丝杆5安装在机架3上；所述上辊轮驱动轴13、下辊轮驱动轴15分别连接有第一无框式永磁同步电机17，第二无框式永磁同步电机18；所述第一无框式永磁同步电机17通过所述电机支架11固定安装于所述上辊轮支座2上，所述第二无框式永磁同步电机18通过所述电机支架11固定安装于所述下辊轮支座12上；所述丝杆5的丝杆轴51连接有第三无框式永磁同步电机19，所述丝杆轴51通过所述轴承4连接在所述机架3上，所述丝杆5的另一端通过螺母6连接在上辊轮支座2上，所述第三无框式永磁同步电机19通过所述电机支架11固定于机架3上，所述第一无框式永磁同步电机17、所述第二无框式永磁同步电机18、第三无框式永磁同步电机19均包括定子组件20及转子组件21；所述定子组件20包括弧形定子基座201、第一定子铁芯202及缠绕在第一定子铁芯202上的第一定子绕组203，所述第一定子铁芯202为一体成型的环形柱状结构。

本实用新型通过所述第一无框式永磁同步电机17和所述第二无框式永磁同步电机18同步带动上辊轮7及下辊轮9转动完成对工件的锻压工作；第三无框式永磁同步电机19带动丝杆5向上运动以调整上辊轮7及下辊轮9之间的间距，以适用于需要锻压的工件尺寸。

具体的，所述定子组件20安装在电机支架11上，所述转子组件21分别安装在所述丝杆轴51上及所述上辊轮驱动轴13、下辊轮驱动轴15的一端；所述转子组件21为所述定子组件20提供磁场。

所述定子组件包括弧形定子基座201，所述弧形定子基座201呈圆环形结构，所述第一定子铁芯202周向均布于所述弧形定子基座201的内壁。

所述转子组件21包括弧形转子基座211及弧形磁钢基板212，所述弧形转子基座211固定安装于所述丝杆轴51上及所述上辊轮驱动轴13、下辊轮驱动轴15的一端，所述弧形磁钢基板212周向均布于所述弧形转子基座211上。

所述弧形定子基座201上设有冷却装置22；所述冷却装置22为内置在所述弧形定子基座201上的冷却管。无框式永磁同步电机在运转时会产生大量的热量，影响设备的正常运行，所述的冷却装置22能快速将热量带走，保证设备的运行稳定。所述冷却管内部循环流淌的冷却液或冷却水能及时将设备产生的热量带出，使设备保持一个很定适合温度，冷却效果好。

所述弧形转子基座211为一端面设有封盖23的圆环；所述封盖23位于所述丝杆轴51、上辊轮驱动轴13、下辊轮驱动轴15的末端；所述的弧形磁钢基板212周向均布于所述弧形转子基座211的外壁。

所述圆环侧壁为双层结构，所述圆环的封盖23上设有定位安装螺栓孔24。

所述第一无框式永磁同步电机17、所述第二无框式永磁同步电机18外设有第一防护罩25，所述第三无框式永磁同步电机19外设有第二防护罩26。其目的在于，有效保护电机不受环境因素导致的损坏。

具体的，作为本实施例的一种优选方案，本实施例中辊锻机的辊轮为双电机驱动，通过伺服系统控制三个无框式永磁同步电机同步运动，保证工件精确成型；采用闭环式的伺服电机驱动系统，其控制性能更为可靠，运转更为平稳，还具有较强的过载能力，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。

所述弧形定子基座201、第一定子铁芯202、第一定子绕组203、弧形转子基座211、弧形磁钢基板212组合为无框式永磁同步弧形电机27。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例中转子组件21上安装有两层弧形磁钢基板212，每层弧形磁钢基板212对应设有第一定子铁芯202，每个弧形磁钢基板212与第一定子铁芯202相对应，所述弧形磁钢基板212为所述第一定子铁芯202提供一个径向旋转的磁场，通过无框式永磁同步弧形电机27直接驱动上辊轮7、下辊轮9，使得本实用新型的控制更加柔性化、智能化，通过利用和克服转子惯量，使电机在超低俗运转时更加均匀稳定，智能化控制程度更高、更节能。

实施例2

如图7所示，一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机，本实施例与实施例1的结构和原理类似，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中辊锻机为单机驱动，其中，下辊轮驱动轴15与第二无框式永磁同步电机18固定连接，所述上辊轮7与被所述直线电机驱动的下辊轮9之间采用传动部件30相连，所述中间传动件保证辊轮的同步运动，以保证工件的精确成形，所述中间传动件可为齿轮传动或链条传动。

实施例3

如图8-10所示，一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机，本实施例与实施例1或实施例2的结构和工作原理类似，而与实施例1或2的区别在于，本实施例所述的定子组件20包括盘形定子基座204、第二定子铁芯205、第二定子绕组206，所述第二定子铁芯205为一体成型的环形盘状结构。所述转子组件21包括盘形转子基座213、盘形磁钢基板214。

所述盘形定子基座204、第二定子铁芯205、第二定子绕组206、盘形转子基座213、盘形磁钢基板214组合为无框式永磁同步盘形电机28。

接通电源后，所述盘形磁钢基板214为所述第二定子铁芯205提供一个轴向的旋转磁场，无框式永磁同步盘形电机28分别驱动上辊轮7和下辊轮9实现工件的锻压。

实施例4

如图11所示，一种无框式永磁同步电机直驱的辊锻机，本实施例与实施例1或实施例2的结构和工作原理类似，而与实施例1或2的区别在于，本实施例的每个无框式永磁同步电机为无框式永磁同步弧形电机27和无框式永磁同步盘形电机28的组合，所述弧形磁钢基板212为所述第一定子铁芯202提供一个径向旋转的磁场，所述盘形磁钢基板214为所述第二定子铁芯205提供一个轴向的旋转磁场，所述弧形定子基座201和盘形定子基座204固定连接，由两组电机同时驱动，力矩更大，提高了工作效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。