一种电机密封结构和电机的制作方法

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种电机密封结构和电机。

背景技术：

电机在现代社会的所有行业中几乎都有运用，无论是工业、农业、交通运输还是家庭生活，都离不开电机，电机的使用范围如此广泛，使得其防护等级的要求也不尽相同，由于电机实现的是电量与机械能的转换，所以当电机处于开放空间时，自身的防护能力就会尤为重要。

电机主要是由机座(机壳)，定、转子铁芯，转轴，轴承，端盖等零部件组成，电机的防护主要是指机座(机壳)与端盖之间，转轴对外界或转轴与轴承之间，轴承与端盖的轴承室之间的密封效果。机座(机壳)与端盖相对静止，通过压力，或者内置密封圈，添加密封胶等均可实现。而对于转轴类似的动密封，一般采用毛毡、油封、迷宫型结构或者挤压型的密封圈等，此类密封通常有以下几个问题：

1.转轴与密封件直接接触，会造成能量损失，严重的会影响电机性能，效率降低；

2.迷宫型的密封结构复杂，而且使用受限，只适合一定的转速下；

3.端盖的轴承室内的密封，需要轴承外圈配合挤压型密封圈，轴承会受到内外圈的剪切力，增大了轴承的滚珠与支架压力，易产生噪音，并影响轴承的寿命；

4.增加了零件，像油封、密封圈等，增加了成本。

由于现有技术中的电机存在转轴与密封件直接接触，会造成能量损失，严重的会影响电机性能，效率降低；密封结构复杂，而且使用受限，只适合一定的转速下；易产生噪音，轴承寿命低；增加了零件，增加了成本等技术问题，因此本实用新型研究设计出一种电机密封结构和电机。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的电机密封结构存在能量损失，严重的会影响电机性能，效率降低的缺陷，从而提供一种电机密封结构和电机。

本实用新型提供一种电机密封结构，其包括：

转轴；

轴承，套设在所述转轴上，且在所述转轴的外周壁上、与所述轴承相对应的位置沿所述转轴轴向还设置有轴肩结构，使得所述轴承的部分与所述轴肩结构之间形成容腔；

风叶结构，套设在所述转轴的一端，并沿转轴轴线方向延伸至所述轴承的位置，且进入所述容腔中。

优选地，

所述风叶结构卡设进入所述轴承与所述转轴之间的部分沿所述轴线方向的长度为1.5mm-5.0mm。

优选地，

所述风叶结构包括风叶凸台和叶片，所述风叶凸台包括风叶凸台孔、所述风叶凸台通过所述风叶凸台孔套设在所述转轴的一端部，使得所述风叶凸台能被所述转轴带动而进行转动。

优选地，

所述转轴的外周上设置有第一扁位结构，所述风叶凸台孔的内壁上设置有能与所述转轴的所述第一扁位结构相匹配的第二扁位结构。

优选地，

所述风叶凸台孔的内壁还设置有沿所述轴线方向延伸的台肩面，所述转轴外周面上与之相对应的位置设置有台肩，所述台肩面与所述台肩能够相互匹配相接以完成转轴和风叶凸台之间的轴向定位。

优选地，

在所述风叶凸台的端部外周面上还设置有台阶，所述台阶能够插入所述容腔中、与所述轴承之间完成轴向限位。

优选地，

所述风叶结构还包括轮盘，所述轮盘连接设置在所述风叶凸台的径向外侧，多个所述叶片设置在所述轮盘上、且沿其周向方向进行排布。

优选地，

在所述轮盘上还设置有加强筋，所述加强筋的一端与所述风叶凸台的外周面固定连接。

优选地，

所述加强筋为多个、其数量与所述叶片数量相对应，且沿所述轮盘的周向方向进行排布。

优选地，

还包括端盖，所述端盖包括在所述轴线方向相接的第一部分和第二部分，第一部分套设在所述轴承的径向外侧、第二部分位于所述转轴的径向外侧，所述风叶结构的所述风叶凸台插入所述端盖的所述第二部分的径向内侧和所述转轴的径向外侧之间的位置。

优选地，

当包括风叶凸台孔时，所述风叶凸台孔的内壁与转轴的外周壁之间为过盈配合；

和/或，当包括风叶凸台时，所述轴承包括轴承内圈和轴承外圈，且所述风叶凸台与轴承内圈之间为过盈配合，

和/或，所述轴承包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承外圈与端盖的所述第一部分之间为过盈配合；

和/或，所述轴承包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈与转轴之间为过渡配合或间隙配合；

和/或，所述轴承为防水轴承；

和/或，所述风叶结构的材质为塑料材质。

本实用新型还提供一种电机，包括转子、定子，其还包括前述的电机密封结构。

本实用新型提供的一种电机密封结构和电机具有如下有益效果：

本实用新型的电机密封结构和电机，通过风叶结构，套设在所述转轴的一端，并沿转轴轴线方向延伸至所述轴承的位置，且卡设进入所述轴承的径向内侧、所述转轴的径向外侧，能够通过电机冷却用风叶进行密封，使得风叶结构与轴承内圈接触，与轴承内圈同步旋转，不用增加密封件、防止了转轴与密封件直接接触，不会产生能量损耗，解决了目前常用密封方式能量损失的问题，保证电机性能，提高效率，而且结构简单，装配方便，按正常压装即可；不再增加其它零件，节省成本。

附图说明

图1是本实用新型的电机的外形立体结构示意图；

图2是本实用新型的电机密封结构的剖视图；

图3是图2的A部分的局部放大图；

图4是图3的B部分的局部放大图；

图5a是本实用新型的风叶结构的实施方式一的正面立体结构图；

图5b是本实用新型的风叶结构的实施方式一的背面立体结构图；

图5c是本实用新型的风叶结构的实施方式一的正面结构图；

图5d是本实用新型的风叶结构的实施方式一的侧面剖视结构图；

图6是本实用新型的风叶结构的实施方式一的装配结构图；

图7a是本实用新型的风叶结构的实施方式二的正面立体结构图；

图7b是本实用新型的风叶结构的实施方式二的背面立体结构图；

图7c是图7b的C部分的局部放大结构图；

图8是本实用新型的风叶结构的实施方式二的装配结构图。

图中附图标记表示为：

1、转轴；11、台肩；2、轴承；3、风叶结构；31、风叶凸台；310、风叶凸台孔；311、第二扁位结构；312、台肩面；313、台阶；314、轴用挡圈；32、叶片；33、轮盘；4、容腔；5、加强筋；6、端盖；61、前端盖；62、后端盖； 7、机座；8、接线盒；9、支脚；10、风罩；101、转子铁芯；102、定子铁芯。

具体实施方式

参见图1-8所示，本实用新型提供一种电机密封结构，其包括：

转轴1；

轴承2，套设在所述转轴1上，且在所述转轴1的外周壁上、与所述轴承 2相对应的位置沿所述转轴轴向还开设有轴肩结构，使得所述轴承2的部分与所述轴肩结构之间形成容腔4；

风叶结构3，套设在所述转轴1的一端，并沿转轴1轴线方向延伸至所述轴承2的位置，且卡设进入所述容腔4中，即卡设进入轴承2的径向内侧、所述转轴1的径向外侧的位置。

本实用新型利用电机冷却风扇，将风扇凸台加长伸入至轴承内圈一定距离，防止外界水或粉尘进入，即通过风叶结构，套设在所述转轴的一端，并沿转轴轴线方向延伸至所述轴承的位置，且卡设进入所述轴承的径向内侧、所述转轴的径向外侧(即卡设进入转轴上开设的轴肩结构与轴承之间形成的容腔中，如图2-4所示，该轴肩结构延伸至与轴承的最右端的靠左一段的位置、未延伸至轴承的最左端，使得轴承左端能够与转轴配合以完成支承作用、该容腔处用于容纳风叶结构插入而进行密封)，能够通过电机原有的冷却用风叶对轴承和转轴之间进行密封，使得风叶结构与轴承内圈接触，与轴承内圈同步旋转，不用增加密封件、防止了转轴与密封件直接接触，不会产生能量损耗，解决了目前常用密封方式能量损失的问题，保证电机性能，提高效率，而且结构简单，装配方便，按正常压装即可；不再增加其它零件，节省成本。

本实用新型采用的风叶密封方式，利用风叶凸台(即风叶凸台31)，伸入到轴承内圈一定距离，凸台外圈与轴承内圈过渡或小过盈配合，轴承外圈与端盖的轴承室过盈配合，轴承采用防水轴承，此密封方式，既可保证电机的防护等级，风叶与轴承内圈同步旋转，又不会造成能量损耗，结构简单，装配方便，不会对其它零件造成损伤，无需增加新零件。

图1为典型的三相异步电机外形，电机在运行过程中会有各种无功损耗，这些损耗会转换成热能，电机尾部的风叶随转子同步旋转，产生的风经风罩沿着机座上的冷却片流动，带走电机内部散出的热量，以达到电机降温的效果。

优选地，

所述风叶结构3卡设进入所述轴承2与所述转轴1之间的部分沿所述轴线方向的长度为1.5mm-5.0mm(本实用新型优选针对608轴承时、该长度优选取值为1.5mm)。伸入的长度要考虑转轴与轴承内圈的接触有效面积，具体根据轴承规格大小适当调整，本实用新型将该距离设置为1.5mm左右、能够有效保证力矩的传递，使得轴承与转轴之间得到有效地密封。

优选地，

所述风叶结构3包括风叶凸台31和叶片32，所述风叶凸台31包括风叶凸台孔310、所述风叶凸台31通过所述风叶凸台孔310套设在所述转轴1的一端部，所述叶片32能随着所述风叶凸台31的转动而旋转。这是本实用新型的密封结构中的风叶结构的具体结构形式，能够通过风叶凸台套设在转轴上对风叶结构进行固定、叶片随着风叶凸台转动而旋转，使得能够通过叶片的旋转对电机内部结构(包括转子、定子等)进行冷却降温。

图2、图3为风叶密封结构，图2主要为电机内部结构，包括定转子铁芯、转轴1、端盖6、以及轴承2等。转轴1通过轴肩与轴承内圈接触，实现轴向限位。

图4为风叶密封结构细节，风叶结构3的凸台(风叶凸台31)直接延长到与轴承内圈接触一段距离，凸台的外圈与轴承内圈设计为过渡或小过盈配合，使外部的水或粉尘无法从轴承内圈进入，而轴承外圈与端盖6的轴承室内圈按过盈配合，水或粉尘也无法从此通过，为方便装配，电机转轴外圈与轴承内圈设计为小间隙或过渡配合，轴承选用防水轴承。

优选地，

所述转轴1的外周上设置有第一扁位结构，所述风叶凸台孔310的内壁上设置有能与所述转轴1的所述第一扁位结构相匹配的第二扁位结构311，使得所述风叶凸台31能被所述转轴1带动而进行转动。通过转轴上的第一扁位结构和风叶凸台孔上的第二扁位结构，使得风叶凸台能够与转轴相配合时通过两个扁位结构进行配合、并对二者的周向方向进行限位作用，从而使得转轴转动时、风叶凸台被带动随其一起同步转动，轴承内圈也与转轴一起同步转动，使得转轴、轴承之间通过风叶凸台实现良好的密封，并通过转动产生风量、对电机内部进行降温冷却。

参见图2-4所示，优选地，

所述风叶凸台孔310的内壁还设置有沿所述轴线方向延伸的台肩面312，所述转轴1外周面上与之相对应的位置设置有台肩11，所述台肩面312与所述台肩11能够相互匹配相接以完成转轴1和风叶凸台31之间的轴向定位。通过台肩和台肩面的设置，能够使得风叶凸台孔与转轴完成轴向方向的配合和定位，保证风叶凸台沿轴线方向装配时装配到位(至合适的位置)。

参见图7a-图8所示，优选地，

在所述风叶凸台31的端部外周面上还设置有台阶313，所述台阶313能够插入所述容腔4中、与所述轴承2之间完成轴向限位。通过风叶凸台的端部外周面上设置的台阶，能够使得台阶与容腔形成插接配合，使得轴承与转轴之间的密封性能被进一步得到增强，并且还进一步起到在轴向和径向方向的定位作用，使得风叶结构装配完成后不易脱落，提高了密封性能。

图5a-5d、图7a-7c为两种风叶结构，其中图7a-7c衍生为风叶凸台31端部处加设台阶结构313，在风叶压力过程中，可以起限位作用。两种风叶内圈均有扁位结构，与转轴扁位相配，限位风叶周向与转向相对旋转。

优选地，

所述风叶结构3还包括轮盘33，所述轮盘33连接设置在所述风叶凸台31 的径向外侧，多个所述叶片32设置在所述轮盘33上、且沿其周向方向进行排布。通过设置上述的轮盘结构，能够对风叶结构的结构进行支撑，增强风叶结构的结构强度，并且通过旋转带动其上的叶片进行转动，以达到旋转出风的作用和效果。

优选地，

在所述轮盘33上还设置有加强筋5，所述加强筋5的一端与所述风叶凸台 31的外周面固定连接。通过设置加强筋能够对风叶结构的结构强度进行进一步加强，保证风叶结构旋转时的稳定性。

优选地，

所述加强筋5为多个、其数量与所述叶片数量相对应，且沿所述轮盘33 的周向方向进行排布。通过多个加强筋能够对轮盘的周向方向进行支撑作用，提高周向方向对风叶结构整体支撑的结构强度。

优选地，

还包括端盖6，所述端盖6包括在所述轴线方向相接的第一部分和第二部分，第一部分套设在所述轴承2的径向外侧、第二部分位于所述转轴1的径向外侧(参见图2-4所示，即该第一部分为位于图中左侧的轴承室、以允许轴承进入而对其进行支撑作用，第二部分为位于图中右侧的端板)，所述风叶结构 3的所述风叶凸台31插入所述端盖6的所述第二部分的径向内侧和所述转轴1 的径向外侧之间的位置。

由于端盖属于电机本身的结构，通过上述的结构设置，能够使得风叶结构中的风叶凸台与端盖之间也形成配合作用，即插接在端盖的径向内侧和转轴的径向外侧之间、再进一步伸入至轴承的径向内侧和转轴径向外侧之间，能够对端盖和转轴之间也形成密封作用，提高端盖与转轴之间的密封效果，进一步提高轴承与转轴之间的密封效果，且还保证了能量不损失或最大程度小的损失。

优选地，

当包括风叶凸台孔310时，所述风叶凸台孔310的内壁与转轴1的外周壁之间为过盈配合；

和/或，当包括风叶凸台31时，所述轴承2包括轴承内圈和轴承外圈，且所述风叶凸台31与轴承内圈之间为过盈配合，

和/或，所述轴承2包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承外圈与端盖的所述第一部分之间为过盈配合；

和/或，所述轴承2包括轴承内圈和轴承外圈，所述轴承内圈与转轴之间为过渡配合或间隙配合；

和/或，所述轴承2为防水轴承；

和/或，所述风叶结构3的材质为塑料材质。

轴承外圈设计为与端盖的轴承室内径过盈配合，而转轴外径与轴承内圈设计为过渡或小间隙配合，方便装配，端盖外风叶结构3的凸台(风叶凸台31)，通过端盖6中间的过轴孔伸入到轴承内圈一定距离，风叶凸台外径与轴承内圈设计为小过盈或过渡配合，伸入的长度要考虑转轴与轴承内圈的接触有效面积，保证力矩的有效传递，一般1.5mm左右即可，具体根据轴承规格大小适当调整，而风叶凸台的内径与转轴外径也设计为小过盈或过渡配合，轴承选用防水轴承，如图6、图8的装配图，由于轴承外圈与端盖的轴承室内圈过盈配合无间隙，因此外界的水或粉尘无法从轴承外圈进入，而轴承内圈通过与风叶凸台过盈配合无间隙，凸台内圈与转轴外圈也是过盈无间隙，水或粉尘也无法从此处进入，而选用的轴承为防水轴承，轴承盖处也无水或粉尘进入，因此可起到防护的作用。

本实用新型还提供一种电机，包括转子、定子，其还包括前述的电机密封结构。本实用新型通过前述的电机密封结构，利用电机冷却风扇，将风扇凸台加长伸入至轴承内圈一定距离，防止外界水或粉尘进入，即通过风叶结构，套设在所述转轴的一端，并沿转轴轴线方向延伸至所述轴承的位置，且卡设进入所述轴承的径向内侧、所述转轴的径向外侧，能够通过电机原有的冷却用风叶对轴承和转轴之间进行密封，使得风叶结构与轴承内圈接触，与轴承内圈同步旋转，不用增加密封件、防止了转轴与密封件直接接触，不会产生能量损耗，解决了目前常用密封方式能量损失的问题，保证电机性能，提高效率，而且结构简单，装配方便，按正常压装即可；不再增加其它零件，节省成本。

具体的装配过程，首先将轴承压入进端盖的轴承室，压入时，用工装接触轴承的外圈施压将轴承压力到位，再将转轴(转子)伸入轴承内圈，通过转轴上的轴肩进行限位。最后将风叶压入，压入时，通过转轴使轴承内圈受力，避免轴承内外圈受到剪切力，如图7a-7c的风叶结构，可利用风叶上的台肩进行限位，无台肩结构的，如图5a-5d的风叶，可利用工装进行限位，由于风叶材质为塑料，受挤压后不会使轴承的内外圈在均受挤压的情况下而减小游隙，因此不会影响电机的运行噪音。

因此通过本实用新型，不仅可以保证电机的防护等级，而且由于风叶台肩直接与轴承内圈接触配合，与轴承内圈、转轴同步旋转，不会产生摩擦，无能量损失，另外风叶内圈有一段扁位结构，与转轴的扁位配合，不会发生相对周向转动，风叶的端面通过轴用挡圈限位，更加提高了风叶的可靠性。

风叶为电机冷却用零件，在电机上本已配备，尤其在三相异步电机中为标配，因此无需再增加零件，节省了成本。

关于图5a-5d风叶的安装限位问题说明：

图5a-5d风叶由于没有台肩，为直筒型，因此在压入风叶时，需在压力工装上增加限位结构，可通过以下两种方式实现。

方法一：

电机置于工装内，电机转轴顶住工装上的项压块，工装上的推板可通过底板的滑槽进行平行滑动，压风叶时，推板上的压头顶住风叶端面，外界推力作用于推板上，推动推板(压头)，使风叶逐渐套入轴上，在支板上装有限位柱，限位柱的长度刚好为风叶装到位时抵住推板(具体长度在加工前通过计算电机长度、工装板厚、风叶装入后相对转轴位置等相互关系算出)，由于装配加工上的误差，限位柱有效长度不可能一次性的加工到刚好需要的长度，因此限位柱在支板上可通过螺纹安装，通过螺纹旋入旋出，进行限位长度上的微调。因此，推板(压头)在外界推力的作用于，推动风叶套入转轴，当推板接触到限位柱时，即为风叶安装到位。

方法二：

同上工装台架，区别在于取消限位柱，通过支板上的顶压块限位，顶压块上的沉台深度，设计为与风叶装到位后的轴伸出长度尺寸相同，即外界推力推动推板(压头)，使风叶逐渐套入轴上，当风叶侧的轴伸出风叶端面与顶压的沉台面相抵时，即为风叶安装到位，区别于方便一的限位柱限位，方法二无法目视，外界的推力设定为一恒定力，在此推力下，推板无法位移时，即风叶侧的轴端已抵住顶压块的沉台面。表明装配到位。

另外，风叶内壁的凸台面也是可以限位的，风叶内凸台面(即台肩面312) 与轴肩(即转轴台肩11)相抵，即表明已装配到位，但此结构限位作用不易与风叶有外凸台结构(图7a-7c风叶)同时使用，会产生过定位。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。