一种端盖结构及包含其的电机的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种端盖结构及包含其的电机。


背景技术：

2.随着电动机高效节能技术的发展，具有高功率密度、高频响特点的伺服电机在市场的应用范围越来越广泛，而电机的高响应性主要是通过编码器实现的。
3.如图1所示，伺服电机由电机半总成、端盖本体1、编码器5和编码器盖6组成。后端盖4为电机半总成的末端，伺服电机长期运行时后端盖4温度较高，为了增加表面散热，通常为铝材料。而端盖本体1是为适应不同编码器的安装方式，依据不同编码器的安装方式和公差要求，将该零件的凸台进行后切削、打孔或切割，不影响量产零件(后端盖)在多种型号电机上的统一应用。电机半总成由电机的标准件定子、转子、轴承等组成，该部分在电机长期带载运行时，温升最高；伺服电机在长期带载运行时，电机整体温度偏高，而电机中对温升控制最严格的部位是编码器，通常只能允许50k左右的温升范围。编码器温升高容易影响其分辨率，导致电机信号反馈异常，出现定位不准确、运行不平稳等问题。
4.因此，编码器作为控制电机性能的关键零件之一，既要保证它严格的安装精度，又要防止电机温升过高对它造成影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种端盖结构及包含其的电机，以解决现有技术中存在的电机温升高，导致编码器运行不平稳的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
7.本发明提供的一种端盖结构，包括端盖本体，所述端盖本体采用铝材制成；还包括设置在所述端盖本体内的隔热通道、以及填充在所述隔热通道内的隔热介质。
8.作为本发明的进一步改进，所述隔热介质为比热容大且导热系数低的隔热介质，以未注满方式灌注在所述隔热通道内。
9.作为本发明的进一步改进，所述隔热介质为液态介质。
10.作为本发明的进一步改进，所述隔热介质为水。
11.作为本发明的进一步改进，所述隔热通道包括旋转腔体，所述旋转腔体设置在所述端盖本体厚壁处。
12.作为本发明的进一步改进，所述隔热通道包括螺旋状管状通道，所述螺旋状管状通道设置在所述端盖本体的薄壁处。
13.作为本发明的进一步改进，所述螺旋状管状通道中心轴线与所述端盖本体中心轴线重合。
14.本发明提供的一种电机，包括后端盖和所述端盖结构；所述端盖结构安装在所述后端盖上。
15.作为本发明的进一步改进，所述电机为伺服电机。
16.作为本发明的进一步改进，所述电机还包括编码器和编码器盖，所述编码器安装在所述端盖结构外侧，所述编码器盖盖合在所述端盖结构外侧。
17.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
18.本发明提供的端盖结构，从零件结构和材料性能两方面进行改进，兼顾考虑电机的隔热问题，采用铝材制作端盖本体，保证了零件间的装配精度，又考虑了不同材料本身物性参数的差异，对编码器起到了减少传热的作用；通过在端盖本体内设置隔热通道，并在隔热通道内设置隔热介质，可以有效降低端盖的热量传递和传导，由此阻止电机半总成通过端盖向编码器传热的过程，解决了伺服电机在长期带载环境下运行时，温升越来越高，易导致编码器温升超限定要求的问题，保证电机平稳运行。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
20.图1是现有技术中伺服电机结构示意图；
21.图2是本发明端盖结构的立体结构水意图；
22.图3是本发明端盖结构沿轴向剖视图；
23.图4是本发明端盖结构沿径向在螺旋状管状通道位置进行剖切的结构示意图。
24.图中1、端盖本体；2、旋转腔体；3、螺旋状管状通道；4、后端盖；5、编码器；6、编码器盖。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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方式，都属于本发明所保护的范围。
26.如图2和图3所示，本发明提供了一种端盖结构，包括端盖本体1，端盖本体1采用铝材制成；还包括设置在端盖本体1内的隔热通道、以及填充在隔热通道内的隔热介质。
27.本发明提供的端盖结构，从零件结构和材料性能两方面进行改进，兼顾考虑电机的隔热问题，采用铝材制作端盖本体，保证了端盖与后端盖安装的止口、端盖与编码器盖安装的止口、以及端盖与编码器安装的凸台的加工精度和装配精度，保证了零件间的装配精度，又考虑了不同材料本身物性参数的差异，对编码器起到了减少传热的作用；通过在端盖本体内设置隔热通道，并在隔热通道内设置隔热介质，在端盖内部尽可能多的设计了通道，用于注入比热容大、导热系数低的液体，这样端盖可以尽可能多的吸收和阻止后端盖热量的传递。并且液体不可以灌满通道，防止由于液体受热膨胀或者部分气化，造成的端盖变形。有效控制编码器温升，可以保证编码器的准确信号反馈、精准定位精度和电机的长期可靠性运行。解决了伺服电机在长期带载环境下运行时，温升越来越高，易导致编码器温升超限定要求的问题，保证电机平稳运行。
28.作为本发明的一种可选实施方式，隔热介质为比热容大且导热系数低的隔热介质，以未注满方式灌注在隔热通道内。
29.更进一步的，在本实施例中，隔热介质为液态介质。具体的，隔热介质也可以为水。当然，隔热介质不约束为水，还可以替换为有效的小传导系数、大比热容的材质；隔热介质也不约束为液体，可以替换为其他有效的隔热材质。
30.端盖本体1的隔热方式是通过降低材料的热传导系数和材料比热容实现的。这里以水为例，假设通道中注满水，铝的热导率为203.5w/m
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℃、水的热导率为602mw/m
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℃，可以看出相同接触位置下，水的热导率只有铝的0.3％，那么在铝端盖的内腔中注入水，可以有效阻止温度的传导。
31.同样假设通道中注满水，铝的比热容为0.88x103j/kg
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℃、而水的比热容为4.2x103j/kg
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℃，可以看出相同接触位置下，水的比热容是铝的4.8倍，说明当热量传递至端盖腔体时，水会以大于铝4.8倍的能力将热能吸收，由此减少热量向编码器的传递。
32.综合考虑上述的通道设计和材料的2种性能对比，可以有效降低端盖的热量传递和传导，由此阻止电机半总成通过端盖向编码器传热的过程。
33.作为本发明的一种可选实施方式，隔热通道包括旋转腔体2，旋转腔体2设置在端盖本体1厚壁处。具体的，如图2所示，旋转腔体2绕端盖本体1中心轴线设置，设置在端盖本体1靠近中心轴位置。
34.如图3和图4所示，更进一步的，隔热通道包括螺旋状管状通道3，螺旋状管状通道3设置在端盖本体1的薄壁处。
35.在此需要说明的是，螺旋状管状通道3中心轴线与端盖本体1中心轴线重合。
36.具体的，隔热通道由两部分组成，大面积的旋转腔体2和螺旋状管状通道3。大面积的旋转腔体是为了更多的存储隔热的液体，而螺旋状的通道除了可以方便液体的注入，还可以减小液体因受热膨胀或部分气化，导致的液体体积增大造成端盖形变的危险。
37.端盖内的腔体结构形状不限制，保证强度的情况下，尽可能大的增加腔体面积即可。
38.本发明提供了一种电机，包括后端盖4和端盖结构；端盖结构安装在后端盖4上。
39.作为本发明的一种可选实施方式，电机还包括编码器5和编码器盖6，编码器5安装在端盖结构外侧，具体的也就是安装在端盖本体1远离后端盖4的一侧，编码器盖6盖合在端盖结构外侧，也就是盖合在端盖本体1远离后端盖4的一侧，从而利用编码器盖6和端盖本体1将编码器5封盖在内。
40.进一步的，在本实施例中，电机为伺服电机。
41.端盖结构是为了安装编码器设计的，端盖结构上的凸台加工精度高，并且可以通过后切削的加工工艺，配合多款编码器安装需求；编码器安装于端盖结构上，通过调试确定信号接收和反馈稳定，最后安装编码器盖形成完整的伺服电机。
42.这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位
或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
48.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。