无轴承电机和安装有无轴承电机的铁路货车车厢论文和设计-石雷

全文摘要

本实用新型涉及一种无轴承电机和安装有无轴承电机的铁路货车车厢，该电机没有轴承，包括外壳、主定子组件、转子组件、转轴、后端盖和前盖;外壳包括后端开口的容腔、前端设有第一中心通孔的前端部和安装部；主定子组件又包括主定子铁芯和安装在该主定子铁芯之定子槽中的主定子绕组；主定子组件设置在外壳的容腔内，转轴的前端固定在前盖上，转轴的后端从外壳之前端部的第一中心通孔穿越后固定有转子组件，转轴的后端悬空，转子组件的前端面与主定子组件的后端面形成第一轴向间隙，后端盖与外壳相固定。本实用新型无轴承电机具有结构简单、运行可靠、成本低和安装维护方便等优点。

主设计要求

1.一种无轴承电机，其特征在于：所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳(10)、主定子组件(20)、转子组件(30)、转轴(40)、后端盖(50)和前盖(60)；所述外壳(10)包括后端开口的容腔(11)、前端设有第一中心通孔（121）的前端部(12)和安装部（13）；所述主定子组件(20)又包括主定子铁芯（21）和安装在该主定子铁芯（21）之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件(20)设置在所述外壳(10)的容腔(11)内，所述转轴(40)的前端固定在所述前盖(60)上，所述转轴(40)的后端从所述外壳(10)之前端部(12)的第一中心通孔（121）穿越后固定有所述转子组件(30)，所述转轴(40)的后端悬空，所述转子组件(30)的前端面与所述主定子组件(20)的后端面形成第一轴向间隙（9），所述后端盖(50)与外壳(10)相固定。

设计方案

1.一种无轴承电机，其特征在于：

所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳(10)、主定子组件(20)、转子组件(30)、转轴(40)、后端盖(50)和前盖(60)；所述外壳(10)包括后端开口的容腔(11)、前端设有第一中心通孔（121）的前端部(12)和安装部（13）；所述主定子组件(20)又包括主定子铁芯（21）和安装在该主定子铁芯（21）之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件(20)设置在所述外壳(10)的容腔(11)内，所述转轴(40)的前端固定在所述前盖(60)上，所述转轴(40)的后端从所述外壳(10)之前端部(12)的第一中心通孔（121）穿越后固定有所述转子组件(30)，所述转轴(40)的后端悬空，所述转子组件(30)的前端面与所述主定子组件(20)的后端面形成第一轴向间隙（9），所述后端盖(50)与外壳(10)相固定。

2.根据权利要求1所述的无轴承电机，其特征在于：

所述主定子铁芯（21）材料为非晶铁合金。

3.根据权利要求1所述的无轴承电机，其特征在于：

还包括采用非晶铁合金材料制成的副定子铁芯 (70)，该副定子铁芯 (70)为圆盘形，中央设有第二中心通孔（71）；所述副定子铁芯 (70)固定在所述后端盖(50)内,所述副定子铁芯 (70)的前端面与所述转子组件(30)的后端面形成第二轴向间隙（8）。

4.根据权利要求1至3之任一项所述的无轴承电机，其特征在于：

所述转子组件(30)还包括轴套(39)、螺母（38）和止动垫圈(37)；所述转轴(40)的后端设有外螺纹；所述轴套(39)固定在所述转轴(40)上，所述转子组件(30)套入所述转轴(40)上后再固定在所述轴套(39)上，所述螺母（38）拧入所述转轴(40)后端的外螺纹上后与所述止动垫圈(37)再将所述转子组件(30)固定在所述轴套(39)与所述螺母（38）之间。

5.一种安装有无轴承电机的铁路货车车厢；其特征在于：

包括轮毂（99）、轮毂轴（98）和无轴承电机；所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳(10)、主定子组件(20)、转子组件(30)、转轴(40)、后端盖(50)和前盖(60)；所述外壳(10)包括后端开口的容腔(11)、前端设有第一中心通孔（121）的前端部(12)和安装部（13）；所述主定子组件(20)又包括主定子铁芯（21）和安装在该主定子铁芯（21）之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件(20)设置在所述外壳(10)的容腔(11)内，所述转轴(40)的前端固定在所述前盖(60)上，所述转轴(40)的后端从所述外壳(10)之前端部(12)的第一中心通孔（121）穿越后固定有所述转子组件(30)，所述转轴(40)的后端悬空，所述转子组件(30)的前端面与所述主定子组件(20)的后端面形成第一轴向间隙（9），所述后端盖(50)与外壳(10)相固定；所述前盖(60)固定在所述轮毂轴（98）上，所述电机之外壳(10)的安装部（13）固定在所述轮毂（99）上。

6.根据权利要求5所述的安装有无轴承电机的铁路货车车厢，其特征在于：

所述主定子铁芯（21）材料为非晶铁合金。

7.根据权利要求5所述的安装有无轴承电机的铁路货车车厢，其特征在于：

8.根据权利要求5所述的安装有无轴承电机的铁路货车车厢，其特征在于：

9.根据权利要求5至8之任一项所述的安装有无轴承电机的铁路货车车厢，其特征在于：

还包括承载鞍(97)；所述承载鞍(97)固定在所述轮毂（99）上，所述电机之外壳(10)的安装部（13）再固定在所述承载鞍(97)上。

10.一种无轴承电机，其特征在于：

所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳(10)、主定子组件(20)、转子组件(30)、转轴(40)和后端盖(50)；所述外壳(10)包括后端开口的容腔(11)、前端设有第一中心通孔（121）的前端部(12)和安装部（13）；所述主定子组件(20)又包括主定子铁芯（21）和安装在该主定子铁芯（21）之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件(20)设置在所述外壳(10)的容腔(11)内，所述转轴(40)的前端固定在外来物件的前盖(60)上，所述转轴(40)的后端从所述外壳(10)之前端部(12)的第一中心通孔（121）穿越后固定有所述转子组件(30)，所述转轴(40)的后端悬空，所述转子组件(30)的前端面与所述主定子组件(20)的后端面形成第一轴向间隙（9），所述后端盖(50)与外壳(10)相固定。

设计说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电机制造，特别是涉及没有轴承的电机，尤其涉及用于铁路货车车厢上的无轴承电机，本实用新型还涉及铁路货车车厢。

【背景技术】

节能减排，提高材料的利用率，是当前企业面临的一项重大任务。传统的电机之定子铁芯和\/或转子铁芯均采用硅钢材料，铁损大，发热严重，温升高，从而造成效率低下；尤其在高频条件下铁损更大。例如现有技术的永磁电机之定子铁芯仍然以传统的硅钢导磁材料为主，永磁电机因为极对数较多，其工作频率一般都较高，使得永磁电机温升过高和效率较低。

一般电机都要使用轴承，轴承是一个支撑转轴的零件，它可以引导转轴的旋转，在电机运转时，轴承也会带来噪音，主要是轴承磨损和缺油，产生硬摩擦噪音；若当转轴与轴承松动或端盖松动时，也会使电机在旋转时产生轴向窜动而发出噪音；还有一些装配质量差的电机，轴承室不同心，造成电机径向间隙不均匀也会产生异常噪音。因此，电机运转时，对轴承振动冲击大，轴承磨损快；轴承会表现出振动大、噪音大、发热、磨损快等不良现象，使得轴承的寿命不长，从而影响电机的使用寿命。

随着我国经济快速发展，铁路货车车厢将会出现在世界各地，铁路货车与铁路客车不同，铁路客车车厢都是连在一起的，而货车车厢就有可能单独出现在不同的偏僻地方，所以对铁路货车车厢有了更高的要求，要求每个铁路货车车厢都要安装定位系统，以便于随时查询该铁路货车车厢在哪个位置；而定位系统需要供电以保持持续工作，这样每节铁路货车车厢必须有独立电源供电；如果采用柴油发电机组或汽油发电机组来供电，一是成本高，而且因带有柴油或汽油，安全性低，还需要时常检验发电机组和油箱状况，带来大量的维护成本；二是不环保。这就需要采用另外一种简单易行和安全可靠的供电方式。

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种无轴承电机和安装有无轴承电机的铁路货车车厢，本实用新型采用无轴承结构，减少了轴承转动时带来的噪音和机械损耗，也不会有轴承损坏，延长了整个电机的使用寿命，同时无轴承安装简捷，对零部件加工精度不高；还有将无轴承电机直接安装在铁路货车车厢上，当铁路货车车厢运动时,其上的轮毂轴带动无轴承电机转动发电，通过控制器后给铁路货车车厢供电和电池充电，即使铁路货车车厢停下来后，电池还可以继续给铁路货车车厢供电；本实用新型无轴承电机具有结构简单、运行可靠、成本低和安装维护方便等优点。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

提供一种无轴承电机，所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳、主定子组件、转子组件、转轴、后端盖和前盖;所述外壳包括后端开口的容腔、前端设有第一中心通孔的前端部和安装部；所述主定子组件又包括主定子铁芯和安装在该主定子铁芯之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件设置在所述外壳的容腔内，所述转轴的前端固定在所述前盖上，所述转轴的后端从所述外壳之前端部的第一中心通孔穿越后固定有所述转子组件，所述转轴的后端悬空，所述转子组件的前端面与所述主定子组件的后端面形成第一轴向间隙，所述后端盖与外壳相固定。所述前盖固定在外来物件的转动部件上，该外来物件包括铁路货车车厢，例如所述前盖固定在铁路货车车厢的轮毂轴上。

所述主定子铁芯材料为非晶铁合金。

所述无轴承电机还包括采用非晶铁合金材料制成的副定子铁芯，该副定子铁芯为圆盘形，中央设有第二中心通孔；所述副定子铁芯固定在所述后端盖内，所述副定子铁芯的前端面与所述转子组件的后端面形成第二轴向间隙。

所述转子组件还包括轴套、螺母和止动垫圈；所述转轴的后端设有外螺纹；所述轴套固定在所述转轴上,所述转子组件套入所述转轴上后再固定在所述轴套上，所述螺母拧入所述转轴后端的外螺纹上后与所述止动垫圈再将所述转子组件固定在所述轴套与所述螺母之间。

本实用新型还提供一种安装有无轴承电机的铁路货车车厢；包括轮毂、轮毂轴和无轴承电机；所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳、主定子组件、转子组件、转轴、后端盖和前盖;所述外壳包括后端开口的容腔、前端设有第一中心通孔的前端部和安装部；所述主定子组件又包括主定子铁芯和安装在该主定子铁芯之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件设置在所述外壳的容腔内，所述转轴的前端固定在所述前盖上，所述转轴的后端从所述外壳之前端部的第一中心通孔穿越后固定有所述转子组件，所述转轴的后端悬空，所述转子组件的前端面与所述主定子组件的后端面形成第一轴向间隙，所述后端盖与外壳相固定，使得所述主定子组件和转子组件位于所述后端盖和外壳的容腔内；所述前盖固定在所述轮毂轴上，所述电机之外壳的安装部固定在所述轮毂上。

所述铁路货车车厢还包括承载鞍；所述承载鞍固定在所述轮毂上，所述电机之外壳的安装部再固定在所述承载鞍上。

再提供一种无轴承电机，所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳、主定子组件、转子组件、转轴和后端盖;所述外壳包括后端开口的容腔、前端设有第一中心通孔的前端部和安装部；所述主定子组件又包括主定子铁芯和安装在该主定子铁芯之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件设置在所述外壳的容腔内，所述转轴的前端固定在外来物件的前盖上，所述转轴的后端从所述外壳之前端部的第一中心通孔穿越后固定有所述转子组件，所述转轴的后端悬空，所述转子组件的前端面与所述主定子组件的后端面形成第一轴向间隙，所述后端盖与外壳相固定。所述前盖固定在外来物件的转动部件上，该外来物件包括铁路货车车厢，例如所述前盖固定在铁路货车车厢的轮毂轴上。

同现有技术相比较，本实用新型无轴承电机和安装有无轴承电机的铁路货车车厢之有益效果在于：

1、本实用新型电机采用无轴承结构，减少了轴承转动时带来的噪音和机械损耗，也不会有轴承损坏，延长了整个电机的使用寿命，同时无轴承安装简捷，维护方便，对零部件加工精度不高；

2、由于主定子铁芯采用非晶铁合金材料制造，可以有效地缩小无轴承电机的体积，使本实用新型无轴承电机具有涡流损耗小、高频特性优良、温升低和效率高等优点；非晶铁合金材料是利用快速凝固技术制造的新材料，具有优异的高导磁率、高电阻率和极低的涡流效应，铁损很小是非晶铁合金材料的优点，与硅钢片、坡莫合金等导磁材料相比，具有很大优势，是一种节能型的材料；

3、还采用了非晶铁合金材料制成的副定子铁芯，使无轴承电机的性能更好；

4、将无轴承电机安装在铁路货车车厢上，并巧妙地借用铁路货车车厢的轮毂轴，当铁路货车车厢运动时，其上的轮毂轴带动无轴承电机之转轴转动，无轴承电机转动发电，通过控制器后给铁路货车车厢供电和电池充电，即使铁路货车车厢停下来后，电池还可以继续给铁路货车车厢供电，这样定位系统就有供电的电源了，工作人员就能随时查询铁路货车车厢在哪个位置。

【附图说明】

图1是本实用新型无轴承电机的正投影主视剖视示意图;

图2是所述无轴承电机分解后的轴测投影示意图；

图3是所述无轴承电机之主定子铁芯的轴测投影示意图；

图4是所述无轴承电机之转子组件的轴测投影示意图；

图5是所述无轴承电机之前盖的轴测投影示意图；

图6是所述无轴承电机之外壳的轴测投影示意图；

图7是本实用新型安装有无轴承电机的铁路货车车厢之部分正投影主视剖视示意图；

图8是所述铁路货车车厢的部分轴测投影示意图；

图9是所述铁路货车车厢之承载鞍的轴测投影示意图。

【具体实施方式】

下面结合各附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1至图6，提供一种无轴承电机，所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳10、主定子组件20、转子组件30、转轴40、后端盖50和前盖60;所述外壳10包括后端开口的容腔11、前端设有第一中心通孔121的前端部12和安装部13；所述主定子组件20又包括主定子铁芯21和安装在该主定子铁芯21之定子槽中的主定子绕组（图中未画出），主定子铁芯21上有多个定子槽219，主定子绕组的数量与定子槽219的数量同等,每一个定子槽219内都设置有主定子绕组；所述主定子组件20设置在所述外壳10的容腔11内，所述转轴40的前端固定在所述前盖60上，前盖60上有轴孔69，该轴孔69一般为扁轴孔，转轴40的前端插入前盖60的轴孔69内固定，所述转轴40的后端从所述外壳10之前端部12的第一中心通孔121穿越后固定有所述转子组件30，所述转轴40的后端悬空，所述转子组件30的前端面与所述主定子组件20的后端面形成第一轴向间隙9，所述后端盖50与外壳10相固定，使得所述主定子组件20和转子组件30位于所述后端盖50和外壳10的容腔11内；一般后端盖50也设有第二容腔59，实际上，主定子组件20和转子组件30位于所述后端盖50的第二容腔59和外壳10的容腔11内。由于盘式电机的结构紧凑、体积小、重量轻和转矩密度高，特别是盘式电机的轴向尺寸短，所以没有轴承的电机适合于采用盘式电机的结构。所述前盖60固定在外来物件的转动部件上，该外来物件包括铁路货车车厢，例如所述前盖60固定在铁路货车车厢的轮毂轴上。

参见图1和图7，前盖60可以由制造电机的公司提供，也可以由制造外来物件例如铁路货车车厢的公司提供。当前盖60由制造电机的公司提供时，前盖60就是本实用新型无轴承电机上的一个零件。当前盖60由制造外来物件例如铁路货车车厢的公司提供时，前盖60就是外来物件例如铁路货车车厢上的一个零件，这时本实用新型无轴承电机就不包括前盖60了，此时所述转轴40的前端固定在外来物件的前盖60上。

在本实用新型中, 所述主定子铁芯21材料为非晶铁合金，由于非晶铁合金材料具有高导磁、高电阻和铁损小等一系列优点，因此利用非晶铁合金材料制造的电机具有涡流损耗小、高频特性优良、温升低和效率高等优点。

参见图1和图2，为了使无轴承电机性能更好,所述无轴承电机还包括采用非晶铁合金材料制成的副定子铁芯 70，该副定子铁芯 70为圆盘形，中央设有第二中心通孔71，副定子铁芯 70设有第二中心通孔71是为了避开转轴40后端上的其它零件，例如螺母38和止动垫圈37，使得无轴承电机的轴向尺寸更短；所述副定子铁芯 70固定在所述后端盖50内，可以采用高强度的环氧树脂将副定子铁芯 70粘接固定在后端盖50内，所述副定子铁芯 70的前端面与所述转子组件30的后端面形成第二轴向间隙8。

参见图1和图2，为了转子组件30轴向固定更牢固,所述转子组件30还包括轴套39、螺母38和止动垫圈37；所述转轴40的后端设有外螺纹；所述轴套39固定在所述转轴40上，转轴40一般设计有台阶，轴套39一端顶在转轴40的台阶，所述转子组件30套入所述转轴40上后再固定在所述轴套39上，一般用螺丝将转子组件30固定在轴套39上，所述螺母38拧入所述转轴40后端的外螺纹上后与所述止动垫圈37再将所述转子组件30固定在所述轴套39与所述螺母38之间，这样就保证了转子组件30不会轴向移动，一般地轴套39和转子组件30与转轴40还采用键连接，这样就保证转子组件30不会相对于转轴40转动。

参见图2和图4，所述转子组件30一般包括转子铁芯31和设置在转子铁芯31上的偶数块永磁体32；转子铁芯由于铁损很小，可用一般的导磁材料,当然也可以用非晶铁合金材料；转子组件30的结构是常规结构,在此不再赘述。

参见图1至图9，本实用新型还提供一种安装有无轴承电机的铁路货车车厢；包括轮毂99、轮毂轴98和无轴承电机；所述电机没有轴承，该电机为盘式电机，包括外壳10、主定子组件20、转子组件30、转轴40、后端盖50和前盖60;所述外壳10包括后端开口的容腔11、前端设有第一中心通孔121的前端部12和安装部13；所述主定子组件20又包括主定子铁芯21和安装在该主定子铁芯21之定子槽中的主定子绕组；所述主定子组件20设置在所述外壳10的容腔11内，所述转轴40的前端固定在所述前盖60上，所述转轴40的后端从所述外壳10之前端部12的第一中心通孔121穿越后固定有所述转子组件30，所述转轴40的后端悬空，所述转子组件30的前端面与所述主定子组件20的后端面形成第一轴向间隙9，所述后端盖50与外壳10相固定，使得所述主定子组件20和转子组件30位于所述后端盖50和外壳10的容腔11内；所述前盖60固定在所述轮毂轴98上，所述电机之外壳10的安装部13固定在所述轮毂99上。图7中标识96为铁路货车车厢的车轮。

参见图7至图9，所述铁路货车车厢还包括承载鞍97；所述承载鞍97固定在所述轮毂99上，所述电机之外壳10的安装部13再固定在所述承载鞍97上，外壳10与轮毂99有一定距离，采用承载鞍97固定比较好。

将无轴承电机安装在铁路货车车厢上可以采用如下安装方式：

一、先将主定子组件20设置在外壳10的容腔11内，可以采用高强度的环氧树脂固定；将副定子铁芯 70固定在后端盖50内。

二、前盖60固定在铁路货车车厢的轮毂轴98上，前盖60上有三个安装通孔68，可以用螺丝将前盖60固定在铁路货车车厢的轮毂轴98上,再将装有轴套39的转轴40固定在前盖60上，可以采用焊接的方式固定；

三、然后把装好主定子组件20的外壳10之安装部13用螺丝88固定在铁路货车车厢的承载鞍97上,而承载鞍97是固定在在铁路货车车厢的轮毂99上；

四、转子组件30套入到转轴40上后再用螺丝固定在轴套39上，然后用螺母38拧入到转轴40后端的外螺纹上后与止动垫圈37再将转子组件30固定在轴套39与螺母38之间，防止转子组件30轴向窜动；

五、将装有副定子铁芯 70的后端盖50用螺丝89固定到外壳10上。

铁路货车车厢上一般还装有定位系统、控制器和电池等，本实用新型的无轴承电机主要作发电机使用，当铁路货车车厢运动时,其上的轮毂轴98带动无轴承电机之转轴40转动使得无轴承电机转动发电，通过控制器后给铁路货车车厢供电和电池充电，即使铁路货车车厢停下来后，电池还可以继续给铁路货车车厢供电，这样定位系统就有供电的电源了，工作人员就能随时查询铁路货车车厢在哪个位置。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

设计图

无轴承电机和安装有无轴承电机的铁路货车车厢论文和设计

无轴承电机和安装有无轴承电机的铁路货车车厢论文和设计-石雷

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢