具有轴承和定子绕组冷却功能的电机的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种具有轴承和定子绕组冷却功能的电机。


背景技术：

2.电机是常用的用于将电能转换成机械能的驱动部件，电机在工作时会产生较大的温升，为了确保电机在工作时的稳定性、可靠性和使用寿命，目前市面上的电机一般都具有风冷散热的结构，然而采用风冷散热的方式存在散热效果差的缺点，为此，中国专利公告号：cn100547883c公开了一种用于牵引电机的水冷却方法及结构，根据该公开文件可知，该方案仅对端盖及机壳进行冷却，即无法实现对位于转子处的轴承进行冷却，从而在电机工作时，会使得轴承同样处于较高的工作温度，进而存在轴承易磨损的缺陷。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明提供一种具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其能够实现对前轴承、后轴承和定子绕组的可靠冷却，从而能够有效避免前轴承和后轴承的磨损，且能够有效抑制定子绕制的温升，进而能够确保电机在工作时的稳定性、可靠性和使用寿命。
4.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，包括机壳、前端盖、后端盖、定子绕组和转子，前端盖密封式地固定在机壳的前端，后端盖密封式地固定在机壳的后端，定子绕组固定在机壳的内壁上，转子设置在定子绕组的内侧，转子的前端通过嵌装在转子与前端盖之间的前轴承转动连接，转子的后端通过嵌装在转子与后端盖之间的后轴承转动连接；转子的外部套设有由非导磁材料制成的隔套，隔套的前端与前端盖的内端部密封连接，隔套的后端与后端盖的内端部密封连接，隔套的内周壁与转子的外周壁之间留有间隙；机壳的侧壁上设置有冷却液进口和冷却液出口，位于前轴承外侧的前端盖中设置有至少一个第一环形流道，第一环形流道与前轴承同轴设置，位于后轴承外侧的后端盖中设置有至少一个第二环形流道，第二环形流道与后轴承同轴设置，机壳的内部设置有至少一个通孔，第一环形流道与冷却液进口连通，通孔的前端与第一环形流道连通，通孔的后端与第二环形流道连通，后端盖中设置有至少一个导流孔，导流孔用于供来自第二环形流道的冷却液进入到位于隔套的外侧壁和机壳的内侧壁之间所形成的空腔中，冷却液出口与空腔连通；后端盖上固定有若干对防水接线端子，定子绕组与若干对防水接线端子电连接。
5.本发明通过采用上述结构后，在冷却液对电机进行冷却时，冷却液经冷却液进口进入到第一环形流道中，此时，冷却液能够对前轴承和位于前轴承处的前端盖进行冷却，当冷却液经通孔从第一环形流道流动到第二环形流道中后，冷却液能够对后轴承和位于后轴承处的后端盖进行冷却，当冷却液经导流孔进入到空腔中后，冷却液能够对位于空腔中的定子绕组进行冷却，最终，冷却液能够通过冷却液出口排出；通过上述过程后，冷却液能够实现对前轴承、后轴承和定子绕组的可靠冷却，从而能够有效避免前轴承和后轴承的磨损，且能够有效抑制定子绕制的温升，进而能够确保电机在工作时的稳定性、可靠性和使用寿
命。
6.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，前端盖内端部的边缘处设置有第一环形凸边，第一环形凸边插入在机壳的前端中，前端盖通过若干个呈周向间隔分布的第一螺钉与机壳的前端固定，第一环形凸边与机壳之间嵌装有第一密封圈，第一密封圈用于密封第一环形凸边与机壳之间的间隙；通过采用这种结构后，前端盖能够通过若干个第一螺钉可靠地与机壳的前端固定在一起，且前端盖与机壳之间能够通过第一密封圈实现可靠地密封。
7.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，后端盖内端部的边缘处设置有第二环形凸边，第二环形凸边插入在机壳的后端中，后端盖通过若干个呈周向间隔分布的第二螺钉与机壳的后端固定，第二环形凸边与机壳之间嵌装有第二密封圈，第二密封圈用于密封第二环形凸边与机壳之间的间隙；采用这种结构后，后端盖能够通过若干个第二螺钉可靠地与机壳的后端固定在一起，且后端盖与机壳之间能够通过第二密封圈实现可靠地密封。
8.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，前端盖内端部的中部设置有第一环形凸台，隔套的前端套设在第一环形凸台的外部，第一环形凸台与隔套之间嵌装有若干个沿第一环形凸台的轴向方向间隔分布的第三密封圈，若干个第三密封圈用于密封第一环形凸台与隔套之间的间隙；后端盖内端部的中部设置有第二环形凸台，隔套的后端套设在第二环形凸台的外部，第二环形凸台与隔套之间嵌装有若干个沿第二环形凸台的轴向方向间隔分布的第四密封圈，若干个第四密封圈用于密封第二环形凸台与隔套之间的间隙；通过采用这种结构后，隔套的前端能够可靠地与前端盖密封连接在一起，且具有连接方便的优点，同理，隔套的后端能够可靠地与后端盖密封连接在一起，且具有连接方便的优点。
9.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，第一环形流道设置有若干个，若干个第一环形流道沿前轴承的轴向方向间隔分布；通过若干个第一环形流道的设置，在冷却液流经若干个第一环形流道时，冷却液能够更可靠地带走位于前轴承处的热量，即能够更可靠地实现对前轴承以及位于前轴承处的前端盖的冷却。
10.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，第二环形流道设置有若干个，若干个第二环形流道沿后轴承的轴向方向间隔分布；通过若干个第二环形流道的设置，在冷却液流经若干个第二环形流道时，冷却液能够更可靠地带走位于后轴承处的热量，即能够更可靠地实现对后轴承以及位于后轴承处的后端盖的冷却。
11.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，机壳中设置有至少一个第一通道，前端盖中设置有与第一通道一一对应的第二通道，每个第一通道的一端均与冷却液进口连通，每个第二通道的一端均与所有第一环形流道连通，每个第二通道的另一端均与对应位置上的第一通道的另一端连通，每个第二通道的另一端与对应位置上的第一通道的另一端的连接处均嵌装有o形圈；通孔设置有两个，两个通孔沿机壳的周向方向间隔分布，前端盖中设置有与通孔一一对应的第三通道，每个第三通道的一端均与所有第一环形流道连通，每个通孔的前端均与对应位置上的第三通道的另一端连通，每个通孔的前端与对应位置上的第三通道的另一端的连接处均嵌装有o形圈；后端盖中设置有与通孔一一对应的第四通道，每个第四通道的一端均与所有第二环形流道连通，每个通孔的后端均与对
应位置上的第四通道的另一端连通，每个通孔的后端与对应位置上的第四通道的另一端的连接处均嵌装有o形圈；通过采用这种结构后，所有第一环形流道均能够通过第二通道及第一通道可靠地与冷却液进口连通，且每个通孔均能够通过第三通道可靠地与第一环形流道连通，此外，所有第二环形流道均能够通过第四通道可靠地与通孔连通。
12.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，冷却液进口位于机壳的底部，冷却液出口位于机壳的顶部；通过将冷却液进口设置在机壳的底部，且通过将冷却液出口设置在机壳的顶部后，冷却液能够实现下进上出的目的，从而能够使得冷却液充满第一环形流道、第二环形流道和空腔，进而能够使得冷却液更可靠地实现对前轴承、后轴承和定子绕组的冷却。
13.本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其中，机壳的外壁上设置有若干个散热凹槽；通过散热凹槽的设置，能够起到对电机的辅助散热作用，即能够起到对冷却液的辅助散热和定子绕组的辅助散热，从而能够提高电机的散热效果。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
15.图1为电机的第一个立体结构示意图；
16.图2为电机的第二个立体结构示意图；
17.图3为电机的剖视结构示意图；
18.图4为图3中a处放大后的结构示意图；
19.图5为图3中b处放大后的结构示意图；
20.图6为电机的第一个部分分解立体结构示意图；
21.图7为电机的第二个部分分解立体结构示意图；
22.图8为电机的第三个部分分解立体结构示意图；
23.图9为电机的第四个部分分解立体结构示意图。
具体实施方式
24.以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
25.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
26.如图1-9所示，本发明的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，包括机壳1、前端盖
2、后端盖3、定子绕组4和转子5，前端盖2密封式地固定在机壳1的前端，后端盖3密封式地固定在机壳1的后端，定子绕组4固定在机壳1的内壁上，转子5设置在定子绕组4的内侧，转子5的前端通过嵌装在转子5与前端盖2之间的前轴承6转动连接，转子5的后端通过嵌装在转子5与后端盖3之间的后轴承7转动连接；转子5的外部套设有由非导磁材料制成的隔套8，隔套8的前端与前端盖2的内端部密封连接，隔套8的后端与后端盖3的内端部密封连接，隔套8的内周壁与转子5的外周壁之间留有间隙；机壳1的侧壁上设置有冷却液进口11和冷却液出口12，位于前轴承6外侧的前端盖2中设置有至少一个第一环形流道21，第一环形流道21与前轴承6同轴设置，位于后轴承7外侧的后端盖3中设置有至少一个第二环形流道31，第二环形流道31与后轴承7同轴设置，机壳1的内部设置有至少一个通孔13，第一环形流道21与冷却液进口11连通，通孔13的前端与第一环形流道21连通，通孔13的后端与第二环形流道31连通，后端盖3中设置有至少一个导流孔32，导流孔32用于供来自第二环形流道31的冷却液进入到位于隔套8的外侧壁和机壳1的内侧壁之间所形成的空腔9中，冷却液出口12与空腔9连通；后端盖3上固定有若干对防水接线端子10，定子绕组4与若干对防水接线端子10电连接。
27.前端盖2内端部的边缘处设置有第一环形凸边22，第一环形凸边22插入在机壳1的前端中，前端盖2通过若干个呈周向间隔分布的第一螺钉23与机壳1的前端固定，第一环形凸边22与机壳1之间嵌装有第一密封圈24，第一密封圈24用于密封第一环形凸边22与机壳1之间的间隙；通过采用这种结构后，前端盖能够通过若干个第一螺钉可靠地与机壳的前端固定在一起，且前端盖与机壳之间能够通过第一密封圈实现可靠地密封。
28.后端盖3内端部的边缘处设置有第二环形凸边33，第二环形凸边33插入在机壳1的后端中，后端盖3通过若干个呈周向间隔分布的第二螺钉34与机壳1的后端固定，第二环形凸边33与机壳1之间嵌装有第二密封圈35，第二密封圈35用于密封第二环形凸边33与机壳1之间的间隙；采用这种结构后，后端盖能够通过若干个第二螺钉可靠地与机壳的后端固定在一起，且后端盖与机壳之间能够通过第二密封圈实现可靠地密封。
29.前端盖2内端部的中部设置有第一环形凸台25，隔套8的前端套设在第一环形凸台25的外部，第一环形凸台25与隔套8之间嵌装有若干个沿第一环形凸台25的轴向方向间隔分布的第三密封圈26，若干个第三密封圈26用于密封第一环形凸台25与隔套8之间的间隙；后端盖3内端部的中部设置有第二环形凸台36，隔套8的后端套设在第二环形凸台36的外部，第二环形凸台36与隔套8之间嵌装有若干个沿第二环形凸台36的轴向方向间隔分布的第四密封圈37，若干个第四密封圈37用于密封第二环形凸台36与隔套8之间的间隙；通过采用这种结构后，隔套的前端能够可靠地与前端盖密封连接在一起，且具有连接方便的优点，同理，隔套的后端能够可靠地与后端盖密封连接在一起，且具有连接方便的优点。
30.第一环形流道21设置有若干个，若干个第一环形流道21沿前轴承6的轴向方向间隔分布；通过若干个第一环形流道的设置，在冷却液流经若干个第一环形流道时，冷却液能够更可靠地带走位于前轴承处的热量，即能够更可靠地实现对前轴承以及位于前轴承处的前端盖的冷却。
31.第二环形流道31设置有若干个，若干个第二环形流道31沿后轴承7的轴向方向间隔分布；通过若干个第二环形流道的设置，在冷却液流经若干个第二环形流道时，冷却液能够更可靠地带走位于后轴承处的热量，即能够更可靠地实现对后轴承以及位于后轴承处的后端盖的冷却。
32.机壳1中设置有至少一个第一通道14，前端盖2中设置有与第一通道14一一对应的第二通道27，每个第一通道14的一端均与冷却液进口11连通，每个第二通道27的一端均与所有第一环形流道21连通，每个第二通道27的另一端均与对应位置上的第一通道14的另一端连通，每个第二通道27的另一端与对应位置上的第一通道14的另一端的连接处均嵌装有o形圈；通孔13设置有两个，两个通孔13沿机壳1的周向方向间隔分布，前端盖2中设置有与通孔13一一对应的第三通道28，每个第三通道28的一端均与所有第一环形流道21连通，每个通孔13的前端均与对应位置上的第三通道28的另一端连通，每个通孔13的前端与对应位置上的第三通道28的另一端的连接处均嵌装有o形圈；后端盖3中设置有与通孔13一一对应的第四通道38，每个第四通道38的一端均与所有第二环形流道31连通，每个通孔13的后端均与对应位置上的第四通道38的另一端连通，每个通孔13的后端与对应位置上的第四通道38的另一端的连接处均嵌装有o形圈；通过采用这种结构后，所有第一环形流道均能够通过第二通道及第一通道可靠地与冷却液进口连通，且每个通孔均能够通过第三通道可靠地与第一环形流道连通，此外，所有第二环形流道均能够通过第四通道可靠地与通孔连通。
33.冷却液进口11位于机壳1的底部，冷却液出口12位于机壳1的顶部；通过将冷却液进口设置在机壳的底部，且通过将冷却液出口设置在机壳的顶部后，冷却液能够实现下进上出的目的，从而能够使得冷却液充满第一环形流道、第二环形流道和空腔，进而能够使得冷却液更可靠地实现对前轴承、后轴承和定子绕组的冷却。
34.机壳1的外壁上设置有若干个散热凹槽15；通过散热凹槽的设置，能够起到对电机的辅助散热作用，即能够起到对冷却液的辅助散热和定子绕组的辅助散热，从而能够提高电机的散热效果。
35.本发明通过采用上述结构后，在冷却液对电机进行冷却时，冷却液经冷却液进口进入到第一环形流道中，此时，冷却液能够对前轴承和位于前轴承处的前端盖进行冷却，当冷却液经通孔从第一环形流道流动到第二环形流道中后，冷却液能够对后轴承和位于后轴承处的后端盖进行冷却，当冷却液经导流孔进入到空腔中后，冷却液能够对位于空腔中的定子绕组进行冷却，最终，冷却液能够通过冷却液出口排出；通过上述过程后，冷却液能够实现对前轴承、后轴承和定子绕组的可靠冷却，从而能够有效避免前轴承和后轴承的磨损，且能够有效抑制定子绕制的温升，进而能够确保电机在工作时的稳定性、可靠性和使用寿命；此外，电机在工作时，温升较大的是定子绕组，为此，本技术在上述对电机冷却的过程中，首先对前轴承和后轴承进行冷却，最后才对定子绕组进行冷却，这样能够使得冷却液在对前轴承和后轴承进行冷却时，冷却液的温度较低，从而能够实现对前轴承和后轴承的可靠冷却，大大提高前轴承和后轴承的使用寿命，也即能够避免冷却液在被定子绕组加温后才对前轴承和后轴承进行冷却所带来的对前轴承和后轴承冷却效果不佳的问题。
36.以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，包括机壳(1)、前端盖(2)、后端盖(3)、定子绕组(4)和转子(5)，其特征在于：所述前端盖(2)密封式地固定在机壳(1)的前端，所述后端盖(3)密封式地固定在机壳(1)的后端，所述定子绕组(4)固定在机壳(1)的内壁上，所述转子(5)设置在定子绕组(4)的内侧，所述转子(5)的前端通过嵌装在转子(5)与前端盖(2)之间的前轴承(6)转动连接，所述转子(5)的后端通过嵌装在转子(5)与后端盖(3)之间的后轴承(7)转动连接；所述转子(5)的外部套设有由非导磁材料制成的隔套(8)，所述隔套(8)的前端与前端盖(2)的内端部密封连接，所述隔套(8)的后端与后端盖(3)的内端部密封连接，所述隔套(8)的内周壁与转子(5)的外周壁之间留有间隙；所述机壳(1)的侧壁上设置有冷却液进口(11)和冷却液出口(12)，位于所述前轴承(6)外侧的前端盖(2)中设置有至少一个第一环形流道(21)，所述第一环形流道(21)与前轴承(6)同轴设置，位于所述后轴承(7)外侧的后端盖(3)中设置有至少一个第二环形流道(31)，所述第二环形流道(31)与后轴承(7)同轴设置，所述机壳(1)的内部设置有至少一个通孔(13)，所述第一环形流道(21)与冷却液进口(11)连通，所述通孔(13)的前端与第一环形流道(21)连通，所述通孔(13)的后端与第二环形流道(31)连通，所述后端盖(3)中设置有至少一个导流孔(32)，所述导流孔(32)用于供来自第二环形流道(31)的冷却液进入到位于隔套(8)的外侧壁和机壳(1)的内侧壁之间所形成的空腔(9)中，所述冷却液出口(12)与所述空腔(9)连通；所述后端盖(3)上固定有若干对防水接线端子(10)，所述定子绕组(4)与若干对防水接线端子(10)电连接。2.根据权利要求1所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述前端盖(2)内端部的边缘处设置有第一环形凸边(22)，所述第一环形凸边(22)插入在机壳(1)的前端中，所述前端盖(2)通过若干个呈周向间隔分布的第一螺钉(23)与机壳(1)的前端固定，所述第一环形凸边(22)与机壳(1)之间嵌装有第一密封圈(24)，所述第一密封圈(24)用于密封第一环形凸边(22)与机壳(1)之间的间隙。3.根据权利要求1所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述后端盖(3)内端部的边缘处设置有第二环形凸边(33)，所述第二环形凸边(33)插入在机壳(1)的后端中，所述后端盖(3)通过若干个呈周向间隔分布的第二螺钉(34)与机壳(1)的后端固定，所述第二环形凸边(33)与机壳(1)之间嵌装有第二密封圈(35)，所述第二密封圈(35)用于密封第二环形凸边(33)与机壳(1)之间的间隙。4.根据权利要求1-3任一项所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述前端盖(2)内端部的中部设置有第一环形凸台(25)，所述隔套(8)的前端套设在第一环形凸台(25)的外部，所述第一环形凸台(25)与隔套(8)之间嵌装有若干个沿第一环形凸台(25)的轴向方向间隔分布的第三密封圈(26)，若干个所述第三密封圈(26)用于密封第一环形凸台(25)与隔套(8)之间的间隙；所述后端盖(3)内端部的中部设置有第二环形凸台(36)，所述隔套(8)的后端套设在第二环形凸台(36)的外部，所述第二环形凸台(36)与隔套(8)之间嵌装有若干个沿第二环形凸台(36)的轴向方向间隔分布的第四密封圈(37)，若干个所述第四密封圈(37)用于密封第二环形凸台(36)与隔套(8)之间的间隙。5.根据权利要求1所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述第一环形流道(21)设置有若干个，若干个所述第一环形流道(21)沿前轴承(6)的轴向方向间隔分布。6.根据权利要求1所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述第二
环形流道(31)设置有若干个，若干个所述第二环形流道(31)沿后轴承(7)的轴向方向间隔分布。7.根据权利要求1或5或6所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述机壳(1)中设置有至少一个第一通道(14)，所述前端盖(2)中设置有与所述第一通道(14)一一对应的第二通道(27)，每个所述第一通道(14)的一端均与冷却液进口(11)连通，每个所述第二通道(27)的一端均与所有所述第一环形流道(21)连通，每个所述第二通道(27)的另一端均与对应位置上的第一通道(14)的另一端连通，每个所述第二通道(27)的另一端与对应位置上的第一通道(14)的另一端的连接处均嵌装有o形圈；所述通孔(13)设置有两个，两个所述通孔(13)沿机壳(1)的周向方向间隔分布，所述前端盖(2)中设置有与所述通孔(13)一一对应的第三通道(28)，每个所述第三通道(28)的一端均与所有所述第一环形流道(21)连通，每个所述通孔(13)的前端均与对应位置上的第三通道(28)的另一端连通，每个所述通孔(13)的前端与对应位置上的第三通道(28)的另一端的连接处均嵌装有o形圈；所述后端盖(3)中设置有与所述通孔(13)一一对应的第四通道(38)，每个所述第四通道(38)的一端均与所有所述第二环形流道(31)连通，每个所述通孔(13)的后端均与对应位置上的第四通道(38)的另一端连通，每个所述通孔(13)的后端与对应位置上的第四通道(38)的另一端的连接处均嵌装有o形圈。8.根据权利要求7所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述冷却液进口(11)位于机壳(1)的底部，所述冷却液出口(12)位于机壳(1)的顶部。9.根据权利要求1所述的具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，其特征在于，所述机壳(1)的外壁上设置有若干个散热凹槽(15)。

技术总结
本发明揭示一种具有轴承和定子绕组冷却功能的电机，包括机壳、前端盖、后端盖、定子绕组和转子；转子的外部套设有由非导磁材料制成的隔套，隔套的前端与前端盖的内端部密封连接，隔套的后端与后端盖的内端部密封连接；机壳的侧壁上设置有冷却液进口和冷却液出口，位于前轴承外侧的前端盖中设置有至少一个第一环形流道，位于后轴承外侧的后端盖中设置有至少一个第二环形流道，机壳的内部设置有至少一个通孔，第一环形流道与冷却液进口连通，通孔的前端与第一环形流道连通，通孔的后端与第二环形流道连通，后端盖中设置有至少一个导流孔，冷却液出口与空腔连通；本发明能够实现对前轴承、后轴承和定子绕组的可靠冷却。后轴承和定子绕组的可靠冷却。后轴承和定子绕组的可靠冷却。


技术研发人员：杜大林 张何 张晓晨 克里斯
受保护的技术使用者：诺丁汉（余姚）智能电气化研究院有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/8/4