端罩制造技术

一种用于电机的铸造端罩，所述端罩（１）支撑轴承，轴承支撑转子，所述端罩在中部设有开口（２）。从罩体中心开始的径向（ｒ）上，设有通过开口（２）限定的内凸缘（５），中间凸缘（６）连接到内凸缘，外凸缘（８）连接到中间凸缘。所述中间凸缘（６）上设有至少一个基本为波状的加强结构（２０），并且在加强结构（２０）内，所述波的波谷（２３ａ、２３ｂ）基本在径向（ｒ）上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题涉及一种根据本专利技术权利要求1前序部分的用于电机 的铸造端罩。
技术介绍
端罩是很多电机中的标准结构。所述端罩封闭电机框架端部的开 口，其中定子穿过该开口安装到框架内。所述端罩还用作支撑转子的轴 承的连接基部。它将转子的支撑力传递到电机的框架上。端罩的这些目的，即保护电机的电子和转动部件以及用作支撑轴承 的结构，对它提出了很多功能需求。最重要的功能需求包括端罩的硬度 以及微小的轴向空间。而且，端罩的制造成本也要具备竟争力。端罩最重要的目的是支撑轴承，轴承又支撑转子。转子的刚性支撑 实现了增大的临界转速并减小了轴承的振动水平。可通过径向的刚性转 子支撑实现转子的刚性支撑。径向支撑的刚度受端罩的径向和转动刚度 的影响。后者指的是罩体承受弯曲力矩的能力，由与罩体位于同一平面 内的矢量表示并且在没有明显转动的情况下通过轴承传递。端罩的轴向刚度对于垂直机械而言特别重要，其中转子的全部质量 通过端罩被传递到电机的框架上。端罩的轴向刚度还决定性的影响了框 架端部的轴向模式的自然频率。该频率又与轴承的振动水平密切相关。微小的轴向空间需求对端盖而言是很有利的。目的就是相对于为主 动元件(定子、绕组、定子连接、和空气绝缘)保留的轴向空间来实现 最可能短的轴承跨度。端罩的空间需求可通过测量接触空气绝缘层的轴 向平面和轴承的轴向中间平面之间的距离来获取。接触空气绝缘层的平面被确定为处在空气绝缘层完全位于定子侧的位置上(P2/L5)。轴承 的轴向中间平面通常是转动和滑动元件的对称平面。端罩的空间需要对 于两级刚性轴电机而言特别重要，其中所有临界转速必须保持高于操作转速。大型电机的端罩通常通过机械加工厚钢板来制造。由于影响价;f各的 最重要因素是钢罩的厚度，因此机械加工的钢罩的实际优点在于其经济 效率。然而，具有均匀厚度的钢板的弯曲刚度相对于其重量而言非常差。 而且，轴承连接部的局部刚度由端罩的厚度确定。由此，主要通过增大 端罩的厚度来改善连接部的常规弯曲刚度和局部刚度。另一方面，增大 端罩的厚度将增大原料成本以及电机内端罩的轴向空间需求。钢罩的弯曲刚度还可以通过加强件来显著增大，例如通过将外部加 强件焊接到罩体上。这就引入了端罩生产的新步骤并造成更多支出。而 且，在放置加强件时，必须考虑端罩的功能需求以及影响其外观的因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是生成一种用于支撑轴承的电机的铸造端罩。为了实 现该目的，本专利技术通过权利要求1特征部分所限定的特征来表征。本发 明的 一些其它优选实施例具有在从属权利要求中所限定的特征。根据本专利技术的用于电机的铸造端罩支撑轴承，轴承支撑转子。所述 端罩在中部设有开口、从罩体中心径向延伸并由开口限定的内凸缘、连接到内凸缘的中间凸缘和连接到中间凸缘的外凸缘。所述中间凸缘设有 至少 一贯基本呈波状的加强结构，其中所述波的波谷基本沿径向。中间凸缘上的波状加强结构为端罩提供了高的整体弯曲刚度。所述 波状加强结构由交替的波峰和波谷形成。所述波状加强结构的两侧，前 侧及后侧是波状的。在中间凸缘上的加强结构内部，径向结构在中间表 面的两侧交替，并且该结构基本上连续。由于材料的主要部分、波峰和 波谷远离所谓的弯曲中间表面，因此所述波状加强件相对于其重量是不 易弯曲的。在刚度很强的结构内，位于该表面上的平面、波峰和波谷是 厚的，垂直壁尽可能的相对薄和垂直。在每种情况下，为了获得对中间 凸缘而言最为优选的弯曲刚度，加强结构内的壁厚和/或型高根据需要 沿径向变化。就位于中间凸缘上的波状加强结构内的弯曲刚度而言，波的波峰以 等间距设置并且波的波峰和波谷宽度均匀是有利的。波的波谷之间的优选间隔是90°>L〉15。。由于例如剪切滞后，波谷之间的过长距离，即过 于粗糙的间距，会防止波峰和波谷的有效运行。另一方面，由于具有无 效刚度/质量比值的垂向间距，微小间距将不必要的增大端罩的高度。虽然端罩相对于其水平轴线不对称，但是具有恰好能被90°整除的角度 间隔是优选的，例如45°和30°。在轴承或罩体支撑非常强烈的偏离转动对称结构的情况下，优选偏 离均匀的间距。波状的局部偏离还可用于产生滑动轴承的油槽、油管、 传感器或者它们的安装所用的空间。端罩的内部和外部凸缘为中间凸缘提供了刚性支撑。来自中间凸缘 的弯曲载荷被转换成内部和外部凸缘上的扭转载荷。根据优选实施例， 内部和外部凸缘的轴向厚度至少与位于对应接触点上的中间凸缘的厚 度均匀。在另一优选实施例中，内部和外部凸缘的径向高度足以承受来 自中间凸缘的轴向力的变化，而没有任何明显的局部变形。在又一优选 实施例中，内部和外部凸缘的截面积足够大，从而相对于中间凸缘的弯 曲刚度来提供凸缘足够的扭转刚度。内部和外部凸缘的面积需求与影响 扭转刚度的凸缘的截面形状相关。端罩的铸造结构以高效成本的方式实现了内部、中间和外部凸缘的 规格设置的平衡实施。例如，在通过薄金属板的压缩/成型而制造的罩 体的技术方案中，板厚度通常保持相同，例如很难获得内部和外部凸缘 要求的刚度。与利用均匀厚度的钢板进行机械加工得到的具有相似刚度 的端罩相比，铸造结构实现了材料和加工成本的显著节省。而且，与通过将构件焊接起来而装配的具有相似刚度的结构相比，实现了装配成本 的显著节省。还可以通过形成在面向电机的内凸缘上的突起来增大端罩的刚度， 例如加强环。在这种情况下，端罩的内凸缘朝着电机突出。内凸缘上的 加强环增大了内凸缘的刚度，并因此对整体弯曲刚度和支架连接部的局 部刚度产生了改进效果。例如，它还减小了中心法兰滑动轴承可能导致 的端罩的多余局部变形。通过将电机的绕组端的端罩的内表面延伸到由 绕组端和空气绝缘间隙确定的限定表面，以高效利用材料的方式改进了 弯曲刚度。就滑动轴承而言，朝着电机内部的加强环的延伸是特别有利 的。除了增强外凸缘外，形成在外凸缘上的加强环可用于根据需要增强 端罩和电机框架之间的接合。如果面向电机框架的接合侧是柔性的话， 采用加强环来改进端罩的刚度是有利的。将加强环设置在与电机相对侧的端罩上为选定端罩和电机框架之间的匹配表面的位置提供了几种选 择，并且减小了位于电机侧的端罩的空间需求。如果开口需要构造在端罩上的话，为了不损害罩体的刚度性能，优 选减小开口的尺寸和数量。如果开口靠近罩体的中间表面设置的话，这 样开口就会带来最少的不利因素。特别是，将远离中间凸缘的中间表面 设置的开口的切向宽度保持的尽可能小。根据本专利技术的端罩与其刚度相比是轻质的。可通过改变波状加强结 构的材料厚度以及沿径向选择不同的型高，来优化端罩的重量和刚度之 间的关系。而且，优选作为整体结构的一部分来优化内部和外部凸缘。 端罩轻的重量产生低的材料消耗。在本专利技术的一实施例中，通过将轴承朝着电机的内部移动，减小了 端罩的轴向空间需求。与主动构件可获得的轴向空间相比，这种嵌入特 别减小了电机的轴承跨度。而且，嵌入可减小由来自转子的径向力所导 致的施加在罩体上的弯曲力矩，所述力矩是由代表端罩中间表面的中间 平面与轴承的中间表面之间的轴向间距所引发的。在这方面，就滑动轴 承而言，由于滑动轴承的中间平面偏离轴承连接表面，嵌入是特别优选 的。如果短的轴承跨度是至关紧要的目的的话，例如刚性轴机械， 相对于罩体的中间平面，轴承的中间平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机的铸造端罩，所述端罩（１）支撑轴承，轴承支撑转子，所述端罩在中部设有开口（２），在从罩体中心开始的径向（ｒ）上，内凸缘（５）通过开口（２）限定，中间凸缘（６）连接到内凸缘，外凸缘（８）连接到中间凸缘；其特征在于：在中间凸缘（６）上设有至少一个基本为波状的加强结构（２０），加强结构（２０）内的所述波的波谷（２３ａ、２３ｂ）基本在径向（ｒ）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FI 2006-1-5 200600121.一种用于电机的铸造端罩，所述端罩(1)支撑轴承，轴承支撑转子，所述端罩在中部设有开口(2)，在从罩体中心开始的径向(r)上，内凸缘(5)通过开口(2)限定，中间凸缘(6)连接到内凸缘，外凸缘(8)连接到中间凸缘；其特征在于在中间凸缘(6)上设有至少一个基本为波状的加强结构(20)，加强结构(20)内的所述波的波谷(23a、2 3b)基本在径向(r)上。2. 根据权利要求1的端罩，其特征在于所述波的波谷(23a、 23b) 以均匀间距设置。3. 根据权利要求l的端罩，其特征在于所述波的波谷(23a、 23b) 和波峰(21a、 21b)具有相同的宽度(a,、 a2 )。4. 根据权利要求2的端罩，其特征在于波的波谷(23a、 23b)之 间的轴向间隔(L)是90。〉L〉15。。5. 根据权利要求l的端罩，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：T霍罗佩南，
申请(专利权)人：ABB有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]