一種螺旋管水冷式鋁合金鏈輪電動機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種動車組機車專用電動機，對尺寸空間以及使用壽命有雙重苛刻要 求，具體涉及一種螺旋管水冷式鋁合金鏈輪電動機。
【背景技術】
[0002] 高速動車組對牽引系統的電動機性能有特殊苛刻要求，如，大扭矩、低噪音、抗彎 矩以及散熱高效等等，為此，歐美發達國家大都采用各種水冷結構方式進行改進。此外，鼠 籠式電機除了以直聯方式輸出外，電機主軸只承受純扭矩。更多的時候是伴隨有徑向彎矩 的扭矩力方式輸出，如鏈輪等等。相同功率和轉速的情況下，承載彎扭合成的電機主軸直徑 是承載純扭矩的電機主軸直徑的兩倍以上才能確保有足夠的安全系數。因此，為了讓電機 主軸還能承受彎矩力，不得不將電機主軸直徑成倍增大，最終導致一系列弊端：電機軸承線 速度也成倍增大，自身內耗成倍增大，內耗導致發熱量成倍增大。

【發明內容】

[0003] 針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在于提供一種螺旋管水冷式鋁合金鏈 輪電動機，由強制水循環冷卻替代風冷，電機主軸只承受純扭矩，增設抗彎力構件分擔彎矩 負荷，以減小電機轉軸的直徑尺寸來適應潛艇等水下作業設備等這種對尺寸空間以及使用 壽命有雙重苛刻要求的特殊場合。
[0004] 為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現： 一種螺旋管水冷式錯合金鏈輪電動機，包括電機外殼、前端蓋、后端蓋、電機主軸、引線 腳座、定子、轉子和輸出鏈輪，所述的定子固定在所述的電機外殼內孔上，所述的轉子固定 在所述的電機主軸最大直徑處且與所述的定子位置相對應，所述的前端蓋上有前螺釘固定 在所述的電機外殼前端面，所述的前端蓋的前蓋軸承孔上固定著前軸承外圓，前軸承內孔 固定著所述的電機主軸的前軸承段；所述的后端蓋上有后螺釘固定在所述的電機外殼后端 面，所述的后端蓋的后蓋中心盲孔上固定著后軸承外圓，后軸承內孔固定著所述的電機主 軸的后軸承段，所述的電機外殼下方有安裝腳板，安裝腳板與所述的電機外殼之間有加強 連筋，所述的安裝腳板上有安裝通孔，作為改進：所述的電機外殼上方有出水凸臺和進水凸 臺，所述的電機外殼圓筒上有預埋鑄造成型的螺旋冷卻管，螺旋冷卻管兩端分別連通著所 述的出水凸臺和所述的進水凸臺；所述的引線腳座位于所述的后端蓋上，電纜線穿越所述 的引線腳座；所述的前端蓋固定有抗彎力構件，抗彎力構件與所述的輸出鏈輪之間有滾針 軸承； 所述的抗彎力構件整體采用鋁合金鋼，該鋁合金鋼的材料由如下重量百分比的元素組 成：A1 (鋁）：14 ?15%、Ni(鎳）：7 ?8%、Cr(鉻）：6 ?7%、Nb(鈮）：6 ?7%、Cu(銅）：5 ? 6%、C(碳）：1. 1?1. 3%,余量為Fe(鐵）及不可避免的雜質；所述雜質的重量百分比含量 為：Sn(錫）少于 0.05%、Si(硅）少于 0.20%、Mn(錳）少于 0.25%、S(硫）少于 0? 010%、P (磷）少于0. 015% ;所述的該鋁合金鋼的材料主要性能參數為：抗拉強度為287?289MPa。
[0005] 作為進一步改進：所述的出水凸臺上有出水錐螺紋，出水錐螺紋底部有出水貫穿 孔，所述的進水凸臺上有進水錐螺紋，進水錐螺紋底部有進水貫穿孔，所述的螺旋冷卻管兩 端分別連通著所述的出水貫穿孔和所述的進水貫穿孔；所述的螺旋冷卻管流道直徑為8至 9毫米，所述的螺旋冷卻管的管壁厚度為0. 8至0. 9毫米，所述的螺旋冷卻管預埋在所述的 電機外殼圓筒上一起燒鑄成一體。
[0006] 作為進一步改進：所述的抗彎力構件的構件臺階內孔與所述的電機主軸的主軸外 伸段之間有旋轉空隙，所述的抗彎力構件的外軸承支撐圓固定著所述的滾針軸承上的滾針 內圈的內孔，所述的滾針軸承上的滾針外圈的外圓固定在所述的輸出鏈輪的鏈輪臺階孔內 圓壁上，所述的鏈輪臺階孔底面上有鏈輪花鍵孔與所述的電機主軸上的軸端花鍵之間為花 鍵齒圓周嚙合的軸向可滑動配合，所述的軸端花鍵的端面上有軸端螺孔，軸端螺孔上配合 有臺階防松螺釘限制著軸向定位擋圈的軸向位移，軸向定位擋圈外緣部位固定在所述的鏈 輪花鍵孔外端平面上，繼而限制了所述的輸出鏈輪的軸向位移。
[0007] 作為進一步改進：所述的軸向定位擋圈外側面上有防松擋片與所述的軸向定位擋 圈一起，被擋圈螺釘固定在所述的鏈輪花鍵孔外端平面上；所述的防松擋片有擋片拐角邊 緊貼著所述的臺階防松螺釘的兩平邊擋肩帽上的任意一平邊上。
[0008] 作為進一步改進：所述的輸出鏈輪外圓上有6至8排的多排鏈輪齒，所述的輸出鏈 輪外端面上有鏈輪端面螺孔，所述的鏈輪臺階孔上有鏈輪退刀槽和鏈輪卡槽，鏈輪卡槽中 活動配合有鏈輪孔用卡環，所述的鏈輪臺階孔底角位置上放置有鏈輪調節圈，所述的滾針 外圈兩側分別貼著所述的鏈輪孔用卡環和所述的鏈輪調節圈。
[0009] 作為進一步改進：所述的抗彎力構件上有構件法蘭，構件法蘭內側的構件調節環 外圓與所述的前蓋軸承孔之間為過渡配合；構件調節環外圓與所述的外軸承支撐圓之間具 有五級公差精度的同軸度關系；所述的外軸承支撐圓上分別有構件退刀槽和構件卡環槽， 構件卡環槽中活動配合有構件軸用卡環，所述的滾針內圈兩側分別貼著所述的構件軸用卡 環和所述的構件退刀槽軸肩上；所述的前端蓋外側面上有前蓋凹臺面，前蓋凹臺面上有5 至6個前蓋螺孔，所述的構件法蘭上有5至6個構件枕孔與所述的前蓋螺孔相對應；所述的 前蓋凹臺面與所述的前蓋軸承孔之間具有五級公差精度的垂直度關系。
[0010] 本發明具有以下有益效果： 1、 通過在電機機殼內整體鑄造不銹鋼螺旋管水道，螺旋冷卻管為具有耐高溫特性的 316L不銹鋼管預先成型再預埋澆鑄在電機外殼圓筒部位，單位時間里帶走的熱量是風冷的 兩至三倍，制冷效果更好； 2、 電機主軸以及前軸承和后軸承只需承受純扭矩，而鏈條產生的徑向力反作用到輸出 鏈輪卻是能夠完全被滾針軸承所承受，僅僅作用在抗彎力構件上，完全避免了電機主軸上 的主軸外伸段承受徑向力；由于滿足在額定功率的前提下，在設計上可以將求電機主軸的 直徑做到極限小，只承受純扭矩，同時，由于抗彎力構件整體形狀屬于空心短管，因此結構 剛性超強，能承受更大的徑向力。兩者結合，實現了既能將電機整體尺寸做得緊湊，又能承 受更大的徑向力，運行更加可靠，從而延長了電機的使用壽命； 3、 抗彎力構件的構件臺階內孔與電機主軸的主軸外伸段之間有旋轉空隙，抗彎力構件 的外軸承支撐圓固定著滾針軸承上的滾針內圈的內孔，滾針軸承上的滾針外圈的外圓固定 在輸出鏈輪的鏈輪臺階孔內圓壁上，鏈輪臺階孔底面上有鏈輪花鍵孔與電機主軸上的軸端 花鍵之間為花鍵齒圓周嚙合的軸向可滑動配合。上述結構設計實現了電機主軸與輸出鏈輪 之間只傳遞扭矩，輸出鏈輪上的彎矩負荷完全是通過滾針軸承傳遞到抗彎力構件上； 4、 構件調節環外圓與外軸承支撐圓之間具有五級公差精度的同軸度關系，確保電機主 軸與輸出鏈輪也具有同軸度關系，實現輸出鏈輪平穩同軸旋轉； 5、 在電機前端蓋上設置抗彎力構件，分擔了所有的彎矩負荷，使得電機主軸只承受純 扭矩，相同功率下的電機主軸直徑可減少一半，最終實現電動機整體具有突破性的緊湊； 6、 抗彎力構件整體采用高強度的鋁合金鋼，具備良好的抗變形剛性。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發明的整體結構局部剖面示意圖。
[0012] 圖2是圖1中的抗彎力構件80和輸出鏈輪90所處部位的局部放大剖面示意圖。
[0013] 圖3是圖2中局部再放大剖面示意圖。
[0014] 圖4是圖2中的輸出鏈輪90-側視圖。
[0015] 圖5是圖2中的輸出鏈輪90局部放大剖面示意圖。
[0016] 圖6是圖2中的抗彎力構件80局部放大剖面示意圖。