專利名稱：力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于彈性流體的非變容式泵領域，具體為一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇。
背景技術：
電機運轉時會發(fā)出大量熱量，強迫風冷電機是通過在電機內加設散熱風扇的方法及時排除熱量，散熱風扇可以在電機的轉軸后端或前端和轉軸同軸安裝，這樣當電機運轉時帶動風葉旋轉，從而實現(xiàn)強迫風冷。這種方式可以根據電機的額定轉速設計散熱風扇的規(guī)格以保證通風量，但由于散熱風扇和電機始終保持同步運轉，如果電機轉速不恒定，則散熱風扇的通風量也無法保持恒定，尤其是當電機處于低轉速大力矩運行工況時，電機發(fā)熱量急速上升，但此時電機轉速低，散熱風扇通風量小，無法滿足散熱需求。為此，現(xiàn)在強迫風冷電機還采用伺服電機驅動軸流風扇的方式，軸流風扇用額外電源驅動，由于軸流風扇不再依靠電機帶動，因此無論電機的工況如何軸流風扇都能以額定的轉速運轉，保證提供額定的通風量，規(guī)避了電機轉速變化帶來的通風量不穩(wěn)定的問題。但是，軸流風扇的應用也帶來了如下缺陷1.需要引入額外電源，造成系統(tǒng)復雜，接線繁瑣；2.軸流風扇對灰塵比較敏感，灰塵比較多的環(huán)境中很容易造成風扇發(fā)熱燒毀；3.軸流風扇防護等級不高，在戶外工作很容易進水，沙塵顆粒造成風扇燒毀；4.在高海拔地區(qū)，由于空氣密度下降，轉速恒定的軸流風扇同樣存在通風量下降的不足，導致電機的散熱能力下降。

實用新型內容為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種的結構簡便、防護等級高、適用范圍廣的散熱裝置，本實用新型公開了一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇。本實用新型通過如下技術方案達到發(fā)明目的一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，包括前端蓋、后端蓋、殼體、扇葉軸、扇葉鍵、扇葉、扇葉軸軸承、油封、扇葉擋圈和螺釘，殼體的兩端分別通過螺釘固定前端蓋和后端蓋，殼體內腔的中部設有環(huán)型的隔板，前端蓋和后端蓋的中心都開有通孔，扇葉軸一端的端面上開有沉孔，扇葉軸的另一端從后端蓋通孔穿出并通過扇葉鍵和扇葉固定連接，扇葉軸和后端蓋通孔之間通過扇葉軸軸承連接，扇葉軸和后端蓋通孔之間的間隙內嵌有油封，扇葉軸的一端設有扇葉擋圈，扇葉的一端頂住扇葉擋圈，其特征是還包括盤軸、盤軸軸承、盤軸擋圈、中間盤軸、前中間盤軸軸承、后中間盤軸軸承、中間盤軸軸承、齒輪軸、一級齒輪、二級齒輪、三級齒輪、四級齒輪、齒輪鍵、齒輪擋圈、齒輪軸承、壓板、鋼球、鋼球滑靴和彈簧，盤軸通過盤軸軸承套在前端蓋內，盤軸和前端蓋之間嵌有盤軸擋圈，軸承的一端頂住盤軸擋圈，盤軸的中心開有兩級階梯孔，[0010]中間盤軸為一階梯軸，中間盤軸外徑最大的一級為中間盤，中間盤軸的一端通過前中間盤軸軸承套在盤軸中心階梯孔的大孔內，中間盤軸的另一端通過后中間盤軸軸承套在扇葉軸一端端面上的沉孔內，中間盤軸的中部通過中間盤軸軸承套在殼體內腔中部環(huán)型隔板的中心通孔內，中間盤軸的中部通過齒輪鍵固定連接一級齒輪，中間盤軸上設有齒輪擋圈，一級齒輪的一端頂住齒輪擋圈，一級齒輪和二級齒輪互相嚙合，二級齒輪和三級齒輪都固定連接在齒輪軸上，且二級齒輪、三級齒輪和齒輪軸這三者的中心軸線重合，齒輪軸的兩端分別通過齒輪軸承套在殼體內腔中部環(huán)型隔板的沉孔內和后端蓋的沉孔內，三級齒輪和四級齒輪互相嚙合，四級齒輪固定在扇葉軸的一端，且盤軸、中間盤軸、一級齒輪、四級齒輪和扇葉軸這五者的中心軸線重合，中間盤軸中間盤上開有和中心軸平行的4 8個通孔，所述通孔圍繞中間盤的圓心平均分布，中間盤的一個端面用螺釘固定壓板，中間盤的通孔內都設有鋼球、鋼球滑靴和彈簧，彈簧的一端頂住中間盤端面外的壓板，彈簧的另一端通過彈簧滑靴和鋼球連接，中間盤的另一個端面和盤軸的端面相對，盤軸和中間盤相對的端面上開有溝槽，溝槽的數(shù)量和中間盤通孔的數(shù)量相同，且溝槽正對中間盤通孔，溝槽的截面為圓弧，所述圓弧的半徑為鋼球半徑的100% 110%，所述圓弧的圓心角為120° 180°。所述的力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，其特征是扇葉為直翅型。所述的力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，其特征是由一級齒輪、二級齒輪、三級齒輪和四級齒輪組成增速齒輪組，所述的增速齒輪組的傳動比為1:5 5:1。本實用新型使用時，將本實用新型通過安裝螺釘和伺服電機固定連接，伺服電機的后輸出軸通過鍵和盤軸固定連接，當伺服電機旋轉時后輸出軸帶動盤軸一起旋轉。鋼球在正常狀態(tài)下由彈簧通過鋼球滑靴推入盤軸的溝槽中，當傳遞力矩小于彈簧產生的推力時，盤軸通過溝槽推動鋼球，由鋼球帶動中間盤軸轉動，中間盤軸通過齒輪鍵帶動一級齒輪旋轉，一級齒輪再依次通過二級齒輪、三級齒輪和四級齒輪帶動扇葉軸旋轉，扇葉軸通過扇葉鍵帶動扇葉旋轉，從而產生空氣流動。一級齒輪、二級齒輪、三級齒輪和四級齒輪組成增速齒輪組，當伺服電機以低速運行時，通過所述的增速齒輪組使得扇葉軸和扇葉處于比較高的轉速運行，為伺服電機提供足夠的散熱風量。隨著伺服電機轉速的提高，扇葉的轉速也隨之提高，扇葉受到的風阻力矩與自身轉速的平方成正比，即扇葉的轉速與驅動扇葉旋轉的力矩有對應關系。當扇葉轉速提高時， 需要盤軸提供的力矩也相應增大。當扇葉的轉速超過額定值時，即扇葉在此轉速下需要盤軸提供的力矩大于彈簧推動鋼球產生的力矩時，彈簧被壓縮，鋼球后退從而脫離溝槽，使得盤軸空轉而無法傳遞扭矩，扇葉因沒有外力矩作用而在摩擦力的作用下逐漸減速，而當扇葉的轉速下降后，鋼球又重新進入溝槽中，盤軸再次向扇葉傳遞力矩，維持扇葉的轉速。本實用新型的有益效果是1.由伺服電機的轉軸直接驅動，不需要外接電源，減少了額外接線；2.防護等級高，對灰塵不敏感，可以在高塵埃環(huán)境及戶外環(huán)境長期使用；3.伺服電機低速時，通過增速齒輪組使得扇葉得到較高的轉速，提供足夠的通風量，滿足伺服電機的散熱需求；4.伺服電機高速運行時，通過對扇葉的力矩控制，將扇葉的轉速控制在額定范圍，防止扇葉轉速過高，減小能量消耗，減小風扇噪音；5.由于采用力矩控制通風量，在高海拔空氣稀薄地區(qū)，風扇轉速會自動提高，保證散熱所需通風量；6.扇葉選用直翅結構，無論電機正傳反正都可以正常使用。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖1中A-A向剖視圖；圖3是圖2中D-D向剖視圖；圖4是圖1中B-B向剖視圖；圖5是圖1中C-C向剖視圖；圖6是本實用新型使用時的結構示意圖。
具體實施方式
以下通過具體實施例進一步說明本實用新型。實施例1一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，包括前端蓋11、后端蓋12、殼體2、扇葉軸3、扇葉鍵31、扇葉32、扇葉軸軸承33、油封34、扇葉擋圈35、螺釘4、盤軸5、盤軸軸承51、 盤軸擋圈52、中間盤軸6、前中間盤軸軸承63、后中間盤軸軸承64、中間盤軸軸承65、齒輪軸 7、一級齒輪71、二級齒輪72、三級齒輪73、四級齒輪74、齒輪鍵75、齒輪擋圈76、齒輪軸承 77、壓板8、鋼球81、鋼球滑靴82和彈簧83，如圖1 圖5所示，具體結構是殼體2的兩端分別通過螺釘4固定前端蓋11和后端蓋12，殼體2內腔的中部設有環(huán)型的隔板21，前端蓋11和后端蓋12的中心都開有通孔，扇葉軸3 —端的端面上開有沉孔，扇葉軸3的另一端從后端蓋12通孔穿出并通過扇葉鍵31和扇葉32固定連接，扇葉軸3和后端蓋12通孔之間通過扇葉軸軸承33連接，扇葉軸3和后端蓋12通孔之間的間隙內嵌有油封；34，扇葉軸3的一端設有扇葉擋圈35，扇葉32的一端頂住扇葉擋圈35，扇葉32 為直翅型。盤軸5通過盤軸軸承51套在前端蓋11內，盤軸5和前端蓋11之間嵌有盤軸擋圈 52，軸承51的一端頂住盤軸擋圈52，盤軸5的中心開有兩級階梯孔。中間盤軸6為一階梯軸，中間盤軸6外徑最大的一級為中間盤61，中間盤軸6的一端通過前中間盤軸軸承63套在盤軸5中心階梯孔的大孔內，中間盤軸6的另一端通過后中間盤軸軸承64套在扇葉軸3 —端端面上的沉孔內，中間盤軸6的中部通過中間盤軸軸承 65套在殼體2內腔中部環(huán)型隔板21的中心通孔內，中間盤軸6的中部通過齒輪鍵75固定連接一級齒輪71，中間盤軸6上設有齒輪擋圈76，一級齒輪71的一端頂住齒輪擋圈76，如圖5所示，一級齒輪71和二級齒輪72互相嚙合，二級齒輪72和三級齒輪73都固定連接在齒輪軸7上，且二級齒輪72、三級齒輪73和齒輪軸7這三者的中心軸線重合，齒輪軸7的兩端分別通過齒輪軸承77套在殼體2內腔中部環(huán)型隔板21的沉孔內和后端蓋12的沉孔內， 三級齒輪73和四級齒輪74互相嚙合，四級齒輪74固定在扇葉軸3的一端，且盤軸5、中間盤軸6、一級齒輪71、四級齒輪74和扇葉軸3這五者的中心軸線重合，由一級齒輪71、二級齒輪72、三級齒輪73和四級齒輪74組成增速齒輪組，所述的增速齒輪組的傳動比為1 5 5:1。如圖4所示，中間盤軸6中間盤61上開有和中心軸平行的6個通孔，所述通孔圍繞中間盤61的圓心平均分布，中間盤61的一個端面用螺釘4固定壓板8，中間盤61的通孔內都設有鋼球81、鋼球滑靴82和彈簧83，彈簧83的一端頂住中間盤61端面外的壓板，彈簧83的另一端通過彈簧滑靴82和鋼球81連接，中間盤61的另一個端面和盤軸5的端面相對。如圖2和圖3所示，盤軸5和中間盤61相對的端面上開有溝槽62，溝槽62的數(shù)量和中間盤61通孔的數(shù)量相同，且溝槽62正對中間盤61通孔，溝槽62的截面為圓弧，所述圓弧的半徑和鋼球81的半徑相等，所述圓弧的圓心角為180°。本實施例使用時，如圖6所示，將本實施例通過安裝螺釘92和伺服電機9固定連接，伺服電機9的后輸出軸91通過鍵和盤軸5固定連接，伺服電機9的外殼上設有散熱翅 93，伺服電機9和本實施例外罩有導風罩94。當伺服電機9旋轉時后輸出軸91帶動盤軸5 —起旋轉，鋼球81在正常狀態(tài)下由彈簧83通過鋼球滑靴82推入盤軸5的溝槽62中，當傳遞力矩小于彈簧83產生的推力時， 盤軸5通過溝槽62推動鋼球81，由鋼球81帶動中間盤軸6轉動，中間盤軸6通過齒輪鍵 75帶動一級齒輪71旋轉，一級齒輪71再依次通過二級齒輪72、三級齒輪73和四級齒輪74 帶動扇葉軸3旋轉，扇葉軸3通過扇葉鍵31帶動扇葉32旋轉，從而產生空氣流動。一級齒輪71、二級齒輪72、三級齒輪73和四級齒輪74組成增速齒輪組，當伺服電機9以低速運行時，通過所述的增速齒輪組使得扇葉軸3和扇葉32處于比較高的轉速運行，為伺服電機9提供足夠的散熱風量。隨著伺服電機9轉速的提高，扇葉32的轉速也隨之提高，扇葉32受到的風阻力矩與自身轉速的平方成正比，即扇葉32的轉速與驅動扇葉32旋轉的力矩有對應關系。當扇葉32轉速提高時，需要盤軸5提供的力矩也相應增大。當扇葉32的轉速超過額定值時，即扇葉32在此轉速下需要盤軸5提供的力矩大于彈簧83推動鋼球81產生的力矩時，彈簧83 被壓縮，鋼球81后退從而脫離溝槽6，使得盤軸5空轉而無法傳遞扭矩，扇葉32因沒有外力矩作用而在摩擦力的作用下逐漸減速，而當扇葉32的轉速下降后，鋼球81又重新進入溝槽 62中，盤軸5再次向扇葉32傳遞力矩，維持扇葉32的轉速。扇葉32可選用直翅結構，這樣無論伺服電機9正傳或反轉均可提供散熱所需的通風量。實施例2—種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，包括前端蓋11、后端蓋12、殼體2、扇葉軸3、扇葉鍵31、扇葉32、扇葉軸軸承33、油封34、扇葉擋圈35、螺釘4、盤軸5、盤軸軸承51、 盤軸擋圈52、中間盤軸6、前中間盤軸軸承63、后中間盤軸軸承64、中間盤軸軸承65、齒輪軸 7、一級齒輪71、二級齒輪72、三級齒輪73、四級齒輪74、齒輪鍵75、齒輪擋圈76、齒輪軸承 77、壓板8、鋼球81、鋼球滑靴82和彈簧83，中間盤軸6中間盤61上開有和中心軸平行的4 個通孔，溝槽62的截面為圓弧，所述圓弧的半徑為鋼球81半徑的110%，所述圓弧的圓心角為120°。其他結構和使用方法都和實施例1同。實施例3一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，包括前端蓋11、后端蓋12、殼體2、扇葉軸3、扇葉鍵31、扇葉32、扇葉軸軸承33、油封34、扇葉擋圈35、螺釘4、盤軸5、盤軸軸承51、 盤軸擋圈52、中間盤軸6、前中間盤軸軸承63、后中間盤軸軸承64、中間盤軸軸承65、齒輪軸 7、一級齒輪71、二級齒輪72、三級齒輪73、四級齒輪74、齒輪鍵75、齒輪擋圈76、齒輪軸承 77、壓板8、鋼球81、鋼球滑靴82和彈簧83，中間盤軸6中間盤61上開有和中心軸平行的8 個通孔，溝槽62的截面為圓弧，所述圓弧的半徑為鋼球81半徑的105%，所述圓弧的圓心角為150°。其他結構和使用方法都和實施例1同。
權利要求1.一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，包括前端蓋(11)、后端蓋(12)、殼體O)、 扇葉軸(3)、扇葉鍵(31)、扇葉(32)、扇葉軸軸承(33)、油封(34)、扇葉擋圈(35)和螺釘 (4),殼體( 的兩端分別通過螺釘(4)固定前端蓋(11)和后端蓋(12)，殼體O)內腔的中部設有環(huán)型的隔板(21)，前端蓋(11)和后端蓋(12)的中心都開有通孔，扇葉軸(3) —端的端面上開有沉孔，扇葉軸(3)的另一端從后端蓋(12)通孔穿出并通過扇葉鍵(31)和扇葉 (32)固定連接，扇葉軸(3)和后端蓋(12)通孔之間通過扇葉軸軸承(33)連接，扇葉軸(3) 和后端蓋(12)通孔之間的間隙內嵌有油封(34)，扇葉軸(3)的一端設有扇葉擋圈(35)，扇葉(32)的一端頂住扇葉擋圈(35)，其特征是還包括盤軸(5)、盤軸軸承(51)、盤軸擋圈(52)、中間盤軸(6)、前中間盤軸軸承(63)、后中間盤軸軸承(64)、中間盤軸軸承(65)、齒輪軸(7)、一級齒輪(71)、二級齒輪(72)、三級齒輪(73)、四級齒輪(74)、齒輪鍵(75)、齒輪擋圈(76)、齒輪軸承(77)、壓板 (8)、鋼球(81)、鋼球滑靴(82)和彈簧(83)，盤軸( 通過盤軸軸承(51)套在前端蓋(11)內，盤軸( 和前端蓋(11)之間嵌有盤軸擋圈(52)，軸承(51)的一端頂住盤軸擋圈(52)， 盤軸(5)的中心開有兩級階梯孔，中間盤軸(6)為一階梯軸，中間盤軸(6)外徑最大的一級為中間盤(61)，中間盤軸(6) 的一端通過前中間盤軸軸承(6 套在盤軸( 中心階梯孔的大孔內，中間盤軸(6)的另一端通過后中間盤軸軸承(64)套在扇葉軸C3) —端端面上的沉孔內，中間盤軸(6)的中部通過中間盤軸軸承(65)套在殼體O)內腔中部環(huán)型隔板的中心通孔內，中間盤軸(6) 的中部通過齒輪鍵(7 固定連接一級齒輪(71)，中間盤軸(6)上設有齒輪擋圈(76)，一級齒輪(71)的一端頂住齒輪擋圈(76)，一級齒輪(71)和二級齒輪(7 互相嚙合，二級齒輪 (72)和三級齒輪(7 都固定連接在齒輪軸(7)上，且二級齒輪(72)、三級齒輪(7 和齒輪軸(7)這三者的中心軸線重合，齒輪軸(7)的兩端分別通過齒輪軸承(77)套在殼體(2) 內腔中部環(huán)型隔板的沉孔內和后端蓋(1 的沉孔內，三級齒輪(7 和四級齒輪(74) 互相嚙合，四級齒輪(74)固定在扇葉軸(3)的一端，且盤軸(5)、中間盤軸(6)、一級齒輪 (71)、四級齒輪(74)和扇葉軸(3)這五者的中心軸線重合，中間盤軸(6)中間盤(61)上開有和中心軸平行的4 8個通孔，所述通孔圍繞中間盤(61)的圓心平均分布，中間盤(61)的一個端面用螺釘固定壓板(8)，中間盤(61) 的通孔內都設有鋼球(81)、鋼球滑靴(82)和彈簧(83)，彈簧(83)的一端頂住中間盤(61) 端面外的壓板，彈簧(8 的另一端通過彈簧滑靴(8 和鋼球(81)連接，中間盤(61)的另一個端面和盤軸(5)的端面相對，盤軸( 和中間盤(61)相對的端面上開有溝槽(62)， 溝槽(6 的數(shù)量和中間盤(61)通孔的數(shù)量相同，且溝槽(6 正對中間盤(61)通孔，溝槽 (62)的截面為圓弧，所述圓弧的半徑為鋼球(81)半徑的100% 110%，所述圓弧的圓心角為 120° 180°。
2.如權利要求1所述的力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，其特征是扇葉(3 為直翅型。
3.如權利要求1或2所述的力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，其特征是從一級齒輪(71)至四級齒輪(74)總的傳動比為1:5 5:1。
專利摘要本實用新型涉及用于彈性流體的非變容式泵領域，具體為一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇。一種力矩控制型強迫風冷電機散熱風扇，包括前端蓋(11)、后端蓋(12)、殼體(2)、扇葉軸(3)和扇葉(32)，其特征是還包括盤軸(5)、中間盤軸(6)、齒輪軸(7)、鋼球(81)和彈簧(83)，盤軸(5)通過盤軸軸承(51)套在前端蓋(11)內，中間盤軸(6)為一階梯軸，中間盤軸(6)的中部通過齒輪鍵(75)固定連接一級齒輪(71)，中間盤(61)的通孔內都設有鋼球(81)、鋼球滑靴(82)和彈簧(83)。本實用新型結構簡便、防護等級高、適用范圍廣。
文檔編號F04D29/04GK202100492SQ20112003062
公開日2012年1月4日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者王震剛, 趙一凡 申請人:上海御能動力科技有限公司