一種電機(jī)隔熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電機(jī)隔熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)在運(yùn)行過程中，電機(jī)初級通常會不斷的產(chǎn)生熱量。某些場合，電機(jī)初級直接與負(fù)載連接，導(dǎo)致電機(jī)初級的熱量直接傳導(dǎo)到負(fù)載上，從而使負(fù)載的溫度升高，進(jìn)而造成負(fù)載熱變形。特別是在精度較高的自動(dòng)化場合，負(fù)載溫度的升高會導(dǎo)致熱變形進(jìn)而影響系統(tǒng)精度和系統(tǒng)運(yùn)行性能。這種現(xiàn)象在直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的高速高精運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中更為明顯。
[0003]為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常采用兩種方法:(I)采用金屬材料等熱的良導(dǎo)體將電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量進(jìn)行傳導(dǎo)，然后通過熱輻射或熱量轉(zhuǎn)換進(jìn)行散熱；(2)在電機(jī)初級中集成冷卻管等冷卻單元，直接將電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱。
[0004]這些方法在一定程度上可以降低電機(jī)初級熱量對負(fù)載的影響，但隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，電機(jī)初級因熱量累積仍會影響負(fù)載。為解決電機(jī)初級熱量累積問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常在電機(jī)初級與工作臺之間增加一個(gè)或一組隔熱塊，用于隔離電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量，從而消除電機(jī)初級熱量累積對負(fù)載造成的影響。然而，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，隔熱塊也會因熱量累積而影響負(fù)載。為此，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常在隔熱塊上增開冷卻管孔，冷卻管經(jīng)隔熱塊上的冷卻管孔穿過隔熱塊，從而減少隔熱塊上累積的熱量。例如，專利W02003021756公開了一種電機(jī)隔熱裝置，包括基板以及與基板相連接的冷卻單元，基板與電機(jī)初級之間設(shè)置若干個(gè)隔熱體；沿隔熱體垂直高度方向，各個(gè)隔熱體的下端與電機(jī)初級表面直接相連，上端穿過基板上表面；并且，各個(gè)隔熱體內(nèi)部設(shè)置中空通道，冷卻單元穿過相應(yīng)的中空通道。由于該裝置增加了隔熱體，一方面有利于冷卻單元的固定，另一方面有利于累積一定熱量的隔熱體通過冷卻單元有效散熱。但是，該裝置存在如下不足:
[0005](I)隔熱體內(nèi)部設(shè)置中空通道，冷卻單元通過該中空通道穿過隔熱體，一方面導(dǎo)致隔熱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制備工藝難度增加，另一方面導(dǎo)致隔熱體厚度增大，使電機(jī)初級與負(fù)載的間距增加，易降低電機(jī)初級安裝結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性；
[0006](2)該裝置中，冷卻單元穿過隔熱體，隔熱體穿過基板，因此隔熱體與基板之間的接觸面積有限，隔熱體上累積的熱量主要通過冷卻單元進(jìn)行冷卻，基板對具有累積熱量的隔熱體幾乎不具有冷卻效果。這樣，冷卻系統(tǒng)需要對冷卻單元提供足夠大的冷卻液流量和冷卻液制冷功率，否則，一旦某個(gè)隔熱體熱量累積速度超過冷卻單元散熱能力時(shí)，易導(dǎo)致隔熱體累積熱量不易散失，易引起負(fù)載的局部溫度升高和局部熱變形，進(jìn)而影響系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度和穩(wěn)定性。所以，該裝置配套的冷卻單元往往需要維持較高的冷卻液流量及制冷功率，以防止因電機(jī)初級局部熱量過高而導(dǎo)致部分隔熱體熱量累積速度超過冷卻單元散熱能力。
[0007]為解決上述電機(jī)隔熱裝置的厚度較大問題、能耗較高問題以及隔熱元件形狀和工藝復(fù)雜問題，進(jìn)而提高隔熱裝置的隔熱均勻性和隔熱效率，降低裝置成本，增加隔熱裝置與電機(jī)初級、負(fù)載組成的移動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)剛度，需要提供一種隔熱元件形狀與工藝簡單、厚度較小、隔熱效率和均勻性好的電機(jī)隔熱裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種電機(jī)隔熱裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，厚度較小，能夠有效隔絕電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量，并且隔熱均勻性良好。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種電機(jī)隔熱裝置，包括基板、冷卻管以及若干個(gè)隔熱體，其特征是:以隔熱體的垂直高度方向?yàn)樯舷路较?，每個(gè)隔熱體的下表面與電機(jī)初級的上表面相接觸，每個(gè)隔熱體的上表面與基板下表面相接觸；冷卻管固定連接在基板下表面，并且盤繞在隔熱體周圍；每個(gè)隔熱體的垂直高度均大于冷卻管的垂直高度。
[0010]S卩，本發(fā)明將電機(jī)隔熱裝置中的隔熱體與冷卻管相分離，并且將冷卻管直接固定連接在基板下表面，該結(jié)構(gòu)的電機(jī)隔熱裝置具有如下有益效果:
[0011](I)隔熱體結(jié)構(gòu)簡單，降低了制作工藝難度，從而降低了成本；同時(shí)，由于隔熱體與冷卻管相分離，其厚度降低，從而增加了電機(jī)初級安裝結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性；
[0012](2)該結(jié)構(gòu)中，隔熱體并未穿過基板，而是與基板下表面緊密接觸，同時(shí)，冷卻管固定連接在基板下表面并盤繞在隔熱體周圍，該結(jié)構(gòu)的散熱方式為:電機(jī)初級產(chǎn)生的熱量絕大部分被隔熱體隔絕，少部分熱量會在隔熱體上累積，當(dāng)隔熱體上出現(xiàn)少量的熱量累積后，隔熱體會將累積的熱量傳導(dǎo)至基板，然后，一方面靠近隔熱體的冷卻管會及時(shí)對具有少量累積熱量的基板局部相近區(qū)域進(jìn)行冷卻，這樣，僅需維持較低的冷卻液流量和制冷功率即可滿足隔熱體散熱需求，因而能耗較低；另一方面因基板具有較大導(dǎo)熱面積而對少量累積熱量具有一定的散熱作用，而且，基板還會將熱量傳導(dǎo)至某些熱量累積偏低的隔熱體附近的基板局部相近區(qū)域及該區(qū)域附近的冷卻管局部，從而在一定程度上使各隔熱體的溫度保持近似相等，并能最大限度利用冷卻管，因而具有較好的散熱效果和散熱均勻性。
[0013]本發(fā)明中，每個(gè)隔熱體位于電機(jī)初級上表面與基板下表面之間，作為優(yōu)選，每個(gè)隔熱體的上表面與基板下表面固定連接，每個(gè)隔熱體的下表面與初級上表面固定連接。
[0014]上述基板、隔熱體與初級間的固定連接方式不限，包括通過第一緊固件進(jìn)行固定連接。作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述的第一緊固件包括螺釘，優(yōu)選為沉頭螺釘，設(shè)置在基板上的基板第一安裝通孔，設(shè)置在隔熱體上的隔熱體安裝通孔，設(shè)置在初級上的初級螺紋孔，并且基板第一安裝通孔、隔熱體安裝通孔與初級螺紋孔同軸，將螺釘穿過基板第一安裝通孔、隔熱體安裝通孔后螺旋進(jìn)初級螺紋孔，實(shí)現(xiàn)基板、隔熱體與電機(jī)初級的壓緊和固定連接。
[0015]在實(shí)際應(yīng)用中，電機(jī)負(fù)載工作臺往往與基板直接相連。進(jìn)一步優(yōu)選地，在所述的工作臺與基板之間設(shè)置墊片，由于墊片的尺寸較小，結(jié)構(gòu)相對簡單，因而加工性好，精度易于保證，所以在工作臺與基板之間設(shè)置墊片有利于降低對基板的形狀精度要求。此時(shí)，所述的第一緊固件還可以包括設(shè)置在墊片上的墊片安裝通孔以及設(shè)置在工作臺上的工作臺安裝通孔，該墊片安裝通孔與工作臺安裝通孔、基板第一安裝通孔、隔熱體安裝通孔以及初級螺紋孔同軸，螺釘穿過工作臺安裝孔、墊片安裝孔、基板第一安裝孔與隔熱體安裝孔后螺旋進(jìn)初級螺紋孔。
[0016]由于隔熱體為若干個(gè)，在實(shí)際安裝過程中，隔熱體與基板、初級在上下位置易發(fā)生錯(cuò)位而引起安裝困難。為此，作為優(yōu)選，首先將基板與隔熱體進(jìn)行固定連接。所述的基板與隔熱體的固定連接方式不限，包括通過第二緊固件進(jìn)行固定連接。所述的第二緊固件包括螺釘，優(yōu)選為沉頭螺釘，設(shè)置在基板上的基板第二安裝通孔，以及設(shè)置在隔熱體上的螺紋孔，螺釘穿過基板第二安裝通孔后螺旋進(jìn)隔熱體上的螺紋孔，使隔熱體上表面緊貼在基板下表面，實(shí)現(xiàn)隔熱體與基板的壓緊固定。
[0017]本發(fā)明中，冷卻管固定連接在基板下表面，該固定連接的實(shí)現(xiàn)方式不限，包括通過第三緊固件進(jìn)行固定連接。作為一種實(shí)現(xiàn)方式，所述的第三緊固件包括至少一塊固定板、若干螺釘以及與該螺釘相匹配的若干螺母；所述的冷卻管位于基板下表面與固定板之間，固定板用于將冷卻管貼緊在基板下表面；每塊固定板至少設(shè)置一個(gè)安裝通孔，與之相匹配，基板設(shè)置基板第三安裝通孔，螺釘穿過基板上的基板第三安裝通孔、固定板上的安裝通孔后與螺母螺旋壓緊，通過螺紋力將冷卻管固定在固定板與基板下表面之間，實(shí)現(xiàn)冷卻管與基板的下表面的固定緊密接觸。
[0018]在實(shí)際安裝過程中，為了進(jìn)一步對齊各元件，本發(fā)明的電機(jī)隔熱裝置還包括定位板。該定位板可以是工作臺的一部分，也可以作為單獨(dú)零件固定安裝于工作臺上。定位板具有一個(gè)基準(zhǔn)面，該定位板基準(zhǔn)面與工作臺下表面垂直。安裝時(shí)，首先將基板側(cè)面、電機(jī)初級側(cè)面緊靠該定位板基準(zhǔn)面，使基板與電機(jī)初級的側(cè)面對齊，從而有利于各元件的定位。
[0019]本發(fā)明中，電機(jī)不限，可以是直線電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)及其它特殊形狀或用途電機(jī)。
[0020]所述隔熱體的形狀不限，包括長方體、圓柱形等。
[0021 ] 作為優(yōu)選，每個(gè)隔熱體的垂直厚度相同。
[0022]作為優(yōu)選，每個(gè)隔熱體的上表面和下表面平行。
[0023]所述的基板厚度不限，作為優(yōu)選，所述的基板的垂直厚度小于或等于每個(gè)隔熱體的垂直厚度，而且在滿足一定強(qiáng)度條件下應(yīng)盡可能薄。
[0024]作為優(yōu)選，所述的隔熱體的最大垂直厚度和基板的垂直厚度之和是電機(jī)初級的垂直厚度的1/50?1/2。
[0025]作為優(yōu)選，所述的冷卻管采用銅管等。
[0026]作為優(yōu)選，所述的隔熱體采用隔熱性性能較好的材料，進(jìn)一步優(yōu)選為隔熱性、強(qiáng)度和加工性能均較好的材料，例如塑料等。
[0027]作為優(yōu)選，所述的基板采用熱的良導(dǎo)體材料，進(jìn)一步優(yōu)選為導(dǎo)熱較好且易加工的材料，例如鋁板等。
[0028]所述的冷卻管的形狀不限，與其長度方向垂直的截面為橫截面，冷卻管的橫截面形狀包括圓形、環(huán)形、矩形、梯形等。
[0029]在所述基板下表面，所述的冷卻管圍繞隔熱體盤繞，具體盤繞形狀不限。為了散熱均衡，作為優(yōu)選，所述的各隔熱體在初級上表面呈規(guī)則分布。進(jìn)一步優(yōu)選，所述的冷卻管均勻盤繞在各隔熱體周圍。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置的局部縱向切面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置的另一縱向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置中基板上表面的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中直線電機(jī)隔熱裝置中基板下表面的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0035]圖1-4中的附圖標(biāo)記為:初級1、初級螺紋孔1-1、冷卻管2、隔熱體3、隔熱體安裝通孔3-1、基板4、基板第一安裝通孔4-1、基板第二安