Главный экзаменатор:
Стефан, Стивен Л.
Помощник Ревизора:
Laballe C.
Поверенный, Агент или Фирма:
Никайдо, Мармелштейн, Мюррей и Орам
Претензии:
Мы заявляем:
1. Сбалансированная конструкция электродвигателя электродвигателя, имеющего вращающийся выходной вал, снабженный противоположными в осевом направлении внешними концами, содержащий:
Два дисковых элемента, неподвижно прикрепленных к противоположным концам выходного вала, причем каждый из дисковых элементов имеет аксиально внутренние и внешние поверхности, образованные перпендикулярно оси вращения выходного вала, причем аксиально внешняя поверхность каждого из указанных дисковых элементов, Множество отверстий с внутренней резьбой для аксиально принимающих балансировочных винтов, причем множество отверстий с внутренней резьбой снаружи открыты для обеспечения возможности доступа оператора к указанному множеству отверстий с внутренней резьбой, причем
По меньшей мере, один из указанных дисковых элементов снабжен лабиринтом, определенным на внутренней в осевом направлении поверхностью, и содержит средства для уплотнения выходного вала в сочетании с самой внешней частью осевого элемента корпуса вокруг выходного вала указанного двигателя.
2. Сбалансированная конструкция электродвигателя по п.1, в которой, по меньшей мере, один из упомянутых элементов диска включает в себя зубчатое средство для определения скорости вращения, имеющее зубья зубчатого колеса, сформированные на внешней окружности упомянутого одного дискового элемента, для определения скорости вращения выходного вала.
3. Сбалансированная конструкция двигателя по п.1, в которой отверстия с внутренней резьбой, образованные на наружной поверхности каждого из дисковых элементов, расположены на равных радиальных расстояниях от оси вращения выходного вала и с равными угловыми интервалами.
4. Сбалансированная конструкция двигателя по п.1, в которой отверстия с внутренней резьбой, образованные на внешней поверхности упомянутого, по меньшей мере, одного дискового элемента, имеющего лабиринт, определенный на нем, расположены на равном радиальном расстоянии от оси вращения выходного вала и С равными угловыми интервалами.
5. Сбалансированная конструкция двигателя по п.2, в которой отверстия с внутренней резьбой, образованные на наружной поверхности упомянутого, по меньшей мере, одного дискового элемента, имеющего шестерню для определения скорости вращения, расположены на равном радиальном расстоянии от оси вращения выходного вала, И с равными угловыми интервалами.
6. Сбалансированная двигательная структура по п.1, дополнительно содержащая:
Один балансировочный винт, выбранный из числа винтов, имеющих разную длину друг от друга, причем указанный, по меньшей мере, один винт завинчивается в соответствующее отверстие с внутренней резьбой в соответствующую точку, по меньшей мере, на одном из упомянутых двух дисковых элементов.
7. Сбалансированная конструкция электродвигателя электродвигателя с вращающимся выходным валом, имеющим противоположные по оси наружные концы,
Два дисковых элемента, неподвижно прикрепленных к противоположным концам выходного вала, причем каждый из дисковых элементов имеет аксиально внутренние и внешние поверхности, образованные перпендикулярно оси вращения выходного вала, причем аксиально внешняя поверхность каждого из указанных дисковых элементов, Множество отверстий с внутренней резьбой для аксиально принимающих балансировочных винтов, причем множество отверстий с внутренней резьбой внешне открыты для того, чтобы дать оператору доступ к множеству отверстий с внутренней резьбой,
По меньшей мере, один из указанных дисковых элементов снабжен лабиринтом, определенным на внутренней в осевом направлении поверхностью, и включает в себя средства для уплотнения выходного вала в сочетании с самой внешней частью осевого элемента корпуса вокруг выходного вала упомянутого двигателя; а также
Балансировочный винт средства резьбового и попеременного ввода в соответствующее отверстие с внутренней резьбой, по меньшей мере, в одном из упомянутых двух дисковых элементов для взаимозаменяемой балансировки выходного вала электродвигателя, при этом упомянутое уравновешивающее винтовое средство содержит один из множества винтов разной длины относительно друг другу.
8. Сбалансированная конструкция двигателя по п.7, в которой, по меньшей мере, один из упомянутых элементов диска включает в себя зубчатое средство для определения скорости вращения, имеющее зубья зубчатого колеса, сформированные на внешней окружности упомянутого одного дискового элемента, для определения скорости вращения выходного вала.
9. Сбалансированная конструкция двигателя по п.7, в которой отверстия с внутренней резьбой, образованные на наружной поверхности каждого из дисковых элементов, расположены на равных радиальных расстояниях от оси вращения выходного вала и с равными угловыми интервалами.
10. Сбалансированная конструкция электродвигателя по п.7, в которой отверстия с внутренней резьбой, образованные на наружной поверхности упомянутого по меньшей мере одного дискового элемента, имеющего лабиринт, определенный на нем, размещены на равном радиальном расстоянии от оси вращения выходного вала и С равными угловыми интервалами.
11. Сбалансированная конструкция двигателя по п.8, в которой отверстия с внутренней резьбой, образованные на наружной поверхности упомянутого, по меньшей мере, одного дискового элемента, имеющего шестерню для определения скорости вращения, расположены на равных радиальных расстояниях от оси вращения выходного вала, И с равными угловыми интервалами. 
Описание:
Настоящее изобретение относится к конструкции промышленного электродвигателя общего назначения, посредством которого уменьшаются вибрация и шум, а более конкретно, к балансировочной конструкции двигателя для балансировки такого электродвигателя.
Увеличение скорости обработки в области станков привело к таким проблемам, как снижение точности обработки из-за вибрации электродвигателей электропривода, используемых для привода шпинделя и других подвижных компонентов станка, и увеличения От шума оттуда. Считается, что вибрация электродвигателя может быть наиболее эффективно уменьшена путем коррекции несбалансированного состояния каждой вращающейся составляющей электродвигателя.
Следовательно, в обычной процедуре сборки электродвигателя соответствующие вращающиеся компоненты двигателя сначала уравновешиваются, чтобы таким образом получить сбалансированный конечный продукт в качестве электродвигателя.
Однако в двигателе с очень высокой скоростью вращения, работающем при максимальной скорости вращения более 15 000 об / мин, даже очень небольшой дисбаланс в нем может вызвать вредные вибрации и шум, когда двигатель работает в высокоскоростном диапазоне. А именно, если вращающиеся компоненты электродвигателя сбалансированы индивидуально и компоненты собраны, очень маленькие дисбалансы, остающиеся в компонентах, могут накапливаться, чтобы сформировать дисбаланс, который превышает допустимый предел.
Даже если предполагается завершить конструкцию двигателя путем предварительной сборки его вращающихся компонентов и балансировки их, прежде чем комбинировать сбалансированные вращающиеся элементы с корпусом двигателя и связанными с ними частями, часто бывает невозможно выполнить такой процесс сборки из-за Структурные ограничения, и даже если это возможно для сборки двигателя таким способом сборки, возникает проблема в контроле качества двигателя. Например, необходимо поднять подшипники на куски, прикрепить только внутренние кольца к выходному валу двигателя и снова собрать подшипники после балансировки комбинации выходного вала и внутренних колец. Такой способ требует много времени и труда, и неизбежно возникают проблемы, связанные с тем, что подшипники загрязнены пылью. Кроме того, детали и компоненты двигателя должны быть установлены на внешнем приводном средстве коммерческого балансировочного станка, который должен быть динамически сбалансирован индивидуально, но поскольку внешние средства привода балансировочной машины могут вращать детали только при 3000 об / мин самое большее , Коммерческая балансировочная машина неспособна обнаружить небольшой дисбаланс.
Соответственно, целью настоящего изобретения является создание недорогой сбалансированной конструкции двигателя, способной балансировать двигатель, чтобы двигатель мог работать в сбалансированном состоянии во всем диапазоне рабочих скоростей.
С учетом вышеизложенной задачи настоящее изобретение обеспечивает сбалансированную конструкцию двигателя, содержащую средство, неподвижно установленное на конце выходного вала двигателя, для определения внешней открытой поверхности, образованной в ней, с множеством отверстий с внутренней резьбой.
Электродвигатель обычно снабжен конструктивным элементом для формирования лабиринтного уплотнения и детектором скорости вращения на одном конце его выходного вала. Поэтому, когда множество наружных резьбовых отверстий сформированы на наружной поверхности конструктивного элемента, определяющего лабиринтное уплотнение, чтобы позволить балансировочным винтам, т. Е. Небольшим балансировочным деталям, быть завинченными в них резьбовым образом, двигатель можно легко сбалансировать, ввинчивая Балансировочный винт в отверстии с внутренней резьбой, в соответствующую точку, чтобы тем самым устранить дисбаланс. Если невозможно достичь точного баланса с помощью отверстий с внутренней резьбой, часть составной части в соответствующем положении между соседними отверстиями с внутренней резьбой может быть просверлена до соответствующей глубины, на которой достигается точный баланс. Когда детектор скорости вращения имеет зубчатый элемент, имеющий форму зубчатого диска, внешняя поверхность зубчатого колеса может быть принята с той же целью. А именно, настоящее изобретение предназначено для обеспечения динамического баланса электродвигателя, получаемого посредством измерения дисбаланса, в то время как собранный электродвигатель вращается под собственной мощностью привода на коммерческой балансировочной машине, продаваемой в качестве машины для балансировки поля. Дисбаланс можно устранить, ввинтив уравновешивающий винт, со стороны двигателя, в отверстие с внутренней резьбой элемента, определяющего лабиринтный уплотнитель, и / или шестерню обнаружения скорости, в соответствующую точку. Поскольку двигатель может быть сбалансирован как на переднем, так и на заднем концах, для получения балансировки по двум точкам двигатель может быть точно динамически сбалансирован.
ИНЖИР. 1 - продольный разрез электродвигателя, содержащего в себе динамическую балансирующую структуру согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
ИНЖИР. 2 - вид спереди конструктивного элемента, образующего лабиринтное уплотнение, если смотреть в направлении стрелки А или В на фиг. 1;
ИНЖИР. 3 - продольный разрез электродвигателя, содержащего в себе динамическую балансирующую структуру согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
ИНЖИР. 4 - вид спереди зубчатого колеса, используемого для определения скорости вращения двигателя, если смотреть в направлении стрелки С на фиг. 3; а также
ИНЖИР. 5 - продольный разрез другого электродвигателя, содержащего в себе динамическую балансирующую структуру, аналогичную конструкции, показанной на фиг. 1.
Настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, как проиллюстрировано на прилагаемых чертежах.
Обращаясь к фиг. 1 передний подшипник 20F и задний подшипник 20R установлены в переднем корпусе 16 и заднем корпусе 18, предусмотренном на переднем и заднем концах статора 10 соответственно. Ротор 12, интегрально объединенный с выходным валом 14, поддерживаемым для вращения подшипниками 20F и 20R, расположен радиально напротив статора 10. Компоненты 24G и 24S детектора вращения для обнаружения вращательного положения и / или скорости вращения Выходной вал 14 предусмотрен в связи с задней частью выходного вала 14. В этом варианте передний и задний концы выходного вала 14 проходят за пределы переднего корпуса 16 и заднего корпуса 18 соответственно.
Если электродвигатель, снабженный выходным валом 14, имеющий передний и задний концы, соответственно выступающие наружу из переднего и заднего корпусов, предназначен для использования на станке или т.п., обычно двигатель снабжен лабиринтными уплотнениями на переднем и заднем концах То есть на переднем конце переднего корпуса 16 и на заднем конце заднего корпуса 18, соответственно, для предотвращения попадания масляного тумана и т.п., содержащихся в окружающей атмосфере, внутрь двигателя через зазоры между ними Выходной вал и передний корпус 16 и между выходным валом и задним корпусом 18. Соответственно, дискообразные элементы 22F и 22R, образующие лабиринтные уплотнения в сочетании с передним корпусом 16 и задним корпусом 18, прикреплены к передней части И задние концы выходного вала 14, соответственно.
Сбалансированная конструкция двигателя по первому варианту осуществления настоящего изобретения характеризуется балансировкой двигателя посредством использования переднего дискообразного элемента 22F и заднего дискообразного элемента 22R после завершения сборки двигателя.
Обращаясь к фиг. Как показано на фиг.1 и 2, дискообразный элемент 22F (22R) выполнен на наружной поверхности, открытой снаружи, с множеством отверстий с внутренней резьбой (в этом варианте осуществления - 16 отверстий с внутренней резьбой) 22A в тех же радиальных положениях и С равными угловыми интервалами. Двигатель, показанный на фиг. 1 вращается под собственной мощностью привода на коммерческом балансировочном балансе поля, так что скорость вращения выходного вала 14 постепенно увеличивается до максимальной скорости вращения, например, 15 000 об / мин, для измерения ее дисбаланса. Затем балансировочный винт 26, который может быть зацеплен с отверстием 22А с внутренней резьбой, завинчивается в отверстие 22А с внутренней резьбой в соответствующую точку, в которой измеренный дисбаланс динамически регулируется в наименьшей возможной степени. На этом этапе, поскольку отверстия 22а с внутренней резьбой в обоих передних и задних дисках 22F и 22R могут использоваться для балансировки двигателя, точность регулировки баланса двигателя может быть увеличена.
Избирательное использование множества видов балансировочных винтов 26, имеющих разную длину, дополнительно улучшает точность балансировки. Для еще более точных балансировочных частей дискообразных элементов 22F и 22R можно просверлить до желаемых глубин, чтобы тем самым устранить любой остаточный дисбаланс двигателя.
Конструкция задней части электродвигателя, показанного на фиг. 3, включающая балансирующую структуру согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, отличается от конструкции задней части двигателя, показанного на фиг. 1. А именно, задний конец выходного вала 14 заканчивается у компонентов 24G и 24S датчика скорости вращения, а охлаждающий вентилятор 30 расположен за выходным валом 14.
Когда двигатель этого варианта осуществления должен быть динамически сбалансирован с помощью машины для выравнивания поля, охлаждающий вентилятор 30 и задняя крышка 18a заднего корпуса 18 временно удаляются. Передний дискообразный элемент 22F, предусмотренный на переднем конце двигателя, и зубчатый элемент 24G датчика скорости вращения на заднем конце выполнены с внутренними резьбовыми отверстиями 22A с равными угловыми интервалами, как показано на фиг. 2, а балансировочные винты 26 ввинчиваются в отверстия 22А с внутренней резьбой в соответствующие точки, чтобы тем самым устранить дисбаланс, измеренный балансировочной машиной.
ИНЖИР. 4 иллюстрирует зубчатый элемент 24G, рассматриваемый в направлении стрелки C.
ИНЖИР. Фиг.5 иллюстрирует электродвигатель, снабженный полым выходным валом 14 ', вместо выходного вала 14 двигателя, изображенного на фиг.5. 1. Полый выходной вал 14 'имеет передний конец, снабженный соединительным элементом 34, а задний конец соединен с поворотным соединением 32.
Настоящее изобретение также применимо к балансировке двигателя, который должен использоваться в режиме, показанном на фиг. 5.
Как видно из вышеприведенного описания, согласно настоящему изобретению, дисбаланс электродвигателя можно практически устранить после полной сборки двигателя, просто используя балансировочные винты. Поскольку дискообразные элементы для лабиринтных уплотнений и зубчатый элемент датчика скорости вращения для приема балансировочных винтов являются неотъемлемыми компонентами электродвигателя, использование дискообразных элементов для лабиринтных уплотнений или шестеренок в качестве средства Получения динамической балансировки двигателя не заметно увеличивает производственные затраты на двигатель. Кроме того, поскольку двигатель сбалансирован после завершения сборки двигателя, результирующий баланс двигателя очень точный.
