專利名稱:緩沖電機的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及到一種電機,尤其是涉及到鐵路駝峰調速設備、鐵路駝峰停車設備、鐵路到發(fā)線防溜設備、鐵路道岔轉換設備中所使用的電機。
背景技術:
目前用于鐵路駝峰調速設備中電動車輛減速器所使用的技術是中國專利CN2266546Y及CN2528674Y技術所使用的電機轉子因轉動慣量較大,斷軸更為嚴重;CN2266546Y技術所使用的電機除斷軸外還存在著電機的轉子與定子相互磨擦干涉的問題,即掃膛問題,以及因電機掃膛引起電動車輛減速器不緩解問題,上述問題嚴重影響了電動車輛減速器的發(fā)展;鐵路駝峰編組場停車設備及鐵路道岔轉換設備所使用的電機也存在著電機突然起動或突然停止時轉子的動能對電機軸的沖擊問題;鐵路到發(fā)線防溜設備尚未開發(fā)。
發(fā)明內容
本發(fā)明為解決電機的斷軸問題和電機的掃膛問題提供了一種方法,該方法是在緩沖電機中加入彈性元件或磨擦元件,用彈性元件或磨擦元件對系統(tǒng)進行緩沖,即用彈性元件或磨擦元件對緩沖電機中的運動部件以及對緩沖電機所驅動系統(tǒng)中的運動部件進行緩沖,尤其是用彈性元件或磨擦元件對高速轉動的轉子進行緩沖,以解決電機的斷軸問題;并使定子和轉子的兩端都得到支撐從而使定子和轉子的氣隙容易保證,或者使電機輸出元件不直接支撐在電機軸上,由與機架/大地相聯(lián)的支撐裝置或機殼來支撐,使電機輸出元件受到的垂直于電機輸出元件旋轉心軸方向的徑向力由電機機殼或支撐裝置支撐,不向電機軸傳遞,使定子與支撐在電機軸上的轉子之間的氣隙容易保證,解決電機的掃膛問題;用彈性元件或磨擦元件對系統(tǒng)進行緩沖時,可分為讓轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接和/或電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接以及在電機軸/轉子上加彈性元件/磨擦元件兩種;當轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接時,電機輸出元件可以直接與電機軸聯(lián)接也可以通過多個元件與電機軸聯(lián)接;當電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接時,電機軸與電機輸出元件之間也可以通過一個或多個元件相聯(lián)接,這里所說的元件可以包括各種減速元件、加速元件、聯(lián)軸器和其它所需聯(lián)接元件,減速元件如圓柱齒輪減速器、圓錐及圓錐與圓柱齒輪減速器、行星齒輪減速、諧波齒輪減速器、蝸桿及齒輪與蝸桿減速器、擺線針輪減速器或其它減速器,聯(lián)軸器可以是各種聯(lián)軸器,如磨擦聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器、可調心撥桿式聯(lián)軸器,彈性聯(lián)軸器可以是輪胎聯(lián)軸器,這里所說的多個元件也就是一種多個或多種多個元件串聯(lián)和/或并聯(lián)的組合;當在電機軸/轉子上加彈性元件時,彈性元件可以作用在緩沖電機各運動部件中的一個或幾個運動部件的行程末端,運動部件通過對彈性元件的壓縮或拉伸可以降低運動部件以及相關聯(lián)部件的運動速度,主要可以降低轉子和電機軸的轉速,以解決電機的斷軸問題,這里的彈性元件主要用于吸收沖擊動能,本文所說的在電機軸/轉子上加彈性元件是指只要彈性元件能直接或間接對電機軸/轉子產生作用就認為是彈性元件加在電機軸/轉子上;當在電機軸/轉子上加磨擦元件時,磨擦元件通過中間元件作用在轉子或電機軸上,當電機需要向系統(tǒng)做功時磨擦元件通過中間元件不對轉子或電機軸產生作用,當電機不需要向系統(tǒng)做功時磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸產生作用或磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸的部分行程產生作用,使轉子或電機軸的轉速降低并停在系統(tǒng)所需的位置上,中間元件可以是包含有棘輪、棘爪機構的各種元件;本文所說的在電機軸/轉子上加磨擦元件是指只要磨擦元件能直接或間接對電機軸/轉子產生作用就認為是磨擦元件加在電機軸/轉子上。
本文所說的電機軸是指電機中支撐著轉子并將電機的動力向外輸出的軸。
本文所說的電機輸出元件是電機或緩沖電機向外輸出動力的元件,如皮帶輪、鏈輪、凸輪、曲柄、撥桿等。
本文所說的轉子是指電機中在磁場力作用下轉動的部件,電機通過轉子在磁場力作用下的轉動使電機完成將電能轉化為機械能,轉子與定子結構形式及位置可以互換,凡是在磁場力作用下轉動使電機完成將電能轉化為機械能的那個部件本文即稱其為轉子。
轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接是指該非剛性聯(lián)接能完成轉子與電機軸之間工作扭矩的傳遞,假若將電機軸固定,對轉子施加一力矩或施加一逐漸增大至某一值的力矩,轉子可以在彈性元件產生的彈性阻力或磨擦元件產生的磨擦阻力作用下轉動或轉動一定的角度,該轉動的角度不包括由傳動間隙引起的轉動角度;電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接是指該種非剛性聯(lián)接能完成電機軸與電機輸出元件之間工作扭矩的傳遞,如果將電機輸出元件固定時,給電機軸施加一力矩或施加一逐漸增大至某一值的力矩,電機軸可以在彈性元件產生的彈性阻力或磨擦元件產生的磨擦阻力作用下轉動或轉動一定的角度,該轉動角度不包括傳動間隙引起的轉動角度;無論轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接還是電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接,在從轉子到電機輸出元件之間的所有傳動環(huán)節(jié)中,至少有一個環(huán)節(jié),是靠彈性元件與其它元件之間產生的彈性力或磨擦元件與其它元件之間產生的磨擦力來完成力的傳遞,或是在彈性元件與其它元件之間產生的彈性力/磨擦元件與其它元件之間產生的磨擦力作用下來完成力的傳遞;本文所說的在彈性元件與其它元件之間產生的彈性力或磨擦元件與其它元件之間產生的磨擦力作用下來完成力的傳遞是指這種彈性力或磨擦力不直接參與力的傳遞,但力的傳遞離不開這種彈性力或磨擦力,如行星齒輪減速器有兩個輸出自由度,一個自由度用于輸出動力,則另一自由度必須被固定,用于固定該自由度的彈性力或磨擦力雖不直接參與力的傳遞,但離開這種力就無法完成動力的傳遞,且當在動力的傳遞過程中一但有大的沖擊力產生,該被固定的自由度會在上述彈性元件產生的彈性阻力或磨擦元件產生的磨擦阻力作用下轉動,如果用彈性元件固定被固定的自由度,引起沖擊力的動能將會被彈性元件以彈性勢能的形式吸收,如果用磨擦元件固定被固定的自由度,引起沖擊力的動能將會被磨擦元件與被固定的自由度之間的相互磨擦以發(fā)熱的形式消耗掉,保護系統(tǒng)不會受到太大的沖擊力;在電機軸受到沖擊扭矩時,以上兩種非剛性聯(lián)接都是通過非剛性聯(lián)接部位的彈性元件或磨擦元件將轉子或系統(tǒng)的沖擊動能吸收或消耗掉,降低轉子或系統(tǒng)的沖擊動能對電機軸或對系統(tǒng)的沖擊,解決電機的斷軸問題和系統(tǒng)所受到的沖擊力過大的問題,本文所說的沖擊力包括沖擊扭矩和以及由沖擊扭矩引起的其它沖擊力;本文所說的磨擦元件與其它元件之間產生的磨擦力以及本文所說的磨擦元件產生的磨擦阻力或磨擦力都是指磨擦元件與其它元件(其它元件是指A端軸、行星齒輪減速器的一個輸出自由度等等)之間產生的磨擦力;當轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接/電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接且采取轉子內置時,轉子與定子的兩端都能得到支撐,使轉子與定子之間的氣隙容易保證,既解決了電機的斷軸問題又解決了電機的掃膛問題,本文所說的轉子內置是指轉子在定子內側;當電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接且電機輸出元件不直接支撐在電機軸上,而是支撐在電機機殼上或支撐在的支撐裝置上時,電機輸出元件受到的徑向力由電機機殼或支撐裝置承受,不向電機軸傳遞,使定子與支撐在電機軸上的轉子之間的氣隙容易保證,電機軸通過彈性聯(lián)軸器和/或磨擦聯(lián)軸器向電機輸出元件傳遞動力,既解決了電機軸因受到徑向力而引起的掃膛問題和又解決了電機的斷軸問題;本文所說的電機輸出元件受到的徑向力是指電機輸出元件受到的垂直于電機輸出元件的旋轉心軸方向的力;在緩沖電機的組成中或在緩沖電機向被驅動設備傳力過程中使用減速器,使電機的輸出轉速降低、輸出扭矩提高;如在行星齒輪減速器中與電機輸出元件相聯(lián)的那個自由度在向電機輸出元件傳力的過程中有一個環(huán)節(jié)是靠磨擦材料之間的磨擦力或彈性材料的彈性力來完成扭矩的傳遞,即采用了非剛性聯(lián)接,這里所說的非剛性聯(lián)接與前述非剛性聯(lián)接原理一樣,那么被固定的那個自由度可以剛性固定也可以柔性固定。
上述方法用于鐵路駝峰編組場減速設備、鐵路駝峰編組場停車設備、鐵路到發(fā)線防滑設備、鐵路道岔轉換設備,解決了電機轉子對這些設備的沖擊,這種方法用于電動車輛減速器時解決了電動車輛減速器所用電機的斷軸問題,又解決了電動車輛減速器因電機的掃膛而引起的不緩解問題;在電機的組成中或在電機向被驅動設備傳力過程中使用減速器,提高了電機的輸出扭矩,也提高了電動車輛減速器的制動能力與緩解能力,在滿足車輛減速器能順利完成制動與緩解動作的前提下,可以減少車輛減速器所用電機的個數。
本發(fā)明還提供了兩種緩沖電機,其中第一種緩沖電機包括轉子,電機軸、電機輸出元件等,該緩沖電機最重要的特征就是轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接和/或電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接,根據緩沖電機非剛性聯(lián)接部位的不同,第一種緩沖電機可分為三大類,第一類緩沖電機的特征是轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接;第二類緩沖電機的特征是電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接;第三類緩沖電機的特征是轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接的同時電機軸與電機輸出元件之間也非剛性聯(lián)接。
第一類緩沖電機除包括轉子、電機軸、電機輸出元件外,還包括前端蓋、后端蓋、殼身、定子、緩沖器等,前端蓋和后端蓋分別固定在機身的兩端形成機殼,轉子支撐在電機軸上,當轉子在定子內側時,定子固定在機身的內圓柱表面上,當轉子在定子外側時,定子固定在前端蓋或后端蓋上,電機輸出元件固定在電機軸上處在電機輸出端的那一端上,緩沖器將轉子與電機軸在圓周方向上聯(lián)結起來完成轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接,在沒有緩沖器作用時,轉子可以在電機軸上自由轉動,這里所說的自由轉動并非沒有任何阻力的自由轉動,只是說這些阻力與系統(tǒng)受到的沖擊力相比是比較小的,轉子與電機軸之間通過緩沖器才能完成扭矩的相互傳遞,當電機輸出元件因工作到位或其它原因突然停止轉動時,轉子與電機軸之間可以產生相對轉動或轉動一定的角度,使轉子的轉動動能或系統(tǒng)的其它動能貯存在彈性緩沖器的彈性元件中,或使轉子的轉動動能或系統(tǒng)的其它動能被磨擦緩沖器中的磨擦元件通過與其它元件之間相互磨擦以發(fā)熱的形式消耗掉;本文所說的緩沖器是指將轉子與電機軸在圓周方向上聯(lián)接起來,完成轉子與電機軸之間的力的傳遞,并實現轉子與電機之間的非剛性聯(lián)接。根據緩沖器的緩沖原理不同,緩沖器可分為彈性緩沖器和磨擦緩沖器兩種,緩沖器的功能就是完成轉子與電機軸之間正常工作扭矩的傳遞,且當轉子與電機軸之間有沖擊扭矩產生時,彈性緩沖器充許轉子與電機軸在彈性緩沖器中彈性元件產生的彈性阻力作用下,通過壓縮或拉伸彈性元件,使轉子與電機軸之間相對轉動一定的角度(不包括傳動間隙引起的轉動角度),使轉子的轉動動能或系統(tǒng)的動能貯存在彈性緩沖器的彈性元件中,而磨擦緩沖器是在當轉子與電機軸之間產生的沖擊扭矩增大到大于磨擦緩沖器充許傳遞的最大扭矩時,轉子與電機軸在磨擦緩沖器磨擦元件的磨擦阻力作用下產生相對轉動,使轉子的轉動動能或系統(tǒng)的其它動能以磨擦發(fā)熱的形式被消耗掉,所以緩沖器保證電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,解決了電機的斷軸問題,如果在用緩沖器來實現轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接的同時,讓緩沖電機的轉子內置,使轉子的兩端都支撐在電機軸上,定子的兩端都支撐在機殼上,這樣轉子與定子之間的氣隙容易保證均勻,這樣即解決了電機的斷軸問題,又解決了電機的掃膛問題。
如果將轉子看作是軸的一種,緩沖器也就是一種聯(lián)軸器,彈性緩沖器就是彈性聯(lián)軸器,磨擦緩沖器就是磨擦聯(lián)軸器;本文將聯(lián)軸器所聯(lián)接軸的兩部分軸體分別叫做A端軸和B端軸,則磨擦聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩部分軸體中通過磨擦力與磨擦聯(lián)軸器中磨擦元件相聯(lián)接的那部分軸體叫做A端軸,通過花鍵或平鍵或其它非磨擦聯(lián)接方式與磨擦聯(lián)軸器中磨擦元件相聯(lián)接的那部分軸體叫做B端軸;那么按這種分法,磨擦緩沖器所聯(lián)接的轉子和電機軸,也就是磨擦聯(lián)軸器所聯(lián)接的轉子和電機軸,也可以叫做A端軸和B端軸,既轉子叫做A端軸,電機軸叫做B端軸;彈性聯(lián)軸器所聯(lián)接的轉子和電機軸,同樣也可將轉子叫做A端軸,電機軸叫做B端軸。如果聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩部分軸體中通過磨擦力與磨擦聯(lián)軸器中磨擦元件相聯(lián)接的那部分軸體是電機軸,這種情況下轉子叫做B端軸,電機軸叫做A端軸。
彈性緩沖器即彈性聯(lián)軸器,它包括彈性元件,彈性元件的一個作用端直接或間接作用在轉子上,另一個作用端直接或間接作用在電機軸上,完成轉子與電機軸之間的彈性聯(lián)接。所以轉子與電機軸之間通過彈性元件與其它元件之間產生的彈性力實現正常工作扭矩的傳遞,當轉子與電機軸之間有沖擊扭矩產生時,轉子與電機軸將相對轉動一定的角度,改變作用在轉子與電機軸之間彈性元件的變形量,使轉子的動能或系統(tǒng)的動能以彈性勢能的形式貯存在彈性元件中,保護電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,解決了電機的斷軸問題,如果采用轉子內置,同時也解決了電機掃膛問題。
磨擦緩沖器即磨擦聯(lián)軸器,它包括磨擦元件、彈性元件等,磨擦元件通過平鍵或花鍵或其它方法與B端軸聯(lián)接在一起,磨擦元件的磨擦面與A端軸的磨擦面在彈性元件的作用下緊緊壓在一起,當A端軸轉動時,A端軸的磨擦面在磨擦力作用下通過磨擦元件的磨擦面帶動磨擦元件轉動,磨擦元件帶動B端軸轉動,所以A端軸與B端軸之間通過磨擦力實現正常工作扭矩的傳遞,當A端軸與B端軸之間有沖擊扭矩產生時,且產生的沖擊扭矩大于磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,A端軸的磨擦面與磨擦元件的磨擦面之間產生相對磨擦轉動,在磨擦阻力作用下,轉子的動能或系統(tǒng)的動能以磨擦發(fā)熱的形式被消耗掉,保護電機軸及系統(tǒng)不會受到太大的沖擊扭矩,解決了電機的斷軸問題,如果采用轉子內置,同時也解決了電機掃膛問題。
第二類緩沖電機采用電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接,該種非剛性聯(lián)接使電機輸出元件不直接固定在電機軸上,而是通過聯(lián)軸器和/或減速器來完成電機軸與電機輸出元件之間的扭矩傳遞,由于電機輸出元件不直接固定在電機軸上,根據電機輸出元件的固定方法,第二類緩沖電機又分為兩小類緩沖電機,第一小類緩沖電機的電機輸出元件由電機機殼支撐,聯(lián)軸器和/或減速器在電機的機殼內部,第二小類緩沖電機的電機輸出元件是由支撐裝置支撐,聯(lián)軸器和/或減速器既可在機殼內部也可在機殼外部。電機機殼指包容著轉子和定子的電機外殼。
第二類中的第一小類緩沖電機除包括轉子、電機軸、電機輸出元件外還包括電機機殼、聯(lián)軸器和/或減速器,電機輸出元件支撐在電機機殼上,電機軸通過聯(lián)軸器和/或減速器與電機輸出元件聯(lián)接在一起,并通過聯(lián)軸器和/或減速器向電機輸出元件輸出扭矩,電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接是通過聯(lián)軸器和/或減速器來實現,其中聯(lián)軸器可以是彈性聯(lián)軸器,也可以是磨擦聯(lián)軸器,也可以是十字溝槽聯(lián)軸器,也可以是其它各種聯(lián)軸器或其它各種聯(lián)軸器的組合,其中彈性聯(lián)軸器和磨擦聯(lián)軸器與第一類緩沖電機中所述彈性聯(lián)軸器和磨擦聯(lián)軸器作用原理相同,其中減速器可以是各種形式的減速器,如圓柱齒輪減速器、圓錐及圓錐與圓柱齒輪減速器、行星齒輪減速、諧波齒輪減速器、蝸桿及齒輪與蝸桿減速器、擺線針輪減速器或其它減速器;其中行星齒輪減速器可以是一齒差行星齒輪減速器;減速器相對于磨擦聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器,即可前置也可后置,減速器的輸入端與輸出端可以通過各種聯(lián)軸器與其它零部件相聯(lián)系,彈性聯(lián)軸器或磨擦聯(lián)軸器的緩沖作用解決了電機的斷軸問題;減速器降低了緩沖電機的轉速,提高了緩沖電機的輸出扭矩;電機輸出元件由電機殼支撐,使電機輸出元件受到的徑向力由電機殼傳給大地,不向電機軸傳遞,使支撐在電機軸上的轉子與定子之間的氣隙容易保證,且即使電機有輕微掃膛現象,由于電機軸沒有徑向力作用,支撐在電機軸上的轉子與定子之間也不會有太大的作用力,因此轉子與定子之間也不會產生太大的磨擦力,也就是說即使因電機的輕微掃膛而產生一定的磨擦力,由于產生的磨擦力太小使緩沖電機輸出扭矩的減小不明顯,不足以影響緩沖電機正常工作,這樣又解決了電機的掃膛問題;用于鐵路駝峰電動車輛減器,即解決了電機的斷軸問題,又解決了電機的掃膛問題,同時又解決了因電機掃膛引起的電機車輛減速器不緩解問題,由于緩沖電機中使用了減速器,降低了緩沖電機的轉速,提高了緩沖電機的輸出扭矩,也提高了電動車輛減器的制動和緩解能力,在滿足電動車輛減器能完成制動和緩解功能的前提下,可以降低緩沖電機的功率,減少電動車輛減器所需緩沖電機的個數。
第二類中的第二小類緩沖電機除包括電機軸、轉子、電機輸出元件外,還包括電機、支撐裝置、聯(lián)軸器和/或減速器,其中電機軸、轉子是電機的兩個組成部分,所以可以說第二類中的第二小類緩沖電機包括電機(電機包括電機軸和轉子)、電機輸出元件、支撐裝置、聯(lián)軸器和/或減速器;電機可以是標準電機或標準以外的非標電機,也可以是力矩電機,也可以是其它能將電能轉化機械能的裝置;電機輸出元件由支撐裝置支撐,電機輸出的扭矩由電機軸通過聯(lián)軸器和/或減速器傳給電機輸出元件,再由電機輸出元件向緩沖電機所驅動的系統(tǒng)輸出動力,電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接是通過聯(lián)軸器和/或減速器來實現,其中聯(lián)軸器可以彈性聯(lián)軸器,也可以是磨擦聯(lián)軸器,也可以是可調心撥桿式聯(lián)軸器,也可以是各種聯(lián)軸器的組合;這里的彈性聯(lián)軸器和磨擦聯(lián)軸器與第一類緩沖電機中所述的彈性聯(lián)軸器和磨擦聯(lián)軸器作用原理相同,其中減速器與第二類中的第一小類緩沖電機中所述的減速器一樣,可以是圓柱齒輪減速器、圓錐及圓錐與圓柱齒輪減速器、行星齒輪減速、諧波齒輪減速器、蝸桿及齒輪與蝸桿減速器、擺線針輪減速器或其它形式的減速器等;行星齒輪減速器可以是一齒差行星齒輪減速器;由于行星齒輪減速器有一個輸入端,而輸出端有兩個自由度,行星齒輪減速器的輸入端與彈性聯(lián)軸器或磨擦聯(lián)軸器或其它聯(lián)軸器相聯(lián),也可以直接或間接與電機相聯(lián);其輸出端的兩個自由度,其中一個自由度與電機輸出元件直接或間接相連,向電機輸出元件輸出動力,另一個自由度被柔性固定,柔性固定分彈性柔性固定和磨擦柔性固定兩種,用彈性元件來固定行星齒輪減速器的一個輸出自由度時叫彈性柔性固定,用磨擦元件來固定行星齒輪減速器的一個輸出自由度時叫磨擦柔性固定;當電機軸與電機輸出元件之間有沖擊扭矩產生時,若柔性固定是采用彈性元件固定,彈性元件在沖擊扭矩作用下產生變形,將轉子的轉動動能或系統(tǒng)的其它動能以彈性勢能的形式貯存在彈性元件中,使電機軸與電機輸出元件之間不會產生太大的沖擊扭矩,若柔性固定采用的是磨擦元件,當沖擊扭矩大于磨擦元件提供給減速器用于固定減速器一個自由度的設計最大扭矩時,減速器被固定的那個自由度在磨擦元件提供的磨擦力作用下開始轉動,使轉子的轉動動能和系統(tǒng)中的其它動能被磨擦元件與其它元件之間以相互磨擦發(fā)熱的形式被消耗掉,從而保證了電機軸與電機輸出元件之間不會有太大的沖擊扭矩產生,這兩種柔性固定方法中的任何一種都實現了電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接,是電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接的又一種形式,電機軸與電機輸出元件之間正常工作扭矩的傳遞必須在這種非剛性聯(lián)接部位的彈性力或磨擦力的作用下才能完成;緩沖電機可以采用彈性聯(lián)軸器和/或磨擦聯(lián)軸器來保證了電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,緩沖電機也可以采用兩種柔性固定方法中的任何一種或兩種來保證了電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,緩沖電機也可以采用彈性聯(lián)軸器和/或磨擦聯(lián)軸器與兩種柔性固定方法中的任何一種或兩種相互組合來保證了電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,同時由于電機輸出元件所受到的徑向力不會向電機軸傳遞,使支撐在電機軸上的轉子與定子之間的氣隙容易保證,解決了電機的掃膛問題,而且由于電機軸不受徑向力作用,即使支撐在電機軸上的轉子與定子之間有輕微的掃膛現象,也就不會產生太大的磨擦力,從而既解決了電機的斷軸問題,又解決了電機的掃膛問題;這種緩沖電機用于鐵路駝峰電動車輛減速器,既解決了電機的斷軸問題,也解決了電機因掃膛引起電機輸出扭矩嚴重減小而造成的電動車輛減速器的不緩解問題;若緩沖電機的結構中采用減速器,和第二類中的第一小類電機一樣可以提高緩沖電機的輸出扭矩、降低緩沖電機的功率,減少電動車輛減器所需緩沖電機的個數。
本文所說的對行星齒輪的一個輸出自由度柔性固定,是指為了使行星齒輪減速器的一個輸出自由度能正常輸出扭矩,須對行星齒輪減速器的另一個輸出自由度進行固定,且對該自由度的固定是柔性固定;本文將被柔性固定自由度叫做主動端,將柔性固定元件叫做被動端,柔性固定元件可以是彈性元件也可以是磨擦元件;這種對行星齒輪減速器的一個輸出自由度柔性固定也實現了電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接,是電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接的一種,該種非剛性聯(lián)接不是直接靠磨擦材料之間的磨擦力或彈性材料的彈性力來完成扭矩的傳遞,而是在磨擦材料之間的磨擦力或彈性材料的彈性力作用下完成扭矩的傳遞;根據這一根本原理,可以設計出各種各樣的固定方法,用磨擦力對行星齒輪減速器的一個自由度進行柔性固定就是其中一種柔性固定的方法,而且用磨擦力對行星齒輪減速器的一個自由度進行柔性固定也可以有各種各樣的形式,其中調力磨擦鉗就是其中一種,調力磨擦鉗包括鉸銷、磨擦鉗、調力元件、彈性元件等,鉸銷固定在支撐裝置上或其它與大地相聯(lián)的裝置上,兩個半圓形磨擦鉗鉸接在鉸銷上,在調力元件和彈性元件的作用下,兩個圓形磨擦鉗的開口縮小,將行星齒輪減速器的一個輸出自由度抱緊,通過調力元件改變彈性元件變形量的大小,以調整彈性元件對磨擦鉗作用力的大小,從而改變磨擦鉗與行星齒輪減速器之間產生磨擦力的大小,也就決定了這種柔性固定充許行星齒輪減速器輸出扭矩的大小,當行星齒輪減速器輸出的扭矩大于調力磨擦鉗充許輸出的最大扭矩時,磨擦鉗無法將行星齒輪減速器的一個輸出自由度固定,該自由度在磨擦鉗的磨擦阻力作用下轉動,從而將轉子的轉動動能或系統(tǒng)的其它動能以磨擦發(fā)熱的形式消耗掉,從而保證了電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,解決了電機的斷軸問題。調力磨擦鉗與鉗式磨擦聯(lián)軸器作用原理相同,鉗式磨擦聯(lián)軸器在緩沖電機工作過程中隨所聯(lián)接的軸一塊轉動,而調力磨擦鉗是固定的。第二類中的第一小類緩沖電機中所用的行星齒輪減速器也可以用上述柔性固定法。
本文所說的可調心撥桿式聯(lián)軸器的工作原理可以參看圖17所示的可調心撥桿式聯(lián)軸器,但其結構形式在完成傳力和調心功能的前提條件下可以千變萬化,可調心撥桿式聯(lián)軸器的特征是能完成主動端與被動端的傳力和調心,且能使被動端的運動滯后主動端一定的角度,其中當可調心撥桿式聯(lián)軸器是單拔桿時被動端運動滯后的角度在0到360度之間,當可調心撥桿式聯(lián)軸器是雙拔桿時被動端運動滯后的角度在0到180度之間,當可調心撥桿式聯(lián)軸器是n個拔桿時被動端運動滯后的角度在0到360/n度之間。所以廣義的可調心撥桿式聯(lián)軸器是指主動端與被動端可以調心、被動端運動滯后于主動端一定的角度、主動端與被動端在傳力接觸時可采用彈性接觸和非彈性接觸的聯(lián)軸器,該種聯(lián)軸器能將聯(lián)軸器兩端不同心的兩個物體很好的聯(lián)系起來,并能使與主動端相聯(lián)的物體如電機在無負荷的情況下起動并存貯動能,提高與主動端相聯(lián)物體(如電機)的動力性,如此種可調心撥桿式聯(lián)軸器用在鐵路駝峰調速設備中,可以提高調速設備的緩解能力和制動能力,尤其是能提高調速設備的緩解能力。
本文所說的支撐裝置是指支撐電機輸出元件的裝置,電機輸出元件受到的各種直線力通過支撐裝置傳給機架或大地;緩沖電機中的電機也可以固定在支撐裝置上也可以通過機架與大地相聯(lián)接或直接與大地相聯(lián)接。
本文所說彈性元件是指能產生彈性變形、可以將動能貯存為彈性勢能并能對與其有相互作用關系的零部件產生彈性力的元件,其組成材料可以是各種金屬類/非金屬類彈簧材料,如橡膠類材料、氣體類材料、圓柱彈簧、扭簧、碟簧、板簧等等,用于彈性緩沖器即彈性聯(lián)軸器中的彈性元件主要作用是將系統(tǒng)的動能貯存為彈性勢能,用于磨擦緩沖器即磨擦聯(lián)軸器中的彈性元件主要作用是對與其有相互作用關系的零部件產生彈性作用力,推動一個元件向另一個元件施加力,主要是向磨擦元件施加力。
本文所說的磨擦元件是指其組成部分含有磨擦材料且靠該磨擦材料與其相對應的其它磨擦材料之間的相互磨擦力來完成兩者之間力的傳遞或阻礙兩者之間產生相對運動的元件,其組成材料可以包含有石棉、金屬以及石棉與金屬的組合材料以及粉末冶金和其它磨擦材料等,本文所說的磨擦盤、磨擦鉗、磨擦蹄就是磨擦元件的各種不同結構形式中的幾種代表形式,本文所說調力磨擦鉗中的磨擦鉗與鉗式磨擦聯(lián)軸器中的磨擦鉗作用原理一樣。
本文所說的彈性聯(lián)軸器可以是輪胎式聯(lián)軸器。
本文所說的磨擦聯(lián)軸器是指凡是靠磨擦力來完成傳力的聯(lián)軸器,扭矩從磨擦聯(lián)軸器的一端傳向另一端,必有一個環(huán)節(jié)是靠磨擦力來完成力的傳遞;本文所說的磨擦聯(lián)軸器包括磨擦元件、彈性元件等,磨擦元件通過花鍵或平鍵或其它方式與磨擦聯(lián)軸器所聯(lián)接的B端軸聯(lián)接在一起,磨擦元件的磨擦面與磨擦聯(lián)軸器所聯(lián)接的A端軸的磨擦面在彈性元件的作用下緊緊壓在一起,當磨擦聯(lián)軸器一側的軸轉動時,另一側軸在磨擦力作用下一起轉動,當磨擦聯(lián)軸器傳遞的扭矩大于設計允許值時,磨擦聯(lián)軸器的磨擦元件與被聯(lián)接軸的磨擦面之間開始產生相對轉動,使電機軸在任何時候受到的沖擊扭矩不能太大,保護電機軸及系統(tǒng)不被破壞。
本文所說的磨擦緩沖器也就是說磨擦聯(lián)軸器,可以是單面盤式磨擦聯(lián)軸器,它包括彈性元、磨擦盤、位置調整元件,其中磨擦盤與B端軸通過花鍵或平鍵在圓周方向上聯(lián)結一起,磨擦盤與B端軸不能相對轉動,但磨擦盤可以沿B端軸的軸向與B端軸作相對運動;磨擦盤的磨擦面與A端軸的磨擦面相接觸,彈性元件在位置調整元件與磨擦盤之間,通過調整位置調整元件在B端軸上的位置,推動彈性元件將磨擦盤的磨擦面壓在A端軸的磨擦面上,當A端軸轉動時,在A端軸與磨擦盤之間的磨擦力作用下,A端軸帶動磨擦盤轉動,磨擦盤帶動B端軸轉動,當A端軸與B端軸之間產生的沖擊扭矩大于磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,A端軸與磨擦盤之間在磨擦阻力作用下產生相對轉動,既A端軸與B端軸之間在緩沖器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,保護從轉子到電機輸出元件之間的所有零部件不會受到太大的沖擊力,也保護了電機軸不受破壞。
本文所說的磨擦聯(lián)軸器,也可以是雙面盤式磨擦聯(lián)軸器,它包括彈性元件、磨擦盤、壓盤、位置調整元件,其中磨擦盤通過花鍵或平鍵與B端軸在圓周方向上聯(lián)結在一起,壓盤固定在A端軸上隨A端軸一塊轉動且壓盤可以在A端軸上沿A端軸的軸線有一定量的軸向滑動,磨擦盤的兩側有兩個磨擦面,磨擦盤處在壓盤的磨擦面與A端軸的磨擦面之間,彈性元件在位置調整元件與壓盤之間,通過調整位置調整元件在B端軸上的位置,推動彈性元件帶動壓盤將磨擦盤夾在壓盤與A端軸的磨擦面之間,當A端軸轉動時,A端軸帶動壓盤轉動,A端軸與壓盤在磨擦力作用下帶動磨擦盤轉動,磨擦盤帶動B端軸轉動,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,磨擦盤與A端軸和壓盤之間在磨擦阻力作用下產生相對轉動,既A端軸與B端軸之間在磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
本文所說的磨擦聯(lián)軸器,也可以是帶外殼的盤式磨擦聯(lián)軸器,它包括彈性元件、壓盤、磨擦盤、外殼等,壓盤、磨擦盤的個數可以是多個,壓盤和磨擦盤的個數相等且相間排列,外殼固定在A端軸上,緩沖器中的磨擦盤通過花鍵或平鍵與B端軸聯(lián)結在一起,磨擦盤可以沿B端軸作軸向移動,但不能與B端軸作相對轉動,A端軸磨擦面與最近的那個磨擦盤的磨擦面相接觸,該磨擦盤的另一個磨擦面與壓盤的磨擦面相接觸;壓盤固定在外殼上,與外殼一起轉動,且壓盤能沿外殼的軸線方向即A端軸的軸線方向滑動;外殼與A端軸一起轉動,彈性元件一端作用在外殼上,一端作用在離A端軸磨擦面最遠的那個壓盤上,壓盤在彈性元件的作用下,壓盤的磨擦面與A端軸的磨擦面將磨擦盤夾緊或相鄰兩壓盤的磨擦面將磨擦盤的磨擦面夾緊,當A端軸轉動時,A端軸帶動外殼轉動,外殼帶動壓盤轉動,A端軸與壓盤在磨擦力作用下帶動磨擦盤轉動,磨擦盤帶動B端軸轉動,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,磨擦盤與A端軸和壓盤之間在磨擦阻力作用下產生相對轉動,既A端軸與B端軸之間在磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
本文所說的磨擦聯(lián)軸器可以是夾盤式磨擦聯(lián)軸器,本文所說的夾盤式磨擦聯(lián)軸器是指兩個磨擦盤將磨擦元件夾在中間,其中一個磨擦盤是主動端,另一個是被動端,主動端磨擦盤可以在主/被動端一側的軸上自由轉動,當主動端磨擦盤在彈性元件的作用下將磨擦元件夾主動端磨擦盤與被動端磨擦盤的兩磨擦面之間時,在磨擦力作用下主動端帶動被動端轉動向電機輸出元件一側輸出動力,當傳遞扭矩大設定扭矩時被動端與主動端磨在磨擦力作用下相對轉動,以吸收系統(tǒng)的沖擊動能。
本文所說的所有盤式磨擦聯(lián)軸器磨擦盤的磨擦面可以是平面或錐面或圓柱面,壓盤磨擦面的形狀和A端軸磨擦面的形狀與磨擦盤磨擦面的形狀對應,也可以是平面或錐面或圓柱面,磨擦盤的磨擦面可以是雙面也可是單面,磨擦盤的個數可以是一個也可以是多個,當磨擦盤的磨擦面是雙面時,壓盤與磨擦盤個數相等且相間排列;盤式磨擦聯(lián)軸器所能傳遞扭矩的大小可以通過調整彈性元件變形量的大小來調整,也可以通過改變所用磨擦聯(lián)軸器內磨擦盤的個數和磨擦盤磨擦面積的大小來實現,A端軸可以通過磨擦盤間接支撐在B端軸上,A端軸也可以直接支撐在B端軸上。本文所說的外殼是固定在A端軸上,壓盤固定在外殼上,有時壓盤直接固定在A端軸上。磨擦聯(lián)軸器中的盤式磨擦聯(lián)軸器根據磨擦盤的個數和磨擦面是單面或是雙面以及磨擦面是平面或是錐面,可以分為單面盤式磨擦緩沖器和雙面盤式磨擦緩沖器等,單面盤式磨擦緩沖器又可以分為單面單片平面型盤式磨擦緩沖器和單面單片錐面型盤式磨擦緩沖器,雙面盤式磨擦緩沖器可以分為雙面單片平面型盤式磨擦緩沖器、雙面單片錐面型盤式磨擦緩沖器、雙面多片平面型盤式磨擦緩沖器和雙面多片錐面型盤式磨擦緩沖器等。
本文所說的磨擦聯(lián)軸器可以是蹄式磨擦聯(lián)軸器,它包括磨擦蹄、加力凸輪、彈性元件,蹄式磨擦聯(lián)軸器在A端軸內側,磨擦蹄的成半圓柱形的磨擦面與A端軸磨擦面接觸,半圓形磨擦蹄可以兩個呈圓周形對稱放置也可以兩個呈圓周形依次放置,對稱放置的兩個半圓形磨擦蹄各自的一端可以共用一個鉸軸鉸接在A端軸上,其中共用鉸軸固定在B端軸上,也可以分別鉸接在兩個固定在B端軸上的鉸軸上,另一端分別與同一個加力凸輪相聯(lián)接;當兩個磨擦蹄呈圓周形依次放置,則兩個磨擦蹄分別鉸接在兩個固定在B端軸上的鉸軸上,另一端分別與兩個加力凸輪相連,加力凸輪支撐在B端軸上,彈性元件一端固定在B端軸上,一端作用在加力凸輪上,給凸輪施加一個旋轉力矩,凸輪在彈性元件的彈力作用下旋轉推動磨擦蹄的自由端張開壓向A端軸磨擦面,壓力的大小通過調整彈性元件的變形量來調整,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于蹄式磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,A端軸與B端軸之間在蹄式磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
本文所說的磨擦聯(lián)軸器可以是鉗式磨擦聯(lián)軸器,它包括磨擦鉗、彈性元件、加力調整元件等,兩個半圓形磨擦鉗呈圓周形對稱放置,兩個半圓形磨擦鉗各自的一端可以共同鉸接在一個鉸軸上,也可以分別鉸接兩個鉸軸上,其中共用鉸軸固定在B端軸上,兩個半圓形磨擦鉗抱在A端軸上,對A端軸抱緊力的大小由加力調整元件來調整,加力調整元件通過改變彈性元件的變形量,再通過彈性元件將兩個半圓形磨擦鉗自由端的開口距離向小的方向收縮,使兩個半圓形磨擦鉗的磨擦面緊緊抱在A端軸的磨擦面上,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于鉗式磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,A端軸與B端軸在鉗式磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
第三類緩沖電機的特征是轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接的同時,電機軸與電機輸出元件之間也非剛性聯(lián)接,既具有第一類緩沖電機特點,也具有第二類緩沖電機的特點。
根據本發(fā)明方法提供的另一種緩沖電機是在電機軸/轉子上加彈性元件/磨擦元件,當在電機軸/轉子上加彈性元件時,彈性元件可以作用在緩沖電機各運動部件中的一個或幾個運動部件的行程末端,運動部件通過對彈性元件的壓縮或拉伸可以降低運動部件以及相關聯(lián)部件的運動速度,主要可以降低轉子和電機軸的轉速,以解決電機的斷軸問題;當在電機軸/轉子上加磨擦元件時,磨擦元件通過中間元件作用在轉子或電機軸上,當電機需要向所驅動系統(tǒng)做功時磨擦元件通過中間元件不對轉子或電機軸產生作用,當電機不需要向所驅動系統(tǒng)做功時磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸產生作用或磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸的部分行程產生作用,使轉子或電機軸的轉速降低并停在系統(tǒng)所需的位置上,中間元件可以是棘輪、棘爪機構;這里所說的磨擦元件可以是鉗式磨擦減速器中的磨擦鉗。鉗式磨擦減速器與調力磨擦鉗外形相似,它包括磨擦鉗、彈性元件、加力調整元件等,兩個半圓形磨擦鉗呈圓周形對稱放置,兩個半圓形磨擦鉗各自的一端可以共同鉸接在一個鉸軸上,也可以分別鉸接兩個鉸軸上,其中共用鉸軸固定在與大地相聯(lián)的機架(鐵路駝峰編組場減速設備中所用的電動車輛減速器中所說的機架是指軌枕和與軌枕固定在一起用于固定電機的大地板)上,兩個半圓形磨擦鉗抱在中間元件上,對中間元件抱緊力的大小由加力調整元件來調整,加力調整元件通過改變彈性元件的變形量,再通過彈性元件將兩個半圓形磨擦鉗自由端的開口距離向小的方向收縮,使兩個半圓形磨擦鉗的磨擦面緊緊抱在中間元件的磨擦面上。
緩沖電機的轉子組成也可以是包括支撐體、導磁層、導電層等,導磁層固定在支撐體上,導電層固定在導磁層的表面上或固定在支撐體與導磁層的共同表面上,導電層緊鄰氣隙,導電層的厚度在0.1毫米至1.6毫米之間,其中導磁層是用硅鋼片或矽鋼片或其它高導磁材料組成,導磁層可以用整張單層高導磁材料包繞在支撐體表面,也可以用整張多層高導磁材料包繞在支撐體表面,導磁層也可以是由導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成,支撐體可以用鑄鋼或鑄鐵或其它鐵合金材料組成,導電層可以是銅或銀或鋁或銅合金或銀合金或鋁合金或其它導電材料組成,導磁層通過焊接/粘接/鉚接/噴涂/爆炸/過盈配合的方法固定在支撐體表面上,導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在導磁層表面上或支撐體與導磁層的共同表面上;為簡化加工工藝降低成本,導磁層可以不要;當不要導磁層時,導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在支撐體表面上;導電層也可以是繞在導磁層的齒槽中的線圈。
本文所說的定子是指與機殼固定在一起不能轉動的部件為定子,能轉動的另一個部件為轉子,定子與轉子之間有相互電磁作用力,定子與轉子的結構形式可以互換,定子與轉子的位置也可以互換,定子在轉子內側為內置電機,定子在轉子外側為外置電機。
當轉子勵磁時,定子也可以具有上述轉子的構造形式及加工方法,此時的勵磁線圈可以在轉子上,且當定子的導磁層不用硅鋼片或矽鋼片或其它高導磁材料,可以直接用機殼作為導磁層,則導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在機殼的內表面上,導電層可以是銅或銀或鋁或銅合金或銀合金或鋁合金或其它導電材料組成;當機殼作為導磁層時,機殼在保證使用強度的情況下盡量用低含碳鋼,如用含碳量在0.45%以下的低碳鋼,如45#鋼、35#鋼、A3鋼、B3鋼等,盡量不用高碳鋼或鑄鐵類材料;如果機殼作為導磁層且機殼是用高碳鋼或鑄鐵類材料制造時,機殼內可再加一層用硅鋼片或矽鋼片或其它高導磁材料或低含碳鋼做成的導磁層,此時機殼既可用低碳鋼也可用高碳鋼或鑄鐵或其它材料,導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在導磁層的內表面上,這時的導磁層通過焊接/粘接/鉚接/過盈配合的方法固定在機殼的內表面上。用機殼作為導磁層可以使機殼和導磁層合二為一,省去一個部件以節(jié)約成本,同時導電層附著在機殼的內表面上,因導電層熱脹系數比導磁層熱脹系數大,在電機受熱時導電層與導磁層氣隙越來越小,這種定子形式避免了在生產內轉子電機時使轉子的導電層附著在轉子的外表面上,引起因導電層熱脹系數比導磁層熱脹系數大,在電機受熱時導電層與導磁層將會全部或局部分離,導電層與導磁層之間的氣隙越來越大,引起電機掃膛。
上述兩種緩沖電機以及上述方法可以用于鐵路駝峰減速設備、鐵路駝峰停車設備、鐵路到發(fā)線防滑設備、鐵路道岔轉換設備;鐵路到發(fā)線防溜設備及鐵路駝峰停車設備也可以采用標準電機或其它力矩電機或其它能將電能轉化為機械能的各種裝置;鐵路到發(fā)線防溜設備可以用上述兩種緩沖電機或其它力矩電機或標準電機或其它各種將電能變?yōu)闄C械能的裝置為動力驅動各種形式的液壓泵,再用液壓泵驅動各種形式的液壓缸來推動執(zhí)行機構完成鐵路到發(fā)線防溜設備的動作。
圖1所示的緩沖電機為轉子在定子內側,電機軸通過彈性聯(lián)軸器與電機輸出元件實現非剛性聯(lián)接,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的雙層導磁層,轉子與電機軸剛性聯(lián)接。
圖2所示的緩沖電機采用內置轉子單緩沖器,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖器是帶外殼的雙面單片平面型盤式磨擦緩沖器。
圖3所示的緩沖電機采用內置轉子雙緩沖器,緩沖器是單面單片平面型盤式磨擦緩沖器,緩沖器靠電機軸上的位置調整元件即螺母來調整彈性元件的變形量,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的雙層導磁層。
圖4所示的緩沖電機采用內置轉子雙緩沖器,其中一個緩沖器是雙面單片平面型盤式磨擦緩沖器,另一個緩沖器是單面單片平面型磨擦緩沖器;緩沖器靠電機軸上的位置調整元件即螺母來調整彈性元件的變形量,轉子上有導電層及由多層導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成的單層導磁層,彈性元件包括多個碟彈簧,轉子直接以間隙配合或過盈配合的方式直接支撐在電機軸上。
圖5所示的緩沖電機采用內置轉子雙緩沖器,緩沖器是單面單片平面型盤式磨擦緩沖器,緩沖器靠電機軸上的位置調整元件即螺母來調整彈性元件的變形量,轉子上有導電層及由整張導磁材料組成的單層導磁層,彈性元件包括多個碟彈簧,轉子直接以間隙配合的方式直接支撐在電機軸上。
圖6所示的緩沖電機采用內置轉子雙緩沖器,緩沖器是單面單片平面型盤式磨擦緩沖器,緩沖器靠電機軸上的位置調整元件即螺母來調整彈性元件的變形量,轉子上有導電層無導磁層,彈性元件包括多個碟彈簧,轉子直接以間隙配合的方式直接支撐在電機軸上。
圖7所示的緩沖電機采用內置轉子雙緩沖器,緩沖器是單面單片平面型盤式磨擦緩沖器,緩沖器靠電機軸上的位置調整元件即螺母來調整彈性元件的變形量,轉子上有導電層及由多層導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成的單層導磁層,彈性元件包括多個碟彈簧,轉子直接以間隙配合的方式直接支撐在電機軸上。
圖8所示的緩沖電機采用內轉子雙緩沖器,緩沖器是單面單片平面型盤式磨擦緩沖器,緩沖器靠電機軸上的位置調整元件即螺母來調整彈性元件的變形量,轉子上沒有導磁層,導電層直接固定在支撐體上,轉子通過磨擦盤間接支撐在電機軸上。
圖9所示的緩沖電機采用轉子外置單緩沖器,緩沖器是雙面單片平面型盤式磨擦緩沖器,緩沖器帶有外殼且外殼固定在轉子上,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的雙層導磁層,轉子通過滑動軸承支撐在電機軸上。
圖10所示的緩沖電機采用內置轉子單緩沖器,緩沖器是雙面單片平面型盤式磨擦緩沖器,緩沖器帶有外殼且外殼固定在轉子上,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的單層導磁層,轉子通過滾動軸承支撐在電機軸上,電機軸通過減速器向電機輸出元件輸送動力。
圖11所示的緩沖電機采用內置轉子,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的雙層導磁層,緩沖器為鉗式磨擦緩沖器,轉子通過滑動軸承支撐在電機軸上。
圖12所示的緩沖電機采用內置轉子,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖器為蹄式磨擦緩沖器,轉子的一端通過滾動軸承支撐在電機軸上,另一端以間隙配合的方式直接支撐在電機軸上。
圖13所示的緩沖電機采用內置轉子,轉子上有導電層及整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖器為彈性緩沖器,轉子直接以間隙配合的方式直接支撐在電機軸上。
圖14所示的緩沖電機為內置轉子雙緩沖器,緩沖器靠電機軸上的位置調整元件即螺母來調整彈性元件的變形量,轉子為鑄鋁轉子,轉子的導磁層是由多層導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成的單層導磁層,轉子的導磁層中開有導磁槽,轉子通過磨擦盤以間隙配合的方式間接支撐在電機軸上。
圖15所示的緩沖電機采用內置轉子雙緩沖器,緩沖器是單面單片平面型盤式磨擦緩沖器,電機輸出元件由支撐裝置支撐,電機通過外置減速器向電機輸出元件輸送動力。
圖16所示的緩沖電機,電機輸出元件由支撐裝置支撐,電機通過外置緩沖器向電機輸出元件輸送動力,電機可以是標準電機或力矩電機或其它能將電能轉化為機械能的各種裝置。
圖17所示的緩沖電機與圖16所示的緩沖電機是用夾盤式磨擦聯(lián)軸器和可調心撥桿式聯(lián)軸器將電機與電機輸出元件聯(lián)接在一起。
圖18所示的緩沖電機與圖17所示的緩沖電機工作原理相似。
圖19所示的緩沖電機,對行星齒輪減速器的一個輸出自由度柔性固定。
圖20所示的緩沖電機,在電機軸上加磨擦元件。
具體實施例方式
實現本發(fā)明的想法可以有多種方案,本說明書不可能一一列舉,下面僅舉幾個典型例子來說明本發(fā)明的主體思想。
圖1至圖14所示的緩沖電機共同點是各圖所示的緩沖電機都包括電機殼身4、前端蓋3、后端蓋13、定子5、轉子、電機軸2、曲柄1、凸輪15、斷電器14等,這里的曲柄1也即電機輸出元件,其中前端蓋3和后端蓋13分別固定電機殼身4的兩端,曲柄1固定在電機軸2的輸出端上;凸輪15固定在伸出后端蓋13的電機軸2的末端并與斷電器14相聯(lián)接,且凸輪15的偏心與曲柄1有一定的對應關系;斷電器14固定在后端蓋13的外端面上,斷電器14可以根據凸輪15的偏心位置判斷曲柄1是否工作到位,斷電器14的組成包括各種各樣的位置開關中的某一種位置開關,凸輪15也可以是根據該種位置開關能對應地給出位置信號的其它各種裝置,斷電器14能對應地根據凸輪15的位置給緩沖電機的控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號,使緩沖電機斷電/延時斷電或給電/延時給電,控制緩沖電機的給電和斷電。除圖9外圖1至圖8及圖10至圖14所示的緩沖電機轉子內置,即轉子在定子5內側,則定子固定在電機殼身4的內圓柱表面上;圖9所示的緩沖電機轉子外置,即轉子在定子5外側,則定子固定在緩沖電機的前端蓋3上。下面對圖1至圖14所示的緩沖電機不同點做進一步說明如圖1所示的緩沖電機還包括支撐外殼17,其轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由兩整張導磁材料組成的雙層導磁層;轉子與電機軸剛性的聯(lián)接在一起,電機軸2通過聯(lián)軸器19向曲柄1即電機輸出元件1輸送動力。支撐外殼17固定在前端蓋3上,聯(lián)軸器19處在支撐外殼17內腔,當緩沖電機的電機輸出元件1在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,如果聯(lián)軸器19是彈性聯(lián)軸器,則彈性聯(lián)軸器的兩端(即彈性聯(lián)軸器所聯(lián)接的A端軸和B端軸)產生相對運動,壓縮或拉伸彈性聯(lián)軸器中的彈性元件,使轉子的轉動動能即沖擊動能貯存在彈性聯(lián)軸器中的彈性元件中;如果聯(lián)軸器19是磨擦聯(lián)軸器,當電機輸出元件與轉子之間產生的扭矩大于磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,則磨擦聯(lián)軸器的兩端(即磨擦聯(lián)軸器所聯(lián)接的A端軸和B端軸)產生相對滑動。
如圖2所示的緩沖電機還包括緩沖器(緩沖器也即聯(lián)軸器),緩沖器包括磨擦盤9、彈性元件11、壓盤10、外殼12等,轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖電機的轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承固定在前端蓋3和后端蓋13上;轉子通過滾動軸承支撐在電機軸2上,磨擦盤9通過花鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,外殼12固定在轉子上,外殼12隨轉子轉動,壓盤10固定在外殼12上并隨外殼一塊轉動,壓盤10可在外殼12上沿外殼的軸線即電機軸方向滑動,彈性元件11固定在外殼上,彈性元件11在外殼的作用下推動壓盤10沿電機軸方向滑動,將磨擦盤9緊緊夾在壓盤10的磨擦面和轉子的磨擦面之間,轉子轉動時帶動緩沖器的外殼12、壓盤10、彈性元件11轉動,緩沖器的磨擦盤9在轉子和壓盤10的磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當緩沖電機的電機輸出元件即曲柄在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子與磨擦盤9之間產生相對滑動。
如圖3所示的緩沖電機還包括兩個緩沖器,緩沖器包括磨擦盤9、彈性元件11、位置調整元件18等,轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由兩張整張導磁材料組成的雙層導磁層,轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承固定在前端蓋3和后端蓋13上;轉子通過滾動軸承支撐在電機軸上,磨擦盤9通過平鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,位置調整元件18(本圖是以電機軸2為螺桿的螺母)可以在電機軸上旋轉并沿電機軸前后運動,彈性元件11處在位置調整元件18與磨擦盤9之間,旋轉位置調整元件18可以推動彈性元件11將磨擦盤9的磨擦面和轉子的磨擦面緊緊地壓在一起,當轉子轉動時,緩沖器的磨擦盤9在轉子磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當緩沖電機的電機輸出元件即曲柄在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當電機輸出元件即曲柄與轉子之間產生的扭矩大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩時,轉子與磨擦盤9之間產生相對滑動,使電機軸受到的沖擊扭矩不能大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩,從而解決了電機的斷軸問題。
如圖4所示的緩沖電機還包括兩個緩沖器,其中一個緩沖器是單面單片平面型盤式磨擦緩沖器,其作用原理與圖3所示的緩沖器相似;另一個緩沖器是雙面單片平面型盤式磨擦緩沖器,雙面單片平面型磨擦緩沖器包括磨擦盤9、壓盤10、彈性元件11、位置調整元件18等,緩沖器的彈性元件11包括三個串聯(lián)的碟簧,該緩沖器的磨擦盤9有二個磨擦面,轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成的單層導磁層,轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承固定在前端蓋3和后端蓋13上,轉子以間隙配合直接支撐在電機軸上,磨擦盤9通過花鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,位置調整元件18(本圖是以電機軸2為螺桿的螺母)可以在電機軸上旋轉并沿電機軸前后運動,壓盤10固定在轉子上隨轉子轉動并能沿轉子的心軸方向前后移動,彈性元件11處在位置調整元件18與壓盤10之間,旋轉位置調整元件18可以通過彈性元件11推動壓盤10使壓盤的磨擦面和轉子的磨擦面緊緊地夾住磨擦盤9的兩個磨擦面,緩沖器的磨擦盤9在轉子和壓盤10的磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當緩沖電機的電機輸出元件在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當電機輸出元件與轉子之間產生的扭矩大于兩個緩沖器所能傳遞的最大扭矩時,轉子與磨擦盤9之間產生相對滑動。
如圖5所示的緩沖電機還包括兩個緩沖器,緩沖器包括磨擦盤9、彈性元件11、位置調整元件18等,緩沖器的彈性元件11包括三個串聯(lián)的碟簧,轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖電機的轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承固定在前端蓋3和后端蓋13上,轉子直接支撐在電機軸上,磨擦盤9通過花鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,位置調整元件18(本圖是以電機軸2為螺桿的螺母)可以在電機軸上旋轉并沿電機軸前后運動,彈性元件11處在位置調整元件18與磨擦盤9之間,旋轉位置調整元件18可以推動彈性元件11將緩沖器的磨擦盤9的磨擦面和轉子的磨擦面緊緊地壓在一起,當轉子轉動時,緩沖器的磨擦盤9在轉子磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當緩沖電機的電機輸出元件在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當電機輸出元件與轉子之間產生的扭矩大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩時,轉子與磨擦盤9之間產生相對滑動,使電機軸受到的沖擊扭矩不能大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩,從而解決了電機的斷軸問題。
如圖6所示的緩沖電機還包括兩個緩沖器,該緩沖電機的轉子包括支撐體8和導電層6等,轉子上的導電層6直接固定在支撐體8上,支撐體8直接作為導磁層,該圖除該緩沖電機的轉子上無導磁層外,其它結構形式以及作用原理與圖5所示的緩沖電機相同。
如圖7所示的緩沖電機還包括兩個緩沖器,該緩沖電機的轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6,其中導磁層7是由導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成的單層導磁層,轉子上的導磁層7固定在支撐體8上,導電層6固定在支撐體8和導磁層7的共同表面上,除該緩沖電機轉子的結構與圖5所示緩沖電機轉子的結構上稍有不同外,其它結構形式以及作用原理與圖5所示的緩沖電機相同。
如圖8所示的緩沖電機還包括兩個緩沖器,緩沖器包括磨擦盤9、彈性元件11、位置調整元件18等,轉子包括支撐體8和導電層6等,支撐體8除穿軸用的軸孔外其它部分都是實心體,該圖中的轉子無特設導磁層,轉子上的導電層6直接固定在支撐體8上,支撐體8是一種導磁材料,所以支撐體8就是導磁層,緩沖電機的轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承固定在前端蓋3和后端蓋13上;轉子通過磨擦盤9間接支撐在電機軸上,磨擦盤9通過平鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,位置調整元件18(本圖是以電機軸2為螺桿的螺母)可以在電機軸上旋轉并沿電機軸前后運動,彈性元件11處在位置調整元件18與磨擦盤9之間,旋轉位置調整元件18可以推動彈性元件11將緩沖器的磨擦盤9的磨擦面和轉子的磨擦面緊緊地壓在一起,當轉子轉動時,緩沖器的磨擦盤9在轉子磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當緩沖電機的電機輸出元件在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當電機輸出元件與轉子之間產生的沖擊扭矩大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩時,轉子與磨擦盤9之間產生相對滑動,使電機軸受到的沖擊扭矩不能大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩,從而解決了電機的斷軸問題。
如圖9所示的緩沖電機還包括一個緩沖器,緩沖器包括磨擦盤9、彈性元件11、壓盤10、外殼12等,轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由整張導磁材料組成的雙層導磁層,緩沖電機的轉子外置,定子5固定在前端蓋3上(定子5也可以固定在后端蓋13上);電機軸2通過滾動軸承和滑動軸承固定在前端蓋3和后端蓋13上,轉子通過滑動軸承支撐在電機軸上,磨擦盤9通過花鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,外殼12固定在轉子上,外殼隨轉子轉動,壓盤10固定在外殼12上并隨外殼一塊轉動,壓盤10可在外殼12上沿外殼的軸線方向即電機軸的軸線方向滑動,彈性元件11固定在外殼上,彈性元件11在外殼的作用下推動壓盤10沿電機軸方向滑動,將磨擦盤9緊緊夾在壓盤10的磨擦面和轉子的磨擦面之間,轉子轉動時帶動緩沖器的外殼12、壓盤10、彈性元件11轉動,緩沖器的磨擦盤9在轉子和壓盤10磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當緩沖電機的電機輸出元件在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當電機輸出元件與轉子之間產生的扭矩大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩時,轉子與磨擦盤9之間產生相對滑動,使電機軸受到的沖擊扭矩不能大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩,從而解決了電機的斷軸問題。
如圖10所示的緩沖電機還包括一個緩沖器和支撐外殼17和減速機構16等,緩沖器包括磨擦盤9、彈性元件11、壓盤10、外殼12等,轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖電機的轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2的通過滾動軸承支撐在前端蓋3和后端蓋13上;減速機構16處支撐外殼17的內腔,減速機構16將電機軸2與電機輸出元件聯(lián)接起來,電機軸2通過減速機構16將動力傳給電機輸出元件;轉子通過滾動軸承支撐在電機軸上,磨擦盤9通過花鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,外殼12固定在轉子上,外殼隨轉子轉動,壓盤10固定在外殼12上并隨外殼一塊轉動,壓盤10可在外殼12上沿外殼的軸線方向即電機軸的軸線方向滑動,彈性元件11固定在外殼上,彈性元件11在外殼的作用下推動壓盤10沿電機軸方向滑動,將磨擦盤9緊緊夾在壓盤10的磨擦面和轉子的磨擦面之間,轉子轉動時帶動緩沖器的外殼12、壓盤10、彈性元件11轉動,緩沖器的磨擦盤9在轉子和壓盤10磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當固定在電機輸出元件的曲柄1在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當電機輸出元件與轉子之間產生的扭矩大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩時,轉子與磨擦盤9之間產生相對滑動,使電機軸受到的沖擊扭矩不能大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩,從而解決了電機的斷軸問題。
如圖11所示的緩沖電機還包括一個鉗式磨擦緩沖器即鉗式磨擦聯(lián)軸器,鉗式磨擦緩沖器包括磨擦鉗19、彈性元件11、加力調整元件20等,緩沖器的彈性元件11主要是由圓柱彈簧組成;轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由兩整張導磁材料組成的雙層導磁層,緩沖電機的轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承支撐在前端蓋3和后端蓋13上,轉子直接支撐在電機軸上,鉗式磨擦緩沖器的兩個半圓形磨擦鉗19呈圓周形對稱放置抱在電機軸上,兩個半圓形磨擦鉗各自的一端共用一個鉸軸,鉸軸固定在轉子上,兩個半圓形磨擦鉗另一自由端的距離的大小由加力調整元件20來調整,加力調整元件20通過壓縮彈性元件11再通過彈性元件11將兩個半圓形磨擦鉗自由端的開口距離向小的方向收縮,使兩個半圓形磨擦鉗的磨擦面緊緊抱在電機軸的磨擦面上,轉子轉動時,通過固定在轉子上的鉸軸帶動磨擦鉗轉動,磨擦鉗通過磨擦力帶動電機軸轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,轉子與電機軸之間傳遞的扭矩大小可以通過調整加力調整元件上螺母的位置來改變彈性元件的變形量,即改變磨擦鉗的磨擦面與電機軸磨擦面之間的壓力,從而調整轉子于電機軸之間所能傳遞扭矩的大小,當電機輸出元件在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當轉子與電機軸之間產生的沖擊扭矩大于緩沖器設定充許傳遞的最大扭矩時,磨擦鉗與電機軸之間產生相對轉動,也即轉子與電機軸之間產生相對運動,從而使電機軸受到的沖擊扭矩不大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩,解決了電機的斷軸問題。
如圖12所示的緩沖電機還包括一個蹄式磨擦緩沖器即蹄式磨擦聯(lián)軸器,蹄形式磨擦緩沖器包括磨擦蹄21、彈性元件11、加力凸輪22等,緩沖器的彈性元件11主要是由圓柱彈簧組成;轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖電機的轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承支撐在前端蓋3和后端蓋13上;轉子一端通過滾動軸承支撐在電機軸2上,另一端直接支撐在電機軸2上,蹄式磨擦緩沖器的兩圓弧形磨擦蹄21呈圓周分布對稱放置,對稱放置的磨擦蹄的一端共用一個鉸軸,鉸軸固定在電機軸2上,兩個磨擦蹄的自由端與同一個加力凸輪22聯(lián)接,加力凸輪22固定在電機軸上,彈性元件11一端固定在電機軸上,另一端作用在加力凸輪上,給加力凸輪一個轉動力矩,使加力凸輪在轉動時推動磨擦蹄21張開,從而使磨擦蹄的磨擦面壓在轉子磨擦面上,當轉子轉動時,轉子通過磨擦力帶動磨擦磨蹄轉動,磨擦蹄帶動電機軸轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,轉子與電機軸之間傳遞的扭矩大小可以通過調整彈性元件的變形量來改變加力凸輪22對磨擦蹄的推力,即改變磨擦蹄的磨擦面與轉子磨擦面之間的壓力,從而調整轉子與電機軸之間所能傳遞扭矩的大小,當電機輸出元件在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子的轉動動能將對電機軸產生沖擊,當轉子與電機軸之間產生的沖擊扭矩大于蹄式磨擦緩沖器設定的所能傳遞的最大扭矩時,轉子與電機軸之間產生相對運動,從而使電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,解決了電機的斷軸問題。
如圖13所示的緩沖電機還包括彈性緩沖器,彈性緩沖器包括彈性元件11;轉子包括支撐體8、導磁層7和導電層6等,其中導磁層7是由整張導磁材料組成的單層導磁層,緩沖電機的轉子內置,定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承支撐在前端蓋3和后端蓋13上;轉子直接支撐在電機軸2上,轉子與電機軸在圓周方向上通過彈性元件11相互作用,當轉子轉動時,對彈性元件11產生拉伸或壓縮,再通過彈性元件11推動電機軸2轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出,當電機輸出元件在轉動過程中突然停止轉動或被突然鎖死時,轉子與電機軸之間產生相對運動,也即轉子與電機軸之間對彈性元件11產生擠壓或拉伸,轉子的轉動動能被彈性元件11吸收,從而使電機軸不會受到太大的沖擊扭矩,解決了電機的斷軸問題。
如圖14所示的緩沖電機還包括兩個緩沖器,緩沖器包括磨擦盤9、壓盤10、彈性元件11、位置調整元件18、齒輪減速機構24、支撐裝置25等,轉子包括支撐體8、導磁層7和線圈23等,其中導磁層7是由導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成的單層導磁層。緩沖電機的轉子內置,線圈23繞在導磁層7的齒槽中,線圈23可以用銅條和導電環(huán)或鋁條和導電環(huán)代替,線圈或銅條和導電環(huán)或鋁條和導電環(huán)也可以用鑄鋁的方式代替。定子5固定在電機殼身4的內圓柱表面上;電機軸2通過滾動軸承固定在前端蓋3和后端蓋13上;電機輸出元件支撐在支撐裝置25上;轉子通過磨擦盤9間接支撐在電機軸2上,磨擦盤9通過平鍵與電機軸2聯(lián)接在一起,位置調整元件18(本圖是以電機軸2為螺桿的螺母)可以在電機軸上旋轉并沿電機軸前后運動,彈性元件11處在位置調整元件18與磨擦盤9之間,旋轉位置調整元件18可以推動彈性元件11將緩沖器的磨擦盤9的磨擦面和轉子的磨擦面緊緊地壓在一起,當轉子轉動時,緩沖器的磨擦盤9在轉子磨擦面的磨擦力作用下與轉子一起轉動,緩沖器的磨擦盤9又帶動電機軸2轉動,電機軸2通過齒輪減速機構24驅動電機輸出元件轉動,從而實現緩沖電機的動力輸出。電機輸出元件所受到的任何垂直于電機輸出元件轉動軸心方向的力都通過支撐裝置25傳給機架或大地,不向電機軸傳遞。
如圖15所示的緩沖電機與圖7所示的緩沖電機工作原理相似,只是圖15所示的緩沖電機中的電機輸出元件不直接支撐在電機軸2上,電機軸2是通過行星齒輪減速器26向電機輸出元件輸出動力,電機輸出元件1支撐在支撐裝置25上。
如圖16所示的緩沖電機,它是由電機27、聯(lián)軸器28和29、支撐裝置25、電機輸出元件1組成,電機輸出元件1支撐在支撐裝置25上,電機27通過聯(lián)軸器29和28驅動電機輸出元件1轉動,其中電機27可以是標準電機或力矩電機或其它能將電能轉化為機械能的各種裝置,聯(lián)軸器28可以是彈性聯(lián)軸器也可以是各種形式的磨擦聯(lián)軸器。
如圖17所示的緩沖電機,它是由電機27、聯(lián)軸器41和聯(lián)軸器42、支撐裝置25、電機輸出元件1和彈性元件40組成。其中聯(lián)軸器41是夾盤式磨擦聯(lián)軸器,它是由35、36、37、38組成,36是磨擦元件,35是主動端,36是被動端,38是彈性元件,彈性元件38推動主動端35將磨擦元件36夾在主動端35與被動端36之間;聯(lián)軸器42是一種可調心撥桿式聯(lián)軸器,它是由主動端34與41中的35組成,35在聯(lián)軸器42中變?yōu)楸粍佣?,主動?4有兩個對稱于電機軸的拔桿39,根據需要拔桿39可以有n個;電機軸2也即電機27與聯(lián)軸器41是通過可調心撥桿式聯(lián)軸器42聯(lián)接,并通過42來調接兩者之間的不同軸問題,因為可調心撥桿式聯(lián)軸器42中的主動端34與35之間的相對位置允許有一定的變化;電機輸出元件1支撐在支撐裝置25上,電機27通過聯(lián)軸器41和42驅動電機輸出元件1轉動,其中電機27可以是標準電機或力矩電機或其它能將電能轉化為機械能的各種裝置;彈性元件40固定在兩個拔桿39上,主動端34通過彈性元件40向35傳力,彈性元件40可以減低主動端34與35之間的沖擊;35上有四傳力面A、B、C、D,其中A相對于F面與B平行且對稱、C相對于F面與D平行且對稱、A相對于E面與C對稱、B相對于E面與D對稱,這里所說的E、F面相互垂直且經過軸心P,軸心P是35、36、37、1的共同軸心。
如圖18所示的緩沖電機與如圖17所示的緩沖電機工作原理一樣,只是被動端36滯后于主動端35的轉動角度加大了,但仍在0到180度之間,傳力面A相對于F面與B對稱、C相對于F面與D對稱、A和B相對于E面與C和D對稱,A、B、C、D四個面的延長面可以同時過或不過35、36、37、1的共同軸心P,這里所說的E、F面相互垂直且經過軸心P。
如圖19所示的緩沖電機,它是由電機27、行星齒輪減速器30、支撐裝置25、調力磨擦鉗、電機輸出元件1組成,其中調力磨擦鉗是由鉸銷33、磨擦鉗31、彈性元件11、調力元件32組成,鉸銷33固定在支撐裝置25上,兩磨擦鉗31鉸接在鉸銷33上,兩磨擦鉗31在彈性元件11及調力元件32的作用下相互靠攏抱在行星齒輪減速器30內齒輪的外圓柱面上,通過調整調力元件32上的螺母位置可以改變彈性元件11的變形量,從而改變彈性元件11對磨擦鉗31的作用力以調整兩磨擦鉗對行星齒輪減速器內齒輪的抱緊力;電機27、行星齒輪減速器30及電機輸出元件1支撐在支撐裝置25上,電機27通過行星齒輪減速器30驅動電機輸出元件1轉動,其中電機27可以是標準電機或力矩電機或其它能將電能轉化為機械能的各種裝置,行星齒輪減速器30可以是一齒差行星齒輪減速器,它的內齒輪就是一個輸出自由度。
如圖20所示的緩沖電機是在電機軸上加磨擦元件,緩沖電機包括電機27、鉗式磨擦減速器、中間元件50、電機輸出元件1、凸輪15、斷電器14等,其中電機軸2、凸輪15、斷電器14是電機27的組成部分,其中凸輪15、電機輸出元件1如圖固定在電機軸2上與電機軸2一塊轉動,凸輪15固定在電機軸2的另一端與斷電器14相聯(lián)系,凸輪15、斷電器14的作用原理與圖1中的凸輪15、斷電器14一樣,中間元件50固定在電機軸2上,其中鉗式磨擦減速器是由鉸銷33、磨擦鉗31、彈性元件11、調力元件32組成,兩磨擦鉗31通過鉸銷52鉸接在大底板51上,兩磨擦鉗31在彈性元件11及調力元件32的作用下相互靠攏抱在中間元件50上,通過調整調力元件32上的螺母位置可以改變彈性元件11的變形量,從而改變彈性元件11對磨擦鉗31的作用力以調整兩磨擦鉗對中間元件50的抱緊力;其中電機27可以是如圖電機,也可以是標準電機或力矩電機或其它能將電能轉化為機械能的各種裝置,中間元件50是一種棘輪、棘爪機構,當電向外輸出動力時,中間元件50不與電機軸2一塊轉動,當電向不向外輸出動力時,此時中間元件50的部分行程與電機軸2一塊轉動,與兩磨擦鉗31產生磨擦,使電機軸2和轉子減速并停在所需位置。
上述圖1至圖20中的各種結構單元可以相互組合設計出更多形式的緩沖電機,除此之外,根據本發(fā)明原理還可以設計出上述圖1至圖20中的沒有示意出的其它結構形式的緩沖電機和其它符合本發(fā)明設計思想的各種形式電機。
權利要求
1.一種緩沖電機,包括轉子、定子、電機軸、電機輸出元件,其特征是緩沖電機中有用于吸收沖擊動能的彈性元件和/或磨擦元件,當電機軸或緩沖電機的其它部件或緩沖電機所驅動系統(tǒng)中的其它部件受到沖擊時,緩沖電機中有用于吸能的彈性元件或磨擦元件可以全部或部分將沖擊動能吸收掉,尤其可以吸收轉子的沖擊動能以降低轉子對系統(tǒng)的沖擊,主要是對電機軸的沖擊,以解決電機的斷軸問題,并采用讓轉子和定子的兩端都得到支撐或使電機輸出元件受到的徑向力不向電機軸傳遞以解決電機的掃膛問題。
2.根據權利要求1所述的緩沖電機,其特征是轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接和/或電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接,轉子與電機軸之間或電機軸與電機輸出元件之間可以通過一個元件相聯(lián)接或通過多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的元件組合相聯(lián)接,在扭矩傳遞的過程中,從轉子到電機輸出元件之間至少有一個環(huán)節(jié)是直接靠磨擦材料之間的磨擦力或彈性材料的彈性力來完成扭矩的傳遞,或者是至少有一個環(huán)節(jié)是在磨擦材料之間的磨擦力或彈性材料的彈性力作用下完成扭矩的傳遞,該環(huán)節(jié)就是轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接或電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接的部位,緩沖電機中用于吸收沖擊動能的彈性元件和/或磨擦元件就在該環(huán)節(jié)的非剛性聯(lián)接的部位,當有沖擊扭矩產生時,非剛性聯(lián)接部位的主動端與被動端或非剛性聯(lián)接部位的A端軸與B端軸在彈性元件產生的彈性阻力或磨擦元件產生的磨擦阻力作用下產生相對轉動,使引起沖擊的轉子轉動動能或系統(tǒng)的其它動能被產生彈性阻力的彈性元件或產生磨擦阻力的磨擦元件吸收或消耗掉,使電機軸不會受到太大的沖擊扭矩以及由該沖擊扭矩引起的其它沖擊力。
3.根據權利要求1和2之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機還包括聯(lián)軸器、定子、前端蓋、后端蓋、機身等,轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接,前端蓋和后端蓋分別固定在機身的兩端形成機殼,轉子支撐在電機軸上,當轉子在定子內側時,定子固定在機身的內圓柱表面上,當轉子在定子外側時,定子固定在前端蓋或后端蓋上,電機輸出元件固定在電機軸上處在電機輸出端的那一端上,聯(lián)軸器將轉子與電機軸在圓周方向上聯(lián)結起來完成轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接,在沒有聯(lián)軸器作用時,轉子可以在電機軸上自由轉動,轉子與電機軸之間通過聯(lián)軸器才能完成扭矩的相互傳遞,聯(lián)軸器可以是彈性聯(lián)軸器也可以是磨擦聯(lián)軸器,當電機輸出元件因工作到位或其它原因突然停止轉動時,轉子與電機軸之間可以產生相對轉動或轉動一定的角度,當采取轉子內置,轉子與定子的兩端都能得到支撐,使轉子與定子之間的氣隙容易保證,既解決了電機的斷軸問題又解決了電機的掃膛問題。
4.根據權利要求1和2之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機還包括電機機殼、支撐外殼、聯(lián)軸器和/或減速器,電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接是通過聯(lián)軸器和/或減速器來實現,其中電機輸出元件支撐在支撐外殼上,支撐外殼固定在電機機殼上,電機軸與電機輸出元件之間是斷開的,電機軸直接或間接通過聯(lián)軸器和/或減速器向電機輸出元件輸送動力,其中聯(lián)軸器可以彈聯(lián)軸器,如輪胎式聯(lián)軸器等,也可以是磨擦聯(lián)軸器;減速器可以降低緩沖電機的轉速提高緩沖電機的輸出扭矩,非剛性聯(lián)接部位采用彈性聯(lián)軸器或采用磨擦聯(lián)軸器或采用對減速器的一個輸出自由進行柔性固定,用這幾種非剛性聯(lián)接中的一種或兩種或三種,都解決了電機的斷軸問題。
5.根據權利要求1和2之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機除包括轉子、電機軸、電機輸出元件外,還包括電機、支撐裝置、聯(lián)軸器和/或減速器,其中轉子、電機軸是電機的組成部分;電機可以是標準電機或標準以外的非標電機,也可以是力矩電機,也可以是其它能將電能轉化機械能的裝置,其中聯(lián)軸器和/或減速器完成電機軸與電機輸出元件之間的非剛性聯(lián)接,電機輸出元件不直接支撐在電機軸上,而是由支撐裝置來支撐,電機軸與電機輸出元件之間是斷開的,電機由電機軸通過聯(lián)軸器和/或減速器直接/間接向電機輸出元件輸出動力,再由電機輸出元件向緩沖電機所驅動的系統(tǒng)輸出動力,聯(lián)軸器采用磨擦聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器或可調心撥桿式聯(lián)軸器,在使用聯(lián)軸器的同時再串以減速器,可以降低緩沖電機的轉速提高緩沖電機的輸出扭矩,用于電動車輛減速器也提高了電動車輛減速器的制動與緩解能力,在滿足車輛減速器能順利完成制動與緩解動作的前提下,可以減少車輛減速器所用電機的個數。
6.根據權利要求3-5之一所述的緩沖電機,其特征是所說的聯(lián)軸器是磨擦聯(lián)軸器,磨擦聯(lián)軸器包括磨擦元件、彈性元件等,磨擦元件通過花鍵或平鍵或其它方式與磨擦聯(lián)軸器所聯(lián)接的軸的一端即B端軸聯(lián)接在一起,磨擦元件的磨擦面與磨擦聯(lián)軸器所聯(lián)接的軸的另一端即A端軸的磨擦面在彈性元件的作用下緊緊壓在一起,當磨擦聯(lián)軸器一側的軸即A端軸轉動時,另一側軸即B端軸在磨擦力作用下一起轉動,當磨擦聯(lián)軸器傳遞的扭矩大于某一值時,磨擦聯(lián)軸器的磨擦元件與被聯(lián)接軸即A端軸的磨擦面之間開始產生相對轉動,使電機軸在任何時候受到的沖擊扭矩不會太大,保護電機軸及系統(tǒng)不被破壞,其中磨擦元件可以是磨擦鉗、磨擦蹄、磨擦盤等等。
7.根據權利要求4和5之一所述的緩沖電機,其特征是減速器相對于磨擦聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器,即可前置也可后置;減速器可以是圓柱齒輪減速器,也可以是圓錐及圓錐與圓柱齒輪減速器,也可以是行星齒輪減速器,也可以是諧波齒輪減速器,也可以是蝸桿及齒輪與蝸桿減速器,也可以是擺線針輪減速器,也可以是其它形式的減速器。
8.根據權利要求4、5和7之一所述的緩沖電機,其特征是所說的減速器或行星齒輪減速器,是一齒差行星輪減速器。
9.根據權利要求7和8之一所述的緩沖電機,其特征是行星齒輪減速器的輸入端與彈性聯(lián)軸器或磨擦聯(lián)軸器或其它聯(lián)軸器相連,也可以直接或間接與電機軸相連,其輸出端有兩自由度,其中一個自由度與電機輸出元件直接或間接相聯(lián),向電機輸出元件輸出動力,另一個自由度被柔性固定,使減速器能夠向電機輸出元件輸出動力,如與電機輸出元件相聯(lián)的那個自由度在向電機輸出元件傳力的過程中有一個環(huán)節(jié)是靠磨擦材料之間的磨擦力或彈性材料的彈性力來完成扭矩的傳遞,即采用了非剛性聯(lián)接,那么如被固定的那個自由度可以剛性固定。
10.根據權利要求9所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機還包括調力磨擦鉗,調力磨擦鉗包括磨擦鉗、彈性元件、調力元件、鉸銷等,對行星齒輪減速器的柔性固定是用調力磨擦鉗固定的,兩個半圓形磨擦鉗包在行星齒輪減速器的內齒輪的外圓面上或包在需要柔性固定的那個自由度的外圓面上,兩個半圓形磨擦鉗各自的一端共同鉸接在一個鉸軸上或分別鉸接在兩個鉸軸上,鉸軸固定在支撐裝置上或其它獨立于行星齒輪減速器的裝置上,兩個半圓形磨擦鉗各自的另一端在彈性元件的作用下,相互靠近,使兩個磨擦鉗緊緊抱在內齒輪的外圓面上,彈性元件由調力元件或其它裝置支撐,且調力元件可以調整彈性元件的變形量,以改變在彈性元件作用下磨擦鉗對內齒輪的抱緊力,從而調整行星齒輪減速器所輸出的最大扭矩。
11.根據權利要求3-7和9之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機所用的聯(lián)軸器或磨擦聯(lián)軸器是單面盤式磨擦聯(lián)軸器,它包括彈性元件、磨擦盤、位置調整元件,其中磨擦盤與非剛性聯(lián)接部位的B端軸通過花鍵或平鍵在圓周方向上聯(lián)結一起,磨擦盤與B端軸不能相對轉動,但磨擦盤可以沿B端軸的軸向與B端軸作相對運動;磨擦盤的磨擦面與轉子的磨擦面相接觸,彈性元件在位置調整元件與磨擦盤之間,通過調整位置調整元件在B端軸上的位置,推動彈性元件將磨擦盤的磨擦面壓在A端軸的磨擦面上,當A端軸轉動時,在A端軸與磨擦盤之間的磨擦力作用下,A端軸帶動磨擦盤轉動,磨擦盤帶動B端軸轉動,當A端軸與B端軸之間產生的沖擊扭矩大于緩沖器所能傳遞的最大扭矩時,A端軸與磨擦盤之間在磨擦阻力作用下產生相對轉動,既A端軸與B端軸之間在盤式磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,使轉子的轉動動能/系統(tǒng)的其它動能被磨擦緩沖器中的磨擦元件與其它元件通過磨擦發(fā)熱的形式消耗掉。
12.根據權利要求3-7和9之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機的聯(lián)軸器或緩沖器或磨擦聯(lián)軸器是雙面盤式磨擦聯(lián)軸器,它包括彈性元件、磨擦盤、壓盤、位置調整元件,其中磨擦盤通過花鍵或平鍵與B端軸在圓周方向上聯(lián)結在一起,壓盤固定在A端軸上隨A端軸一塊轉動且壓盤可以在A端軸上沿A端軸的軸線有一定量的軸向滑動,磨擦盤的兩側有兩個磨擦面,磨擦盤處在壓盤的磨擦面與A端軸的磨擦面之間,彈性元件在位置調整元件與壓盤之間,通過調整位置調整元件在B端軸上的位置,推動彈性元件帶動壓盤將磨擦盤夾在壓盤與A端軸的磨擦面之間,當A端軸轉動時,A端軸帶動壓盤轉動,A端軸與壓盤在磨擦力作用下帶動磨擦盤轉動,磨擦盤帶動B端軸轉動,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,磨擦盤與A端軸和壓盤之間在磨擦力阻力作用下產生相對轉動,既A端軸與B端軸之間在磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
13.根據權利要求3-7和9之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機的聯(lián)軸器或緩沖器或磨擦聯(lián)軸器是帶外殼的盤式磨擦聯(lián)軸器,它包括彈性元件、壓盤、磨擦盤、外殼等,壓盤、磨擦盤的個數可以是多個,壓盤和磨擦盤的個數相等且相間排列,外殼固定在A端軸上,緩沖器中的磨擦盤通過花鍵或平鍵與B端軸聯(lián)結在一起,磨擦盤可以沿B端軸作軸向移動,但不能與B端軸作相對轉動,A端軸磨擦面與最近的那個磨擦盤的磨擦面相接觸,該磨擦盤的另一個磨擦面與壓盤的磨擦面相接觸;壓盤固定在外殼上,與外殼一起轉動,且壓盤能沿外殼的軸線方向即A端軸的軸線方向滑動;彈性元件一端作用在外殼上,一端作用在離A端軸磨擦面最遠的那個壓盤上,壓盤在彈性元件作用下,壓盤的磨擦面與A端軸磨擦面將磨擦盤夾緊或相鄰兩壓盤的磨擦面將磨擦盤夾緊,當A端軸轉動時,A端軸帶動外殼轉動,外殼帶動壓盤轉動,A端軸與壓盤在磨擦力作用下帶動磨擦盤轉動,磨擦盤帶動B端軸轉動,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,磨擦盤與A端軸之間在磨擦阻力作用下產生相對轉動,即A端軸與B端軸之間在磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
14.根據權利要求11至13之一所述緩沖電機,其特征是盤式磨擦聯(lián)軸器的磨擦盤的磨擦面可以是平面或錐面,壓盤磨擦面的形狀和A端軸磨擦面的形狀與磨擦盤磨擦面的形狀對應,也可以是平面或錐面,磨擦盤的磨擦面可以是雙面也可是單面,磨擦盤的個數可以是一個也可以是多個,當磨擦盤的磨擦面是雙面時,壓盤與磨擦盤個數相等且相間排列;磨擦聯(lián)軸器所能傳遞扭矩的大小可以通過調整彈性元件變形量的大小來調整,也可以通過改變所用磨擦聯(lián)軸器內磨擦盤的個數和磨擦盤磨擦面積的大小來實現,A端軸可以通過磨擦盤間接支撐在B端軸上。
15.根據權利要求3-7和9之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機的磨擦聯(lián)軸器是蹄式磨擦聯(lián)軸器,它包括磨擦蹄、加力凸輪、彈性元件,磨擦蹄的成半圓柱形的磨擦面與A端軸磨擦面接觸,半圓形磨擦蹄可以兩個呈圓周形對稱放置也可以兩個呈圓周形依次放置,對稱放置的兩個半圓形磨擦蹄各自的一端共同鉸接在一個鉸軸上,也可以分別鉸接在兩個鉸軸上,鉸軸固定在B端軸上,對稱放置的兩個半圓形磨擦蹄各自的另一端分別與同一個加力凸輪相聯(lián)接;當兩個磨擦蹄呈圓周形依次放置,則兩個磨擦蹄分別鉸接在兩個固定在B端軸上的鉸軸上,另一端分別與兩個加力凸輪相連,加力凸輪固定在B端軸上,彈性元件一端固定在B端軸上,一端作用在加力凸輪上,給凸輪施加一個旋轉力矩,凸輪在彈性元件的彈力作用下旋轉推動磨擦蹄的自由端張開壓向A端軸的磨擦面,壓力的大小通過調整彈性元件的變形量來調整,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于蹄式磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,A端軸與B端軸之間在蹄式磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
16.根據權利要求3-7和9之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機的磨擦聯(lián)軸器是鉗式磨擦聯(lián)軸器,它包括磨擦鉗、彈性元件、加力調整元件等,兩個半圓形磨擦鉗呈圓周形對稱放置,兩個半圓形磨擦鉗各自的一端可以共用一個鉸軸,其中共用鉸軸固定在B端軸上,也可以分別鉸接在固定在B端軸上的兩個鉸軸上,兩個半圓形磨擦鉗抱在B端軸上,兩個半圓形磨擦鉗另一自由端的距離的大小由加力調整元件來調整,加力調整元件通過改變彈性元件的變形量,再通過彈性元件將兩個半圓形磨擦鉗自由端的開口距離向小的方向收縮,使兩個半圓形磨擦鉗的磨擦面緊緊抱在A端軸的磨擦面上,當A端軸與B端軸之間傳遞的扭矩大于鉗式磨擦聯(lián)軸器所能傳遞的最大扭矩時,A端軸與B端軸在鉗式磨擦聯(lián)軸器的磨擦阻力作用下產生相對轉動,從而保護電機軸不會受到很大的沖擊扭矩。
17.根據權利要求1所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機除包括轉子、電機軸、電機輸出元件外,還包括彈性元件或磨擦元件,當在電機軸/轉子上加彈性元件時,彈性元件僅作用在電機軸/轉子的行程末端,當在電機軸/轉子上加磨擦元件時,磨擦元件通過中間元件作用在轉子或電機軸上,當電機需要向系統(tǒng)做功時,磨擦元件通過中間元件不能對轉子或電機軸產生作用,當電機不需要向系統(tǒng)做功時磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸產生作用或磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸的部分行程產生作用,使轉子或電機軸的轉速降低并停在系統(tǒng)所需的位置上。
18.根據權利要求1至17之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機的轉子組成也可以是包括支撐體、導磁層、導電層等,導磁層固定在支撐體上,導電層固定在導磁層的表面上或固定在支撐體與導磁層的共同表面上,導電層緊鄰氣隙,導電層的厚度在0.1毫米至1.6毫米之間,其中導磁層是用硅鋼片或矽鋼片或其它高導磁材料組成,導磁層可以用整張單層高導磁材料包繞在支撐體表面,也可以用整張多層高導磁材料包繞在支撐體表面,導磁層也可以是由導磁材料的平面垂直于轉子心軸疊加而成,支撐體可以用鑄鋼或鑄鐵或其它鐵合金材料組成,導電層可以是銅/銀/鋁/銅合金/銀合金/鋁合金/其它導電材料組成,導磁層通過焊接或粘接或鉚接或噴涂或爆炸或過盈配合的方法固定在支撐體表面上,導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在導磁層表面上或支撐體與導磁層的共同表面上;為簡化加工工藝降低成本,導磁層可以不要;當不要導磁層時,導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在支撐體表面上。
19.根據權利要求1至17之一所述的緩沖電機,其特征是緩沖電機的定子組成也可以具有權利要求18中所述轉子的特征,此時的勵磁線圈可以在轉子上,且當定子的導磁層不用硅鋼片或矽鋼片或其它高導磁材料,可以直接用機殼作為導磁層,則導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在機殼的內表面上,導電層可以是銅或銀或鋁或銅合金或銀合金或鋁合金或其它導電材料組成,當機殼作為導磁層時,機殼在保證使用強度的情況下盡量用低含碳鋼,如用含碳量在0.45%以下的低碳鋼,如45#鋼、35#鋼、A3鋼、B3鋼等,盡量不用高碳鋼或鑄鐵類材料;如果機殼作為導磁層且機殼是用高碳鋼或鑄鐵類材料制造時,機殼內可再加一層用硅鋼片或矽鋼片或其它高導磁材料或低含碳鋼做成的導磁層,此時機殼既可用低碳鋼也可用高碳鋼或鑄鐵或其它材料,導電層通過焊接/粘接/電鍍/噴涂/爆炸/鉚接/過盈配合的方法固定在導磁層的內表面上,這時的導磁層通過焊接/粘接/鉚接/過盈配合的方法固定在機殼的內表面上,用機殼作為導磁層可以使機殼和導磁層合二為一,省去一個部件以節(jié)約成本,同時導電層附著在機殼的內表面上,因導電層熱脹系數比導磁層熱脹系數大,在電機受熱時導電層與導磁層氣隙越來越小,這種定子形式避免了在生產內轉子電機時使轉子的導電層附著在轉子的外表面上使電機在受熱時導電層與導磁層將會全部或局部分離。
20.根據權利要求4和5所述的緩沖電機,其特征是其中的聯(lián)軸器是可調心撥桿式聯(lián)軸器,可調心撥桿式聯(lián)軸器是能完成主動端與被動端的傳力和調心,且能使被動端的運動滯后主動端一定的角度,其中當可調心撥桿式聯(lián)軸器是單拔桿時被動端運動滯后的角度在0到360度之間,當可調心撥桿式聯(lián)軸器是雙拔桿時被動端運動滯后的角度在0到180度之間,當可調心撥桿式聯(lián)軸器是n個拔桿時被動端運動滯后的角度在0到360/n度之間,所以廣義的可調心撥桿式聯(lián)軸器是指主動端與被動端可以調心、被動端運動滯后于主動端一定的角度、主動端與被動端在傳力接觸時可采用彈性接觸和非彈性接觸的聯(lián)軸器,該種聯(lián)軸器能將聯(lián)軸器兩端不同心的兩個物體很好的聯(lián)系起來,并能使與主動端相聯(lián)的物體如電機在無負荷的情況下起動并存貯動能,提高與主動端相聯(lián)物體的動力性,如此種可調心撥桿式聯(lián)軸器用在鐵路駝峰調速設備中,可以提高調速設備的緩解能力和制動能力,尤其是能提高調速設備的緩解能力。
21根據權利要求4和5所述的緩沖電機,其特征是其中的聯(lián)軸器是夾盤式磨擦聯(lián)軸器。
22.一種解決電機斷軸和掃膛的方法,其特征是轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接和/或電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接或在電機軸/轉子上加彈性元件/磨擦元件,當轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接或電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接時,從轉子到電機輸出元件之間的所有傳動環(huán)節(jié)中,只少有一個環(huán)節(jié),是靠彈性元件的彈性力或磨擦元件的磨擦力來完成力的傳遞或是在彈性元件的彈性力或磨擦元件的磨擦力作用下來完成力的傳遞,以上兩種非剛性聯(lián)接都是在電機軸受到沖擊扭矩時,通過非剛性聯(lián)接部位的彈性元件或磨擦元件將轉子或系統(tǒng)的沖擊動能吸收或消耗掉,降低轉子或系統(tǒng)的沖擊動能對電機軸或對系統(tǒng)的沖擊,當在電機軸/轉子上加彈性元件時,彈性元件僅作用在電機軸/轉子的行程末端,當在電機軸/轉子上加磨擦元件時,磨擦元件通過中間元件作用在轉子或電機軸上,當電機需要向系統(tǒng)做功時,磨擦元件通過中間元件不能對轉子或電機軸產生作用,當電機不需要向系統(tǒng)做功時磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸產生作用或磨擦元件通過中間元件對轉子或電機軸的部分行程產生作用,使轉子或電機軸的轉速降低并停在系統(tǒng)所需的位置上,當轉子與電機軸之間非剛性聯(lián)接且轉子采取內置,轉子與定子都能兩端支撐,使轉子與定子的氣隙容易保證,電機軸與電機輸出元件之間非剛性聯(lián)接且電機輸出元件不直接支撐在電機軸上,而是支撐在電機機殼上或支撐在支撐裝置上,使電機輸出元件受到的徑向力由電機機殼或支撐裝置支撐,不向電機軸傳遞,使定子與支撐在電機軸上的轉子之間的氣隙也容易保證,電機軸通過聯(lián)軸器或減速器向電機輸出元件傳遞動力,既解決了電機因電機軸受徑向力而引起的掃膛問題和又解決了電機的斷軸問題;對行星齒輪減速器的一個輸出自由度采用柔性固定,也能解決電機的斷軸問題,在緩沖電機的構成中采用減速器,使緩沖電機的輸出轉速降低、輸出扭矩提高;上述這些方法用于電動車輛減速器,既解決了電動車輛減速器所用電機的斷軸問題,又解決了電動車輛減速器因電機的掃膛而引起的不緩解問題,在電機的組成中或在電機向被驅動設備傳力過程中使用減速器,提高了電機的輸出扭矩,也提高了電動車輛減速器的制動與緩解能力,在滿足車輛減速器能順利完成制動與緩解動作的前提下,可以減少車輛減速器所用電機的個數。
23.一種鐵路駝峰編組場減速設備、停車設備、鐵路到發(fā)線防滑設備、鐵路道岔轉換設備,其特征是所用動力直接或間接采用權利要求1-21所述的緩沖電機或采用了權利要求22所述的方法,其中鐵路到發(fā)線防溜設備可以用權利要求1-21所述的緩沖電機或標準電機或其它各種將電能變?yōu)闄C械能的裝置為動力驅動下的各種形式的液壓泵所驅動的液壓缸來推動執(zhí)行機構完成到發(fā)線防溜設備的動作。
全文摘要
一種緩沖電機,其特點是緩沖電機中有用于吸收沖擊動能的彈性元件和/或磨擦元件,當電機軸或緩沖電機的其它部件或緩沖電機所驅動系統(tǒng)中的其它部件受到沖擊時,緩沖電機中有用于吸能的彈性元件或磨擦元件可以全部或部分將沖擊動能吸收掉,尤其可以吸收轉子的沖擊動能以降低轉子對系統(tǒng)的沖擊,主要是對電機軸的沖擊,以解決電機的斷軸問題,并采用讓轉子和定子的兩端都得到支撐或使電機輸出元件受到的徑向力不向電機軸傳遞以解決電機的掃膛問題。
文檔編號B61H11/00GK1845422SQ200510118230
公開日2006年10月11日 申請日期2005年10月20日 優(yōu)先權日2004年10月25日
發(fā)明者丁紅衛(wèi) 申請人:丁紅衛(wèi)