屏蔽电机测速螺母结构的制作方法

1.本发明涉及一种屏蔽电机测速螺母结构。


背景技术：

2.由于输送流体介质性质和应用场合限制，屏蔽电机多采用压力边界封闭式结构，为适应屏蔽电机测试性要求并及时识别故障，需对屏蔽电机转轴的转速进行无接触式的实时监测，屏蔽电机一般采用磁电式转速测量方法。从磁电式测速原理、旋转部件安全性、经济性、工艺性等方面考量，测速螺母除了应具备周期性磁电信号生成条件外，不仅需要满足结构可靠性要求，包括测速结构的稳定性和防松结构的可靠性，而且需要实现更优的工艺性和经济性。
3.目前工程上电机测速方式也有采用涡流式原理，而磁电式测速螺母的测速结构多采用热等静压结构，虽然也能实现周期性磁电信号生成的测速螺母结构，但需要专用等静压设备，工艺复杂且经济成本高；当前工程上转动部件的防松方式主要为垫片或锁片式防松结构，存在防松力矩较低、拆卸即需更换、操作性差、易损伤零件表面，或对温度敏感等缺点。因此，工程上需要一种能满足各方面特性需求的屏蔽电机测速螺母结构，以适应高质量高综合性能的产品需求。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于提供一种具备稳定可靠的周期磁电信号生成功能和安全可靠的防松功能，且工艺性和经济性更加优良的屏蔽电机测速螺母结构。本发明目的的技术方案：一种屏蔽电机测速螺母结构，由测速结构、防松结构两个结构组成，测速结构由测速螺母基体(1)及磁钢安装孔(17)、磁钢(2)、磁钢挡板(3)、沉头螺钉(4)及感应柱面(6)组成，磁钢(2)安装在非导磁材料制成的测速螺母基体(1)的磁钢安装孔(17)内，磁钢(2)与磁钢安装孔(17)为过盈配合，测速螺母基体(1)与磁钢(2)的外表面为感应柱面(6)，测速螺母基体(1)与磁钢(2)的上端面为挡板安装面(12)，磁钢挡板(3)通过沉头螺钉(4)安装在挡板安装面(12)上、压紧磁钢(2)，沉头螺钉(4)以焊接方式封装在磁钢挡板(3)上，防松结构由测速螺母基体(1)、防松轮齿(7)、防松轮齿槽(8)、阶梯柱销(9)、防松盘端板(10)及端板销孔(14)、防松盘腔体(11)及柱销腔室(15)、复位弹簧(16)组成，测速螺母基体(1)下部沿圆周分布有多个相互间隔的防松轮齿(7)和防松轮齿槽(8)，防松盘腔体(11)和防松盘端板(10)封装成多个柱销腔室(15)，阶梯柱销(9)和复位弹簧(16)串联安装在柱销腔室(15)内，防松盘端板(10)上对应柱销腔室(15)的位置开有端板销孔(14)，阶梯柱销(9)的大端位于防松盘端板(10)内，阶梯柱销(9)的小端穿过端板销孔(14)而高出防松盘端板(10)上平面，高出防松盘端板(10)上平面的阶梯柱销(9)的小端位于防松轮齿槽(8)内。
5.感应柱面(6)半径小于磁钢安装孔(17)的节圆半径与2/3倍的磁钢(2)半径之和，感应柱面(6)半径大于磁钢安装孔(17)的节圆半径与1/3倍的磁钢(2)半径之和。
6.测速螺母基体(1)上沿圆周均匀分布有24个相互间隔的防松轮齿
7.(7)和防松轮齿槽(8)，每个防松盘腔体(11)内安装有阶梯柱销(9)，共计12对，阶梯柱销(9)除首尾位置外沿圆周按间隔31.25
°
均匀分布。
8.防松轮齿槽(8)半径大于阶梯柱销(9)小端半径，防松轮齿槽(8)的节圆半径大于阶梯柱销(9)的安装节圆半径，且防松轮齿槽(8)半径与阶梯柱销(9)小端半径之差大于防松轮齿槽(8)的节圆半径与阶梯柱销(9)的安装节圆半径之差。
9.本发明工作原理：
10.磁钢(2)安装在非导磁材料制成的测速螺母基体(1)的磁钢安装孔(17)内，磁钢(2)与磁钢安装孔(17)为过盈配合，测速螺母基体(1)与磁钢(2)的外表面为感应柱面(6)，感应柱面(6)半径小于磁钢安装孔(17)的节圆半径与2/3倍的磁钢(2)半径之和，感应柱面(6)半径大于磁钢安装孔(17)的节圆半径与1/3倍的磁钢(2)半径之和。在高速旋转工况条件下，磁钢(2)因过盈配合而在孔内位置稳定，而且外径位置受测速螺母基体(1)材料的直接约束作用而不致径向脱出，感应柱面(6)上形成磁钢(2)与非导磁材料间隔结构，可实现周期性磁电信号的生成。测速螺母基体(1)与磁钢(2)的上端面为挡板安装面(12)，磁钢挡板(3)通过沉头螺钉(4)安装在挡板安装面(12)上、压紧磁钢(2)，沉头螺钉(4)以焊接方式封装在磁钢挡板(3)上，能确保磁钢(2)任何条件下轴向限位可靠、安全。
11.测速螺母结构采用齿-销式原理进行防松设计，测速螺母基体(1)下部带有沿圆周分布有多个相互间隔的防松轮齿(7)和防松轮齿槽(8)，防松盘腔体(11)和防松盘端板(10)封装成多个柱销腔室(15)，阶梯柱销(9)和复位弹簧(16)串联安装在柱销腔室(15)内，防松盘端板(10)上对应柱销腔室(15)的位置开有端板销孔(14)，阶梯柱销(9)的大端位于防松盘端板(10)内。轴向受压时复位弹簧(16)进一步压缩，阶梯柱销(9)保持不高出防松盘端板(10)状态；当阶梯柱销(9)与防松轮齿槽(8)位置相对时，轴向压力消除，在复位弹簧(16)的作用下，阶梯柱销(9)可穿过端板销孔(14)而高出防松盘端板(10)上平面，测速螺母基体(1)受阶梯柱销(9)限制而无法绕轴线转动，实现防松功能。防松盘腔体(11)结构可集成至被连接件上，或单独作为部件与被连接件通过销或键等实现连接。
12.测速螺母结构采用特殊设计保证其在任意周向安装角度位置均能具备防松功能，测速螺母基体(1)上沿圆周均匀分布有24个相互间隔的防松轮齿(7)和防松轮齿槽(8)，相邻的防松轮齿槽(8)的周向间隔角度为
13.15
°
，即15
°
为一个旋转周期角度，测速螺母基体(1)绕轴线每旋转15
°
，防松轮齿槽(8)的投影形状与旋转前的重合。每个防松盘腔体(11)内安装有阶梯柱销(9)，共计12对，阶梯柱销(9)除首尾位置外沿圆周按间隔31.25
°
均匀分布，对应测速螺母基体(1)的15
°
旋转周期角度，均分为间隔1.25
°
的12个位置，在间隔1.25
°
的12个位置上均有阶梯柱销(9)能对齐防松轮齿槽(8)；防松轮齿槽(8)半径大于阶梯柱销(9)小端半径，防松轮齿槽(8)的节圆半径大于阶梯柱销(9)的安装节圆半径，且防松轮齿槽(8)半径与阶梯柱销(9)小端半径之差大于防松轮齿槽(8)的节圆半径与阶梯柱销(9)的安装节圆半径之差，阶梯柱销(9)的小端与防松轮齿槽(8)之间有小角度浮动空间，可补偿1.25
°
的分布间隔，最终实现在任意周向安装角度位置均能有1～2个阶梯柱销(9)处于防松轮齿槽(8)内，从而达到任意角度位置均可防松的效果。
14.本发明具有的有益效果：
15.本发明提供的屏蔽电机测速螺母结构不但具有周期磁电信号生成功能结构，能满
足高速旋转条件下的稳定性和可靠性要求，且制造工艺简便，无需专用设备，制造成本较低，而且具有经特殊设计的可靠性高的防松结构，测速螺母按设计预紧力矩完成预紧后，螺母处于任意周向角度位置时均可防松，防松力矩更高，高速旋转工况下稳定性强，对温度变化不敏感，正常使用条件下可重复利用，无需更换，特别适用于频繁拆装的场合，克服了常规防松结构的防松力矩不稳定、拆卸即需更换部件、操作性差、易损伤零件表面、温度耐受性差等方面的缺点。因此，在测速和防松领域，本发明的屏蔽电机测速螺母结构具有广泛的应用价值。
附图说明
16.图1为本发明测速螺母结构的三维视图；
17.图2为测速螺母结构的二维剖面图；
18.图3为测速螺母结构u-u截面二维剖视图；
19.图4为测速螺母基体毛坯的三维剖视图；
20.图5为防松盘装配的三维视图；
21.图6为防松盘装配的二维俯视图；
22.图7测速螺母装拆用齿型工具三维示意图。
具体实施方式
23.如图1所示，一种屏蔽电机测速螺母结构，由测速结构、防松结构两个结构组成，测速结构由测速螺母基体1及磁钢安装孔17、磁钢2、磁钢挡板3、沉头螺钉4及感应柱面6组成，磁钢2安装在非导磁材料制成的测速螺母基体1的磁钢安装孔17内，磁钢2与磁钢安装孔17为过盈配合，测速螺母基体1与磁钢2的外表面为感应柱面6，测速螺母基体1与磁钢2的上端面为挡板安装面12，磁钢挡板3通过沉头螺钉4安装在挡板安装面12上、压紧磁钢2，沉头螺钉4以焊接方式封装在磁钢挡板3上。防松结构由测速螺母基体1、防松轮齿7、防松轮齿槽8、阶梯柱销9、防松盘端板10及端板销孔14、防松盘腔体11及柱销腔室15、复位弹簧16组成，测速螺母基体1下部带有多个相互间隔防松轮齿7和防松轮齿槽8，防松盘腔体11和防松盘端板10封装成多个柱销腔室15，阶梯柱销9和复位弹簧16串联安装在柱销腔室15内，防松盘端板10上对应柱销腔室15的位置开有端板销孔14，阶梯柱销9的大端位于防松盘端板10内，受防松轮齿7轴向压接的阶梯柱销9保持不位于防松盘端板10状态，与防松轮齿槽8对齐位置的阶梯柱销9的小端穿过端板销孔14而高出防松盘端板10上平面，高出防松盘端板10上平面的阶梯柱销9的小端位于防松轮齿槽8内，测速螺母基体1受阶梯柱销9限制而无法转动。
24.如图4所示，测速螺母基体毛坯19上在磁钢安装孔17底部沿径向开有排气孔18，如图3所示，磁钢2安装在非导磁材料制成的测速螺母基体1的磁钢安装孔17内，磁钢2与磁钢安装孔17为过盈配合，测速螺母基体1由测速螺母基体毛坯19与磁钢2组装后加工而成，测速螺母基体1与磁钢2的外表面为感应柱面6，感应柱面6半径小于磁钢安装孔17的节圆半径与2/3倍的磁钢2半径之和，感应柱面6半径大于磁钢安装孔17的节圆半径与1/3倍的磁钢2半径之和。排气孔18在感应柱面6加工时去除而不保留在测速螺母基体1上。
25.如图2所示，测速螺母基体1与磁钢2的上端面为挡板安装面12，如图1所示，磁钢挡板3外径与感应柱面6的直径相等，磁钢挡板3通过沉头螺钉4安装在挡板安装面12上压紧磁
钢2，沉头螺钉4以焊接方式封装在磁钢挡板3上。
26.如图1所示，测速螺母基体1下部带有沿圆周均匀分布有24个相互间隔的防松轮齿7和防松轮齿槽8，如图2所示，防松盘腔体11结构可集成至被连接件上，或单独作为部件与被连接件通过销或键等实现连接，防松盘腔体11上带有多个柱销腔室15，阶梯柱销9与防松盘腔体11之间为间隙配合，阶梯柱销9和复位弹簧16串联安装在柱销腔室15内，防松盘端板10上对应柱销腔室15的位置开有端板销孔14，阶梯柱销9的大端位于防松盘端板10内，防松盘端板10压接在阶梯柱销9的阶梯端面上，阶梯柱销9的小端通过端板销孔14而高出防松盘端板10，复位弹簧16受压缩形成一定的预载荷，直至防松盘端板10与防松盘腔体11上端面接触，防松盘腔体11和防松盘端板10焊接封装形成多个柱销腔室15，阶梯柱销9和复位弹簧16串联安装在柱销腔室15内。
27.如图5所示，每个防松盘腔体11内安装有阶梯柱销9，共计12对，防松盘腔体11与阶梯柱销9数量保持一致，如图6所示，阶梯柱销9除首尾位置外沿圆周按间隔31.25
°
均匀分布。如图1所示，防松轮齿槽8半径大于阶梯柱销9小端半径，如图2所示，防松轮齿槽8的节圆半径大于阶梯柱销9的安装节圆半径，且防松轮齿槽8半径与阶梯柱销9小端半径之差大于防松轮齿槽8的节圆半径与阶梯柱销9的安装节圆半径之差。
28.如图1所示，测速螺母基体1上带有内六角孔5，用于安装扳手转动测速螺母基体1，如图7所示，测速结构在装配拆卸时对应防松轮齿7和防松轮齿槽8的位置安装有分瓣式装拆用齿型工具20并予以固定，测速结构通过测速螺母基体1螺纹安装至转轴13上，拆装过程中，阶梯柱销9受轴向压力作用保持不位于防松盘端板10状态，测速结构可自由转动，测速螺母安装并按设计预紧力矩拧紧后，打开并拆除装拆用齿型工具20，如图1所示，受防松轮齿7轴向压接的阶梯柱销9保持不位于防松盘端板10状态，与防松轮齿槽8相对的阶梯柱销9可穿过端板销孔14而位于防松盘端板10上平面，位于防松盘端板10的阶梯柱销9限制防松轮齿7转动。如图1所示，测速结构在任意周向安装角度位置均能有1～2个阶梯柱销9处于防松轮齿槽8内而保持防松状态。
29.如图1所示，测速螺母基体1及磁钢安装孔17、磁钢2、磁钢挡板3、沉头螺钉4及感应柱面6组成了测速结构，具有周期磁电信号生成的功能和工艺性、经济性优良的特点，测速螺母基体1、防松轮齿7、防松轮齿槽8、阶梯柱销9、防松盘端板10及端板销孔14、防松盘腔体11及柱销腔室15、复位弹簧16组成了防松结构，可实现任意角度位置均可防松的功能，且具有防松力矩更高、防松更加可靠、对温度变化不敏感、拆装无需更换等的技术特点。