电动总成及具有其的转向架和单轨列车的制作方法

本发明属于动力系统领域，尤其涉及一种电动总成及具有其的转向架和单轨列车。

背景技术：

轴承作为电动总成回转的核心部件之一，对电动总成的正常运行和寿命的长短有直接的影响。通过研究发现决定轴承寿命主要因素是轴承的润滑，而常见单轨列车电动总成的轴承润滑为脂润滑，包括密封式轴承内部自带脂润滑和开式轴承的外加脂润滑，但是脂润滑结构相对比较复杂，寿命和可靠性也有待提高，无法满足轨道交通行业内对电动总成高可靠性、长寿命的严苛要求，此外单轨列车电动总成的轴承润滑也存在油润滑，然而采用变速器内的润滑油对电机轴承进行润滑，由于该润滑油中含有齿轮摩擦产生的铁屑，因此会对电机轴承的寿命造成影响，进而影响电动总成的正常运行。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动总成，其包括一变速器、一制动器和一布置在所述变速器与所述制动器之间的电机，并且变速器、制动器和电机的润滑通过被相互隔离的油室进行，防止变速器内齿轮摩擦产生的铁屑以及制动器内产生的杂质进入电机内部，降低电机轴承的寿命，以致影响电动总成的正常运行。

根据本发明实施例的一种电动总成，其包括变速器、制动器和布置在所述变速器与所述制动器之间的电机，其中所述变速器包括齿轮部和扣合在电机后端的安装座，所述安装座与所述齿轮部间的空隙形成第一油室；所述制动器包括扣合在电机前端的外壳，所述外壳与所述电机前端间的空隙形成第二油室；所述电机包括机壳，嵌入所述机壳定位销内定子组件，扣合在所述定子组件两端的前端盖和后端盖以及位于所述定子组件内的转子组件，所述定、转子组件与前、后端盖之间的空隙形成第三油室，且所述第三油室和第一油室间设有第一油封，所述第三油室和第二油室间设有第二油封。

另外，根据本发明实施例的一种电动总成还可以具有如下附加的技术特征。

在本发明的一个实施例中，所述第三油室内注入润滑油，所述润滑油的注入量占所述第三油室的容积1/5-2/3。

在本发明的一个实施例中，所述第一油封包括两个单唇口油封，两个所述单唇口油封间设有轴承防护环。

在本发明的一个实施例中，所述转子组件包括轮轴，所述轮轴穿过所述前端盖和后端盖。

在本发明的一个实施例中，所述轮轴与前端盖之间设置第一轴承，所述轮轴与后端盖之间设置第二轴承。

在本发明的一个实施例中，所述制动器还包括制动盘，所述制动盘安装在穿出所述前端盖外侧的轮轴上。

在本发明的一个实施例中，所述齿轮部包括行星齿轮，所述行星齿轮与穿出所述后端盖外侧的轮轴传动连接。

在本发明的一个实施例中，所述机壳为循环水冷式机壳。

在本发明的一个实施例中，所述机壳由圆筒状内筒和外筒密封套合而成。

在本发明的一个实施例中，所述机壳包括设置在所述内筒和外筒之间的水冷通道。

在本发明的一个实施例中，所述外筒径向安装进水管接头和出水管接头。

本发明的第二个目的在于提出一种转向架，包括转向架构架，与所述转向架构架固定连接的电动总成，以及与所述电动总成传动连接并带动所述转向架移动的走行组件，所述电动总成为上述任意一项所述的电动总成。

本发明的第三个目的在于提出一种单轨列车，包括车体和位于车体底部的转向架，所述转向架为上述所述的转向架。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供了一种电动总成，其包括一变速器、一制动器和一布置在所述变速器与所述制动器之间的电机，其中所述变速器、制动器和电机的润滑分别通过第一油室、第二油室和第三油室进行，油室间通过油封相互隔离，防止变速器内齿轮摩擦产生的铁屑以及制动器内产生的杂质进入电机内部，影响电机寿命，进而影响电动总成的正常运行；此外，由于转子组件和定子组件为电机的发热源，利用润滑油与定子组件和转子组件表面充分接触，带走定子组件和转子组件表面的热量，实现电机内部的冷却降温，进一步提高电机寿命。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式提供的一种电动总成结构剖面图。

图2是本发明实施例提供的第一油封结构示意图。

图3是本发明实施例提供的第二油封机构示意图。

图4是本发明实施例提供的机壳水冷通道结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本发明较佳实施方式的电动总成100，其包括一变速器10、一制动器20和一布置在所述变速器10与所述制动器20之间的电机30，所述电机有利地是永磁激励的同步机。但是本发明不限制到该机器类型上，每个适用于轨道交通驱动的电机都可以使用根据本发明的技术方案。

所述变速器10包括扣合在电机后端的安装座3以及安装在所述安装座3内的齿轮部16，其中所述齿轮部16包括行星齿轮，所述行星齿轮与穿出所述后端盖14外侧的轮轴传动连接，具体地，所述行星齿轮与电机轮轴上的齿轮啮合向单轨列车中的走行组件传动动力，改变单轨列车的运动速度。且所述安装座3与所述齿轮部16间的空隙形成第一油室17，向所述第一油室17注入润滑油，润滑油的注入量不超过所述第一油室17容积的三分之二，用以对所述齿轮部16进行润滑，同时可以把齿轮间啮合产生的热量带走，避免温度过高引起胶合的齿面损失，此外，能起到降低齿轮振动、冲击和噪声的作用，本示例中后端盖的外侧是指以后端盖为起点，背离电机的方向。

所述制动器20包括扣合在电机前端的外壳7，所述外壳7与所述电机前端间的空隙形成第二油室6，向所述第二油室6注入润滑油，润滑油的注入量不超过所述第二油室6容积的三分之二，主要对制动器内的轴承进行润滑，特别对于轨道交通中使用的高转速轴承，易于形成油膜，减小摩擦，同时降低轴承的温度；所述制动器20还包括制动盘，所述制动盘通过花键与穿出电机前端盖外侧的轮轴相连，由于制动盘与轮轴之间采用花键配合，制动盘与轮轴之间最大的载荷得以通过花键配合进行传递，保证了载荷传递的可靠性，且花键配合的组装和拆卸都更方便，为制动盘和轴箱轴承的检修更换提供了方便。为了进一步优化上述方案，在所述外壳7内侧增加刀型加强筋的设计支撑，可以起到加强外壳刚度的作用，本示例中前端盖外侧是指以前端盖为起点，背离电机的方向。

所述电机包括机壳13、定子组件12、前端盖5、后端盖15和转子组件，其中所述转子组件包括轮轴4和套于所述轮轴4上的转子铁芯11，且所述定子组件12嵌入所述机壳13的定位销内，所述前端盖5扣合在所述定子组件12的一端，所述后端盖15扣合在所述定子组件12的另一端，所述轮轴4穿过所述前、后端盖，且所述轮轴4与前端盖之间设置第一轴承9，所述轮轴与后端盖之间设置第二轴承2，所述转子铁芯11位于所述定子组件12内且固定在所述轮轴4上，所述定子组件12和转子组件与前、后端盖之间的空隙形成第三油室14，且所述第三油室14和第一油室17间设有第一油封1，它们的油液经所述第一油封1相隔开，所述第三油室14和第二油室间6设有第二油封8，它们的油液经所述第二油封8隔开。具体在本实施方式中，向所述第三油室14内注入润滑油，所述润滑油的注入量占所述第三油室14的容积1/5-2/3，电机运行时，因所述轮轴4高速运转，对润滑油形成“泵吸”效应，使润滑油循环流动，给整个机构一个良好的润滑。

为了进一步优化上述方案，所述轮轴4与前、后端盖间设置的轴承为球轴承，所述球轴承起动摩擦小且工作摩擦合适，对润滑的中断不敏感，既适用于承受径向和轴向联合载荷，也满足轨道交通中电机高速旋转的要求。

请一并参阅图2，所述第三油室14和第一油室17间设有第一油封1，所述第一油封1包括两个同种规格的单唇口油封18，且两个所述单唇口油封18的唇口分别朝向电机内部和变速器内部，密封隔绝所述第一油室17和第三油室14的油液，避免变速器内由齿轮部摩擦产生的铁屑进入电机内部，对电机轴承的寿命造成影响。为了进一步优化上述方案，两个所述单唇口油封间设有轴承防护环19，其能降低轴承电腐蚀风险。需要注意的是，所述轴承防护环19不能浸泡到油液中。

如图3进一步所示，所述第三油室14和第二油室6间设有第二油封8，所述第二油封8采用双唇口油封，两个唇口分别密封电机内部的润滑油和制动器内部的润滑油，避免制动器内产生的杂质进入电机内部，危及电机轴承的寿命，进而影响所述电动总成100的正常运行。

为了进一步优化上述方案，所述机壳13为循环水冷式机壳，请同时参阅图4，且所述机壳13由圆筒状内筒21和外筒20密封套合而成，在所述内筒21和外筒20之间设有水冷通道，所述外筒径向安装进水管接头和出水管接头。所述冷却通道可以具有各种合适的形状，其形状可以通过设置水道筋22来形成，较佳地，所述水道筋22从所述内筒21径向延伸并抵靠接触所述外筒20或者所述水道筋22从所述外筒21径向延伸并抵靠接触所述内筒21从而导向水的流向。在本发明的具体实施例中，所述水道筋22从所述内筒21延伸出，且相互交错设置，使得所述水冷通道成为波浪形冷却通道，并且所述内筒21的水道筋22与所述外筒20抵靠接触的表面最好与外筒密封贴合。所述水冷通道还设置有一全筋作为进水管接头和出水管接头之间的隔板，保证水流的方向性，结合水道筋的设置，使水流波浪式曲折前进，使得水尽可能地流经所述内筒20的外表面，从而使冷却效果最大化，本示例中所述径向是指垂直于所述轮轴4的直线方向。

需要注意的是，流经水冷通道的冷却液体不仅局限于水，任何冷却效果的良好的液体都可以作为本发明的冷却液。

轨道交通的电动总成中都配有动力电机，这种电机比常规结构的电机能量密度大，再加上结构、尺寸和重量均受安装位置限制，难以配置足够的散热结构，本发明所述被分开的油室除了具有润滑的作用，还连带满足冷却的功能，其与所述水冷通道配合，冷却效果更好。其具体工作原理：电机运行时，因所述轮轴4高速运转，对润滑油形成“泵吸”效应，使润滑油可以在所述第三油室14内流动起来，润滑油飞溅到轴承、油封，同时飞溅到所述转子组件，再到所述定子组件12，最后溅到所述机壳13内壁上，由于所述转子组件和所述定子组件12为电机发热源，通过润滑油把部分热量带到机壳13，所述机壳13本身为循环水冷式机壳，轨道车辆通电时，水泵即通电运行，水由进水管进入，轴向迂回从出水管流出，从而将定子组件和转子组件等产生的热量传递给水，设计巧妙，结构简单新颖，能快速有效使电机散热，从而解决电机散热，改善电机性能，最终提高电机效率及寿命，适于大规模推广应用。

根据本发明实施例提供一种转向架，包括转向架构架，与所述转向架构架固定连接的电动总成，以及与所述电动总成传动连接并带动所述转向架移动的走行组件，且所述电动总成为上述任意一项所述的电动总成，所述电动总成通过设置相互隔离的第一油室17、第二油室6和第三油室14，防止变速器内齿轮摩擦产生的铁屑以及制动器内产生的杂质进入电机内部，影响电机寿命，进而影响电动总成的正常运行，而且油室内的润滑油连带冷却功能，能快速有效使电机散热，改善电机性能，最终提高电机效率和寿命。

根据本发明实施例提供一种单轨列车，包括车体和设置在所述车体底部且牵引所述车体的转向架，所述转向架为上述所述的转向架。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。