[發(fā)明專利]一種球電機(jī)驅(qū)動的磨料水射流關(guān)節(jié)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110423602.4
• 申請日: 2011-12-17
• 公開（公告）號: CN102886746A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江山;段雄;郭楚文;王銳利;趙韡
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州浩通水射流科技有限公司
• 主分類號: B24C5/04
• 分類號: B24C5/04;H02K1/12;H02K5/173
• 代理公司: 徐州支點(diǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32244
• 代理人: 劉新合

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種球電機(jī)驅(qū)動的磨料水射流關(guān)節(jié)，屬于切斷用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，水射流切割技術(shù)應(yīng)用于曲面加工，需要數(shù)控五軸聯(lián)動設(shè)備，一般除了三個電機(jī)完成X、Y、Z三個直角坐標(biāo)的控制外，都要使用另外兩個電機(jī)來完成射流偏角的姿態(tài)調(diào)整，以此來實(shí)現(xiàn)曲面切割。這樣使得切割噴頭部位傳動復(fù)雜，體積和質(zhì)量較大，慣量大，無法在高速度、大加速度的情況下穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)有五軸聯(lián)動技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)動切割，無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高速切割。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種球電機(jī)驅(qū)動的磨料水射流關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)不僅使得切割噴頭部位傳動簡單，而且可以在高速度、大加速度的情況下穩(wěn)定地進(jìn)行曲面加工。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種球電機(jī)驅(qū)動的磨料水射流關(guān)節(jié)，包括靜止不動的電動機(jī)定子部分和電機(jī)轉(zhuǎn)子與射流噴頭一體化的旋轉(zhuǎn)部分，定子鐵芯為球形，通過定子支架與外部控制臺架固定，第一繞組、第二繞組和第三繞組兩兩垂直繞于定子鐵芯上，通過電纜線引出，定子保護(hù)套將三個繞組包圍，轉(zhuǎn)子由球面軸承支撐，其間布置轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯與定子保護(hù)套間有微小間隙，球面軸承與轉(zhuǎn)子鐵芯分別與轉(zhuǎn)子外殼固定，還包括卡爪、射流噴頭支架、射流噴頭和入口接頭，卡爪與轉(zhuǎn)子外殼固定在一起形成一個整體，射流噴頭支架與卡爪固定，入口接頭設(shè)置在射流噴頭支架側(cè)面，射流噴頭緊固在射流噴頭支架下端。

射流噴頭軸線通過球形電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的球心。

射流噴頭的軸線與定子支架固定軸線垂直或共線。

本發(fā)明的有益效果是：用一個球形電動機(jī)代替了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的多個旋轉(zhuǎn)電機(jī)，減少了電機(jī)數(shù)量；噴頭組件與電機(jī)轉(zhuǎn)子一體化，減少了傳動機(jī)構(gòu)，使得傳動簡單；設(shè)備質(zhì)量和體積均縮減，慣性也隨之減小，更加有利于精確控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明剖視圖。

圖中：1、定子鐵芯，2、定子保護(hù)套，3、球面軸承，4、轉(zhuǎn)子外殼，5、轉(zhuǎn)子鐵芯，6、第一繞組，7、第二繞組，8、第三繞組，9、卡爪，10、射流噴嘴支架，11、射流噴頭，12、入口接頭，13、電纜線，14、定子支架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種球電機(jī)驅(qū)動的磨料水射流關(guān)節(jié)，由靜止不動的電動機(jī)定子部分和電機(jī)轉(zhuǎn)子與射流噴頭一體化的旋轉(zhuǎn)部分組成，定子部分包括定子鐵芯1、定子保護(hù)套2和定子支架14，旋轉(zhuǎn)部分包括卡爪9、射流噴頭支架10、射流噴頭11和入口接頭12；定子鐵芯1為球形，通過定子支架14與外部控制臺架固定；第一繞組6、第二繞組7和第三繞組8兩兩垂直繞于定子鐵芯1上，通過電纜線13引出；定子保護(hù)套2將定子鐵芯1和三個繞組包圍，轉(zhuǎn)子由球面軸承3支撐，其間布置轉(zhuǎn)子鐵芯5，轉(zhuǎn)子鐵芯5與定子保護(hù)套2間有微小間隙，球面軸承3與轉(zhuǎn)子鐵芯5分別與轉(zhuǎn)子外殼4固定，卡爪9與轉(zhuǎn)子外殼4固定在一起形成一個整體，射流噴頭支架10與卡爪9固定，水流入口接頭12設(shè)置在射流噴頭支架10側(cè)面，射流噴頭11的作用是將混有磨料的高壓水轉(zhuǎn)化為能量集中的高速射流的關(guān)鍵部件，射流噴頭11緊固在射流噴頭支架10下端。

本發(fā)明通過電纜線13與外部控制器連接，控制器會根據(jù)加工要求，發(fā)出控制指令，控制饋入第一繞組6、第二繞組7和第三繞組8的電信號，進(jìn)而調(diào)節(jié)定子產(chǎn)生的磁場，帶動球形電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，最終實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子姿態(tài)、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、加速度等的控制。高壓水通過入口接頭12引入，在射流噴頭11形成的高速射流，射流流束再跟隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動來調(diào)整其自身姿態(tài)，便可實(shí)現(xiàn)曲面和斜角的切割加工，同時控制切割表面的質(zhì)量，以適合給出的加工要求。

本發(fā)明射流噴頭11的軸線與定子支架14固定軸線之間的夾角可以是任意角度，本發(fā)明優(yōu)選射流噴頭11的軸線與定子支架14固定軸線垂直或共線，在這種優(yōu)先方式下，可以方便控制射流噴頭11算法的編輯。

本發(fā)明射流噴頭11軸線可以通過也可以不通過球形電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的球心，作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明優(yōu)選射流噴頭11軸線通過球形電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的球心，在這種優(yōu)選方式下，可以更好的實(shí)現(xiàn)射流噴頭11在加工產(chǎn)品精度方面的要求。