技术摘要：
本发明涉及电机技术领域。目的在于提供一种能够确保电机防水性能的适合深水作业的特种电机，外壳的端面上成形有供转轴穿出的阶梯状的安装腔，所述安装腔由大尺寸段和小尺寸段构成，所述大尺寸段内设置有轴承，所述转轴位于轴承内，所述小尺寸段与转轴之间构成间隙配合  全部
背景技术：
直流电机是日常生产和生活中广泛采用的一个电机种类，通常包括外壳、定子、转 子、换向器、电刷等部件，定子通常采用永磁体或定向的电磁线圈组，其固定安装在外壳内， 为转子提供磁动力。转子通常由绕设在其上的若干组电磁线圈和磁芯构成，励磁时与定子 相互作用，形成转动力。换向器安装在转子上，其通常由多段圆弧状的导电片构成环形，其 与转子上的电磁线圈导通，并通过电刷与电源连接。直流电机具有启动和调速性能好，调速 范围广且平滑，过载能力强，受电磁干扰影响小等特点。然而在实际生产和生活中我们也发 现，现有的直流电机还存以下问题。 1、传统的电刷设置在安装架上，并利用弹簧对电刷产生压力，使其与换向器接触。 然而，由于换向器随着转子进行高速转动，电刷与换向器之间存在一个磨损。当弹簧产生的 压力过大时，电刷与换向器的磨损增大，造成电刷过度磨损，影响其使用寿命。而当压力过 小时，又不能确保电刷与换向器的稳定接触，造成拉弧打火的现象，容易烧坏电机，不利于 电机稳定工况的保持。因此，如何确保电刷与换向器之间始终处于一个适宜的恒定压力，一 直是本领域无法解决的一大难题。 2、传统的换向器是一个由多段构成的环形结构，相邻两段之间的间隙位置形成了 换向器的换向区域，但也是由于该间隙的存在，使得换向器在不断旋转并与电刷接触的过 程中，间隙边沿对电刷存在一个较大的磨损，导致电刷磨耗过快，也造成了电刷与换向器接 触的不稳定。 3、为了适应水下工况，现有电机必须要对其外壳的密封性进行保证，以防止水渗 入电机内部，对电气部件造成损伤。现有技术中的常规做法是在电机的转子部分增加各种 密封圈，对于通常的水下作业而言，密封圈的性能足以保证电机动密封和静密封的可靠性， 不影响其正常工作。但对于深水、超深水作业而言，由于外界水压增大，常规的密封圈已无 法保证其密封的可靠性，尤其是转子部分动密封的可靠性，对于小型电机而言，考虑到各部 件的可加工性，机械密封也无法适配，为此，需要一种专门的电机转子防水结构来提升电机 整体的水下作业性能。 4、现有电机的扇热主要通过安装在内部的散热风扇吹拂来对转子进行风冷散热， 对于水下作业而言，传统的风冷无法配套，其只能通过做好电机的外壳密封性，通过对外壳 自然水冷来对电机进行降温。但这种降温方式热交换主要集中在外壳的外表面，其冷却速 度较慢，并不适合一些高转速的电机，为此如何优化电机散热结构也是本领域的一大难题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够确保电机防水性能的适合深水作业的特种电机。 为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种适合深水作业的特种电 4 CN 111585413 A 说　明　书 2/7 页 机，包括外壳、固定设置在外壳内壁上的一对定子、以及安装在一对定子之间的转轴；所述 转轴一端对应的外壳内壁上设置有安装架，所述安装架上设置有电刷；所述转轴位于定子 之间的一段上设置有由磁芯和电磁线圈构成的转子，所述电磁线圈绕设在磁芯上；所述转 轴上与电刷相对的位置设置有换向器，所述换向器与电磁线圈电性连接，所述电刷与换向 器相接触； 所述外壳的端面上成形有供转轴穿出的阶梯状的安装腔，所述安装腔由大尺寸段 和小尺寸段构成，所述大尺寸段内设置有轴承，所述转轴位于轴承内，所述小尺寸段与转轴 之间构成间隙配合；所述轴承外侧的转轴上还设置有密封盘，所述密封盘朝外的盘面为坡 面，所述密封盘位于大尺寸段内；所述大尺寸段内还设置有一层密封圈，所述密封圈的外沿 固定在大尺寸段的内壁上，并形成气密配合，密封圈的一面贴附在密封盘的坡面上，所述密 封盘、密封圈、大尺寸段的侧壁、大尺寸段的外端面共同围成高压密封腔，所述大尺寸段上 还设置有与高压密封腔内部连通的充气口，所述充气口通过气管与外接气源连接。 优选的，所述大尺寸段外端的内壁上还设置有用于检测高压密封腔内气压的气压 传感器。 优选的，所述外壳的两端均设置有安装腔，所述转轴的两端分别通过两安装腔穿 出外壳。 优选的，两所述安装腔大尺寸段上的充气口分别通过一根支气管与分配阀连通， 所述分配阀与主气管连通。 优选的，所述密封圈为耐磨硅胶密封圈。 优选的，所述电刷包括固定设置在安装架上的座体，所述座体朝向换向器一端的 端面上设置有沿座体长度方向延伸的滑动孔，所述滑动孔的外端内设置有与滑动孔相适配 的碳刷；所述滑动孔内还设置有与滑动孔相配合的驱动块，所述驱动块与碳刷相对的表面 分别设置有电磁铁和永磁体，所述电磁铁与永磁体相对，且电磁铁在通电状态下与永磁体 相互排斥；所述滑动孔的孔底由内至外还依次设置有压力传感器、滑动板和支撑弹簧，所述 压力传感器的压力信号采集端朝向滑动板并与滑动板相接触，所述支撑弹簧的两端分别与 滑动板和驱动块固接。 优选的，所述驱动块呈帽状，所述支撑弹簧的一端位于驱动块内。 优选的，所述安装架和座体均由导电材料制成，所述安装架上设置导电柱，所述导 电柱通过导电铜线与设置在外壳上的接线端子连接。 优选的，所述座体朝向换向器的一端还设置有限位帽，所述限位帽与座体螺纹连 接，限位帽的中心设置有导向孔；所述碳刷呈T字形，碳刷的外端与导向孔相配合，并穿设在 导向孔内。 优选的，所述滑动孔的侧壁上设置有一组相对的、竖向的滑动槽，所述碳刷的侧壁 上设置有与滑动槽相配合的滑块，所述滑块位于滑动槽内。 本发明的有益效果集中体现在：能够提高电机的防水性能，尤其是在深水高压作 业区的动密封性能，满足了电机的特种使用需求。具体来看，本发明通过外接气源朝高压密 封腔内持续充入高压气体，使高压密封腔形成相对于外界和外壳内部的相对高压，因此在 正常使用状态下，密封圈会紧紧的贴附在密封盘的坡面上，形成一次密封。同时，高压密封 腔内高压气体对外的唯一通道既是安装腔小尺寸段与转轴之间的微缝隙，在这个微缝隙 5 CN 111585413 A 说　明　书 3/7 页 内，始终存在一个高压气体外排的趋势，从而能够有效的防止外界的水体进入电机内部。另 外，本发明通过改变外接气源的打气压力，本发明还能够适应不同深度的水下作业，通用性 也极强。 附图说明 图1为本发明的结构示意图； 图2为电刷的安装示意图； 图3为图2中B部放大图； 图4为图3中所示结构一种优选实施方式的结构示意图； 图5为换向器的结构示意图； 图6为图1中C部放大图； 图7为图1中所示结构的A-A向视图； 图8为转轴的横截面示意图； 图9为转轴端面的结构示意图； 图10为散热翅板的结构示意图。