CN102738953A

CN102738953A - 一种工业缝纫机用无轴承伺服电机

Info

Publication number: CN102738953A
Application number: CN2012102277664A
Authority: CN
Inventors: 潜曙华; 王岗; 冯仲德; 严伟灿
Original assignee: Wolong Electric Group Co Ltd
Current assignee: Wolong Electric Drive Group Co Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2012-10-17

Abstract

一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，涉及一种伺服电机。现有的工业缝纫机用伺服电机的转子一般均包含转轴和轴承，其成本高，体积大，工作易产生噪声。本发明包括定子组件、转子组件，所述的转子组件包括转轴、外套在转轴上的转子铁芯，其特征在于：所述的转轴中部开设用于插接孔，转轴上设有锁紧件，缝纫机机头主轴插入插接孔后用锁紧件将转轴固定在缝纫机机头主轴上，定子组件、转子组件分别依靠缝纫机架体、缝纫机机头主轴固定并实现两者的间隙配合。本技术方案无轴承，不必设轴承室、联轴器等，转轴的转矩直接传递给缝纫机机头主轴上，结构简单、装配方便，成本更低，体积小，减少力传递件，有利于减小噪音，提高工作的可靠性。

Description

一种工业缝纫机用无轴承伺服电机

技术领域

本发明涉及一种伺服电机。

背景技术

现有的工业缝纫机用伺服电机的包括定子和转子两部分，其中转子一般均包含转轴和外套于转轴的轴承。从结构形式看主要存在以下缺陷：

1、轴承的使用要求存在安装轴承的支撑和位置，支撑一般需要有前后端盖轴承室，轴承室加工的精度相对较高，加工成本相对较高，留有位置也需要相应空间会造成电机体积的相对增大。

2、轴承作为一个零件本身也是一种材料成本，从而导致整个电机成本的上升。

3、轴承的装配具有一定的要求，安装需要适当的工艺来规范，装配工时也会成为一种工艺成本，使电机的制造成本增加。

4、电机与缝纫机的传统安装方法是在电机轴伸处加一个联轴器，这种安装方式对电机轴伸跳动要求较高，并且缝纫机上也需要一个匹配的联接器与电机联轴器配合使用，联轴器的配合需要相对较高的机械加工精度，特别是两者的同轴度的控制，如果同轴度不能控制好就会使缝纫机运行时的噪声增大，影响机器的性能缩短缝纫机的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，以达到减少加工难度，降低成本的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，包括定子组件、转子组件，所述的定子组件包括塑封线定子、设于塑封线定子上的编码器，所述的转子组件包括转轴、外套在转轴上的转子铁芯、设于转子铁芯上的磁体、与磁体相对的设于转轴上的磁环，其特征在于：所述的转轴中部开设用于插接缝纫机机头主轴的插接孔，转轴上设有能与缝纫机机头主轴连接的锁紧件，缝纫机机头主轴插入插接孔后用锁紧件将转轴固定在缝纫机机头主轴上，定子组件、转子组件分别依靠缝纫机架体、缝纫机机头主轴固定并实现两者的间隙配合。定子组件与转子组件之间无轴承，不必设轴承室、联轴器等，转轴的转矩直接传递给缝纫机机头主轴上，结构简单、装配方便，成本更低，体积小，减少力传递件，有利于减小噪音，提高工作的可靠性。锁紧件可为销钉、螺钉等。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的锁紧件为一端呈锥形的紧定螺钉，中空转轴上设有两个紧定螺钉，中空转轴设有螺孔，紧定螺钉与中空转轴的螺孔螺接，紧定螺钉的锥形端部能旋入中空转轴的插接孔中以与缝纫机机头主轴相抵。

所述的转子铁芯开有复数个周向均匀分布的通孔，所述的通孔中嵌入磁体，所述的磁体为磁钢。在通孔中嵌入磁钢，磁钢的材料利用率大大提高，从而降低了磁钢的材料成本，使电机的总成本大幅降低，且安装简单方便，只需要将磁钢插入相应的孔内不需要任何定位工装，也不需要加磁钢保护套，在降低转子制造成本的同时还提高了粘贴磁钢的效率。

所述的通孔为与转轴轴线平行的方形通孔，所述的磁钢为与通孔相配的方形磁钢。方形磁钢制造加工简单方便；且方形磁钢与瓦片状磁钢相比材料利用率大提高，瓦片状所需要的材料是按包含弧形在内的外接长方形形状材料加工而成的，因此材料浪费比较多，而方形的磁钢所需要的材料就是直接按照长方形形状加工，浪费很少，磁钢成本在电机总成本中所占比例大，磁钢材料利用率的提高就直接降低了电机的总体成本，提高电机在市场上的价格竞争力。

等量相邻的磁钢组成一磁区，每一磁区中的磁钢的磁极相同，转子铁芯上的S极磁区和N极磁区周向交替排布。

相邻磁区间的转子铁芯上开有圆形气隙孔。利用小孔内空气有较大的磁阻的特性可起到防止N、S极磁钢通过转子铁芯直接被漏磁。

所述的转子铁芯上嵌有8块磁钢，2块磁钢组成一磁区形成2个S极磁区和2个N极磁区。采用2块磁钢组成一磁区相比由1块磁钢组成的磁区，电机的平均气隙就会补明显减小，也就是说气隙磁密会有所提高，从而提高电机的出力情况提高电机的效率最终提高电机的功率密度。

所述的磁钢与转子铁芯之间设有粘结层，转轴与转子铁芯过盈配合。磁钢与转子铁芯之间设有粘结层，提高了磁钢与转子铁芯的连接可靠性。

磁环中部设由两平行直边及连接两直边的对称圆弧边构成的腰形孔，转轴设有与磁环腰形孔相配的腰形轴段；所述的磁环以腰形孔中心线为界分为四极区，分别为左上区、右上区、右下区及左下区，四极区上的磁极交替分布；磁环的四极区位置、磁极与转子磁体的位置、磁极相对应。磁环的N、S极性与磁环的结构进行了优化组合，从而达到安装磁环时无论是正面安装或反面安装均能与转子磁钢极性相正确对应，使磁环能快速、正确安装，减少电机的故障率。

转轴的腰形轴段设卡槽，磁环外侧的腰形轴段依次套接波形弹垫、平垫圈及与卡槽相配的卡簧以将磁环抵压在转轴的轴肩上实现磁环的轴向定位。

有益效果：定子组件与转子组件之间无轴承，不必设轴承室、联轴器等，转轴的转矩直接传递给缝纫机机头主轴上，结构简单、装配方便，成本更低，体积小，减少力传递件，有利于减小噪音，提高工作的可靠性。

附图说明

图1是本发明爆破结构示意图。

图2是本发明定子组件结构示意图。

图3是本发明转子组构示意图。

图中：1、转子组件；2、定子组件；3、塑封线定子；4、槽盘头螺钉；5、编码器；6、编码器罩；7、盘头螺钉；8、转子铁芯、9、磁钢；10、紧定螺钉；11、磁环；12、波形弹垫；13、平垫圈；14、卡簧；15、转轴。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1、2、3所示，本发明包括定子组件2、转子组件1，定子组件2包括塑封线定子3、设于塑封线定子3上的编码器5，转子组件1包括转轴15、外套在转轴15上的转子铁芯8、设于转子铁芯8上的磁体、与磁体相对的设于转轴15上的磁环11，转轴15中部开设用于插接缝纫机机头主轴的插接孔，转轴15上设有能与缝纫机机头主轴连接的锁紧件，缝纫机机头主轴插入插接孔后用锁紧件将转轴15固定在缝纫机机头主轴上，定子组件2、转子组件1分别依靠缝纫机架体、缝纫机机头主轴固定并实现两者的间隙配合。

在本实施例中，锁紧件为一端呈锥形的紧定螺钉10，中空转轴15上设有两个呈90度角的紧定螺钉10，中空转轴15设有螺孔，紧定螺钉10与中空转轴15的螺孔螺接，紧定螺钉10的锥形端部能旋入中空转轴15的插接孔中以与缝纫机机头主轴相抵。用螺钉连接缝纫机机头主轴和转轴15，装配方便，工作可靠。

转子铁芯8开有复数个周向均匀分布的通孔，通孔中嵌入磁体，磁体为磁钢9。通孔可为多边形孔，圆孔等，在实施例中通孔为与转轴15轴线平行的方形通孔，磁钢9为与通孔相配的方形磁钢9。等量相邻的磁钢9组成一磁区，每一磁区中的磁钢9的磁极相同，转子铁芯8上的S极磁区和N极磁区周向交替排布。为减少漏磁，相邻磁区间的转子铁芯8上开有圆形气隙孔。

转子铁芯8上嵌有8块磁钢9，2块磁钢9组成一磁区形成2个S极磁区和2个N极磁区。为提高连接的可靠性，磁钢9与转子铁芯8之间设有粘结层，转轴15与转子铁芯8过盈配合。

为使磁环11能快速、正确安装，减少电机的故障率，磁环11中部设由两平行直边及连接两直边的对称圆弧边构成的腰形孔，转轴15设有与磁环11腰形孔相配的腰形轴段；磁环11以腰形孔中心线为界分为四极区，分别为左上区、右上区、右下区及左下区，四极区上的磁极交替分布；磁环11的四极区位置、磁极与转子磁体的位置、磁极相对应。转轴15的腰形轴段设卡槽，磁环11外侧的腰形轴段依次套接波形弹垫12、平垫圈13及与卡槽相配的卡14以将磁环11抵压在转轴15的轴肩上实现磁环11的轴向定位。

装配过程：

转子组件1装配：

磁钢9插入在带轭转子铁芯8内，磁钢9在圆周位置的放置按N、S交替均匀排列并用胶水将其可靠固定在带轭转子铁芯8上；磁环11套入带轭转子铁芯8，磁环11和带轭转子铁芯8上设有两个专为安装配合用的铣扁，通过两个铣扁可进行圆周方向定位。磁环圆周上充有N、S极性磁场，极数与磁钢9的放置数量相等，并且两者的极性放置也相对应相同；放好磁环11后，再在外面顺序放上波形弹垫12和专用平垫圈13，再用卡簧14将磁环11固定在带轭转子铁芯8上。

定子组件2装配：

电机的编码器5由三个十字或一字槽盘头螺钉4固定在编码器罩6上，编码器罩6由十字或一字槽盘头螺钉7固定在塑封线定子3上。伺服电机的转子位置信号通过转子上的磁环和定子上编码器中的霍尔进行感应获得。

电机与缝纫机的安装联接如下：转子组件1利用缝纫机上专用转轴15来装配电机转子。由紧定螺钉10将转子组件1固定在缝纫机转轴15上；定子组件2与缝纫机机头主轴进行配合安装，并固定在缝纫机机头主轴上。至此完成装配。

Claims

1.一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，包括定子组件（2）、转子组件（1），所述的定子组件（2）包括塑封线定子（3）、设于塑封线定子（3）上的编码器（5），所述的转子组件（1）包括转轴（15）、外套在转轴（15）上的转子铁芯（8）、设于转子铁芯（8）上的磁体、与磁体相对的设于转轴（15）上的磁环（11），其特征在于：所述的转轴（15）中部开设用于插接缝纫机机头主轴的插接孔，转轴（15）上设有能与缝纫机机头主轴连接的锁紧件，缝纫机机头主轴插入插接孔后用锁紧件将转轴（15）固定在缝纫机机头主轴上，定子组件（2）、转子组件（1）分别依靠缝纫机架体、缝纫机机头主轴固定并实现两者的间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：所述的锁紧件为一端呈锥形的紧定螺钉（10），中空转轴（15）上设有两个紧定螺钉（10），中空转轴（15）设有螺孔，紧定螺钉（10）与中空转轴（15）的螺孔螺接，紧定螺钉（10）的锥形端部能旋入中空转轴（15）的插接孔中以与缝纫机机头主轴相抵。

3.根据权利要求2所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：所述的转子铁芯（8）开有复数个周向均匀分布的通孔，所述的通孔中嵌入磁体，所述的磁体为磁钢（9）。

4.根据权利要求3所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：所述的通孔为与转轴（15）轴线平行的方形通孔，所述的磁钢（9）为与通孔相配的方形磁钢（9）。

5.根据权利要求4所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：等量相邻的磁钢（9）组成一磁区，每一磁区中的磁钢（9）的磁极相同，转子铁芯（8）上的S极磁区和N极磁区周向交替排布。

6.根据权利要求5所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：相邻磁区间的转子铁芯（8）上开有圆形气隙孔。

7.根据权利要求6所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：所述的转子铁芯（8）上嵌有8块磁钢（9），2块磁钢（9）组成一磁区形成2个S极磁区和2个N极磁区。

8.根据权利要求7所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：所述的磁钢（9）与转子铁芯（8）之间设有粘结层，转轴（15）与转子铁芯（8）过盈配合。

9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：磁环（11）中部设由两平行直边及连接两直边的对称圆弧边构成的腰形孔，转轴（15）设有与磁环（11）腰形孔相配的腰形轴段；所述的磁环（11）以腰形孔中心线为界分为四极区，分别为左上区、右上区、右下区及左下区，四极区上的磁极交替分布；磁环（11）的四极区位置、磁极与转子磁体的位置、磁极相对应。

10.根据权利要求9所述的一种工业缝纫机用无轴承伺服电机，其特征在于：转轴（15）的腰形轴段设卡槽，磁环（11）外侧的腰形轴段依次套接波形弹垫（12）、平垫圈（13）与卡槽相配的卡簧（14）以将磁环（11）抵压在转轴（15）的轴肩上实现磁环（11）的轴向定位。