CN104269974A - 大口径永磁直流力矩电机的安装方法 - Google Patents

Abstract

一种大口径永磁直流力矩电机的安装方法，包括下列步骤：①首先在旋转座内安装电机定子与滚珠轴承；②在旋转轴外安装电机转子；③先将大圆盘上的中心通孔穿过固定在小圆盘上的导向套，再将大圆盘放置到三个支撑柱的外端面上；④将导向座的内径与导向套的外径配合，并固定于大圆盘上；⑤利用起吊工具使旋转轴在重力的作用下沿着导向座向下缓慢移动，绕导向座轻轻转动旋转轴，使旋转轴上的轴肩端面与滚珠轴承的内圈端面配合；⑥测量轴承座的外端面与旋转轴外端面之间的距离到所要求的位置尺寸，则完成力矩电机的安装。本发明具有简单、易行的特点。

Description

大口径永磁直流力矩电机的安装方法

技术领域

本发明涉及分装式永磁直流力矩电机，特别是一种大口径分装式永磁直流力矩电机的安装方法。 

背景技术

永磁直流力矩电机是一种在低速情况下输出较大转矩的低速直流伺服电动机，被广泛应用于低速、大转矩的旋转场合。由于永磁直流力矩电机可直接驱动，省去了变速机构，提高了运行精度，用户将电机装入需要旋转的轴系中，可大大减小整个设备所占空间，使系统结构更为紧凑。该种电机在换向的设计上分为有刷和无刷两种结构，其区别是有刷直流电机的换向一直是通过石墨电刷与安装在转子上的环形换向器相接触来实现的。而直流无刷电机则通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路，使其能够获知电机相位换向的准确时间。由于无刷电机没有电刷，故也没有相关接口，因此更干净，噪声更小，事实上无需维护，寿命更长。对于有刷电机，其结构由定子、转子和刷架三大部件组成。而对于无刷电机，由于霍尔元件是安装在定子上的，在结构上就由定子和转子两大部件组成。此种电机一般为分装结构，由于其定子和转子是分开的，需要分别安装，但由于定子与转子本身都是磁性材料，具有很大的磁性，如果安装时位置稍有偏差，转子就会被牢牢地吸附在定子上。由于磁性很强，吸附瞬间的冲击力很大，会破坏定子和转子表面镶嵌的磁钢片，因而会导致电机性能的不稳定。 

目前，对于永磁直流力矩电机的安装最常用的方法是先将力矩电机的定子固定，再将一定厚度的聚四氟乙烯垫板围绕在定子的内圈内(以防由于定子与转子之间的磁力使转子在安装过程中与定子发生碰撞而损坏)，再将转子轻推入定子内，最后抽掉聚四氟乙烯垫板。由于小口径力矩电机定子与转子之间的磁性相对较小，因此用此方法适合小口径力矩电机的安装，而对于大口径力矩电机的安装必须采用工装夹具等辅助装置以克服定子与转子之间的磁吸力，避免安装时电机定子与转子的摩擦 和碰撞，以保证电机的性能。 

在先技术[1](参见郭海燕,分装式永磁直流力矩电机的安装及固定方法Vol.43,57-59,2012)描述了一种利用安装工装和固定托架的方法将电机的转子安装在定子内。安装时先将电机的定子与轴套固定，把电机的转子、固定托架及安装工装通过导向杆连接在一起，再把安装工装上导向套的孔与旋转轴上的轴配合，转动安装工装螺杆上的螺母，电机转子在磁引力作用下逐渐向电机定子内移动，直到所需的磁场平衡位置。此方法能够保证定子与转子之间的间隙均匀，具有安全、经济、方便和快捷的优点。但是，该方法首先要求被驱动设备上要有实心旋转轴，并要预留有用于工装定位的定位轴肩。其次在转子与旋转轴之间要安装固定托架，作为电机转子与旋转轴的中间支撑部件。而对于旋转轴为空心的薄壁件，且要求电机转子直接安装在旋转轴上时，由于电机转子与旋转轴之间没有空间安装固定托架，因而此方法就难以满足安装要求。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述在先技术的不足，提供一种大口径永磁直流无刷力矩电机的安装方法，该方法具有简单、易行的特点。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种大口径永磁直流力矩电机的安装方法，其特点在于该方法利用工装夹具可直接将电机转子安装在定子内。所述的工装夹具包括支撑柱、大圆盘、小圆盘、导向座、导向套和吊环螺钉。具体操作方法为：首先将电机定子固定在旋转座内，将旋转轴安装好后，再利用本发明所述的工装夹具将电机转子安装在电机定子内，或先将电机转子安装于旋转轴外，再利用本发明所述的工装夹具将装有电机转子的旋转轴安装在电机定子内。 

所述的支撑柱为三个等高圆柱，所述的支撑柱的一端加工有内螺纹，另一端加工有外螺纹。 

所述的旋转座的外端面上加工有工艺螺纹孔，所述的支撑柱的外螺纹与所述的旋转座外端面上的螺纹孔相配合，所述的三个等高支撑柱在所述的旋转座的外端面上沿圆周成均匀分布。 

所述的大圆盘固定在所述的三个等高支撑柱上。所述的大圆盘上加工有通孔， 通孔的外径大于所述的吊环螺钉的外形尺寸，即所述的吊环螺钉可穿过所述的大圆盘上的通孔。 

若采用安装好旋转轴后，直接安装电机转子，则需要利用电机转子外端面上的工艺螺纹孔，将所述的小圆盘固定在电机转子的外端面上； 

若采用先在旋转轴外安装好电机转子，再将装有电机转子的旋转轴安装在电机定子内时，则需要利用旋转轴外端面上的工艺螺纹孔，将所述的小圆盘固定在所述的旋转轴的外端面上； 

所述的吊环螺钉用螺母固定在所述的小圆盘上。 

所述的导向座固定在所述的大圆盘上，所述的导向套固定在所述的小圆盘上，所述的导向座的内径与所述的导向套的外径配合。所述的导向套可沿着所述的导向座上下移动。 

一种大口径永磁直流力矩电机的安装方法，其特征在于该方法包括下列步骤： 

①首先在旋转座内安装电机定子与滚珠轴承，并将安装有电机定子与滚珠轴承的旋转座垂直放置于水平面上，在旋转座的外端面上按圆周均匀分布分别安装的三个等高支撑柱，三个支撑柱的外端面可组成一个水平面，此面为大圆盘的安装面； 

②在旋转轴外安装电机转子，在小圆盘上安装吊环螺钉，并用螺母将其固定在小圆盘上，将安装好吊环螺钉的小圆盘固定在旋转轴的外端面上，再将导向套固定在小圆盘上； 

③先将大圆盘上的中心通孔穿过固定在小圆盘上的导向套，并使大圆盘上的左、右两个通孔分别穿过两个吊环螺钉。再将吊车或其它起吊工具上的两根缆绳分别与吊环螺钉固定，启动起吊工具将旋转轴缓慢吊起，并移动到旋转座上方，再缓慢上、下或左、右移动旋转轴到适当位置，再将大圆盘放置到三个支撑柱的外端面上； 

④将导向座的内径与导向套的外径配合，并固定于大圆盘上，绕导向座转动大圆盘，使大圆盘上的安装通孔与支撑柱上的螺纹孔对齐，并用螺钉固定； 

⑤利用起吊工具使旋转轴在重力的作用下沿着导向座向下缓慢移动，在移动过程中，绕导向座轻轻转动旋转轴，使旋转轴上的外圆周面与滚珠轴承的内圆周面首先配合，继续向下移动旋转轴，直到旋转轴上的轴肩端面与滚珠轴承的内圈端面配合； 

⑥测量轴承座的外端面与旋转轴外端面之间的距离到所要求的位置尺寸，则完成力矩电机的安装。 

与在先技术相比，本发明的技术效果如下： 

1、此方法不论旋转轴为实心轴或是空心轴均可使用。 

2、此方法可直接将电机转子安装在电机定子内或先将电机转子安装在旋转轴上，再将带有电机转子的旋转轴安装在电机定子内，无需在电机转子与选转轴之间安装固定支架，减小了结构设计的外形尺寸，不仅使结构紧凑而且节约成本。 

3、此方法在安装工装夹具时不需要在旋转轴和旋转座上加工安装配合基准面或基准轴，可直接利用旋转座和旋转轴外端面上的工艺螺孔即可对工装夹具进行安装。而且安装时和拆除后并不影响整个外形结构的设计，加工简单、安装便捷、使用可靠。 

附图说明

图1为本发明所述分装式力矩电机安装方法的结构图。 

图2为本发明所述分装式力矩电机安装初始位置图。 

图3为本发明所述分装式力矩电机安装终止位置图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 

在本实施例中，采用先将电机转子固定在旋转轴上，再将装有电机转子的旋转轴安装于电机定子内的方法。 

首先参阅图1，图1是本发明所述分装式力矩电机安装方法的结构图。由图1可见，所述的电机定子5固定在旋转座1内，旋转座1内安装有轴承座4，滚珠轴承3安装在轴承座4内，并用轴承盖板2进行固定。滚珠轴承3的作用在于对旋转轴13进行支撑和固定。所述的旋转轴13为空心轴，电机转子15安装在旋转轴13外，并用轴端压圈14固定。所述的工装夹具包括三个支撑柱6、大圆盘7、小圆盘10、导向座11、导向套12以及吊环螺钉8。 

本发明分装式力矩电机安装方法如下： 

①首先在旋转座1内安装电机定子5与滚珠轴承3，并将安装有安装电机定子5 与滚珠轴承3的旋转座1垂直放置于水平面上，在旋转座1的外端面上按圆周均匀分布分别安装三个等高支撑柱6，三个支撑柱6的外端面可组成一个水平面，此面为大圆盘7的安装面； 

②在旋转轴13外安装电机转子15，在小圆盘10上安装吊环螺钉8，并用螺母9将其固定在小圆盘10上，将安装好吊环螺钉8的小圆盘10固定在旋转轴13的外端面上，再将导向套12固定在小圆盘10上； 

③先将大圆盘7上的中心通孔穿过固定在小圆盘10上的导向套12，并使大圆盘7上的左、右两个通孔分别穿过两个吊环螺钉8。再将吊车或其它起吊工具上的两根缆绳分别与吊环螺钉8固定，启动起吊工具将旋转轴13缓慢吊起，并移动到旋转座1的上方，再缓慢上、下或左、右移动旋转轴13到适当位置，再将大圆盘7放置到三个支撑柱6的外端面上； 

④将导向座11的内径与导向套12的外径配合，并固定于大圆盘7上，绕导向座11转动大圆盘7，使大圆盘7上的安装通孔与支撑柱6上的螺纹孔对齐，并用螺钉固定； 

⑤利用起吊工具使旋转轴13在重力的作用下沿着导向座11向下缓慢移动，在移动过程中，绕导向座11轻轻转动旋转轴13，使旋转轴13上的外圆周面C与滚珠轴承3的内圆周面B1首先配合，继续向下移动并转动旋转轴13，直到旋转轴13上的外圆周面B2与滚珠轴承3的内圆周面B1配合，继续向下移动旋转轴13，直到旋转轴13上的轴肩端面A2与滚珠轴承3的内圈端面A1配合； 

⑥测量轴承座4的外端面D1与旋转轴外端面D2之间的距离到所要求的位置尺寸，则完成力矩电机的安装。 

图1是本发明最佳实施例的结构图，其具体结构和参数叙述如下： 

旋转座1的外径为Φ905mm，高300mm。滚珠轴承3选用日本THK公司的十字交叉滚珠轴承，型号为RB60040UUCCP5。力矩电机选用包头长安电机研发有限公司的永磁无刷力矩电机，其型号为750ZLW25，此力矩电机的电机定子5与电机转子15为分装结构。在旋转轴13内安装有口径为Φ550mm的光学元件。吊环螺钉8的型号为M20，导向座11的内径和导向套12的外径均为Φ60mm，两者的公差尺寸为间隙配合。为了保证安装的可靠性，支撑柱6、大圆盘7、小圆盘10、导向座11和导向套12的材料均选用45号钢。 

Claims (1)

1.一种大口径永磁直流力矩电机的安装方法，其特征在于该方法利用工装夹具可直接将电机转子安装在定子内，所述的工装夹具包括支撑柱(6)、大圆盘(7)、小圆盘(10)、导向座(11)、导向套(12)和吊环螺钉(8)，所述的支撑柱(6)为三个等高圆柱，所述的支撑柱(6)的一端有内螺纹，另一端有外螺纹；所述的旋转座的外端面上有工艺螺纹孔，所述的支撑柱的外螺纹与所述的旋转座(1)外端面上的螺纹孔相配合，所述的三个等高支撑柱(6)在所述的旋转座的外端面上沿圆周成均匀分布；所述的大圆盘(7)固定在所述的三个支撑柱(6)上；所述的大圆盘上有通孔，该通孔的外径大于所述的吊环螺钉的外形尺寸，该方法包括下列步骤：

①首先在旋转座内安装电机定子与滚珠轴承，并将安装有电机定子与滚珠轴承的旋转座垂直放置于水平面上，在旋转座的外端面上按圆周均匀分布分别安装的三个等高支撑柱，三个支撑柱的外端面可组成一个水平面，此面为大圆盘的安装面；

②在旋转轴外安装电机转子，在小圆盘上安装吊环螺钉，并用螺母将其固定在小圆盘上，将安装好吊环螺钉的小圆盘固定在旋转轴的外端面上，再将导向套固定在小圆盘上；

③先将大圆盘上的中心通孔穿过固定在小圆盘上的导向套，并使大圆盘上的左、右两个通孔分别穿过两个吊环螺钉。再将吊车或其它起吊工具上的两根缆绳分别与吊环螺钉固定，启动起吊工具将旋转轴缓慢吊起，并移动到旋转座上方，再缓慢上、下或左、右移动旋转轴到适当位置，再将大圆盘放置到三个支撑柱的外端面上；

④将导向座的内径与导向套的外径配合，并固定于大圆盘上，绕导向座转动大圆盘，使大圆盘上的安装通孔与支撑柱上的螺纹孔对齐，并用螺钉固定；

⑤利用起吊工具使旋转轴在重力的作用下沿着导向座向下缓慢移动，在移动过程中，绕导向座轻轻转动旋转轴，使旋转轴上的外圆周面与滚珠轴承的内圆周面首先配合，继续向下移动旋转轴，直到旋转轴上的轴肩端面与滚珠轴承的内圈端面配合；

⑥测量轴承座的外端面与旋转轴外端面之间的距离到所要求的位置尺寸，则完成力矩电机的安装。