CN106026488A - 定子组件和包括该定子组件的磁性轴承或电动机 - Google Patents
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Abstract
一种定子组件和包括该定子组件的磁性轴承或电动机。定子组件(1)包括同心的壳体(3)和定子(5),该定子(5)径向地安装在壳体(3)内侧。该定子组件包括安装在壳体(3)的径向内表面(30)与定子(5)的径向外表面(50)之间的紧固元件(7),并且其在壳体(3)和定子(5)上施加径向紧固力(F)。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括壳体和定子的定子组件。本发明还涉及一种包括该定子组件的磁性轴承或电动机。
背景技术
用于磁性轴承的电机定子或磁性致动器不可能总是居中或使用如螺钉或铆钉的紧固件固定至其壳体。为了减小组件的尺寸或便于其制造,定子通常缩配合至其壳体。基于所使用的材料的热伸长,定子和壳体的直径的收缩干扰必须相对于该部件的尺寸或组件的环境状况来计算。
目前,两组件或一组件至其壳体的收缩是通过热膨胀来完成的。外部组件或壳体加热到一定温度,以获得比收缩值更大的膨胀,允许内部组件的自由插入,然后将两个部件冷却至相同温度以得到收缩。
目前的方法需要加热器,该加热器必须符合待加热部件的尺寸和插入期间的高精度以防止局部收缩。当部件卡在错误位置时,组件损失,因为恢复相同部件的唯一方法是损坏该组件。这种组件的最终位置通常由给出最后位置的肩部固定且无法调整。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的定子组件,使用比收缩技术更简单的装置将定子紧固至壳体。
为此,本发明涉及一种定子组件,其包括同心的壳体和定子,该定子径向安装在壳体内。该定子组件的特征在于,其包括安装在壳体的径向内表面与定子的径向外表面之间的紧固元件,并且其在壳体和定子上施加径向紧固力。
由于本发明,用简单和更廉价的器件获得定子在壳体上的紧固。由于不再用加热整个壳体,可更准确地获得定子在壳体中的定位,因为不必再由于壳体在室温时的自发冷却而围绕定子快速地组装壳体。
根据有利的但并非限制性的本发明的其它方面,定子组件可并入以下特征中的一个或多个:
壳体的径向内表面和定子的径向外表面包括各自的凹部,用于接收紧固元件。
紧固元件具有整体的圆柱形形状,限定具有直径的外圆柱形表面的,该直径比在壳体的径向内表面的凹部与定子的径向外表面的凹部之间延伸的最大距离更大。
紧固元件具有截断其外圆柱形表面的平坦纵向表面。
紧固元件适于围绕其纵向轴线在第一位置与第二位置之间旋转,其中,在第一位置,平坦纵向表面面向壳体的凹部,以使紧固元件可插入壳体与定子之间,在第二位置,平坦纵向表面面向定子的凹部,而外圆柱形表面的一部分与壳体的凹部接触,以施加径向力。
定子的径向外表面的凹部具有限定于紧固元件的外径相等的直径的圆柱形形状。
紧固元件包括具有凹部的端部,其适于用来旋转紧固元件的工具的插入。
紧固元件通过力直接地被插入壳体与定子之间。
紧固元件包括内部通道,并且壳体包括用于接收螺钉的螺纹孔,该螺钉穿过紧固元件的内部通道,以通过力逐渐地将紧固元件插入壳体与定子之间。
紧固元件通过热压缩直接地被插入壳体与定子之间。
定子组件包括安装在壳体的径向内表面的凹部与定子的径向外表面的凹部之间的圆柱套筒,其中紧固元件安装在套筒中,并且紧固元件具有限定外圆柱形表面的直径的整体的圆柱形形状,该直径大于套筒的内径。
定子由四个分开的部件制成,并且定子组件包括安装在定子的四个分开的部件的界面处的四个紧固元件。
定子由唯一的单块部件制成。
定子组件包括至少一个螺钉,用于锁定定子相对于壳体的角位置,所述螺钉被插入到在向心方向上延伸的壳体的螺纹孔中,并且施加抵靠定子的径向外表面的径向力。
本发明还涉及包括如上所述的定子组件的磁性轴承或电动机。
附图说明
现将参考作为示例性实例的所附附图解释本发明,在所附附图中:
图1是根据本发明的第一实施方式的在第一配置中的定子组件的主视图;
图2是图1中细节II的放大比例的视图;
图3是在第二配置中的图1的定子组件的主视图;
图4是图3中细节IV的放大比例的视图;
图5是根据本发明第二实施方式的定子组件的主视图;
图6是根据本发明第三实施方式的定子组件的主视图;
图7是第一配置中沿图6中定子组件的平面VII-VII的剖面图;
图8是第二配置中相似于图7的剖面图;
图9是根据本发明第四实施方式的定子组件的主视图;
图10是第一配置中沿图9中定子组件的平面X-X的剖面图;
图11是第二配置中相似于图10的剖面图。
具体实施方式
定子组件1在图1中示出。定子组件1包括壳体3和定子5,两者是同心的并且中心在中心轴线X-X'上。定子径向地安装在壳体3内。
定子5可由金属材料的磁化叠片(magnetized laminations)制成。定子是由四个分开的部件5a、5b、5c和5d制成。
例如,定子组件1可属于电动机或磁性轴承。
定子组件1包括安装在壳体3的径向内表面30与定子5的径向外表面50之间的紧固元件7,紧固元件在壳体3和定子5上施加径向紧固力F 5。该径向力F以围绕轴线X-X'相对旋转和沿轴线X-X'平移的方式锁定壳体3和定子5。优选地,定子组件1包括安装在定子5的四个分开的部件5a-5d的界面处的四个紧固元件7。
径向内表面30和径向外表面50包括各自的凹部30a和50a,用于接收紧固元件7。
紧固元件7具有整体的圆柱形形状,限定外圆柱形表面70的直径D70,直径D70大于凹部30a与50a之间延伸的最大距离D1。这允许径向力F的实施。更具体地,紧固元件7插入凹部50a中,其具有限定直径等于外径D70的圆柱形形状。
紧固元件7具有截断其外圆柱形表面70的平坦纵向表面72。如图1和图2所示,该平坦表面72允许在第一位置将紧固元件7插入凹部30a与50a之间,其中,该平坦纵向表面72面向凹部30A。
紧固元件插入凹部30a与50a之间后,紧固元件7相对于凹部50a围绕其纵向轴线沿图2中箭头A1的方向从其第一位置朝向第二位置旋转,如图3和图4中所示,其中,第二位置与第一位置在直径上大致相反。在该第二位置,平坦纵向表面72面向凹部50a,而外圆柱形表面70的一部分与凹部30a接触。在该位置,由于紧固元件7与凹部30a和50a的几何尺寸,径向力F被施加并且定子5和外壳3被紧固在一起。
紧固元件7可包括具有凹部74的轴向端部,其适于用来将紧固元件7围绕其纵向轴线旋转的未示出工具的插入。
本发明的第二,第三和第四实施方式在图5至图11中示出。在这些实施方式中,与第一实施方式共同的元件具有相同的附图标记并且以同样的方式运作。下文仅详细说明与第一实施方式的不同之处。
在图5的实施方式中,定子5由唯一的单块部件制成。在这种情况下,优选地,紧固元件7插入围绕定子5的圆周规则地分布的定子组件的位置。
在图6至图8的实施方式中,紧固元件7直接插入壳体3与定子5之间。在这样的情况下间,紧固元件7可通过力被插入。如图7和图8所示,紧固元件7可以是空心的,并包括内部通道78,用于使旋拧在壳体3的螺纹孔34中的螺钉11通过。当使用未示出的工具旋转螺钉11时,它们逐渐地被插入到孔34中并且通过凹部30a与50a之间的紧固元件7的力促使插入,如图7所示。当紧固元件7完全被插入时,如图8所示,螺钉11可从孔34中被旋松并从紧固元件7中取出。
根据未示出的实施方式,紧固元件7可通过热压缩被插入在壳体3与定子5之间。紧固元件7可被冷却以减少其外径,使得紧固元件可被插入凹部30a与50a之间,然后在插入之后被带回到室温以便获得定子组件1的紧固。
在图9至图11的实施方式中,定子组件1包括安装在凹部30a与50a之间的圆柱套筒9。紧固元件7安装在套筒9中,并具有整体的圆柱形形状,限定外圆柱形表面76的直径D76,直径D76大于套筒9的内径D9。紧固元件7可通过压入配合、例如使用液压机被插入套筒9中。
根据本发明未示出的实施方式,定子组件1可包括至少一个螺钉,用于锁紧定子5相对于壳体3的角位置。所述螺钉可被插入壳体3的螺纹孔中,螺纹孔相对于中心轴线X-X'在向心方向上延伸。螺钉施加抵靠径向外表面50的径向力。
上述实施方式和变型的技术特征可以组合以形成本发明新的实施方式。
Claims (15)
1.一种定子组件(1),包括同心的壳体(3)和定子(5),所述定子(5)径向地安装在所述壳体(3)内,其中,所述定子组件包括安装在所述壳体(3)的径向内表面(30)和所述定子(5)的径向外表面(50)之间的紧固元件(7),并且该紧固元件在所述壳体(3)和所述定子(5)上施加径向紧固力(F)。
2.根据权利要求1所述的定子组件,其中,所述壳体(3)的径向内表面(30)和所述定子(5)的径向外表面(50)包括各自的凹部(30a,50a),用于接收所述紧固元件(7)。
3.根据权利要求2所述的定子组件,其中,所述紧固元件(7)具有限定外圆柱形表面(70)的直径(D70)的整体的圆柱形形状,该直径比在所述壳体(3)的径向内表面(30)的凹部(30a)与所述定子(5)的径向外表面(50)的凹部(50a)之间延伸的最大距离(D1)更大。
4.根据权利要求3所述的定子组件,其中,所述紧固元件(7)具有截断其外圆柱形表面(70)的平坦纵向表面(72)。
5.根据权利要求4所述的定子组件,其中,所述紧固元件(7)适于围绕其纵向轴线在第一位置与第二位置之间旋转,其中,在所述第一位置,所述平坦纵向表面(72)面向所述壳体(3)的凹部(30a),以使所述紧固元件(7)可插入所述壳体(3)与所述定子(5)之间,在所述第二位置,所述平坦纵向表面(72)面向所述定子(5)的凹部(50a),而所述外圆柱形表面(70)的一部分与所述壳体(3)的凹部(30a)相接触,以施加所述径向力(F)。
6.根据权利要求2所述的定子组件,其中,所述定子(5)的径向外表面(50)的凹部(50a)具有圆柱形形状,限定与所述紧固元件(7)的外径(D70)相等的直径。
7.根据权利要求5所述的定子组件,其中,所述紧固元件(7)包括具有凹部(74)的端部,所述凹部适于插入用来旋转所述紧固元件(7)的工具。
8.根据权利要求3所述的定子组件,其中,所述紧固元件(7)通过力直接地被插入所述壳体(3)与所述定子(5)之间。
9.根据权利要求8所述的定子组件,其中,所述紧固元件(7)包括内部通道(78),并且所述壳体包括用于接收螺钉(11)的螺纹孔(34),所述螺钉穿过所述紧固元件(7)的内部通道(78),以通过力逐渐地将所述紧固元件(7)插入所述壳体(3)与所述定子(5)之间。
10.根据权利要求3所述的定子组件,其中,所述紧固元件(7)通过热压缩直接地被插入所述壳体(3)与所述定子(5)之间。
11.根据权利要求2所述的定子组件,其中,所述定子组件包括安装在所述壳体(3)的径向内表面(30)的凹部(30a)与所述定子(5)的径向外表面(50)的凹部(50a)之间的圆柱套筒(9),其中,所述紧固元件(7)安装在所述圆柱套筒(9)中,并且所述紧固元件(7)具有限定外圆柱形表面(76)的直径(D76)的整体的圆柱形形状,该直径比所述套筒(9)的内径(D9)更大。
12.根据前述权利要求中任一项所述的定子组件,其中,所述定子(5)由四个分开的部件(5a,5b,5c,5d)制成,并且其中,所述定子组件(1)包括安装在所述定子的四个分开的部件的界面处的四个紧固元件(7)。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的定子组件,其中,所述定子(5)由唯一的单块部件制成。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的定子组件,其中,所述定子组件包括至少一个螺钉,用于锁定所述定子(5)相对于所述壳体(3)的角位置,所述螺钉被插入到在向心方向上延伸的所述壳体(3)的螺纹孔中并且施加抵靠所述定子(5)的径向外表面(50)的径向力。
15.一种磁性轴承或电动机包括根据前述权利要求任一项的定子组件(1)。
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