CN106026556A - 一种拼块式电机定子整体拼圆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，包括以下步骤：1)将各定子铁芯分块的内侧弧面与组合工装的外侧柱面紧密贴合，然后采用外箍工装将所述的各定子铁芯分块箍紧，从而使所有的定子铁芯分块拼装在一起共同构成拼块式定子铁芯；2)将温度为220℃～240℃的电机机壳热套到拼块式定子铁芯的外柱面上，然后置换下外箍工装，此时组合工装仍然撑持在拼块式定子铁芯上；3)待电机机壳冷却后，将组合工装与电机定子分离而使拼块式定子铁芯留在电机机壳内。本发明通过一个组合工装，保证了电机机壳冷却收缩过程中拼块定子的内圆始终与组合工装紧密贴合，从而避免了收缩力不均匀引起的定子内圆圆度公差较大的问题。

Description

一种拼块式电机定子整体拼圆的方法

技术领域

本发明属于拼块式电机领域，更具体地，涉及一种拼块式电机定子整体拼圆的方法。

背景技术

拼块式电机是将整体式电机定子按照其定子槽数均分成若干个定子块，然后再拼合成一个整圆形结构的电机。这种电机的优点在于由于在各个定子硅钢片上绕线，线圈的槽满率较整体式电机高，而且线圈的端部较整体式电机短，这对电机的电磁性能有很大的好处。而这种电机在实际生产中存在着拼块组合成整圆时，由于定子拼块的外圆受力不匀等原因，会造成拼成整体的定子内圆圆度公差难以控制在一个较小的范围。在伺服电机中定子内圆的圆度是影响其齿槽转矩和转矩脉动的最主要因素，因而减小拼块式电机定子内圆圆度公差对减少拼块式电机的齿槽转矩和转矩脉动具有重要作用。而在目前采用的工艺中，由于在电机机壳热套后进行冷却的过程中，机壳的收缩会对拼块后的定子外圆施加收缩力，由于收缩力的不均匀会导致定子受力的不均匀，最终会造成定子内圆的椭圆。在实际生产中，有两种工艺方法，一种是直接将电机机壳热套到拼块后定子外圆，这种方法定子铁芯内圆形成的结果完成由机壳来自由压缩，会导致比较大的圆度公差；另一种工艺方法是先将拼块的定子铁芯用焊接的方式焊成一个整体，然后再进行热套，这种方法会在一定程度上减少机壳热套后的定子内圆圆度公差，但同时会由于焊接导致定子硅钢片间的短路，影响电机的电磁性能，而且焊接的工艺方法其制造材料成本和时间成本会比较高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种拼块式电机定子整体拼圆的方法,在不采用增加焊接等工序的前提下，通过采用了个组合工装，保证定子各分块在拼接后与工装的紧密贴合，解决了由于在电机机壳热套过程中机壳对拼块定子不均匀收缩力导致的拼块定子内圆圆度公差大的问题，不仅保证了电机生产工艺容易实现，而且能将定子内圆圆度公差提高3-4个公差等级。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将各定子铁芯分块的内侧弧面与组合工装的外侧柱面紧密贴合，然后采用外箍工装将所述的各定子铁芯分块箍紧，从而使所有的定子铁芯分块拼装在一起共同构成拼块式定子铁芯；

2)将温度为220℃～240℃的电机机壳热套到步骤1)形成的拼块式定子铁芯的外柱面上，然后置换下步骤1)所述的外箍工装，此时组合工装仍然撑持在拼块式定子铁芯上；

3)待电机机壳冷却后，将组合工装与电机定子分离而使拼块式定子铁芯留在电机机壳内。

优选地，所述组合工装包括芯轴、胀套、旋转螺母和连接套，所述芯轴的外侧设置有第一锥形面，所述第一锥形面具有大端和小端，所述胀套的内侧设置有与所述第一锥形面锥度一致的第二锥形面，以套接在所述第一锥形面上，所述胀套的外侧设置有柱面，以用于与各定子铁芯分块的内侧弧面紧密贴合在所述柱面上；所述旋转螺母螺纹连接在所述芯轴的一端并且此端靠近所述第一锥形面的小端，以用于推动所述胀套沿所述芯轴的轴向移动，所述胀套靠近所述胀套的一端固定安装有连接套，所述旋转螺母通过所述连接套推动所述胀套上。

优选地，所述外箍工装的长度为拼块式定子铁芯长度的1/2～3/5。

优选地，所述胀套由三个弧度为120°的第一弧形块拼接形成。

优选地，所述连接套由三个弧度为120°的第二弧形块拼接形成。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明通过一个组合工装，保证了电机机壳冷却收缩过程保证了拼块定子的内圆始终与组合工装紧密贴合，从而避免了收缩力不均匀引起的定子内圆圆度公差较大的问题，确保最终定子内圆圆度公差在0.05mm以内，较原来的公差提高了3-4个公差等级。而且组合工装操作方便，易于最终从热套后的定子中拆卸。整个新的工艺过程操作方便，生产过程简便，生产效率高。

附图说明

图1是本发明中组合工装示意图；

图2是本发明中胀套的左视图；

图3是本发明中将各定子铁芯分块按照内圆贴合组合工装后用外圆箍紧示意图；

图4是本发明中电机机壳热套在电机定子上的示意图；

图5是本发明中组合工装在电机定子上的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图5，一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，包括以下步骤：

1)将各定子铁芯分块1的内侧弧面与组合工装2的外侧柱面紧密贴合，然后采用外箍工装5将所述的各定子铁芯分块箍紧，从而使所有的定子铁芯分块拼装在一起共同构成拼块式定子铁芯3；

2)将温度为220℃～240℃的电机机壳4热套到步骤1)形成的拼块式定子铁芯3的外柱面上，然后置换下步骤1)所述的外箍工装5，此时组合工装2仍然撑持在拼块式定子铁芯3上；

3)待电机机壳4冷却后，将组合工装2与电机定子分离而使拼块式定子铁芯3留在电机机壳4内。

进一步，所述组合工装2包括芯轴21、胀套22、旋转螺母23和连接套24，所述芯轴21的外侧设置有第一锥形面，所述第一锥形面具有大端和小端，所述胀套22的内侧设置有与所述第一锥形面锥度一致的第二锥形面，以套接在所述第一锥形面上，所述胀套22的外侧设置有柱面，以用于与各定子铁芯分块1的内侧弧面紧密贴合在所述柱面上；所述旋转螺母23螺纹连接在所述芯轴21的一端并且此端靠近所述第一锥形面的小端，以用于推动所述胀套22沿所述芯轴21的轴向移动，所述胀套22靠近所述胀套22的一端固定安装有连接套24，所述旋转螺母23通过所述连接套24推动所述胀套22上；另外，所述外箍工装5的长度为拼块式定子铁芯3长度的1/2～3/5。所述胀套22由三个弧度为120°的第一弧形块拼接形成，所述连接套24由三个弧度为120°的第二弧形块拼接形成。

更具体地，采用芯轴21、胀套22、旋转螺母23和连接套24等组成的组合工装2来进行拼圆的方法如下：

1)如图1中所示，胀套22和连接套24是由圆周上均分为三个弧形块的部件组成，拧动旋转螺母23，通过连接套24的传递，使得胀套22和芯轴21两者之间产生相对位移，由于芯轴21和胀套22的接触面是锥面，因而两者的相对位移会导致胀套22外圆直径的变化。如图2所示，若将旋转螺母23顺时针旋转则胀套22直径变大，若将旋转螺母23逆时针旋转，则胀套22直径变小。可以将组合工装2的利用旋转螺母23将胀套22直径设置在一个拼块电机要求的内圆直径固定值。

2)将各定子铁芯分块1的内圆与组合工装2的胀套22的外柱面紧密贴合，然后用一个外箍工装5将各定子铁芯分块1箍紧，组成一个整体的电机定子。

3)将加热到220℃～240℃的电机机壳4热套到拼块定子铁芯的外圆上，置换下外箍工装5，此时组合工装2仍然撑持在定子铁芯的内圆中。

4)待电机机壳4冷却后，拧动旋转螺母23以松开胀套22，使组合工装2的胀套22内径减小，组合工装2从电机定子中退出。

本发明通过提高拼块式伺服电机的内圆圆度公差等级，降低拼块式伺服电机齿槽转矩和转矩脉动的工艺方法及其组合工装2，改变电机机壳4热套之后冷却收缩对拼块式定子铁芯3的挤压状态，保证在电机机壳4内应力完全释放后拼块式定子铁芯3内径的圆度公差。本发明是运用一个组合工装2，将定子铁芯分块拼接时的内圆贴合在工装的胀套22外圆上，在之后的电机机壳4热套过程中，组合工装2始终与拼成整圆的拼块式定子铁芯3内径相贴合，直到电机机壳4冷却，内应力完全释放后，通过组合工装2的中旋转螺母23的转动，产生芯轴21和一个由三等分圆柱形胀套22的轴向相对移动，而芯轴21与胀套22的接触面是锥面，从而可以调整胀套22的外圆直径，保证组合工装2可以轻易地从拼块式定子铁芯3中退出。本发明的工艺方法操作简便，可使拼块式定子铁芯3的内圆圆度在0.05mm以内，较原有工艺提高3～4个公差等级，这大大减小了拼块式电机的齿槽转矩，解决了拼块式电机在制造过程中的难题。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将各定子铁芯分块(1)的内侧弧面与组合工装(2)的外侧柱面紧密贴合，然后采用外箍工装(5)将所述的各定子铁芯分块(1)箍紧，从而使所有的定子铁芯分块拼装在一起共同构成拼块式定子铁芯(3)；

2)将温度为220℃～240℃的电机机壳(4)热套到步骤1)形成的拼块式定子铁芯(3)的外柱面上，然后置换下步骤1)所述的外箍工装(5)，此时组合工装(2)仍然撑持在拼块式定子铁芯(3)上；

3)待电机机壳(4)冷却后，将组合工装(2)与电机定子分离而使拼块式定子铁芯(3)留在电机机壳(4)内。

2.根据权利要求1所述的一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，其特征在于，所述组合工装(2)包括芯轴(21)、胀套(22)、旋转螺母(23)和连接套(24)，所述芯轴(21)的外侧设置有第一锥形面，所述第一锥形面具有大端和小端，所述胀套(22)的内侧设置有与所述第一锥形面锥度一致的第二锥形面，以套接在所述第一锥形面上，所述胀套(22)的外侧设置有柱面，以用于与各定子铁芯分块(1)的内侧弧面紧密贴合在所述柱面上；所述旋转螺母(23)螺纹连接在所述芯轴(21)的一端并且此端靠近所述第一锥形面的小端，以用于推动所述胀套(22)沿所述芯轴(21)的轴向移动，所述胀套(22)靠近所述胀套(22)的一端固定安装有连接套(24)，所述旋转螺母(23)通过所述连接套(24)推动所述胀套(22)上。

3.根据权利要求2所述的一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，其特征在于，所述外箍工装(5)的长度为拼块式定子铁芯(3)长度的1/2～3/5。

4.根据权利要求2所述的一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，其特征在于，所述胀套(22)由三个弧度为120°的第一弧形块拼接形成。

5.根据权利要求2所述的一种拼块式电机定子整体拼圆的方法，其特征在于，所述连接套(24)由三个弧度为120°的第二弧形块拼接形成。