CN106300832B - 一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装及装配方法 - Google Patents

一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装及装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其包括环箍、轴向固定工装、工装铁心，工装铁芯一端与转子铁芯斜楔槽的深槽端端面相接触，工装铁芯与转子铁芯形状一致，工装铁芯的长度大于或等于斜楔轴向推进的工艺距离，所述工装铁芯的斜楔槽为斜度一致的转子铁芯斜楔槽的延长斜槽，上压板、转子铁芯、工装铁芯和底板通过拉杆固定在一起，所述环箍为圆环形结构，通过拧紧螺钉从径向固定斜楔和永磁体。本发明由于增加了工装铁芯，使永磁体在转子铁心上轴向位移成为可能，增设的轴向固定工装，实现了永磁体装配、轴向压装和径向外胀，解决了斜楔胀紧结构永磁转子装配的难题。本发明还涉及一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配方法。

Description

一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装及装配方法
技术领域
本发明涉及一种电机制造领域，尤其是涉及一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装及装配方法。
技术背景
受结构及电工材料力学性能的制约，高速永磁电机的转子结构形式一般不采用常规的内嵌式，而多采用表面式。目前，表面式永磁转子一般采用复合材料将永磁体缠绕固定在转子铁芯表面，由于复合材料的弹性模量相对较小，缠绕所能施加预应力也较小，随着转子转速或体积的增加，永磁体高速旋转时的离心力相应增加，导致缠绕在永磁体外表面的复合材料变形量增加，造成永磁体高速状态下的稳定性变差。
为使永磁电机转子的永磁体在高速乃至超高速条件下保持稳定运行，其转子结构除了采用常规的表面式永磁体及复合材料绑扎外，还在永磁体与转子铁心之间增设斜楔，通过斜楔与转子铁心槽的锥度配合使永磁体径向外胀，实现复合材料的胀紧。
目前，表面式永磁电机转子装配时通常将永磁体装于转子铁心表面，再在转子表面绑扎一层复合材料。由于永磁体与转子铁心之间存在相吸的磁场力，且同极的永磁体之间互斥。因此，表面式永磁体装配时一般在轴向设导向槽，从一端用螺杆将永磁体轴向推入到位，再用环箍及螺钉从径向固定永磁体于铁心上。增加斜楔后的结构若仍然采用这种表面式永磁转子装配方式，则永磁体固定后将不能径向外胀。因此，以往的装配方式并不适用于带有斜楔胀紧结构的表面式永磁转子的装配。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种用于斜楔胀紧的斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装及装配方法。
本发明的技术方案：一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其包括环箍，还包括轴向固定工装、工装铁心，所述轴向固定工装包括上压板、中压板、下压板、底板、拉杆、调节杆，所述工装铁芯一端与转子铁芯斜楔槽的深槽端端面相接触，工装铁芯与转子铁芯形状一致，工装铁芯的长度大于或等于斜楔轴向推进的工艺距离，所述工装铁芯的斜楔槽为斜度一致的转子铁芯斜楔槽的延长斜槽，工装铁芯的另一端设有下压板，下压板的截面形状与转子铁芯槽相匹配，所述下压板的下部设有底板，所述中压板包括中间压板和圆环，所述圆环由四块或四块以上的扇形块组成，圆环的内圆形状与转子铁芯外圆形状相匹配，所述中间压板为两个半圆环拼合成的整圆环，中间压板的下部设有止口，所述圆环设置在中间压板的下部的止口内，圆环外圆与中间压板的止口相匹配，所述中压板固定在转子铁芯的外圆，所述中压板的圆环的下表面至转子铁芯斜楔槽浅槽端端面的距离小于或等于工装铁芯的长度，在转子的铁芯的斜楔槽浅槽端端面上部设有上压板，上压板、转子铁芯、工装铁芯和底板通过拉杆固定在一起，所述环箍为圆环形结构，环箍数量为两个或两个以上，环箍上设有圆周均布的径向螺孔，螺孔内装有螺钉，通过拧紧螺钉从径向固定斜楔和永磁体。
为了便于调节中压板的轴向位置，还包括调节杆，所述调节杆设置在上压板与中间压板之间。
为了便于转子复合材料缠绕，所述环箍设置在每一层永磁体的轴向居中位置，且两个相邻环箍的轴向间距一致。
优选的，所述环箍轴向宽度为永磁体轴向宽度的1/2。
优选的，所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作。
优选的，所述下压板采用高强度不锈钢1Cr18Mn18N材料制作，以承受压装时的高应力而不产生屈服。
一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配方法，其包括以下步骤：
步骤1、将工装铁芯过盈在转子铁芯斜楔槽的深槽端的下端转轴上；
步骤2、将转子铁芯及工装铁芯竖直放置在上压板的下表面；
步骤3、将中压板安装在上压板的上方，其中圆环的下表面朝上放置，用调节杆调节中压板的轴向位置，使中压板的圆环下表面至转子铁芯斜楔槽浅槽端端面的距离等于斜楔轴向推进的工艺距离；
步骤4、将斜楔安装于工装铁芯和转子铁芯的斜楔槽内，斜楔小端朝斜楔槽的浅槽端，斜楔小端与中压板圆环下表面平齐，用环箍将斜楔初步径向固定；
步骤5、将永磁体从工装铁芯一侧装于斜楔表面，从轴向将永磁体推至与中压板圆环的下表面接触，再用环箍将永磁体径向固定，直至永磁体安装完毕；
步骤6、装上下压板和底板，将拉杆穿过上压板、转子铁芯、工装铁芯和底板，固定成整体；
步骤7、在相邻环箍之间的转子永磁体外表面缠绕复合材料，用复合材料代替环箍固定永磁体；
步骤8、拆下环箍，缠绕复合材料至设计厚度；
步骤9、将底板朝下整体置于压装设备上，拆除拉杆，用压装设备将工装铁心轴向压出，转子永磁体装配到位。
优选的，所述工装铁芯和转子铁芯的斜槽是整体加工的。
优选的，所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作。
优选的，所述下压板采用高强度不锈钢1Cr18Mn18N材料制作，以承受压装时的高应力而不产生屈服。
本发明的有益技术效果是，由于增加了工装铁芯，使永磁体在转子铁心上轴向位移成为可能，增设的轴向固定工装，实现了永磁体装配、轴向压装和径向外胀，此外，环箍则在永磁体固定及复合材料绑扎过程必不可少，这就克服了以往一般表面式永磁转子装配工装不能实现永磁体径向外胀的缺陷，解决了斜楔胀紧结构永磁转子装配的难题。
附图说明
图1为本发明实施例永磁转子装配工装结构示意图；
图2为图1的截面图；
图3为本发明实施例工装铁芯结构示意图；
图4为图3的左视图；
图5为本发明实施例轴向固定工装及环箍装配图；
图6为本发明实施例环箍结构示意图。
具体实施方式
以下是对本发明涉及的斜楔胀紧结构的永磁转子装配工装及装配方法的进一步说明。
参照图1，斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装包括环箍13，还包括轴向固定工装、工装铁心2a，所述轴向固定工装包括上压板11、中压板、下压板7、底板6、拉杆12、调节杆10，所述工装铁芯2a一端与转子铁芯14斜楔槽的深槽端端面相接触，工装铁芯2a与转子铁芯14形状一致，工装铁芯2a的长度大于或等于斜楔5轴向推进的工艺距离，所述工装铁芯2a的斜楔槽为斜度一致的转子铁芯14斜楔槽的延长斜槽，工装铁芯2a的另一端设有下压板7，下压板7的截面形状与转子铁芯槽相匹配，所述下压板7的下部设有底板6，所述中压板包括中间压板9和圆环8，所述圆环8由四块或四块以上的扇形块组成，圆环8的内圆形状与转子铁芯14外圆形状相匹配，所述中间压板9为两个半圆环拼合成的整圆环，中间压板9的下部设有止口，所述圆环8设置在中间压板9的下部的止口内，圆环8外圆与中间压板9的止口相匹配，所述中压板固定在转子铁芯14的外圆，所述中压板的圆环8的下表面至转子铁芯14斜楔槽浅槽端端面的距离小于或等于工装铁芯2a的长度，在转子的铁芯的斜楔槽浅槽端端面上部设有上压板11，上压板11、转子铁芯14、工装铁芯2a和底板6通过拉杆12固定在一起，所述环箍13为圆环形结构，环箍13数量为两个或两个以上，环箍13上设有圆周均布的径向螺孔，螺孔内装有螺钉，通过拧紧螺钉从径向固定斜楔5和永磁体3。
为了便于调节中压板的轴向位置，还包括调节杆10，所述调节杆10设置在上压板11与中间压板9之间。
为了便于转子复合材料缠绕，所述环箍13设置在每一层永磁体3的轴向居中位置，且两个相邻环箍13的轴向间距一致。
所述环箍13轴向宽度为永磁体3轴向宽度的1/2。所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作，所述下压板7采用高强度不锈钢1Cr18Mn18N材料制作，以承受压装时的高应力而不产生屈服。
斜楔胀紧的表贴式永磁转子由转子铁芯14、转子端板2、永磁体3、斜楔5、复合材料护套4等组成。
一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配方法，其包括以下步骤：
步骤1、将工装铁芯2a过盈在转子铁芯14斜楔槽的深槽端的下端转轴1上；
步骤2、将转子铁芯14及工装铁芯2a竖直放置在上压板11的下表面；
步骤3、将中压板安装在上压板11的上方，其中圆环8的下表面朝上放置，用调节杆10调节中压板的轴向位置，使中压板的圆环8下表面至转子铁芯14斜楔槽浅槽端端面的距离等于斜楔5轴向推进的工艺距离；
步骤4、将斜楔5安装于工装铁芯2a和转子铁芯14的斜楔槽内，斜楔5小端朝斜楔槽的浅槽端，斜楔5小端与中压板圆环8下表面平齐，用环箍13将斜楔5初步径向固定；
步骤5、将永磁体3从工装铁芯2a一侧装于斜楔5表面，从轴向将永磁体3推至与中压板圆环8的下表面接触，再用环箍13将永磁体3径向固定，直至永磁体3安装完毕；
步骤6、装上下压板7和底板6，将拉杆12穿过上压板11、转子铁芯14、工装铁芯2a和底板6，固定成整体；
步骤7、在相邻环箍13之间的转子永磁体3外表面缠绕复合材料，用复合材料代替环箍13固定永磁体3；
步骤8、拆下环箍13，缠绕复合材料至设计厚度；
步骤9、将底板6朝下整体置于压装设备上，拆除拉杆12，用压装设备将工装铁心2a轴向压出，转子永磁体3装配到位。
所述工装铁芯2a和转子铁芯14的斜槽是整体加工的，所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作。
所述下压板7采用高强度不锈钢1Cr18Mn18N材料制作，以承受压装时的高应力而不产生屈服。

Claims (13)

1.一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其包括环箍，其特征在于，还包括轴向固定工装、工装铁心，所述轴向固定工装包括上压板、中压板、下压板、底板、拉杆、调节杆，所述工装铁芯一端与转子铁芯斜楔槽的深槽端端面相接触，工装铁芯与转子铁芯形状一致，工装铁芯的长度大于或等于斜楔轴向推进的工艺距离，所述工装铁芯的斜楔槽为斜度一致的转子铁芯斜楔槽的延长斜槽，工装铁芯的另一端设有下压板，下压板的截面形状与转子铁芯槽相匹配，所述下压板的下部设有底板，所述中压板包括中间压板和圆环，所述圆环由四块或四块以上的扇形块组成，圆环的内圆形状与转子铁芯外圆形状相匹配，所述中间压板为两个半圆环拼合成的整圆环，中间压板的下部设有止口，所述圆环设置在中间压板的下部的止口内，圆环外圆与中间压板的止口相匹配，所述中压板固定在转子铁芯的外圆，所述中压板的圆环的下表面至转子铁芯斜楔槽浅槽端端面的距离小于或等于工装铁芯的长度，在转子的铁芯的斜楔槽浅槽端端面上部设有上压板，上压板、转子铁芯、工装铁芯和底板通过拉杆固定在一起，所述环箍为圆环形结构，环箍数量为两个或两个以上，环箍上设有圆周均布的径向螺孔，螺孔内装有螺钉，通过拧紧螺钉从径向固定斜楔和永磁体。
2.根据权利要求1所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，还包括调节杆，所述调节杆设置在上压板与中间压板之间。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，所述环箍设置在每一层永磁体的轴向居中位置，且两个相邻环箍的轴向间距一致。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，所述环箍轴向宽度为永磁体轴向宽度的1/2。
5.根据权利要求3所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，所述环箍轴向宽度为永磁体轴向宽度的1/2。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作。
7.根据权利要求3所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作。
8.根据权利要求4所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作。
9.根据权利要求8所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配工装，其特征在于，所述下压板采用高强度不锈钢1Cr18Mn18N材料制作，以承受压装时的高应力而不产生屈服。
10.一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1、将工装铁芯过盈安装在转子铁芯斜楔槽的深槽端的下端转轴上；
步骤2、将转子铁芯及工装铁芯竖直放置在上压板的下表面；
步骤3、将中压板安装在上压板的上方，其中圆环的下表面朝上放置，用调节杆调节中压板的轴向位置，使中压板的圆环下表面至转子铁芯斜楔槽浅槽端端面的距离等于斜楔轴向推进的工艺距离；
步骤4、将斜楔安装于工装铁芯和转子铁芯的斜楔槽内，斜楔小端朝斜楔槽的浅槽端，斜楔小端与中压板圆环下表面平齐，用环箍将斜楔初步径向固定；
步骤5、将永磁体从工装铁芯一侧装于斜楔表面，从轴向将永磁体推至与中压板圆环的下表面接触，再用环箍将永磁体径向固定，直至永磁体安装完毕；
步骤6、装上下压板和底板，将拉杆穿过上压板、转子铁芯、工装铁芯和底板，固定成整体；
步骤7、在相邻环箍之间的转子永磁体外表面缠绕复合材料，用复合材料代替环箍固定永磁体；
步骤8、拆下环箍，缠绕复合材料至设计厚度；
步骤9、将底板朝下整体置于压装设备上，拆除拉杆，用压装设备将工装铁心轴向压出，转子永磁体装配到位。
11.根据权利要求10所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配方法，其特征在于，所述步骤1中的工装铁芯和转子铁芯安装后再整体一起加工斜楔槽的。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配方法，其特征在于，所述轴向固定工装采用不导磁的不锈钢板制作。
13.根据权利要求12所述的一种斜楔胀紧结构的表面式永磁转子装配方法，其特征在于，所述下压板采用高强度不锈钢1Cr18Mn18N材料制作。
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