CN107863830A - 一种永磁同步电机转子组件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种永磁同步电机转子组件及其制造方法，包括转轴、平衡环、磁钢、碳纤维套管、转子铁芯和平键，所述转轴的外圆面设有第一U型槽，所述平键设置在第一U型槽内，所述转子铁芯套设在转轴的外表面且转子铁芯与所述转轴过盈连接，所述平衡环套设在所述转轴的端部且所述平衡环分别与转轴和转子铁芯过盈连接，所述磁钢粘贴在转子铁芯的外表面，所述碳纤维套管套设在所述磁钢和平衡环的外表面，所述转轴的内部设有相互连通的第一圆柱形轴孔和第二圆柱形轴孔，所述第一圆柱形轴孔大于第二圆柱形轴孔；本发明结构简单，安装拆卸维护方便，不易破碎，合格率高，体积小，耗材少，运转时产生的热量少。
Description
技术领域
本发明涉及机电技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机转子组件及其制造方法。
背景技术
现有的永磁同步伺服电机转子组件是由带螺纹孔的转轴，转子模块或矽钢片，磁钢等装配的零件组合。磁钢的吸力非常大，且磁钢受力易碎的固有特性容易导致转子组件在设计和制造中材料成本高，生产效率低；现有技术中转子组件结构的安装和拆卸过程较困难；现有技术中的转子组件体积大，在工作过程中与定子组件相互作用因产生热量大而造成转子温升高，影响电机的性能和能耗；现有技术中转子组件的永磁体外部容易产生涡流损耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种永磁同步电机转子组件及其制造方法，本永磁同步电机转子组件及其制造方法结构简单，安装拆卸维护方便，不易破碎，合格率高，体积小，耗材少，运转时产生的热量少。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种永磁同步电机转子组件，包括转轴、平衡环、磁钢、碳纤维套管、转子铁芯和平键，所述转轴的外圆面设有第一U型槽，所述平键设置在第一U型槽内，所述转子铁芯套设在转轴的外表面且转子铁芯与所述转轴过盈连接，所述平衡环套设在所述转轴的端部且所述平衡环分别与转轴和转子铁芯过盈连接，所述磁钢粘贴在转子铁芯的外表面，所述碳纤维套管套设在所述磁钢和平衡环的外表面，所述转轴的内部设有相互连通的第一圆柱形轴孔和第二圆柱形轴孔，所述第一圆柱形轴孔大于第二圆柱形轴孔。
进一步地，所述转轴的第二圆柱形轴孔的内壁上设有第二U型槽，所述第二U型槽用于安装平键从而连接设备机头主轴，所述转轴设有第一圆柱形轴孔的一端设有3个螺纹孔且另一端设有2个吊装孔。
进一步地，所述平衡环的外表面设有一圈凹槽，所述凹槽用于固定平衡泥。
进一步地，所述平衡环为2个，2个转子平衡环分别与转轴两端的外表面过盈连接。
为实现上述技术目的，本发明采取的另一个技术方案为：
一种永磁同步电机转子组件的制造方法，包括以下步骤:
(1)将平键固定在转轴的外圆面的第一U型槽内；
(2)取一件加热后的平衡环热套到转轴的一端上；
（3）将转子铁芯压装到转轴上，同时保证转子铁芯的端面与平衡环的端面齐平；
（4）取另一件加热后的平衡环热套到转轴的另一端上，同时保证该平衡环的端面与转子铁芯的端面齐平；
（5）磁钢包括N极磁钢和S极磁钢，将磁钢刷上胶水后粘贴到转子铁芯的外表面，同时保证N极磁钢和S极磁钢连续间隔布置且保证每个磁钢间的间隙均匀，形成初级转子组件；
（6）将初级转子组件放在磨床上精磨磁钢和平衡环；
（7）将碳纤维套管套装在精磨后的初级转子组件的外表面上，将套装有碳纤维套管的初级转子组件放在压机台面上，通过压机将碳纤维套管压装到初级转子组件的外表面上，形成转子组件；
（8）将校正合格的动平衡工装套在转子组件上，并采用动平衡仪器测试转子组件的不平衡量，根据转子组件的不平衡量采用去重或加重的方法对转子组件进行动平衡处理。
进一步地，所述的将转子铁芯压装到转轴上具体包括将转子通过压板和油压机压装到转轴上。
进一步地，所述的将转子铁芯压装到转轴上具体包括将转子通过压板和气压机压装到转轴上。
本发明的有益效果为：
（1）本发明的转轴整体结构简单，加工工艺好，另转轴的第一圆柱形轴孔和第二圆柱形轴孔的形状简单，容易加工，第一圆柱形轴孔和第二圆柱形轴孔方便安装外部设备机头主轴，转子组件的拆卸维护方便；
（2）转子组件为整体式，磁钢为表帖式，操作简便，不易破碎，合格率高；
（3）薄壁的碳纤维管套在转子组件的外圈上，使转子组件的尺寸、同轴度和垂直度精度高，工作过程中的振动、噪音小；转子组件体积小，耗材少，运转时产生的热量少，没有涡流损耗，电机整体性能好。
附图说明
图1为本发明的结构截面图。
图2为本发明的的转轴结构示意图。
图3为本发明的转子铁芯的截面图。
图4为本发明的磁钢表贴的结构示意图。。
具体实施方式
下面根据图1至图4对本发明的具体实施方式作出进一步说明：
参见图1，一种永磁同步电机转子组件，包括转轴1、平衡环2、磁钢3、碳纤维套管4、转子铁芯5（参见图3）和平键6，参见图2，图2中的（a）为转轴1的右视图，图2中的（b）为转轴1的主视截面图，图2中的（c）为转轴1的左视图，所述转轴1的外圆面设有第一U型槽13，所述平键6设置在第一U型槽13内，所述转子铁芯5套设在转轴1的外表面且转子铁芯5与所述转轴1过盈连接，所述平衡环2套设在所述转轴1的端部且所述平衡环2分别与转轴1和转子铁芯5过盈连接，所述磁钢3粘贴在转子铁芯5的外表面，所述碳纤维套管4套设在所述磁钢3和平衡环2的外表面，所述转轴1的内部设有相互连通的第一圆柱形轴孔8和第二圆柱形轴孔7，所述第一圆柱形轴孔8大于第二圆柱形轴孔7。碳纤维套管4的关键尺寸为内径和壁厚，根据转子组件尺寸选择相应尺寸的碳纤维套管4。
参见图2，所述转轴1的第二圆柱形轴孔7的内壁上设有第二U型槽9，所述第二U型槽9用于安装平键6从而连接设备机头主轴，所述转轴1设有第一圆柱形轴孔8的一端设有3个螺纹孔11且另一端设有2个吊装孔12。转轴1的内孔与端面和外圆有形位公差要求。转轴1先放在普通加工设备按工艺过程粗加工，单边尺寸留0.2MM左右的加工余量，然后在磨床上精磨端面和内孔（第一圆柱形轴孔8和第二圆柱形轴孔7）。保证转轴1内孔尺寸精度控制在0.02以内，端面和内孔的垂直度达0.01，内孔和外圆的同轴度控制在0.03以内。所述转子铁芯5，由在转子冲片冲裁铆接时按一定数量的转子冲片自铆成型。参见图4，3个螺纹孔11用于拆卸转子组件，3个螺纹孔11可以通过螺杆固定在转子安装拆卸专用机上，通过转子安装拆卸专用机将转子组件从设备机头主轴上拆卸下来（具体是将转轴1通过 3个螺纹孔11与转子安装拆卸专用机固定，然后通过转子安装拆卸专用机上的气缸对转子组件施加拉力从而使转子组件中的第二圆柱形轴孔7脱离设备机头主轴），转轴1内第一圆柱形轴孔8和第二圆柱形轴孔7的结构比现有技术中的转轴1的内孔的结构简单，转轴1内第二圆柱形轴孔7用于插入设备机头主轴，再在第一圆柱形轴孔8内放置转子压环，通过转子压环和螺栓固定设备机头主轴，具体地，设备机头主轴插入到第二圆柱形轴孔7内后，螺栓从第一圆柱形轴孔8内依次旋入转子压环中部的螺纹孔、设备机头主轴的内孔从而将设备机头主轴固定在第一圆柱形轴孔8内。
参见图1，所述平衡环2的外表面设有一圈凹槽10，所述凹槽10内用于固定平衡泥。所述平衡环2为2个，2个转子平衡环2分别与转轴1两端的外表面过盈连接。所述转子铁芯5包含的转子冲片，结构设计成自扣式，通过高速冲床和激进模生产以保证转子模块的内外直径和高度尺寸以及铁芯的形位公差要求。
本实施例还提供一种永磁同步电机转子组件的制造方法，包括以下步骤:
(1)将平键6固定在转轴1的外圆面的第一U型槽13内；
(2)取一件加热后的平衡环2热套到转轴1的一端上；
（3）将转子铁芯5压装到转轴1上，同时保证转子铁芯5的端面与平衡环2的端面齐平；
（4）取另一件加热后的平衡环2热套到转轴1的另一端上，同时保证该平衡环2的端面与转子铁芯5的端面齐平；
（5）参见图4，磁钢3包括N极磁钢14和S极磁钢15，磁钢3形状尺寸和数量根据转子结构大小决定，将磁钢3刷上胶水后粘贴到转子铁芯5的外表面，同时保证N极磁钢14和S极磁钢15连续间隔布置且保证每个磁钢3间的间隙均匀，形成初级转子组件；
（6）将初级转子组件套上转子磁钢工装并放在磨床上精磨磁钢3和平衡环2；直到初级转子组件的外径达到预先设计的尺寸要求；
（7）参见图1，将碳纤维套管4套装在精磨后的初级转子组件的外表面上，将套装有碳纤维套管4的初级转子组件放在压机台面上，通过压机将碳纤维套管4压装到初级转子组件的外表面上，形成转子组件；
（8）将校正合格的动平衡工装套在转子组件上，另一端用螺母锁住，并采用动平衡仪器测试转子组件的不平衡量，根据转子组件的不平衡量采用去重或加重的方法对转子组件进行动平衡处理。去重的方法是指根据转子组件的不平衡量的位置对平衡环2进行钻孔，加重的方法是指根据转子组件的不平衡量的位置对平衡环2的凹槽10内增加平衡泥，直到转子组件的不平衡量满足产品要求。
本实施例中，所述的将转子铁芯5压装到转轴1上具体包括将转子通过压板和油压机压装到转轴1上。所述的将转子铁芯5压装到转轴1上具体包括将转子通过压板和气压机压装到转轴1上。
本发明涉及的永磁同步电机转子组件机械结构简单，加工装配工序少，制造设备普通，便于工业化批量生产；转轴1尺寸涉及的精度高可以有效减小了转子组件旋转时的跳动度；转轴1加工工艺简单，生产成本低；转子铁芯5为自扣式结构，可实现自动化生产；采用碳纤维管新技术，解决现有永磁体外部保护层厚度大或容易产生涡流损耗的问题；转子组件在终端安装拆装简单，维护方便。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种永磁同步电机转子组件，其特征在于：包括转轴、平衡环、磁钢、碳纤维套管、转子铁芯和平键，所述转轴的外圆面设有第一U型槽，所述平键设置在第一U型槽内，所述转子铁芯套设在转轴的外表面且转子铁芯与所述转轴过盈连接，所述平衡环套设在所述转轴的端部且所述平衡环分别与转轴和转子铁芯过盈连接，所述磁钢粘贴在转子铁芯的外表面，所述碳纤维套管套设在所述磁钢和平衡环的外表面，所述转轴的内部设有相互连通的第一圆柱形轴孔和第二圆柱形轴孔，所述第一圆柱形轴孔大于第二圆柱形轴孔。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子组件，其特征在于：所述转轴的第二圆柱形轴孔的内壁上设有第二U型槽，所述第二U型槽用于安装平键从而连接设备机头主轴，所述转轴设有第一圆柱形轴孔的一端设有3个螺纹孔且另一端设有2个吊装孔。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子组件，其特征在于：所述平衡环的外表面设有一圈凹槽，所述凹槽用于固定平衡泥。
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机转子组件，其特征在于：所述平衡环为2个，2个转子平衡环分别与转轴两端的外表面过盈连接。
5.一种如权利要求1所述的永磁同步电机转子组件的制造方法，其特征在于：包括以下步骤:
(1)将平键固定在转轴的外圆面的第一U型槽内；
(2)取一件加热后的平衡环热套到转轴的一端上；
（3）将转子铁芯压装到转轴上，同时保证转子铁芯的端面与平衡环的端面齐平；
（4）取另一件加热后的平衡环热套到转轴的另一端上，同时保证该平衡环的端面与转子铁芯的端面齐平；
（5）磁钢包括N极磁钢和S极磁钢，将磁钢刷上胶水后粘贴到转子铁芯的外表面，同时保证N极磁钢和S极磁钢连续间隔布置且保证每个磁钢间的间隙均匀，形成初级转子组件；
（6）将初级转子组件放在磨床上精磨磁钢和平衡环；
（7）将碳纤维套管套装在精磨后的初级转子组件的外表面上，将套装有碳纤维套管的初级转子组件放在压机台面上，通过压机将碳纤维套管压装到初级转子组件的外表面上，形成转子组件；
（8）将校正合格的动平衡工装套在转子组件上，并采用动平衡仪器测试转子组件的不平衡量，根据转子组件的不平衡量采用去重或加重的方法对转子组件进行动平衡处理。
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机转子组件的制造方法，其特征在于：所述的将转子铁芯压装到转轴上具体包括将转子通过压板和油压机压装到转轴上。
7.根据权利要求5所述的永磁同步电机转子组件的制造方法，其特征在于：所述的将转子铁芯压装到转轴上具体包括将转子通过压板和气压机压装到转轴上。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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