CN110401316B - 永磁转子的组装设备和组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁转子的组装方法和组装设备。这种组装方法首先在转轴上安装端环，然后将套筒、导风片依次叠放在第一铁芯上，导风片成型后再将第一铁芯装入转轴后依次安装第二铁芯与轴承后构成永磁转子。利用套筒构成导风片的冲压间隙。导风部件在安装设备上完成成形，可以快速组装分段转子并保持转子中的导风部件，并且可以在安装中利用导风部件控制其与第一铁芯的位置。组装设备包括底座、第一安装部分、第二安装部分、滑台以及机械臂。

Description

永磁转子的组装设备和组装方法

技术领域

本发明涉及三相永磁电机的装配技术，尤其涉及永磁转子的组装设备和组装方法。

背景技术

为应对温室效应和日益紧张的能源供应，各机电企业和科研机构尝试开发高效率电机。已经发现，改善永磁转子的结构可以提高永磁同步电机的功率因素。更为具体的说，部分发明人已经发现采用分段永磁转子可提高电机性能。

日本电产株式会社设计了一种两段式旋转电机，参照CN201310683786.7。该旋转电机的转子具有在轴向重叠的第一转子铁芯与第二转子铁芯以及位于转子铁芯之间的非磁性体层。相邻的转子铁芯的径向外侧的磁极不同的有磁通部彼此在轴向不重叠。由此能够在相邻的转子铁芯之间抑制磁通短路，最终能够抑制转子铁芯的有效磁通下降以及旋转电机的转矩下降。

发那科株式会社也公开了一种电动机的分段转子，旨在防止这些芯体在径向上相对偏移。参照CN201810833993.9，该转子包括轴以及连结构造。其以彼此导通的方式连结多个转子区段中的第1转子区段的导体和与该第1转子区段在轴向上相邻的多个转子区段中的第2转子区段的导体，并将第1转子区段和第2转子区段彼此机械连结。

东南大学的201410450048.2号专利公开了一种混合不对称的永磁转子。转子包括转轴、转子铁芯和永磁体。永磁体采用分段式结构贴在转子铁芯的表面。混合不对称永磁转子主要用于直线旋转变换器，将其作为旋转部分的转子可减小变换器的抖动和损耗，同时提高变换器的稳定性。

哈尔滨理工大学的201310026953.0号专利公开了一种轴向分段式实心永磁转子。它包括两个转子轴向分段和导风部。两个转子轴向分段之间通过导风部连接在一起。它解决了现有永磁电机的实心转子由于不能良好通风，造成永磁体不可逆退磁的问题。

以上现有技术文献纳入本申请作为参考。针对现有技术的这种永磁电机，有必要设计一种更为理想的永磁电机的组装设备和组装方法。

发明内容

本发明提供了一种永磁转子的组装设备和组装方法，提高永磁转子的装配效率，并降低转子工作温升。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种永磁转子的组装方法，其特征在于：

将转轴放入工作位置，首先在转轴上安装端环；

在导风片上设置分切线，将套筒、导风片依次叠放在第一铁芯上，套筒将导风片与第一铁芯隔开；

在第一铁芯上设置定位槽，挤压导风片，以使导风片形成扇形部，扇形部的外缘挤入第一铁芯的定位槽；

将第一铁芯装入转轴后依次安装第二铁芯与轴承后构成永磁转子，通过转轴取出组装完成的永磁转子，其中，

第一铁芯的下端由端环控制，第二铁芯的上端由轴承控制。

在本发明的这种组装方法中，分切线由径向延伸段和周向延伸段组成。

一种永磁转子的组装设备，用于安装永磁同步电机的永磁转子，该永磁转子包括转轴以及依次安装在转轴上的端环、第一铁芯、套筒、导风片、第二铁芯和轴承，导风片具有多个用于导流的扇形部，其特征在于，该组装设备包括：

底座，该底座作为转轴的固定工位；

第一安装部分，该第一安装部分位于底座上方，用于将端环、第一铁芯、第二铁芯以及轴承压入转轴；

第二安装部分，该第二安装部分位于底座一侧，用于将套筒、导风片安装在第一铁芯上；

滑台，用于将第二安装部分推入底座上方；

机械臂，用于装入和/或取出转轴，

其中，第二安装部分由支架、第一牵引组，第二牵引组和一对第三牵引组构成，第一牵引组固定在支架上，该第一牵引组带动一横板移动，第二牵引组固定在横板上，该第二牵引组带动一立板移动，第三牵引组固定在立板上，该第三牵引组带动一夹板移动，并且，横板的移动方向与立板的移动方向同轴并与夹板的移动方向垂直。

在本发明的这种组装设备中，夹板的下方安装模腔，两个所述的模腔组成导风片的冲压模。

在本发明的这种组装设备中，所述滑台包括两端相互垂直的驱动组，驱动组带动支架移动。

在本发明的这种组装设备中，所述滑台还包括卡爪，该卡爪用于固定第一铁芯。

在本发明的这种组装设备中，所述转轴上具有套管，该套管设置紧缩部，所述机械臂夹持该紧缩部。

本发明的这种永磁转子的组装设备，利用套筒构成导风片的冲压间隙。导风部件（导风片）在安装设备上完成成形，可以快速组装分段转子并保持转子中的导风部件，并且可以在安装中利用导风部件控制其与第一铁芯的位置。

附图说明

图1为本发明的永磁转子的组装方法的流程图；

图2为本发明的永磁转子的组装设备的示意图；

图3为图2的局部视图，主要展示了第二安装部分和滑台；

图4为图2的局部视图，主要展示了滑台的卡爪；

图5为图3的局部视图，主要展示了第二牵引组与第三牵引组的部分结构；

图6为图2的局部视图，主要展示了冲压模的主要结构；

图7为图2的局部视图，主要展示了机械臂的主要结构；

图8为本发明的装配完成的永磁转子的示意图；

图9为图8的局部视图；

图10为图8的导风片的冲压前的示意图；

图11为图8的导风片的冲压后的示意图；

图12为本发明的永磁转子导风片排风过程的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1，本发明涉及一种永磁转子的组装方法，主要步骤如下所述。用机械臂50固定转轴61的一端，将转轴61放入工作位置。机械臂50松开后，将端环62套在转轴61上。用冲压设备（第一安装部分20）在转轴61上安装端环62，冲压设备将端环62压入转轴61预定位置。在导风片70上设置分切线72，分切线72由径向延伸段73和周向延伸段74组成。将套筒64、导风片70依次叠在第一铁芯63上方，套筒64将导风片70与第一铁芯63隔开。在第一铁芯63上设置定位槽68，用冲压设备（第二安装部分30）挤压导风片70，以使导风片70形成扇形部71，扇形部71的外缘75挤入第一铁芯63的定位槽68。用冲压设备（第一安装部分20）将第一铁芯63、套筒64以及导风片70组成的构件压入转轴61，随后后依次安装第二铁芯65与轴承66后构成永磁转子60。机械臂50通过转轴61取出组装完成的永磁转子60。

对应于该组装方法，本发明还公开了组装设备。如图2至7，该组装设备包括：底座10、第一安装部分20、第二安装部分30、滑台40以及机械臂50。底座10主要作为转轴61的固定工位。底座10四周可设置传感器11，用于检测底座10垂直度，提高安装精度。第一安装部分20位于底座10上方，可与底座10组成一体结构。第一安装部分20提纵向压力，用于将端环62、第一铁芯63、第二铁芯65以及轴承66压入转轴61。第二安装部分30位于底座10一侧，防止其气缸38在工作过程中收到其他设备的干涉。第二安装部分30用于将套筒64、导风片70安装在第一铁芯63上，并将第一铁芯63等部件放入转轴61内。滑台40用于将第二安装部分30推入底座10上方。机械臂50用于装入和/或取出转轴61。在本发明中，转轴61上具有套管52，该套管52设置紧缩部53。该套管52作为额外部件主要作用于转子装配过程中，便于操作部件收取转子，避免操作部件直接作用在转轴61上，造成转轴61工作面的损伤。机械臂50具有由电机或液压件控制的加持爪51，加持爪51夹持该紧缩部53。

第二安装部分30由支架31、第一牵引组32，第二牵引组33和一对第三牵引组34构成。第一牵引组32固定在支架31上，该第一牵引组32带动一横板35移动。第二牵引组33固定在横板35上，该第二牵引组33带动一立板36移动。第三牵引组34固定在立板36上，该第三牵引组34带动一夹板37移动。在本发明中，牵引组采用气缸38结构。气缸38输出轴对应连接横板35、立板36或夹板37。固定部件上亦可设置滑道39结构，用于引导动作部件移动。横板35的移动方向与立板36的移动方向同轴。由于第二牵引组33安装在第一牵引组32上，可以通过固定第一牵引组32的位置，由第二牵引组33的运动来完成导风片70的冲压和安装；也可以通过固定第二牵引组33的相对位置，由第一牵引组32的运动来夹持第一铁芯63。

在本发明中，夹板37的移动方向与横板35垂直，也即夹板37在垂直于导风片70冲压的方向运动。夹板37的下方安装模腔81，夹板37相向运动时，两个所述的模腔81闭合组成导风片70的冲压模82。冲压模具有环形阵列的突出部83，突出部83为斜面状，可在第二牵引组33的作用下沿分切线72翻折导风片70，形成扇形部71。夹板37张开后，第三牵引组34可带动夹板37固定第一铁芯63两侧，起到定位铁芯的作用。第二安装部分30工作时，第一牵引组32固定，第一铁芯63放置在横板35上。再将套筒64与导风片70依次叠放在第一铁芯63上。一对第三牵引组34带动夹板37合并，冲压模形成。第二牵引组33带动纵板和整个第三牵引组34向下移动，导风片70沿分切线72弯曲形成扇形部71，并将扇形部71的边缘压入定位槽68。第二牵引组33外移，第三牵引组34张开。随后，第二牵引组33再次下移，第三牵引组34（夹板37或冲压模）夹住第一铁芯63两侧。滑台40再将整个组装体送入底座10。

第一安装部分20由立柱21、气缸22等部件组成，气缸22带动工作头23冲压轴承66等部件，将其压入转轴61。滑台40包括两端相互垂直的驱动组41，驱动组41带动支架31移动，在导风片70等部件安装完成后，驱动组将第二安装部分30整体拖入底座10上方。此外，滑台40还包括卡爪42，该卡爪42用于固定第一铁芯63。对于轴线尺寸较大的转子部件，该卡爪42可保证在冲压力作用下，转子位置稳定。本发明中，一气缸43的输出轴连接第一滑动体44，第一滑动体44连接安装，并且第一滑动体44经一连杆机构45连接第二滑动体46，第二滑动体46安装卡爪42。连杆机构45中部铰接在滑台上。气缸43工作时第一滑动体44移动并经连杆机构45带动第二滑动体46反向移动。

如图8至12，本发明所装配的永磁转子60为分段转子。该永磁转子60包括转轴61以及依次安装在转轴61上的端环62、第一铁芯63、套筒64、导风片70、第二铁芯65和轴承66。第一铁芯63的下端由端环62控制，第二铁芯65的上端由轴承66控制。第一铁芯63设置辐射状的定位槽68，其数量与长度与扇形部71匹配。铁芯内安装两组永磁体67，构成励磁磁场。导风片70具有多个用于导流的扇形部71。转子工作时，扇形部71将内部空气向外导出。该扇形部71较佳的占据内外永磁67的空间，更利于加快永磁体67周围的空气流动。参照图12，扇形部71的内缘线76小于内部永磁体的外缘。与201310026953.0等现有技术不同的是，该导风片70结构简单，直接在装配时成型，并且铁芯设有对应于扇形部71的定位槽68，用于保持安装精度。

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 (7)

1.一种永磁转子的组装方法，其特征在于：

将转轴放入工作位置，首先在转轴上安装端环；

在导风片上设置分切线，将套筒、导风片依次叠放在第一铁芯上，套筒将导风片与第一铁芯隔开；

在第一铁芯上设置定位槽，挤压导风片，以使导风片形成扇形部，扇形部的外缘挤入第一铁芯的定位槽；

将第一铁芯装入转轴后依次安装第二铁芯与轴承后构成永磁转子，通过转轴取出组装完成的永磁转子，其中，

第一铁芯的下端由端环控制，第二铁芯的上端由轴承控制。

2.根据权利要求1所述的组装方法，其特征在于，分切线由径向延伸段和周向延伸段组成。

3.一种永磁转子的组装设备，该永磁转子包括转轴以及依次安装在转轴上的端环、第一铁芯、套筒、导风片、第二铁芯和轴承，导风片具有多个用于导流的扇形部，其特征在于，该组装设备包括：

底座，该底座作为转轴的固定工位；

第一安装部分，该第一安装部分位于底座上方，用于将端环、第一铁芯、第二铁芯以及轴承压入转轴；

第二安装部分，该第二安装部分位于底座一侧，用于将套筒、导风片安装在第一铁芯上；

滑台，用于将第二安装部分推入底座上方；

机械臂，用于装入和/或取出转轴，

其中，第二安装部分由支架、第一牵引组，第二牵引组和一对第三牵引组构成，第一牵引组固定在支架上，该第一牵引组带动一横板移动，第二牵引组固定在横板上，该第二牵引组带动一立板移动，第三牵引组固定在立板上，该第三牵引组带动一夹板移动，并且，横板的移动方向与立板的移动方向同轴并与夹板的移动方向垂直。

4.根据权利要求3所述的组装设备，其特征在于，夹板的下方安装模腔，两个所述的模腔组成导风片的冲压模。

5.根据权利要求3所述的组装设备，其特征在于，所述滑台包括两端相互垂直的驱动组，驱动组带动支架移动。

6.根据权利要求3所述的组装设备，其特征在于，所述滑台还包括卡爪，该卡爪用于固定第一铁芯。

7.根据权利要求3所述的组装设备，其特征在于，所述转轴上具有套管，该套管设置紧缩部，所述机械臂夹持该紧缩部。

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