CN110880825A - 一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置，其特征在于拥有两种不同的支撑架和一种辅助轴，将各支撑架同轴焊接在底板上，然后将电机放置于电机支撑架上，再将辅助轴与转子连接后放置于支撑架上，即可安全有效的安装电机转子。本发明的一种空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置，结构简单，安装维护方便，能有效避免安装过程导致的轴承和转子的损坏。

Description

一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置

技术领域

本发明涉及永磁电机和气悬浮技术领域，具体涉及一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置。

背景技术

空气箔片轴承是一种以周围空气为润滑介质、以柔性表面作支承的自作用式动压气体箔片轴承,利用楔形效应，随着转速的升高由于气体的粘性周围环境中的气体被拖入楔形中，转速升到一定时楔形中的气体气压增大到支承起转子与传统的气体轴承相比，其运行寿命长、可靠性高，可获得高转速和耐高温能力，体现出很强的自适应性；因结构中的平箔片与波箔片、波箔片与轴承壳体内壁面之间的库仑摩擦作用使得转轴在高速下也能保持较好的稳定性。故空气箔片轴承被广泛地应用于各种各样的高速旋转机械中。

永磁电机是指其励磁系统包含一块或多块永久磁铁的电机，用永磁体代替了转子直流绕组，从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗；永磁电机功率因数高低不受电机极数的限制，在电机配套系统允许的情况下，可以将电机的极数设计的更高，相应电机的体积可以做得更小，电机的直接材料成本更低；空气箔片轴承把空气作为摩擦介质，耐高温，无需润滑，摩擦损耗小，所以空气箔片轴承支承的永磁电机相比传统轴承支承的永磁电机，具有转速更高、结构更简单、维护更容易等优点。

目前永磁电机转子的安装并没有一个合适的安装装置，也没有系统的安装方法，一般先将一对径向空气箔片轴承和一个推力空气箔片轴承安装在电机上后，再将转子从电机安装推力空气箔片轴承的一端插入。

该转子安装方法目前存在三个问题，一是由于空气箔片轴承在未使用时，箔片处于放松状态，轴承内径与转子外径十分接近、甚至更小，转子安装时易与轴承发生摩擦从而刮到箔片上的镀膜材料进而损坏轴承；二是安装转子过程中，转子安装一半时，只有一个空气箔片轴承支撑，转子处于悬臂状态，当转子自重过大或安装用力不稳，转子发生径向摆动时，容易将处于支撑状态下的轴承波箔局部压溃使其发生塑性变形，从而毁坏轴承；三是永磁定子的吸引力让转子与电机内壁产生极大摩擦，在转子继续插入电机时既刮坏转子镀层又刮坏轴承的箔片。

若在转子安装的过程中，轴承和转子都发生了一定程度的损坏，则电机运转时，转子会产生极大的径向跳动从而进一步损坏轴承，甚至损坏电机，所以亟需一种安全有效的永磁电机转子安装装置，来避免以上问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上有技术不足，解决上述永磁电机转子安装问题，实现电机转子安全有效的安装，提供一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置。本发明采取的技术方案为：

一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置，具体由电机壳体、转子、电机定子、空气箔片轴承(包括径向空气箔片轴承和推力空气箔片轴承)、电机端盖、支撑架(包括电机支撑架和辅助轴支撑架)、辅助安装轴等部分构成。

所述电机支撑架，用来放置待安装转子的电机；

所述辅助轴，通过一端的螺纹与转子进行连接，安装在支撑架上后旋转推动辅助轴来实现转子安全有效的安装；

所述辅助轴支撑架，用来对辅助轴进行径向的固定和支撑，避免转子安装过程中出现的悬臂状态，且该支撑架与电机同轴心；

所述电机定子置于电机壳体内，用来产生旋转磁场；

所述转子由空气箔片轴承(以下简称轴承)支承可转动地设置于电机壳体内，转子中部位置内嵌有永磁体，外套有保护套，定子与转子间有一定间隙用于冷却空气流动，转子一端设有推力盘，限制转子在高速旋转中的轴向位移；

所述辅助轴的一端和转子的两端均有可互相配合的螺纹，辅助轴一端为外螺纹，电机两端为内螺纹；

所述径向端盖，用于电机壳体的密封且为一个径向轴承提供安装基座；

所述推力端盖，用于电机壳体的密封且为一个推力轴承提供安装基座；

转子安装时，先将电机壳体放置在支撑架中部，然后在电机壳体内安装定子和径向端盖，后将径向轴承安装在径向端盖和电机壳体上，再在电机壳体另一端安装一个推力轴承；将辅助轴和转子连接后，放于处于电机推力轴承一方的辅助轴支撑架内，旋动辅助轴，将转子插入电机推力盘一端的径向轴承中，此时辅助轴和转子在电机外两个支撑点，转子在径向轴承上避免了成为悬臂状态；然后取另一根辅助轴，穿过电机另一端的支撑架和径向轴承后在电机内部与转子连接，此时电机、转子、辅助轴在辅助轴的支撑下处于架空状态且与电机同轴心，避免了转子安装过程中因成悬臂状态而压溃轴承的情况，且由于辅助轴与转子连接后被支撑架固定两端的辅助轴分别有两处支撑点，也避免了因为定子永磁体的吸引力而产生的转子与电机壳体的摩擦，继续旋转推动辅助轴，即可安全有效地安装电机转子。

本发明所采用的技术方案具有以下增益效果：本发明提供了两种支撑架和一种辅助轴，实现了电机转子的对心安装，避免了转子安装过程中因成悬臂状态而压溃轴承的情况，也避免了因为定子永磁体的吸引力而产生的转子与电机壳体的摩擦，延长了电机的有效寿命。

附图说明

图1为本发明转子安装装置的外部结构示意图；

图2为本发明永磁电机的二维结构剖面示意图；

图3为本发明支撑架结构示意图；

图4为本发明辅助轴二维结构剖面示意图。

附图标记说明：1.电机外壳，11.电机输出端一，12.电机输出端二；2.定子；3.转子,31；4.径向端盖，41.径向轴承一，42.径向轴承二；5.推力端盖，51.推力轴承一，52.推力轴承二；61.辅助轴一，62.辅助轴二，611.辅助轴一支撑架一，612.辅助轴一支撑架二，621辅助轴二支撑架一，622.辅助轴二支撑架二；7.电机支撑架；8.装置底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。然而可以理解的是，下述具体实施方式仅仅是本发明的优选技术方案，而不应该理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置，包括永磁电机1、2、3，两根辅助轴61、62，四个辅助轴支撑架611、612、621、622和一个电机支撑架7，为方便安装及保证同心度，所有支撑架固定在一块底板8上，转子的安装分为以下几步：

一、将装置底板8固定，保证其不会发生倾倒；

二、将电机外壳1放置于电机支撑架7上，在机壳内安装定子2；

三、依次安装径向轴承41、42，径向端盖4和一个推力轴承51；

四、将一根辅助轴61和转子3连接后，安装于位于电机输出端一11的辅助轴支撑架611、612内，辅助轴61此时有两个支撑点；旋动辅助轴，将转子插入电机输出端一11的径向轴承41中；

五、取另一根辅助轴62，穿过位于电机输出端二12一端的支撑架621、622和径向轴承42后在电机内部与转子连接；

六、继续旋动推动两根辅助轴，完成转子的安装，转子安装到位后，卸下两根辅助轴在电机上安装推力端盖5。

如图2所示，永磁电机包括电机外壳1，定子2，转子3，推力端盖5，径向端盖4，径向轴承41、42，推力轴承；电机转子一端有推力盘，通过推力端盖5和电机壳体1上成对安装的推力轴承51、52实现轴向限位；在径向端盖4和电机输出端一11上各安装一个径向空气箔片轴承41、42进行支承。

如图3和图4所示，为电机支撑架7，其内径与电机外壳1外径相等。在安装装置使用时，电机支撑架7是预先固定在装置底板8上的，将电机外壳1放置于支撑架7上，后将定子2安装于机壳1内，将一个径向轴承41安装在电机输出端一11上，然后在这一端安装一个推力轴承51，再将另外的径向轴承42和推力轴承52分别安装在径向端盖4和推力端盖5上。

如图3和图4所示，为辅助轴61、62和辅助轴支撑架611、612、621、622。使用时，辅助轴支撑架也是预先固定在装置底板8上，将一根辅助轴61穿过支撑架611、612后与转子3连接，将转子从电机输出端一11插入，另一根辅助轴62穿过支撑架621、622后再穿过已安装径向轴承42的径向端盖在电机内部与转子从另一端连接，电机、转子、两根辅助轴连接成为同轴状态，转子3被两根辅助轴61、62架空，旋动辅助轴，完成转子安装。

以上所举实例仅为本发明的优选实例，但凡依本发明权利要求及本发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应属本发明专利覆盖的范围。

Claims (3)

1.一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置，其特征在于：永磁电机采用空气箔片轴承支承，拥有两种支撑架，一种辅助轴，底板。

2.根据权利要求1所述的一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置，其特征在于：永磁电机转子两端采用径向空气箔片轴承支承，推力端采用成对推力空气箔片轴承支承。

3.根据权利要求1所述的一种使用空气箔片轴承支承的永磁电机转子安装装置，其特征在于：在安装使用时，将待安装转子的电机放置于电机支撑架上，将两根辅助轴穿过支撑架后从两端分别与转子连接，使得电机、转子、辅助轴同轴。

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