CN111788763B - 将转子组装到电动机框架的方法及电动机 - Google Patents

Abstract

将转子组件安装到电动机(10)的框架的方法包括提供具有轴承(26)的转子组件和具有轴承座(44)的框架的步骤。方法包括将轴承(26)定位在轴承座(44)内的另一步骤，然后在轴承(26)与轴承座(44)之间的基本隐藏界面处施加第一粘合剂(35)的步骤，然后在轴承(26)与轴承座(44)之间的从外部基本可见的界面处施加第二粘合剂(37)的步骤。两个最终步骤是使用两种不同的固化工艺来固化第一粘合剂和第二粘合剂。

Description

将转子组装到电动机框架的方法及电动机

技术领域

本发明涉及将转子组件安装到电动机的框架的方法以及电动机。

背景技术

人们普遍希望以多种方式改进电机，例如无刷电动机。特别地，在尺寸，重量，制造成本，效率，可靠性和噪声方面希望改进。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种将转子组件安装到电动机的框架的方法，所述方法包括提供具有轴承的转子组件，提供具有轴承座的框架，将轴承定位在轴承座内，在轴承和轴承座之间的隐藏界面处施加第一粘合剂，在轴承和轴承座之间的可见界面处施加第二粘合剂，以及使用不同的固化工艺固化第一粘合剂和第二粘合剂。

根据本发明的第二方面，提供了一种电动机，包括：转子组件，其具有轴承；以及框架，其具有用于接收轴承的轴承座，其中，所述轴承通过在轴承和轴承座之间的隐藏界面处的第一粘合剂并通过在轴承和轴承座之间的可见界面处的第二粘合剂安装到所述轴承座，所述第一粘合剂和第二粘合剂使用不同的固化工艺进行固化。

根据本发明的第一方面的方法以及根据本发明的第二方面的电动机原则上可以是有益的，因为第一粘合剂在很大程度上被轴承座隐藏。这可能会阻止使用某些类型的固化工艺来固化第一粘合剂，例如紫外线(UV)固化工艺，因为无法保证所有第一粘合剂都将被UV光到达，从而完全固化。

因此，有必要使用替代工艺来固化第一粘合剂，例如，热固化工艺。但是，热固化工艺可能比UV固化工艺花费更长的时间。这可能导致窗口，在该窗口中转子组件未相对于框架牢固地保持在适当的位置，并且在该窗口中可能发生转子组件相对于框架的未对准。转子组件和框架的正确对准对于电动机的可靠运行至关重要。

通过施加第二粘合剂到轴承和轴承座之间的可见界面，第二粘合剂可以将轴承快速固定到轴承座，使用有限的强度粘结，从而限制了制造期间转子组件和框架的未对准的机会。由于第二粘合剂施加到轴承和轴承座之间的可见界面，因此第二粘合剂可以在施加后可见，因此可以使用快速固化工艺(例如UV固化工艺)来确保转子组件相对于框架的位置，而允许由第一粘合剂形成的主要粘结固化。

此外，在定位第一和第二粘合剂之前将轴承定位在轴承座内，与例如轴承在轴承座中定位之前施加粘合剂相比，可以允许更清洁地施加粘合剂，并且可以减小在施加过程中粘合剂污染其他部件的风险。

本领域技术人员将理解，轴承的至少一部分可通过孔可见，并且术语“基本隐藏界面”应据此解释。

轴承座可以包括孔，第一粘合剂通过该孔注入，例如第一粘合剂通过孔注入到隐藏界面。施加第一粘合剂可包括通过孔将第一粘合剂注入到隐藏界面。这可能是有益的，因为孔可以允许轴承在轴承座内定位后在轴承和轴承座之间施加第一粘合剂。与例如轴承在轴承座中定位之前施加第一粘合剂相比，这可以允许更清洁地施加第一粘合剂，并且可以减小在施加过程中第一粘合剂污染其他部件的风险。

该方法可以包括在固化第二粘合剂之后固化第一粘合剂。这可能是有益的，因为第二粘合剂被施加到可见界面，而第一粘合剂被注入到隐藏界面。具体地，因为第一粘合剂位于隐藏界面，可能难以使用某些类型的固化工艺来固化粘合剂，例如紫外线(UV)固化工艺，因为无法保证所有粘合剂都将被UV光到达，从而完全固化。

因此，有必要使用替代工艺来固化第一粘合剂，例如，热固化工艺。但是，热固化工艺可能比UV固化工艺花费更长的时间。这可能导致窗口，在该窗口中转子组件未相对于框架牢固地保持在适当的位置，并且在该窗口中可能发生转子组件相对于框架的未对准。转子组件和框架的对准对于电动机的可靠运行至关重要。

由于第二粘合剂位于轴承和轴承座之间的可见界面处，因此可以使用比固化第一粘合剂所需的固化工艺更快的固化工艺来固化第二粘合剂，例如，可以对第二粘合剂采用UV固化工艺。因此，通过在固化第一粘合剂之前固化第二粘合剂，有可能在轴承和轴承座之间形成快速，相对低强度的粘结，从而在固化第一种粘合剂所需的更长的固化工艺中抑制轴承和轴承座的未对准。

轴承和/或轴承座的内表面可以包括第一环形槽，并且第一环形槽可以例如限定隐藏界面的至少一部分。施加第一粘合剂可包括将第一粘合剂施加在第一环形槽中。这可能是有益的，因为利用第一环形槽可以减少在施加第一粘合剂期间第一粘合剂以不受控制的方式从轴承和轴承座之间流出的机会。如果第一粘合剂能够以不受控制的方式在轴承和轴承座之间的界面处流动，则第一粘合剂可能会进入轴承本身，这可能对轴承极为不利，并且可能会使轴承不能完全发挥作用。第一环形槽还可以提供用于将粘合剂粘结到其上的机械键，并且可以增加在轴承和轴承座之间形成的粘结的强度。

第一粘合剂可以包括与第二粘合剂不同的粘合剂。第二粘合剂可以包括固化时间比第一粘合剂的固化时间短的粘合剂。这可能是有益的，因为第一粘合剂可允许在轴承和轴承座之间形成牢固的粘结，而第二粘合剂可形成快速粘结以防止在第一粘合剂的较长固化工艺期间轴承和轴承座的未对准。

第一粘合剂可以包括热固化的粘合剂，并且可以例如包括结构粘合剂。固化第一粘合剂可以包括使用热固化工艺。这可能是有益的，因为在施加第一粘合剂之后，第一粘合剂可基本上被轴承座隐藏。因此，可能难以使用某些固化工艺例如UV固化工艺来完全固化第一粘合剂，因为可能难以通过UV光达到粘合剂。使用热固化的粘合剂和/或热固化工艺来固化第一粘合剂可以使第一粘合剂完全固化，从而提供牢固而可靠的粘结。

第二粘合剂可以包括UV固化的粘合剂。固化第二粘合剂可以包括使用UV固化工艺。由于UV固化的粘合剂可具有相对较短的固化时间，因此这可能是有益的。这可以使得在第一粘合剂经历其固化工艺的同时，在轴承和轴承座之间快速形成粘性粘结。以这种方式，可以在将转子组件安装到框架的过程中保持转子组件和框架的相对对准。

轴承座可以包括切口，例如使得轴承的至少一部分通过切口可见。切口可以限定轴承和轴承座之间的可见界面。

轴承可以包括第二槽，并且第二槽的至少一部分可以通过切口暴露。施加第二粘合剂可以包括施加第二粘合剂，使得在切口的区域中第二粘合剂接触第二槽和轴承座的外表面的至少一部分。这可能是有益的，因为第二槽可提供用于第二粘合剂接合的机械键，从而确保第二粘合剂能够形成足够牢固的粘结，从而在第一粘合剂固化期间防止转子组件和框架的未对准。

该方法可以包括在施加第二粘合剂之前并且施加第一粘合剂之后影响轴承与轴承座之间的相对运动。这可能是有益的，因为通过影响轴承和轴承座之间的相对运动，粘合剂可以沿着轴承和轴承座之间的界面扩散，从而增加了总粘结表面积，这可以提供更牢固的粘结。

此外，可以小心地控制相对运动，从而确保粘合剂扩散布期望的量。这可以减少粘合剂在界面处泄漏的风险。这种泄漏可能会增加粘合剂进入轴承本身的风险，这可能会对轴承造成极大的损害，并可能使轴承无法完全发挥作用。

轴承可以是基本上圆柱形的形式，并且可以例如包括由弯曲表面间隔开的两个圆形平坦表面。由切口暴露的轴承的至少一部分可以包括轴承的弯曲表面的至少一部分。轴承座可包括中空的基本圆柱形的套环。切口可以布置在轴承座的弯曲表面上。切口的形式可以是基本上半圆形的。

切口可以暴露不超过轴承总弯曲表面积的20％。这可能是有益的，因为暴露过多的轴承可能会抑制轴承与轴承座之间形成牢固的粘结，并可能影响电动机的可靠性。

轴承座的至少一部分可以围绕轴承的弯曲表面延伸大致360°。这可能是有益的，因为轴承座的至少一部分可以围绕轴承的基本整个圆周延伸，并且可以允许粘合剂围绕轴承的弯曲表面均匀分布，从而允许形成坚固的和/或/均匀的粘结。

孔可以与切口间隔开，例如沿着轴承座与切口周向和/或轴向间隔开。这可能是有益的，因为这可以将轴承座的结构脆弱性的两个潜在点分开，并且可以确保轴承座的结构完整性。

将认识到，在适当的情况下，本发明的各方面的优选特征可以等同地应用于本发明的其他方面。

附图说明

为了更好地理解本发明，并更清楚地显示如何实施本发明，现在将通过示例性地参考以下附图来描述本发明：

图1是根据本发明第一方面的将转子组件安装到电动机的框架的方法的第一实施例的框图；

图2是根据本发明的第一方面的电动机的前视图；

图3是图2的电动机的透视图，其中移除其定子芯组件；

图4是图3的虚线区域的放大图；

图5是图4的旋转的图；

图6是图2的电动机的转子组件的前视图；

图7是图2的电动机的框架的透视图；

图8是沿图7的A-A线截取的剖视图。

图9是沿图2的B-B线截取的剖视图；

图10是图9的虚线区域的放大图；

图11是根据本发明第一方面的将转子组件安装到电动机的框架的方法的第二实施例的框图。

具体实施方式

在图1的框图中提出了一种将转子组件12安装到电动机10的框架14的方法的第一实施例，总的用100来表示。

该方法包括提供具有轴承26的转子组件12和具有轴承座44的框架14的初始步骤102。合适的转子组件12在图6中单独显示，而合适的框架14在图7中单独显示。

转子组件12包括轴16，在轴16上安装有转子芯永磁体18、第一平衡环20、第二平衡环22以及在转子芯永磁体18和平衡环20，22的两侧上安装在轴16上的第一轴承24和第二轴承26。叶轮28安装在轴16的一端，而传感器磁铁30安装在另一端。

尽管未在图6中示出，但是第一轴承24在其外周表面上设置有环形槽。O形环32就位于环形槽内，以便O形环32保持在第一轴承24上的期望位置并且不会四处移动。当转子组件12安装在框架14内时，第一轴承24就位于框架14中的第一轴承座42内，并通过O形环32软安装在其上。

第二轴承26包括在其外周表面上形成的第一环形槽34和第二环形槽36。第一环形槽34提供了通道，第一粘合剂35可以位于通道中，这将在下文中更详细地描述。以类似的方式，第二环形槽36还提供了通道，第二/粘性粘合剂37可以位于通道中。

框架14是一件式的结构，例如模制为单个物体，并且包括大体上圆柱形的主体38和用于覆盖转子组件12的叶轮28的叶轮罩40。

主体38包括形成在最靠近叶轮罩40的一端的第一轴承座42和形成在主体38的最远离叶轮罩40的相对端的第二轴承座44。每个轴承座42，44包括环形套环，用于在其中容纳相应的轴承24，26。四个狭槽46在第一轴承座42和第二轴承座44之间沿着主体38纵向地延伸，狭槽46围绕主体38的圆周等距间隔开。狭槽46的形状和尺寸设计成可容纳电动机10的相应定子芯组件52。

第二轴承座44包括孔48和切口50。孔48延伸穿过第二轴承座44以形成穿过其的粘合剂通道，并且孔48的形状和尺寸被设置为容纳适当的粘合剂注入喷嘴。孔48的直径基本上等于第二轴承26的第一环形槽34的宽度。孔48与狭槽46中的一个的中心轴线基本上对准。

切口50形成在第二轴承座44的最靠近狭槽46中的一个的区域中，并且有效地是狭槽46中的一个到第二轴承座44中的延伸部。图8中的虚线大致表示当转子组件12安装到框架14时第二轴承26的最低边缘相对于第二轴承座44所处的位置。从图4、5和8可以看出，第二轴承26因此位于第二轴承座44内，使得当转子组件12安装到框架14时，切口50使第二轴承26的第二环形槽36暴露。切口50从孔48围绕主体38的圆周布置约90°。

返回方法100的第一实施例，方法100包括将第二轴承26定位104在第二轴承座44内。第二轴承26位于第二轴承座44内，使得第二轴承26的第一环形槽34与第二轴承座44的孔48基本对准。因此，在第二轴承26和第二轴承座44的内表面之间形成界面，即隐藏界面。

第一粘合剂35例如使用插入到孔48中的适当的粘合剂注入喷嘴而通过孔48注入粘合剂而施加106在第二轴承26和第二轴承座44之间的隐藏界面处，使得第一粘合剂35流入第二轴承26的第一环形槽34中。第一粘合剂35具有一旦第一粘合剂35注入完成就能够在第二轴承26和第二轴承座44之间相对运动的形式。

在当前优选的实施例中，所使用的第一粘合剂35是热固化的结构粘合剂，并且是可从汉高乐泰(Henkel Loctite)获得的称为9492的粘合剂。由于第一粘合剂35位于第二轴承26的第一环形槽34中，在第二轴承26和框架14的第二轴承座44之间，因此是不可见的，因此这是特别有利的。因此，可能证明例如使用UV固化方法难以固化第一粘合剂35，因为可能难以确保UV光可以到达第一粘合剂35，因此可能难以完全固化第一粘合剂35。通过使用热固化的粘合剂，可以确保第一粘合剂35被完全固化，从而确保形成牢固而可靠的粘结。

施加108第二粘合剂37使得其在切口50的区域中接触第二环形槽36和第二轴承座44。第二粘合剂37是快速UV固化粘合剂，并且在当前优选的实施例中是可从汉高乐泰(Henkel Loctite)获得的称为3556的粘合剂。通过施加波长为365nm的UV光5秒钟来使第二粘合剂37固化110。在第二粘合剂37的固化110之后，然后通过将组合的转子组件12和框架14放置在80℃的烘箱中至少20分钟来固化112第一粘合剂35。

由于第一粘合剂35需要被加热固化，这可能花费相对较长的时间，因此存在在热固化过程本身中转子组件12和框架14可能变得未对准的风险，并且确实存在将部件运输到烘箱以进行固化过程期间转子组件12和框架14可能变得未对准的风险发生。通过施加第二粘合剂37以在转子组件12和框架14之间形成快速，相对低强度的粘结，可以减轻这种未对准的风险。由第二粘合剂37形成的粘结足以将转子组件12以期望位置固定到框架14，直到完成用于第一粘合剂35的固化过程112。

组合的转子组件12和框架14可以在图2-5和9-10中看到，作为电动机10的一部分。定子芯组件52在图2和9中显示为插入其各自的狭槽46中，转子组件12安装到框架14，使得第一轴承24和第二轴承26位于其各自的第一轴承座42和第二轴承座44中。

第一轴承24通过O形环32软安装至第一轴承座42。因为第一轴承24仅通过O形环32软安装在第一轴承座42内，所以它能够吸收叶轮28在使用过程中旋转时产生的任何径向力。

第二轴承26通过经由孔48注入到第一环形槽34中的第一粘合剂35安装到第二轴承座44。由于粘合剂粘结，第二轴承26能够承受叶轮28在使用过程中产生的沿转子组件12的轴向力。第二轴承座44在第一环形槽34的除了孔48的区域中围绕第二轴承26的圆周限定连续表面。

在图11的框图中示出了一种将转子组件12安装到框架14的方法的第二实施例，总的用200来表示。

方法200的第二实施例与方法100的第一实施例基本相同，但是包括在施加108第二粘合剂37之前影响第二轴承26和第二轴承座44之间的相对运动202的附加步骤。

这起到使包含在第二轴承26的第一环形槽34中的第一粘合剂35沿着第二轴承26与第二轴承座44的内表面之间的界面扩散的作用，从而增加了粘结表面积，这可能导致粘结强度增加。通过影响第二轴承26和第二轴承座44之间的相对运动202，也可以实现转子组件12相对于框架14的正确对准。在当前的优选实施例中，转子组件12相对于框架14移动，尽管应当理解，相对于转子组件12移动框架14可以实现相同的结果。如在图9中最清楚地看到的，由于在组装期间第二轴承26和第二轴承座44之间的相对运动，第一环形槽34与孔48未对准。

Claims (18)

1.一种将转子组件安装到电动机的框架的方法，所述方法包括提供具有轴承的转子组件；提供具有轴承座的框架；将轴承定位在轴承座内，从而在轴承和轴承座之间形成隐藏界面，在轴承和轴承座之间形成可见界面；在轴承和轴承座之间的隐藏界面处施加第一粘合剂；在轴承和轴承座之间的可见界面处施加第二粘合剂；以及使用不同的固化工艺固化第一粘合剂和第二粘合剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轴承座包括孔，并且施加所述第一粘合剂包括通过所述孔将所述第一粘合剂注入到所述隐藏界面。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括在固化所述第二粘合剂之后固化所述第一粘合剂。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述轴承和/或所述轴承座包括第一环形槽，并且施加所述第一粘合剂包括将所述第一粘合剂施加在所述第一环形槽中。

5.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第一粘合剂包括与所述第二粘合剂不同的粘合剂。

6.根据前述权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，固化所述第一粘合剂包括使用热固化工艺。

7.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，固化所述第二粘合剂包括使用UV固化工艺。

8.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述轴承包括第二槽，并且所述轴承座包括切口，所述第二槽的至少一部分通过所述切口暴露，并且施加所述第二粘合剂包括施加第二粘合剂，使得第二粘合剂在切口的区域中接触第二槽和轴承座的外表面的至少一部分。

9.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在施加所述第二粘合剂之前以及在施加所述第一粘合剂之后，影响所述轴承和所述轴承座之间的相对运动。

10.一种电动机，包括：具有轴承的转子组件；以及框架，其具有用于接收轴承的轴承座，其中，轴承定位在轴承座内从而在轴承和轴承座之间形成隐藏界面和可见界面，所述轴承通过在轴承和轴承座之间的隐藏界面处的第一粘合剂并通过在轴承和轴承座之间的可见界面处的第二粘合剂安装到所述轴承座，所述第一粘合剂和第二粘合剂使用不同的固化工艺进行固化。

11.根据权利要求10所述的电动机，其中，所述轴承座包括孔，所述第一粘合剂通过所述孔注入。

12.根据权利要求10所述的电动机，其中，所述轴承和/或所述轴承座的内表面包括第一环形槽，所述第一环形槽限定所述隐藏界面的至少一部分，并且所述第一粘合剂位于所述第一环形槽中。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的电动机，其中，所述轴承座包括切口，所述轴承的至少一部分通过所述切口可见，并且所述切口限定所述轴承和轴承座之间的可见界面。

14.根据权利要求13所述的电动机，其中，所述轴承包括第二槽，所述第二槽的至少一部分通过所述切口暴露，并且所述第二粘合剂位于所述第二槽中。

15.根据权利要求10至12中任一项所述的电动机，其中，所述第一粘合剂包括与所述第二粘合剂不同的粘合剂。

16.根据权利要求10至12中任一项所述的电动机，其中，所述第二粘合剂包括固化时间比所述第一粘合剂的固化时间短的粘合剂。

17.根据权利要求10至12中任一项所述的电动机，其中，所述第一粘合剂包括热固化的粘合剂。

18.根据权利要求10至12中任一项所述的电动机，其中，所述第二粘合剂包括UV固化的粘合剂。