CN111801876A - 将包括轴承的转子组件安装到包括粘合剂的框架的方法 - Google Patents

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Abstract

一种将转子组件(12)安装到电动机(10)的框架(14)的方法包括提供具有轴(16)和至少一个轴承(26)的转子组件(12)和提供具有定子芯(52)和轴承座(44)的框架(14)。轴承座(44)具有孔(48)。轴承(26)或轴承座(44)的内表面包括环形槽(34)。在将轴承(26)插入在轴承座(44)之后，通过孔48将第一粘合剂35注入环形槽(34)中。之后，影响轴承(26)和轴承座(44)之间的相对运动，并最终固化粘合剂。

Description

将包括轴承的转子组件安装到包括粘合剂的框架的方法
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，所述轴承座包括孔，并且所述轴承和/或轴承座的内表面包括环形槽；将轴承定位在轴承座内；通过孔将粘合剂注入到环形槽中；影响轴承和轴承座之间的相对运动；以及固化粘合剂。
根据本发明的第一方面的方法原则上可以是有益的，因为该方法包括通过孔将粘合剂注入到环形槽中，并且影响轴承和轴承座之间的相对运动。
特别地，通过孔将粘合剂注入到环形槽中可以允许在轴承定位在轴承座中之后施加粘合剂。与例如轴承在轴承座中定位之前施加粘合剂相比，这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。
此外，利用环形槽可以减少在施加粘合剂期间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。
然而，通过在环形槽内施加粘合剂，总粘合表面积可能受到槽尺寸的限制，这可能导致轴承与轴承座内表面之间的粘结减弱。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，从而确保粘合剂仅扩散期望的量。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。
因此，本发明可以提供一种将转子组件安装到电动机的框架的方法，该方法使得能够以受控的方式在转子组件和框架之间施加粘合剂，同时提供在转子组件和框架之间形成牢固的粘结。在转子组件和框架之间提供牢固的粘结可以减少转子组件和框架之间未对准的风险，并且可以增加电动机的操作可靠性。
影响轴承与轴承座之间的相对运动还可以使转子组件与框架实现正确对准。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，因此，使这些部件在施加粘合剂后相对彼此移动可以解决在施加粘合剂期间发生的未对准问题并纠正。
影响轴承与轴承座之间的相对运动可以包括影响轴承与轴承座之间在轴向方向上的相对运动，例如在平行于转子组件的纵向轴线的方向上的相对运动。这可能是有益的，因为这可能导致粘合剂沿着轴承和轴承座内表面之间的界面扩散，从而增加粘结表面积。因此，这可能导致轴承和轴承座之间的粘结强度增加。影响轴承与轴承座之间的相对运动可以包括影响轴承与轴承座之间沿与转子组件的轴的轴线重合的轴线的相对运动，例如沿限定转子组件的旋转轴线的轴线的相对运动。
环形槽可以位于轴承上。将轴承定位在轴承座内可包括将轴承定位在轴承座内，使得孔和环形槽对准。影响轴承和轴承座之间的相对运动可以包括影响轴承和轴承座之间的相对运动，使得孔和环形槽至少部分地未对准。
孔和环形槽可以在转子组件的轴向方向上至少部分地未对准，例如使得一旦影响轴承和轴承座之间的相对运动，则环形槽的至少一个边缘与孔的周边不重合。这可能是有益的，因为这可以提供发生了所需的粘合剂的扩散以增加粘结强度的视觉指示。
将轴承定位在轴承座内可包括将轴承定位在轴承座内，使得环形槽的相对边缘与孔的周边上的对应相对点重合，例如使得环形槽的相对边缘与孔相切。这可能是有益的，因为这可以最大化可用于注射针尖插入的孔的面积，从而在粘合剂注入期间能够正确和/或完全对准注射针尖。这可以减少在错误的位置错误地施加粘合剂的风险和/或降低在制造期间粘合剂不受控制地流动的风险。环形槽的宽度可以对应于孔的宽度，例如直径。
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。固化粘合剂可以包括使用热固化工艺。这可能是有益的，因为一旦轴承位于轴承座内，并且粘合剂已注入到轴承和轴承座内表面之间的界面，则除孔内的任何粘合剂外，环形槽内的粘合剂将不再可见，并通过轴承座有效地遮蔽。因此，可能证明难以使用某些固化方法(例如使用UV固化方法)来确保粘合剂完全固化，因为可能难以确保UV光到达粘合剂。使用热固化的粘合剂可以确保粘合剂被完全固化，从而提供牢固而可靠的粘结。
该方法可以包括在所述轴承与所述轴承座的外表面之间的界面处施加粘性粘合剂，并且在固化所述粘合剂之前固化所述粘性粘合剂。这可能是有益的，因为通过孔施加的粘合剂可能具有相对较长的固化时间和/或可能需要将组件运输到例如烘箱进行固化，从而增加了轴承和轴承座在制造过程中可能变得未对准的风险。通过使用粘性粘合剂，在通过孔注入的粘合剂的固化过程中，转子组件可以固定到框架，从而抑制转子组件和框架的未对准。
可以将粘性粘合剂施加在施加后可见粘性粘合剂的位置。这可能是有益的，因为它可以使粘性粘合剂包括具有相对较短的固化时间的粘合剂，例如UV固化的粘合剂。UV固化粘合剂具有与热固化粘合剂相比相对较短的固化时间，因此可以粘性粘合剂可以在轴承和轴承座之间提供快速形成的相对较低强度的粘结，从而降低了在制造过程中轴承和轴承座之间未对准的风险。该方法可以包括使用UV固化工艺来固化粘性粘合剂。
应当理解，尽管与通过孔注入的粘合剂所提供的粘结相比，由粘性粘合剂所提供的粘结具有相对较低的强度，但是由粘性粘合剂所产生的粘结的强度将足以确保在通过孔施加的粘合剂固化期间轴承和轴承座的位置。
轴承座可以包括切口，轴承的至少一部分通过该切口暴露，并且该切口可以例如限定轴承和轴承座的外表面之间的界面，即可见界面。这可能是有益的，因为它可以在可见界面处施加粘性粘合剂，这可以允许在通过孔施加的粘合剂固化期间将轴承和轴承座固定在适当的位置。
轴承可以包括另一槽，并且另一槽可以通过切口暴露。该方法可以包括将粘性粘合剂施加到另一槽。这可能是有益的，因为另一槽可以提供机械键，该机械键可以提供具有足够强度的粘性粘合剂粘结，以在通过孔施加的粘合剂固化期间执行其将轴承和轴承座保持在适当位置的功能。
根据本发明的第二方面，提供了一种根据本发明的第一方面的方法制造的电动机。
根据本发明的第三方面，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和具有用于容纳轴承的轴承座的框架，所述轴承座包括孔，并且所述轴承包括环形槽；将轴承定位在轴承座内，使得孔和环形槽对准；通过孔将粘合剂注入到环形槽中；影响轴承和轴承座之间的相对运动，使得孔和环形槽至少部分地未对准；以及固化粘合剂。
根据本发明的第四方面，提供了一种电动机，该电动机包括具有轴承的转子组件和具有轴承座的框架，其中，所述轴承座包括孔，所述轴承包括环形槽，并且所述环形槽与孔至少部分地未对准。
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的任一侧上安装在轴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，粘性粘合剂37可以位于通道中。尽管此处将第一环形槽34描绘为存在于第二轴承26上，但是本领域技术人员将理解，第一环形槽34可以位于框架14的第二轴承座44上，同时实现本发明的有益效果。
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的内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。
此后被称为第一粘合剂的粘合剂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被注入106，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
Figure BDA0002654829070000061
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。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。
该方法包括影响第二轴承26和第二轴承座44之间的相对运动108。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108，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。
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110第一粘合剂35。
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通过注入到第一环形槽34中的粘合剂安装到第二轴承座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。如在图10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。
在图11中示意性地示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，但是包括在固化110第一粘合剂35之前在切口50施加202第二粘合剂37和固化204第二粘合剂37的附加步骤。
在第二轴承26和第二轴承座44之间的相对运动之后，第二轴承26的第二环形槽36通过第二轴承座44中的切口50暴露。第二粘合剂37在切口50处施加，使得第二粘合剂37覆盖第二轴承座44的至少一部分并且流入第二环形槽36。
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
Figure BDA0002654829070000071
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。如上所述，在第二粘合剂37的固化204之后，第一粘合剂35可以被热固化110。
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，因此存在在固化过程中转子组件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，直到完成用于粘合剂的固化过程110。

Claims (11)

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，所述轴承座包括孔，并且所述轴承和/或轴承座的内表面包括环形槽；将轴承定位在轴承座内；通过孔将粘合剂注入到环形槽中；影响轴承和轴承座之间的相对运动；以及固化粘合剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，影响轴承与轴承座之间的相对运动包括影响轴向方向上的相对运动。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述环形槽位于所述轴承上，并且将所述轴承定位在所述轴承座内包括定位所述轴承，使得所述孔和所述环形槽对准。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，影响轴承与轴承座之间的相对运动包括影响相对运动，使得孔和环形槽至少部分地未对准。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，将轴承定位在轴承座内包括定位轴承，使得环形槽的相对边缘与孔的周边上的对应相对点重合。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，固化粘合剂包括使用热固化工艺。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在所述轴承与所述轴承座的外表面之间的界面处施加粘性粘合剂，并且在固化所述粘合剂之前固化所述粘性粘合剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，固化所述粘性粘合剂包括使用UV固化工艺。
9.一种电动机，包括：转子组件，其具有轴承；以及框架，其具有用于容纳轴承的轴承座，其中，轴承座包括孔，轴承包括用于接收通过孔注入的粘合剂的环形槽，并且所述环形槽与孔至少部分地未对准。
10.根据权利要求9所述的电动机，其中，所述轴承座包括切口，所述轴承的一部分通过所述切口暴露。
11.根据权利要求10所述的电动机，其中，所述轴承包括另一槽，并且所述另一槽通过所述切口暴露。
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