CN111843525A - 一种转子组件、电主轴及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子组件、电主轴及电机。主轴；转子轴套，为圆筒状，套设在所述主轴上；所述转子轴套内周壁与所述主轴外周壁之间形成有多个储液腔，所述多个储液腔沿主轴周向均匀分布；所述储液腔内充有不可压缩的填充液，当所述储液腔被挤压时所述填充液可向所述转子轴套的内周壁和主轴的外周壁施加作用力；所述转子轴套的一端形成有与所述多个储液腔一一对应且液体连通的压力调节腔，所述压力调节腔和储液腔共同构成容纳填充液的密封腔体；所述压力调节腔内设置一压力调节件,用于调节所述压力调节腔的容积进而调节所述储液腔内填充液对所述转子轴套内周壁和主轴外周壁的压力。本发明可提高转子组件质心调整的便捷性和精度。

Description

一种转子组件、电主轴及电机

技术领域

本发明涉及地电机相关技术领域，尤其涉及一种转子组件、电主轴及电机。

背景技术

电主轴是高端数控装备的核心部件之一，将机床机械主轴和主轴电机融合，使得电主轴具有高转速、高精度、低噪音等特点。作为电主轴的动力核心零部件，主轴电机安装对中和转动部件的动平衡等性能，直接影响电主轴和数控机床装备加工时振动大小，进而影响加工精度，电主轴转动部件的动平衡保持性能，极大地影响机床加工精度和稳定性。

部分电机设置了用于调节动平衡的调节结构，但是都只能在有限的范围内进行调节，例如，通过设置配重块的方式调节，如通过增减螺钉的方法调节，只能有级调节，可调范围有限。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种转子组件、电主轴及电机，至少用于解决现有技术中转子质心调整复杂的技术问题，具体地：

第一方面，本发明提供一种转子组件，包括：

主轴；

转子轴套，为圆筒状，套设在所述主轴上；

所述转子轴套内周壁与所述主轴外周壁之间形成有多个储液腔，所述多个储液腔沿主轴周向均匀分布；

所述储液腔内充有不可压缩的填充液，当所述储液腔被挤压时所述填充液可向所述转子轴套的内周壁和主轴的外周壁施加作用力；

所述转子轴套的一端形成有与所述多个储液腔一一对应且液体连通的压力调节腔，所述压力调节腔和储液腔共同构成容纳填充液的密封腔体；

所述压力调节腔内设置一压力调节件,用于调节所述压力调节腔的容积进而调节所述储液腔内填充液对所述转子轴套内周壁和主轴外周壁的压力。

进一步可选地，所述转子轴套内周壁凹设有储液槽，所述储液槽的开口与所述主轴的外周壁密封贴合在一起形成所述储液腔。

进一步可选地，所述储液槽的外周设置有密封槽，

所述密封槽内设置密封结构，所述密封结构与所述主轴的外周壁形成密封接触。

进一步可选地，所述多个储液槽均沿所述转子轴套的轴向延伸，并具有相同的结构形状和容积。

进一步可选地，所述压力调节腔包括一调节孔，所述压力调节件形成一调节部，所述调节部位置可调地设置在所述调节孔中以对所述压力调节腔的体积进行调整。

进一步可选地，所述调节孔被构造为柱状或锥状孔，所述压力调节件的调节部被构造为柱状或锥状压力调节部；所述压力调节件可相对所述调节孔旋进旋出。

进一步可选地，所述调节孔形成有内螺纹，所述调节部形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹均为密封螺纹。

进一步可选地，所述压力调节腔还包括导液孔，所述导液孔一端与所述调节孔连通，另一端与所述储液腔连通；

所述导液孔的孔径小于所述调节孔的孔径。

进一步可选地，所述调节孔的轴线与所述转子轴套的轴线形成锐角，使所述调节孔朝向所述转子轴套的径向外侧倾斜。

进一步可选地，所述转子轴套的第一端形成有环形凸起，所述环形凸起沿所述转子轴套径向向外凸出形成，所述压力调节腔形成在所述环形凸起中；所述环形凸起的边缘形成有环形且具有锥度的环形切面，所述调节孔从所述环形切面上斜向所述转子轴套的轴线开设。

进一步可选地，所述压力调节件形成有头部，所述头部端面设置有卡合结构，所述卡合结构用于与安装工具进行卡合。

进一步可选地，所述主轴与转子轴套通过过盈配固定在一起。

进一步可选地，所述转子组件还包括永磁体、转子护套，其中所述永磁体贴合在所述转子轴套的外周壁上；所述转子护套套设在所述转子轴套外侧，并将所述永磁体包覆在其内。

第二方面，提供一种电主轴，包括上述转子组件。

第三方面，提供一种电机，包括上述转子组件。

本发明在转子轴套内周壁与主轴外周壁之间设置多个均匀储液腔使得本发明当储液腔被挤压时填充液可向所述转子轴套的内周壁和主轴的外周壁施加作用力，从而可以实现动态调整转子组件质心的效果，进一步的由于本发明储液腔还设有压力调节腔与其共同构成容纳填充液的密封腔体，使得本发明还可以利用压力调节件调节压力调节腔的容积进而调节储液腔内填充液对所述转子轴套内周壁和主轴外周壁的压力，从而可以实现手动调整转子组件质心的效果，如此一举多得，利用储液腔和压力调节腔实现转子轴偏心的动态和静态的双重调整，即方便调节，又能避免电机转子偏心，隔断加工振动和冲击对电机转子的影响，保证机加工的表面精度。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本发明实施例电机转子组件的结构示意图；

图2示出本发明实施例电机转子组件的轴向剖面示意图；

图3示出本发明实施例电机转子组件的径向剖面示意图；

图4示出本发明实施例电机转子组件部分结构的分解状态示意图；

图5示出本发明实施例转子轴套轴向剖面示意图。

图中：

1、主轴；2、转子轴套；21、储液槽；211、填充液；22、密封块；231、调节孔；232、导液孔；24、环形凸起；25、密封槽；3、永磁体；4、转子护套。

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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本发明在转子轴套内周壁与主轴外周壁之间设置多个均匀储液腔使得本发明当储液腔被挤压时填充液可向所述转子轴套的内周壁和主轴的外周壁施加作用力，从而可以实现动态调整转子组件质心的效果，进一步的由于本发明储液腔还设有压力调节腔与其共同构成容纳填充液的密封腔体，使得本发明还可以利用压力调节件调节压力调节腔的容积进而调节储液腔内填充液对所述转子轴套内周壁和主轴外周壁的压力，从而可以实现手动调整转子组件质心的效果，如此一举多得，利用储液腔和压力调节腔实现转子轴偏心的动态和静态的双重调整，即方便调节，又能避免电机转子偏心，隔断加工振动和冲击对电机转子的影响，保证机加工的表面精度。

如图1、图2、图3、图5所示，本发明提供一种电机转子组件示例，其包括：

主轴1，用于安装电机转子；转子轴套2，构造为筒状结构，套设在主轴1上，并且转子轴套2与主轴1形成过盈配合，使转子轴套2与主轴1能够同步转动，转子轴套内周壁与主轴1外周壁之间形成有多个储液腔，多个储液腔沿主轴1周向均匀分布，储液腔内充有不可压缩的填充液，当储液腔被挤压时填充液可向转子轴套的内周壁和主轴1的外周壁施加作用力，转子轴套的一端形成有与多个储液腔一一对应且液体连通的压力调节腔，压力调节腔和储液腔共同构成容纳填充液的密封腔体；

压力调节腔内设置一压力调节件,用于调节压力调节腔的容积进而调节储液腔内填充液对转子轴套内周壁和主轴1外周壁的压力。

具体地，

转子轴套2内周壁上内凹形成储液槽21，储液槽21密封贴合在主轴1的外周壁上形成封闭空腔，即储液腔，用于容纳填充液211，转子轴套2的端面形成有与储液槽21连通的调节孔，调节孔内设置压力调节件22，压力调节件22位置可调地密封设置在调节孔内，以调节储液槽21内填充液211压力；永磁体3，构造为瓦片状结构，贴合在转子轴套2的外周壁上，永磁体3设置多个，多个永磁体3均匀分布贴合在转子轴套2的外周壁上；转子护套4，套设在转子轴套2外侧，并覆盖永磁体3，对永磁体3进行保护，同时起到固定永磁体3的作用，防止永磁体3脱落。

具体地，

如图4所示，储液槽21构造为沿转子轴套2的轴向延伸的矩形槽，优选地，矩形槽的两个短边段可以构造为圆弧状，例如储液槽21构造的侧壁构造为跑道形。储液槽21的外周设置有密封槽25，密封槽25沿着储液槽21的周向形成闭合地环形槽。密封槽25内设置密封结构，例如，设置密封圈，密封结构与主轴1的外周壁形成密封接触，从而使主轴1外周壁封堵储液槽21形成密闭空腔。

储液槽21在转子轴套2的周向上分部多个，多个储液槽21沿转子轴套2的周向均匀分布，且多个储液槽21相互平行设置，多个储液槽21的形状以及容积均相同，使主轴1能够受力均匀。优选地，还可以通过在转子轴套2的内周壁设置环状凸起，环状凸起与主轴1的外周壁密封接触并形成储液腔。

压力调节腔包括调节孔231和导液孔232，调节孔231构造为螺纹孔，调节孔231内部设置密封螺纹，从而能够与压力调节件22形成密封连接。

优选地，调节孔231构造为圆筒形孔，其内周壁设置密封内螺纹，相对应的，压力调节件22包括调节部，调节部构造为圆柱形块，其外周壁设置密封外螺纹，压力调节件22和调节孔231通过螺纹形成密封连接，并且能够在密封状态下调节压力调节件22在调节孔231的位置，以调节与其连通的储液槽21内的压力。

或者，调节孔231还可以构造为具有一定锥度的孔，其内壁设置密封内螺纹，相对应的，压力调节件22的调节部构造为圆台或圆锥形块状结构，其外周壁上设置密封外螺纹，压力调节件22和调节孔231之间可以通过螺纹形成密封连接，并且能够在密封状态下调节压力调节件22在调节孔231的位置，以调节与其连通的储液槽21内的压力。优选地，压力调节件22的位置调节好之后，可以在向调节孔231内注入少量轻质胶，以固定压力调节件22的位置，防止压力调节件22移动。

优选地，在压力调节件22的一端形成头部，头部的端面设置有卡合结构，卡合结构用于与安装工具进行卡合以方便压力调节件22的安装以及调整压力调节件22在调节孔231内的位置。卡合结构优选为在密封面的端面形成的内凹结构，例如，可以是内六角凹槽、十字凹槽、一字凹槽或其他任意非圆形凹槽结构均可。优选地，头部的径向尺寸等于或大于调节部的径向尺寸。

导液孔232构造为与调节孔231和储液槽21连通的通孔，导液孔232的孔径小于调节孔231的孔径。

优选地，压力调节腔形成在转子轴套2的第一端，在转子轴套2的第一端形成有环形凸起24，环形凸起24沿转子轴套2的径向向外凸出形成，压力调节腔形成在环形凸起24上。通过设置环形凸起24增大转子轴套2第一端的径向厚度，从而方便压力调节腔的设置，也利于保证压力调节腔设置较大尺寸。另一方面，环形凸起24还可以对永磁体3以及转子保护套的安装进行限位，优选地，环形凸起24在转子轴套2径向上的高度与永磁体3和转子保护套的厚度之和相同，从而使永磁体3和转子保护套装配到转子轴套2上之后转子保护套的外周壁与环形凸起24的外周壁位于同一圆周面上，从而方便本发明电机转子组件的安装。

进一步地，压力调节腔的轴线与转子轴套2的轴线形成夹角，即锐角，使调节孔231朝向转子轴套2的径向外侧倾斜，以方便压力调节件22的安装。

在实施例中，在环形凸起24的边缘形成有环形具有一定锥度的环形切面，调节孔231从环形切面上开设，即调节孔231从环形切面上斜向转子轴套2的轴线开，进一步方便调节块的安装和调节，并能够方便压力调节腔的倾斜设置。

本发明提供的电机转子组件在完成主轴1和转子轴套2安装后，通过压力调节腔相各储液槽21内注入填充液211，如图3所示，优选填充液211注满储液槽21，然后将压力调节件22装入调节孔231，并利用扳手等工具调整压力调节件22位置，也即调整储液槽21内填充液211的压力。当压力调节件22沿轴线往调节孔231内移动，压力调节件22挤压储液槽21内的填充液211，填充液211内部压力增加，压力作用在储液槽21的受压面，转子轴套2表面径向向外发生微小变形，转子组件质心将在径向发生移动。

校准动平衡时，根据动平衡质量的大小和相位，在转动相位的反相方向上，可以转动压力调节件22，由于填充液211近乎不可压缩，而且导液孔232孔径较小，微调压力调节件22位置即可在承压面上产生较大压力，受压面产生小量弹性的径向变形，微调转动部件的质心，达到精确校准转动部件动平衡的效果。校准动平衡后，将均布的压力调节件22用轻质胶固定位置。

在工作中，如机加工的冲击力等其他外界因素导致转子组件发生偏心，即转组件的质心变化，质心变化方向上的储液槽21也会发生小量的变形，导致储液槽21的容量增加。储液槽21内填充液211总量不变，其体积随储液槽21的容量增加而变大，导致压力减小，转子轴套2在两侧的压力不相等，转子组件质心将往反方向回移，保持转子组件整体的动平衡。一旦出现转子组件偏心，储液槽21内的压力响应变化，对转子组件结构偏心产生抑制作用，限制转子组件偏心恶化。并通过周向均布的各个受压面的压力差，促使转子轴套2和转子组件整体往偏心方向的反方向变形，转子组件质心回移。

进一步的，本发明还提供一种电主轴或电机，包括上述转子组件，优选地，电机为电主轴电机，可用于机床等需要高精度、高转速的设备。进一步的，电机转子组件的主轴1可以与机床的主轴形成一体机构，以满足机床对高精度、高转速、低噪音的要求。

本发明方案中，转子轴套2上的压力调节件22可调节储液槽21内的填充液211压力，在生产制造的动平衡环节，简化了转子组件动平衡精密调整方式，压缩了精密动平衡的生产耗时，提升了电主轴装配效率。该方案也可以在电主轴工作中，隔断加工振动和冲击对电机转子组件的影响，保证机加工的表面精度。有效保证转子组件装配和实际工作中的动平衡，有利于电主轴维持回转精度，降低电主轴轴承承受的偏心导致的径向附加载荷，延长了电主轴的使用寿命；维持电主轴的振动指标，避免对机床的其他部件产生影响，有利于维持机床的机加工精度。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (15)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：

主轴；

转子轴套，为圆筒状，套设在所述主轴上；

所述转子轴套内周壁与所述主轴外周壁之间形成有多个储液腔，所述多个储液腔沿主轴周向均匀分布；

所述储液腔内充有不可压缩的填充液，当所述储液腔被挤压时所述填充液可向所述转子轴套的内周壁和主轴的外周壁施加作用力；

所述转子轴套的一端形成有与所述多个储液腔一一对应且液体连通的压力调节腔，所述压力调节腔和储液腔共同构成容纳填充液的密封腔体；

所述压力调节腔内设置一压力调节件,用于调节所述压力调节腔的容积进而调节所述储液腔内填充液对所述转子轴套内周壁和主轴外周壁的压力。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于；所述转子轴套内周壁凹设有储液槽，所述储液槽的开口与所述主轴的外周壁密封贴合在一起形成所述储液腔。

3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述储液槽的外周设置有密封槽，

所述密封槽内设置密封结构，所述密封结构与所述主轴的外周壁形成密封接触。

4.根据权利要求1-3任一项所述的转子组件，其特征在于，所述多个储液槽均沿所述转子轴套的轴向延伸，并具有相同的结构形状和容积。

5.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述压力调节腔包括一调节孔，所述压力调节件形成一调节部，所述调节部位置可调地设置在所述调节孔中以对所述压力调节腔的体积进行调整。

6.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于，所述调节孔被构造为柱状或锥状孔，所述压力调节件的调节部被构造为柱状或锥状压力调节部；所述调节部可相对所述调节孔旋进旋出。

7.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于，所述调节孔形成有内螺纹，所述调节部形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹均为密封螺纹。

8.根据权利要求5-7任一项所述的转子组件，其特征在于，所述压力调节腔还包括导液孔，所述导液孔一端与所述调节孔连通，另一端与所述储液腔连通；

所述导液孔的孔径小于所述调节孔的孔径。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于，所述调节孔的轴线与所述转子轴套的轴线形成锐角，使所述调节孔朝向所述转子轴套的径向外侧倾斜。

10.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于，所述转子轴套的第一端形成有环形凸起，所述环形凸起沿所述转子轴套径向向外凸出形成，所述压力调节腔形成在所述环形凸起中；所述环形凸起的边缘形成有环形且具有锥度的环形切面，所述调节孔从所述环形切面上斜向所述转子轴套的轴线开设。

11.根据权利要求10所述的转子组件，其特征在于，所述压力调节件形成有头部，所述头部端面设置有卡合结构，所述卡合结构用于与安装工具进行卡合。

12.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述主轴与转子轴套通过过盈配固定在一起。

13.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件还包括永磁体、转子护套，其中所述永磁体贴合在所述转子轴套的外周壁上；所述转子护套套设在所述转子轴套外侧，并将所述永磁体包覆在其内。

14.一种电主轴，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的转子组件。

15.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-13任一项所述的转子组件。

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