CN115173599A - 内插式永磁电机转子、其生产方法及应用该转子的电机 - Google Patents

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CN115173599A CN202210884689.3A CN202210884689A CN115173599A CN 115173599 A CN115173599 A CN 115173599A CN 202210884689 A CN202210884689 A CN 202210884689A CN 115173599 A CN115173599 A CN 115173599A
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项久鹏
杨志强
孙利伟
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Abstract

本申请涉及内插式永磁电机转子、其生产方法及应用该转子的电机，内插式永磁电机转子包括转轴；铁芯，套设于转轴周向与转轴连接，且铁芯与转轴同轴；铁芯包括多块叠压的硅钢片；铁芯沿其轴向开设有嵌槽，嵌槽开设有多个并沿铁芯周向等距分布；磁钢，插接于嵌槽内；固定件，与转轴连接，位于铁芯两端，用于将铁芯与转轴固定同时将磁钢与铁芯固定，本申请具有简化装配工序、缩短装配时间同时增加磁钢与铁芯连接稳定性的效果。

Description

内插式永磁电机转子、其生产方法及应用该转子的电机
技术领域
本申请涉及电机的技术领域，尤其是涉及一种内插式永磁电机转子、其生产方法及应用该转子的电机。
背景技术
内插式永磁电机转子即磁钢内嵌式永磁电机转子；磁钢一般是指铝镍钴合金，用来制作超硬度永磁合金；而磁钢内嵌是指将磁钢嵌设在铁芯内，以形成永磁铁芯，配合电机转轴以形成永磁电机转子。
现有的永磁电机转子包括铁芯、转轴和磁钢；转轴与铁芯同轴连接；铁芯沿其轴向开设有嵌槽，磁钢插接在嵌槽内；嵌槽开设有多个，且沿铁芯的周向等距的分布有多个；铁芯由多块硅钢片叠压并固定组成；使用时，将多块硅钢片叠压并固定形成铁芯，再将转轴与铁芯固定，同时将磁钢插接在嵌槽内，即完成永磁电机转子的装配。
针对上述中的相关技术，发明人认为转子装配过程中需要先将硅钢片叠压并固定形成铁芯，再将转轴与铁芯连接，再将磁钢插接在嵌槽内，存在有装配过程繁琐同时装配后的磁钢与铁芯连接稳定性差的缺陷。
发明内容
为了解决转子装配过程繁琐且装配后磁钢与铁芯连接稳定性差的缺陷，本申请提供一种内插式永磁电机转子、其生产方法及应用该转子的电机。
第一方面，本申请提供一种内插式永磁电机转子，采用如下技术方案：包括：转轴；铁芯，套设于转轴周向与转轴连接，且铁芯与转轴同轴；铁芯包括多块叠压的硅钢片；铁芯沿其轴向开设有嵌槽，嵌槽开设有多个并沿铁芯周向等距分布；磁钢，插接于嵌槽内；固定件，与转轴连接，位于铁芯两端，用于将铁芯与转轴固定同时将磁钢与铁芯固定。
通过采用上述技术方案，装配时，固定件实现将铁芯与转轴进行连接，与此同时由于固定件位于铁芯两端，因此固定件在实现将铁芯与转轴进行连接的同时实现了将磁钢与铁芯进行固定；在装配时硅钢片叠压形成铁芯的同时套设于转轴周向侧壁，减少了二次装配所需要的时间和工序，同时只需要使用固定件即可完成铁芯与转轴的安装，进而达到了简化装配工序、缩短装配时间同时增加磁钢与铁芯连接稳定性的效果。
优选的，固定件包括：轴肩，套设于转轴周向侧壁并与转轴固定连接，且轴肩位于铁芯一侧；前端板，套设于转轴周向侧壁，且夹接于轴肩与铁芯之间；后端板，套设于转轴周向侧壁，且位于铁芯远离前端板的一侧，并抵紧铁芯；碟簧，套设于转轴周向侧壁，且碟簧的外圈抵紧后端板背离铁芯的一侧；沟槽，开设于转轴周向侧壁，且位于碟簧远离后端板的一侧；挡圈，卡接于沟槽内，且挡圈抵紧碟簧。
通过采用上述技术方案，使用固定件将转轴与铁芯进行连接同时将磁钢与铁芯进行连接时，首先将前端板套设于转轴侧壁，同时保证转轴抵紧轴肩，再将硅钢片套设于转轴并将后端板套设于转轴，此时对前端板、硅钢片和后端板施加沿转轴轴向的叠压压力，当硅钢片处于叠压状态时，套设碟簧，同时将挡圈卡接于沟槽内，进而完成了转子的装配；整个装配过程实现了铁芯的制作，同时完成了铁芯与转轴的安装，与此同时磁钢插接于嵌槽内，并在前端板和后端板的作用下，提高了磁钢与铁芯的连接稳定性。
优选的，前端板与后端板之间设置有紧固件；紧固件包括：紧固母栓，紧固母栓贯穿前端板并贯穿铁芯并与铁芯螺纹连接，且紧固母栓与转轴平行，紧固母栓的螺杆开设有安装孔，安装孔与紧固母栓的螺杆共线且安装孔与紧固母栓的螺杆长度相同；紧固子栓，紧固子栓贯穿后端板插接于安装孔内并与紧固母栓螺纹连接。
通过采用上述技术方案，使用固定件将转轴和铁芯进行连接后，使用紧固母栓将前端板和多个硅钢片进行连接，进而确保硅钢片处于叠压状态，再使用紧固子栓与紧固母栓进行连接，连接完成之后，紧固件增加了磁钢与铁芯的连接稳定性；减少了碟簧称承受的作用力；与此同时当需要更换转轴时；紧固件的设置确保多个硅钢片仍处于叠压状态，同时当需要更换磁钢时，只需要将紧固子栓取下，更换磁钢即可；达到了便于更换转轴或者磁钢的效果；同时安装孔的设置降低了转子的重量，进而提高电机的功重比。
优选的，轴肩与前端板之间设置有卡柱，卡柱一端插接于轴肩内，剩余一端插接于前端板内。
通过采用上述技术方案，轴肩与转轴固定连接，卡柱的设置提高了前端板与转轴的连接稳定性，在紧固件的作用下，提高了铁芯与转轴的连接稳定性，极大地避免了转轴与铁芯发生相对转动；同时卡柱的设置能不影响转轴或者磁钢的更换。
优选的，后端板靠近铁芯的侧壁开设有避让槽，避让槽与紧固母栓正对，且避让槽的开设直径大于紧固母栓外径。
通过采用上述技术方案，避让槽的设置降低了后端板的重量，提高了采用此转子的电机的功重比；同时紧固母栓不会与后端板抵接，在紧固子栓的作用下，后端板抵紧铁芯。
优选的，后端板背离铁芯的一侧开设有减重槽，紧固子栓的栓头嵌设于减重槽内。
通过采用上述技术方案，减重槽的设置降低了后端板的重量，同时紧固子栓的栓头嵌设于减重槽内，进而缩小了转子的体积。
优选的，铁芯开设有通风孔，通风孔贯穿前端板和后端板。
通过采用上述技术方案，通风孔的设置降低了转子的重量，同时便于转子在使用过程中进行散热。
第二方面，本申请提供一种内插式永磁电机转子的生产方法，采用如下技术方案：
内插式永磁电机转子的生产方法，包括以下步骤：S1、转轴固定；转轴竖直放置并固定；且转轴的输出端朝下；
S2、前端板安装；将前端板套设于转轴，使前端板抵紧轴肩；
S3、铁芯成型及安装；硅钢片冲压并套设于转轴轴向侧壁，且不同硅钢片中通风孔正对；
S4、后端板安装；将后端板套设于转轴周向侧壁，给后端板、硅钢片和后端板施加叠压压力；
S5、碟簧安装及固定；将碟簧固定抵紧后端板，并将挡圈卡接于沟槽内；卸掉叠压压力。
通过采用上述技术方案，装配生产转子时，实现了直接将硅钢片叠压形成铁芯的同时，完成了转轴与铁芯的装配，到达了简化转子装配生产流程的效果。
优选的，在步骤S5中，碟簧安装后，紧固母栓贯穿前端板和铁芯，并正对避让槽，紧固子栓贯穿后端板插接于安装孔内并与紧固母栓螺纹连接。
第三方面，本申请提供一种电机，包括机壳、定子及如上述内容中所述的任意一种内插式永磁电机转子；所述铁芯位于定子内。
通过采用上述技术方案，提高了电机生产效率同时磁钢与铁芯连接稳定性的提高，提高了电机的使用稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.固定件的设置实现了将叠压后的硅钢片固定形成铁芯的同时，实现了将转轴与铁芯进行固定，与此同时提高了磁钢与铁芯连接的稳定性；
2.紧固件的设置提高了铁芯自身的稳定性，同时紧固件的设置便于对转轴或者磁钢进行单独进行更换或者检修，达到了方便工作人员使用的效果；
3.避让槽的设置使紧固母栓与后端板之间存在空隙，进而不会对后端板造成阻挡，配合紧固子栓使用，使后端板抵紧铁芯，进而提高了铁芯的稳定性，同时在更换或检修磁钢时，硅钢片叠压形成的铁芯仍处于叠压状态。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是为显示磁钢的部分零件示意图；
图3是为显示安装孔的部分零件剖视图。
图中，1、转轴；11、沟槽；2、铁芯；21、硅钢片；22、嵌槽；3、磁钢；4、固定件；41、轴肩；42、前端板；43、后端板；431、避让槽；432、减重槽；44、碟簧；45、挡圈；5、紧固件；51、紧固母栓；511、安装孔；52、紧固子栓；6、卡柱；7、通风孔。
具体实施方式
以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种内插式永磁电机转子。
参考图1和图2，内插式永磁电机转子包括转轴1、铁芯2和磁钢3，铁芯2套设于转轴1周向并与转轴1连接，且铁芯2与转轴1同轴连接；铁芯2沿其轴向开设有嵌槽22，嵌槽22开设有多个并沿铁芯2周向等距分布；磁钢3插接在嵌槽22内；铁芯2包括多片硅钢片21，多片硅钢片21叠压并固定形成铁芯2；内插式永磁电机转子还包括用于将硅钢片21叠压固定形成铁芯2、将转轴1与铁芯2进行连接并提高磁钢3与铁芯2连接稳定性的固定件4；固定件4与转轴1连接且位于铁芯2两端。
参考图1和图2，具体的固定件4包括轴肩41、前端板42、后端板43、碟簧44和挡圈45；轴肩41套设于转轴1周向侧壁并与转轴1固定连接，具体的轴肩41为圆环状，以确保转子关于转轴1的轴线对称；前端板42和后端板43均为环形板状结构且均套设于转轴1周向侧壁；前端板42夹接于轴肩41与铁芯2之间，后端板43位于铁芯2远离前端板42的一侧；碟簧44套设于转轴1周向侧壁，位于后端板43远离铁芯2的一侧 且碟簧44的外圈抵紧后端板43；转轴1周向侧壁开设有沟槽11，挡圈45嵌设于沟槽11内，且挡圈45抵紧碟簧44。
转子装配前，首先将转子套设并固定于转轴1周向侧壁；装配时，将转轴1竖直放置，并将前端板42套设于转轴1周向侧壁，此时将多个硅钢片21依次套设于转轴1周向侧壁，同时多个硅钢片21相互对应，以形成嵌槽22，依次将磁钢3插接在嵌槽22内；此时盖设后端板43，并对前端板42、硅钢片21和后端板43施加叠压压力，再将碟簧44套设于转轴1周向侧壁，此时将挡圈45嵌设于嵌槽22内，在碟簧44和挡圈45的作用下，硅钢片21始终处于叠压状态；同时在固定件4的作用下，完成了转轴1与铁芯2的固定。
固定件4的设置简化了转子装配工序、缩短了转子生产和装配所需时间，同时提高了磁钢3与铁芯2的连接稳定性，进而提高了转子使用的稳定性。
参考图1和图3，前端板42与后端板43之间设置有紧固件5，紧固件5包括紧固母栓51和紧固子栓52；紧固母栓51的螺杆开设有安装孔511，安装孔511与紧固母栓51的螺杆共线，且安装孔511的开设长度与紧固母栓51的开设长度相同；紧固母栓51贯穿前端板42和铁芯2并与其螺纹连接，紧固子栓52贯穿后端板43插接于安装孔511内并与紧固母栓51螺纹连接；且后端板43靠近紧固母栓51的侧壁，正对紧固母栓51处开设有避让槽431，避让槽431开设直径大于紧固母栓51外径；后端板43背离铁芯2的一侧开设有减重槽432，紧固子栓52的栓头嵌设于减重槽432内。
紧固母栓51贯穿前端板42和铁芯2，使硅钢片21始终处于叠压状态，减少了碟簧44和挡圈45承受的作用力，同时便于工作人员对磁钢3进行更换或检修；紧固子栓52和紧固母栓51配合使用，当需要更换或检修转轴1时，紧固件5、前端板42和后端板43配合使用保证了磁钢3与铁芯2的连接稳定性；减重槽432的设置降低了后端板43的重量，提高了使用该转子电机的功重比；同时紧固子栓52的栓头嵌设于减重槽432内，减少了转子的体积。
参考图2，轴肩41与前端板42之间设置有卡柱6，卡柱6一端插接于轴肩41内，剩余一端插接于前端板42内；卡柱6的设置提高了前端板42与轴肩41的连接稳定性，同时卡柱6、紧固件5和固定件4配合使用，提高了铁芯2与转轴1的连接稳定性，进而增加了内插式永磁电机转子的使用稳定性。
参考图1和图2，铁芯2开设有通风孔7，通风孔7贯穿前端板42和后端板43，通风孔7的设置有助于转子在使用过程中降温，同时降低了铁芯2的重量，进而提高了采用该转子的电机的功重比。
本申请实施例一种内插式永磁电机转子的实施原理为：前端板42和后端板43均套设于转轴1周向侧壁，且硅钢片21夹接于前端板42和后端板43之间，对后端板43施加叠压压力后，在轴肩41的作用下，使硅钢片21处于叠压状态，配合碟簧44和挡圈45使用，即实现了铁芯2成型又实现了转轴1与铁芯2的连接同时还提高了磁钢3与铁芯2的连接稳定性。
本申请实施例还公开一种内插式永磁电机转子的生产方法。
包括以下步骤：
S1、转轴1固定；转轴1竖直放置并固定；且转轴1的输出端朝下；
S2、前端板42安装；将前端板42套设于转轴1，使前端板42抵紧轴肩41；
S3、铁芯2成型及安装；硅钢片21冲压并套设于转轴1轴向侧壁，且不同硅钢片21中通风孔7正对；
S4、后端板43安装；将后端板43套设于转轴1周向侧壁，给后端板43、硅钢片21和后端板43施加叠压压力；
S5、碟簧44安装及固定；将碟簧44固定抵紧后端板43，并将挡圈45卡接于沟槽11内；卸掉叠压压力；碟簧44安装后，紧固母栓51贯穿前端板42和铁芯2，并正对避让槽431，紧固子栓52贯穿后端板43插接于安装孔511内并与紧固母栓51螺纹连接。
转轴1输出端即转子装配于电机时，与物体连接的一端；转轴1竖直设置，只是本实施例中一种实施方式，具体的在本实施例中，只需要满足前端板42、硅钢片21和后端板43沿转轴1的轴向装配即可，且对硅钢片21施加叠压压力时，保持施加压力方向与转轴1轴向相同即可。
本申请实施例还公开一种电机。
包括机壳、定子及如上述内容中所述的任意一种内插式永磁电机转子；所述铁芯2位于定子内。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内插式永磁电机转子，其特征在于：包括：
转轴(1)；
铁芯(2)，套设于转轴(1)周向与转轴(1)连接，且铁芯(2)与转轴(1)同轴；铁芯(2)包括多块叠压的硅钢片(21)；铁芯(2)沿其轴向开设有嵌槽(22)，嵌槽(22)开设有多个并沿铁芯(2)周向等距分布；
磁钢(3)，插接于嵌槽(22)内；
固定件(4)，与转轴(1)连接，位于铁芯(2)两端，用于将铁芯(2)与转轴(1)固定同时将磁钢(3)与铁芯(2)固定。
2.根据权利要求1所述的一种内插式永磁电机转子，其特征在于：所述固定件(4)包括：
轴肩(41)，套设于转轴(1)周向侧壁并与转轴(1)固定连接，且轴肩(41)位于铁芯(2)一侧；
前端板(42)，套设于转轴(1)周向侧壁，且夹接于轴肩(41)与铁芯(2)之间；
后端板(43)，套设于转轴(1)周向侧壁，且位于铁芯(2)远离前端板(42)的一侧，并抵紧铁芯(2)；
碟簧(44)，套设于转轴(1)周向侧壁，且碟簧(44)的外圈抵紧后端板(43)背离铁芯(2)的一侧；
沟槽(11)，开设于转轴(1)周向侧壁，且位于碟簧(44)远离后端板(43)的一侧；
挡圈(45)，卡接于沟槽(11)内，且挡圈(45)抵紧碟簧(44)。
3.根据权利要求2所述的一种内插式永磁电机转子，其特征在于：所述前端板(42)与后端板(43)之间设置有紧固件(5)；紧固件(5)包括：
紧固母栓(51)，紧固母栓(51)贯穿前端板(42)并贯穿铁芯(2)并与铁芯(2)螺纹连接，且紧固母栓(51)与转轴(1)平行，紧固母栓(51)的螺杆开设有安装孔(511)，安装孔(511)与紧固母栓(51)的螺杆共线且安装孔(511)与紧固母栓(51)的螺杆长度相同；
紧固子栓(52)，紧固子栓(52)贯穿后端板(43)插接于安装孔(511)内并与紧固母栓(51)螺纹连接。
4.根据权利要求2所述的一种内插式永磁电机转子，其特征在于：所述轴肩(41)与前端板(42)之间设置有卡柱(6)，卡柱(6)一端插接于轴肩(41)内，剩余一端插接于前端板(42)内。
5.根据权利要求3所述的一种内插式永磁电机转子，其特征在于：所述后端板(43)靠近铁芯(2)的侧壁开设有避让槽(431)，避让槽(431)与紧固母栓(51)正对，且避让槽(431)的开设直径大于紧固母栓(51)外径。
6.根据权利要求3所述的一种内插式永磁电机转子，其特征在于：所述后端板(43)背离铁芯(2)的一侧开设有减重槽(432)，紧固子栓(52)的栓头嵌设于减重槽(432)内。
7.根据权利要求2所述的一种内插式永磁电机转子，其特征在于：所述铁芯(2)开设有通风孔(7)，通风孔(7)贯穿前端板(42)和后端板(43)。
8.一种内插式永磁电机转子的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、转轴(1)固定；转轴(1)竖直放置并固定；且转轴(1)的输出端朝下；
S2、前端板(42)安装；将前端板(42)套设于转轴(1)，使前端板(42)抵紧轴肩(41)；
S3、铁芯(2)成型及安装；硅钢片(21)冲压并套设于转轴(1)轴向侧壁，且不同硅钢片(21)中通风孔(7)正对；
S4、后端板(43)安装；将后端板(43)套设于转轴(1)周向侧壁，给后端板(43)、硅钢片(21)和后端板(43)施加叠压压力；
S5、碟簧(44)安装及固定；将碟簧(44)固定抵紧后端板(43)，并将挡圈(45)卡接于沟槽(11)内；卸掉叠压压力。
9.根据权利要求8所述的一种内插式永磁电机转子的生产方法，其特征在于：在步骤S5中，碟簧(44)安装后，紧固母栓(51)贯穿前端板(42)和铁芯(2)，并正对避让槽(431)，紧固子栓(52)贯穿后端板(43)插接于安装孔(511)内并与紧固母栓(51)螺纹连接。
10.一种电机，其特征在于：包括机壳、定子及如权利要求1-7任意一项权利要求所述的内插式永磁电机转子；所述铁芯(2)位于定子内。
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