CN115441617A - 一种高速稳定钕铁硼电机转子结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高速稳定钕铁硼电机转子结构及其制造方法，属于电机转子技术领域，包括：转子轴、辅助环和磁性块，辅助环的中心处设置有安装孔，转子轴固定连接于安装孔内并向两侧延伸，磁性块设置有多个，辅助环的圆周表面设置有安装槽，安装槽内固定连接有多个均匀分布的限位块；每个磁性块均固定连接于相邻的两个限位块之间，每个磁性块均由钕铁硼层、隔温层和保护层构成，隔温层设置于钕铁硼层的表面，保护层设置于隔温层的表面，磁性块采用拼接的方式固定在安装槽内，相邻的两个磁性块之间存在缝隙，可加快辅助环和磁性块之间热量散出，提高散热效果，延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电机转子技术领域，具体涉及一种高速稳定钕铁硼电机转子结构及其制造方法。
背景技术
转子指由轴承支撑的旋转体。光盘等自身没有旋转轴的物体，当它采用刚性连接或附加轴时，可视为一个转子，转子多为动力机械和工作机械中的主要旋转部件，主转子在高速下旋转，其速度接近临界转速时转轴产生挠度变形，甚至由于共振引起机械破坏，转子的横向振动的固有频率是多阶的，故其相应的临界转速也是多阶的，当转子的工作转速低于一阶临界转速时称为刚性转子，而转子的工作转速高于一阶临界转速时称为柔性转子。
现有技术中公开了部分有转子结构的专利文件，申请号为CN201810110674.5的中国专利，公开了一种钕铁硼电机转子及其制造工艺，包括转子轴、转子辅助铁、钕铁硼磁圈，所述转子轴上套接有辅助铁，所述转子轴与转子辅助铁通过一次注塑塑料隔离固定，所述辅助铁的外侧套接有钕铁硼磁圈，所述钕铁硼磁圈通过二次注塑塑料层隔离固定。通过一次与二次注塑塑料完全包含住钕铁硼，防止钕铁硼接触空气、水和其它有损害钕铁硼特性的物质，避免转子受到腐蚀影响，提高了转子的使用寿命。
现有的电机转子常用钕铁硼材质，钕铁硼也称为钕铁硼磁铁，但是钕铁硼表面活性较高，在低温环境下，钕铁硼性能会降低，在高温环境下，钕铁硼容易被氧化腐蚀，降低整体结构的使用寿命，转子结构需要长期稳定使用，为此我们提出供一种高速稳定钕铁硼电机转子结构及其制造方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速稳定钕铁硼电机转子结构及其制造方法，旨在解决现有技术中的钕铁硼表面活性较高，在低温环境下，钕铁硼性能会降低，在高温环境下，钕铁硼容易被氧化腐蚀，降低整体结构的使用寿命的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高速稳定钕铁硼电机转子结构，包括：转子轴、辅助环和磁性块，所述辅助环的中心处设置有安装孔，所述转子轴固定连接于安装孔内并向两侧延伸，所述磁性块设置有多个，所述辅助环的圆周表面设置有安装槽，所述安装槽内固定连接有多个均匀分布的限位块；
每个所述磁性块均固定连接于相邻的两个限位块之间，每个所述磁性块均由钕铁硼层、隔温层和保护层构成，其中：所述隔温层设置于钕铁硼层的表面，所述保护层设置于隔温层的表面。
作为本发明一种优选的方案，每个所述磁性块的两侧均开设有凹槽，每个所述限位块均位于相邻的两个凹槽之间。
作为本发明一种优选的方案，所述辅助环的开设有多个均匀分布的贯穿孔。
作为本发明一种优选的方案，每个所述磁性块靠近和远离辅助环的一面均呈弧形，多个所述磁性块构成圆柱形。
作为本发明一种优选的方案，相邻的两个所述磁性块之间存在缝隙，所述缝隙的宽度小于2.0毫米。
一种高速稳定钕铁硼电机转子结构的制造方法，包括如下步骤：
S1.准备工件和辅助工具：准备转子轴、多个磁性块、超声波清洗机、烘干机、定位模具和注塑机；
S2.清洗：将转子轴和多个磁性块放入超声波清洗机内，并添加清洗剂并加热至60℃，对转子轴和多个磁性块的表面进行清洗，去除转子轴和多个磁性块表面的油印、水痕、指纹等，然后将清洗后的转子轴和多个磁性块放入烘干机内进行清洗，得到整洁的转子轴和多个磁性块；
S3.定位：打开模具将转子轴放入定位模具内，合并模具并加热至110℃-130℃，将定位模具与注塑机连接，注塑机输出热熔的塑料液体进入定位模具内，定位模具内充满塑料液体后，关闭注塑机输出口并与定位模具分离，静置40秒-60秒，待定位模具温度低于50度时分离模具，塑料液体冷却后形成辅助环，得到固定为一体的转子轴和辅助环；
S4.检测：检测辅助环固定在转子轴的圆周表面中心处；
S5.二次定位：当辅助环未固定在转子轴的圆周表面中心处时，将其表面的塑料热熔并清理干净，重新放入定位模具内，重复S2、S3步骤，保证辅助环固定在转子轴的圆周表面中心处；
S5.修整：当辅助环固定在转子轴的圆周表面中心处时，观察固定为一体的转子轴和辅助环是否有凸点、毛刺和边角，并去除其表面的凸点、毛刺和边角，保证其表面光滑；
S6.组装：将多个磁性块均插入安装槽内，且每个磁性块均位于相邻的两个限位块之间，磁性块在限位块的阻挡下无法移动，使得多个磁性块均与辅助环固定连接，得到组装完成的转子轴、辅助环和磁性块。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本方案中隔温层包裹在钕铁硼层的表面，保护层包裹在隔温层的表面，在钕铁硼层和隔温层的双层包裹下，可减少外界温度对钕铁硼层的影响，减少钕铁硼层被腐蚀的可能性，延长使用寿命，而且磁性块采用拼接的方式固定在安装槽内，相邻的两个磁性块之间存在缝隙，可加快辅助环和磁性块之间热量散出，提高散热效果，延长使用寿命。
2、本方案中组装时，将转子轴和多个磁性块放入超声波清洗机内，去除转子轴和多个磁性块表面的油印、水痕、指纹等，烘干后得到整洁的转子轴和多个磁性块，并去除其表面的凸点、毛刺和边角，保证其表面光滑，最后将多个磁性块均插入安装槽内，且每个磁性块均位于相邻的两个限位块之间，磁性块在限位块的阻挡下无法移动，使得多个磁性块均与辅助环固定连接，得到组装完成的转子轴、辅助环和磁性块，制造方式简洁快速，减少繁琐的焊接、粘结步骤，提高生产组装速度。
3、本方案相邻的两个磁性块之间存在缝隙，在磁性块转动时缝隙的存在，可以加快空气流动，起到一定的散热效果，减少腐蚀的可能性，延长使用寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明的转子轴与辅助环爆炸结构图；
图3为本发明的磁性块结构图；
图4为本发明的磁性块剖视图；
图5为本发明的流程图。
图中标号说明：1、转子轴；2、辅助环；201、安装孔；202、贯穿孔；203、安装槽；204、限位块；3、磁性块；301、钕铁硼层；302、隔温层；303、保护层；304、凹槽。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
实施例
请参阅图1-图5，本实施例提供的技术方案如下：
一种高速稳定钕铁硼电机转子结构，包括：转子轴1、辅助环2和磁性块3，辅助环2的中心处设置有安装孔201，转子轴1固定连接于安装孔201内并向两侧延伸，磁性块3设置有多个，辅助环2的圆周表面设置有安装槽203，安装槽203内固定连接有多个均匀分布的限位块204；每个磁性块3均固定连接于相邻的两个限位块204之间，每个磁性块3均由钕铁硼层301、隔温层302和保护层303构成，其中：隔温层302设置于钕铁硼层301的表面，保护层303设置于隔温层302的表面。
在本发明的具体实施例中，转子轴1和辅助环2构成一个整体，在转子轴1和辅助环2固定组装后，然后在将磁性块3插入安装槽203内，构成转子主体结构，隔温层302包裹在钕铁硼层301的表面，保护层303包裹在隔温层302的表面，在钕铁硼层301和隔温层302的双层包裹下，可减少外界温度对钕铁硼层301的影响，减少钕铁硼层301被腐蚀的可能性，延长使用寿命，而且磁性块3采用拼接的方式固定在安装槽203内，相邻的两个磁性块3之间存在缝隙，可加快辅助环2和磁性块3之间热量散出，提高散热效果，且限位块204的表面圆角过渡，磁性块3能够完整插入两个限位块204之间，组装时，将转子轴1和多个磁性块3放入超声波清洗机内，并添加清洗剂并加热至60℃，对转子轴1和多个磁性块3的表面进行清洗，去除转子轴1和多个磁性块3表面的油印、水痕、指纹等，然后将清洗后的转子轴1和多个磁性块3放入烘干机内进行清洗，得到整洁的转子轴1和多个磁性块3，然后观察固定为一体的转子轴1和辅助环2是否有凸点、毛刺和边角，并去除其表面的凸点、毛刺和边角，保证其表面光滑，最后将多个磁性块3均插入安装槽203内，且每个磁性块3均位于相邻的两个限位块204之间，磁性块3在限位块204的阻挡下无法移动，使得多个磁性块3均与辅助环2固定连接，得到组装完成的转子轴1、辅助环2和磁性块3，制造方式简洁快速，减少繁琐的焊接、粘结步骤，提高生产组装速度。
具体的，每个磁性块3的两侧均开设有凹槽304，每个限位块204均位于相邻的两个凹槽304之间。
在本发明的具体实施例中，相邻的两个凹槽304之间存在空间，限位块204嵌合于两个凹槽304之间，且磁性块3插入安装在两个限位块204之间后，相邻的两个磁性块3之间存在缝隙，加快热量的散失，对整体结构散热起到辅助作用。
具体的，辅助环2的开设有多个均匀分布的贯穿孔202。
在本发明的具体实施例中，贯穿孔202贯穿辅助环2的两端，使转子轴1和辅助环2工作时产生的热量排出，增大转子轴1两侧互通空间，有利于空气的流动，进一步加强散热效果。
具体的，每个磁性块3靠近和远离辅助环2的一面均呈弧形，多个磁性块3构成圆柱形。
在本发明的具体实施例中，优选的磁性块3共有十个至十六个，磁性块3具有一定的宽度，数目过多磁性块3的宽度太小，难以组装，数目过多磁性块3的宽度过大，组装后稳定性不够，使磁性块3插入后足够稳定，不会出现松动的情况。
具体的，相邻的两个磁性块3之间存在缝隙，缝隙的宽度小于2.0毫米。
在本发明的具体实施例中，相邻的两个磁性块3之间存在缝隙，在磁性块3转动时缝隙的存在，可以加快空气流动，起到一定的散热效果。
一种高速稳定钕铁硼电机转子结构的制造方法，包括如下步骤：
S1.准备工件和辅助工具：准备转子轴1、多个磁性块3、超声波清洗机、烘干机、定位模具和注塑机；
S2.清洗：将转子轴1和多个磁性块3放入超声波清洗机内，并添加清洗剂并加热至60℃，对转子轴1和多个磁性块3的表面进行清洗，去除转子轴1和多个磁性块3表面的油印、水痕、指纹等，然后将清洗后的转子轴1和多个磁性块3放入烘干机内进行清洗，得到整洁的转子轴1和多个磁性块3；
S3.定位：打开模具将转子轴1放入定位模具内，合并模具并加热至110℃-130℃，将定位模具与注塑机连接，注塑机输出热熔的塑料液体进入定位模具内，定位模具内充满塑料液体后，关闭注塑机输出口并与定位模具分离，静置40秒-60秒，待定位模具温度低于50度时分离模具，塑料液体冷却后形成辅助环2，得到固定为一体的转子轴1和辅助环2；
S4.检测：检测辅助环2固定在转子轴1的圆周表面中心处；
S5.二次定位：当辅助环2未固定在转子轴1的圆周表面中心处时，将其表面的塑料热熔并清理干净，重新放入定位模具内，重复S2、S3步骤，保证辅助环2固定在转子轴1的圆周表面中心处；
S5.修整：当辅助环2固定在转子轴1的圆周表面中心处时，观察固定为一体的转子轴1和辅助环2是否有凸点、毛刺和边角，并去除其表面的凸点、毛刺和边角，保证其表面光滑；
S6.组装：将多个磁性块3均插入安装槽203内，且每个磁性块3均位于相邻的两个限位块204之间，磁性块3在限位块204的阻挡下无法移动，使得多个磁性块3均与辅助环2固定连接，得到组装完成的转子轴1、辅助环2和磁性块3。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高速稳定钕铁硼电机转子结构，包括：转子轴(1)、辅助环(2)和磁性块(3)，其特征在于，所述辅助环(2)的中心处设置有安装孔(201)，所述转子轴(1)固定连接于安装孔(201)内并向两侧延伸，所述磁性块(3)设置有多个，所述辅助环(2)的圆周表面设置有安装槽(203)，所述安装槽(203)内固定连接有多个均匀分布的限位块(204)；
每个所述磁性块(3)均固定连接于相邻的两个限位块(204)之间，每个所述磁性块(3)均由钕铁硼层(301)、隔温层(302)和保护层(303)构成，其中：所述隔温层(302)设置于钕铁硼层(301)的表面，所述保护层(303)设置于隔温层(302)的表面。
2.根据权利要求1所述的一种高速稳定钕铁硼电机转子结构，其特征在于：每个所述磁性块(3)的两侧均开设有凹槽(304)，每个所述限位块(204)均位于相邻的两个凹槽(304)之间。
3.根据权利要求2所述的一种高速稳定钕铁硼电机转子结构，其特征在于：所述辅助环(2)的开设有多个均匀分布的贯穿孔(202)。
4.根据权利要求3所述的一种高速稳定钕铁硼电机转子结构，其特征在于：每个所述磁性块(3)靠近和远离辅助环(2)的一面均呈弧形，多个所述磁性块(3)构成圆柱形。
5.根据权利要求4所述的一种高速稳定钕铁硼电机转子结构，其特征在于：相邻的两个所述磁性块(3)之间存在缝隙，所述缝隙的宽度小于2.0毫米。
6.一种高速稳定钕铁硼电机转子结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.准备工件和辅助工具：准备转子轴(1)、多个磁性块(3)、超声波清洗机、烘干机、定位模具和注塑机；
S2.清洗：将转子轴(1)和多个磁性块(3)放入超声波清洗机内，并添加清洗剂并加热至60℃，对转子轴(1)和多个磁性块(3)的表面进行清洗，去除转子轴(1)和多个磁性块(3)表面的油印、水痕、指纹等，然后将清洗后的转子轴(1)和多个磁性块(3)放入烘干机内进行清洗，得到整洁的转子轴(1)和多个磁性块(3)；
S3.定位：打开模具将转子轴(1)放入定位模具内，合并模具并加热至110℃-130℃，将定位模具与注塑机连接，注塑机输出热熔的塑料液体进入定位模具内，定位模具内充满塑料液体后，关闭注塑机输出口并与定位模具分离，静置40秒-60秒，待定位模具温度低于50度时分离模具，塑料液体冷却后形成辅助环(2)，得到固定为一体的转子轴(1)和辅助环(2)；
S4.检测：检测辅助环(2)固定在转子轴(1)的圆周表面中心处；
S5.二次定位：当辅助环(2)未固定在转子轴(1)的圆周表面中心处时，将其表面的塑料热熔并清理干净，重新放入定位模具内，重复S2、S3步骤，保证辅助环(2)固定在转子轴(1)的圆周表面中心处；
S5.修整：当辅助环(2)固定在转子轴(1)的圆周表面中心处时，观察固定为一体的转子轴(1)和辅助环(2)是否有凸点、毛刺和边角，并去除其表面的凸点、毛刺和边角，保证其表面光滑；
S6.组装：将多个磁性块(3)均插入安装槽(203)内，且每个磁性块(3)均位于相邻的两个限位块(204)之间，磁性块(3)在限位块(204)的阻挡下无法移动，使得多个磁性块(3)均与辅助环(2)固定连接，得到组装完成的转子轴(1)、辅助环(2)和磁性块(3)。
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