CN116388477A - 一种拼块式绕组定子装配压装装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于定子装配技术领域，具体涉及一种适用于交流伺服电动机的拼块式绕组定子装配压装方法。该压装模具由定位芯轴、定位保护套及过渡定位收紧套组成，带绕组的定子拼块以铁芯外圆定位整体排布嵌入定位保护套内壁，通过工艺控制定位芯轴的外圆限位尺寸和机壳的加热温度，使定位芯轴和过渡定位收紧套在冷却后均能自由状态下取出，此发明提高生产效率和定子装配部件的合格率，降低生产成本、操作简单，易实现批量化；同时生产定子装配部件内孔的圆度和与机壳的同轴度得到有效控制，整机产品的电气性能和波形均能满足产品性能要求。

Description

一种拼块式绕组定子装配压装装置和方法

技术领域

本发明属于定子装配技术领域，具体涉及一种拼块式绕组定子装配压装装置和方法。

背景技术

永磁交流伺服电动机的拼块式绕组定子装配中，若干个定子拼块拼成整圆后，内外圆相对机壳内孔的圆度及同轴度要求高，目前该装配技术采用以下两种工艺方法：

一种是将带绕组的拼块定子先用工装拼成整圆，在不拆卸工装的前提下，采用激光焊接外圆，再以内孔定位磨削外圆，最后采用热套工艺将焊接磨削好的整体定子压入机壳内，这种方法可以保证热套后带拼块绕组定子的内外圆同轴度及圆度，波形光滑有规律，但一方面焊接可能会造成定子硅钢冲片绝缘保护膜受损或焊接不牢靠，容易造成定子铁芯短路或绕组断路，影响电机性能和产品合格率，另一方面工序相对较多、工装需求数量多，存在制造成本较高及生产效率较低的缺点。

另一种工艺方法是将各拼块定子铁心内侧弧面与组合工装芯轴外圆紧密贴合，采用外箍工装将各拼块定子铁心箍紧，再采用热套工艺将拼成整圆的定子铁心压入机壳内，待冷却后将组合工装芯轴取出，此方法针对绕组槽满率较高的定子，容易出现定子铁心内侧弧面与工装芯轴完全不贴合，在外箍过程中容易出现硅钢片径向错位，影响内外圆的圆度及同轴度，同时出现绕组漆皮受损，冷却后，组合工装芯轴脱模相对困难。

发明内容

本发明提出一种适用于交流伺服电动机的拼块式绕组定子装配压装方法，以解决现有技术中，焊接可能会造成绝缘保护膜受损、焊接不牢靠、易造成定子铁芯断开或绕组断路、铁芯内外圆圆度及同轴度差工序相对复杂、冷却后组合工装芯轴脱模相对困难的问题。

为达上述目的，本发明提出技术方案如下：

一种拼块式绕组定子装配压装装置，包括定位芯轴，定位保护套，过渡定位收紧套；

定位保护套为圆柱形，定位保护套内表面从上到下依次设有定子锥形导向孔、定子收紧孔和定位芯轴孔；

定位保护套开孔一侧的边缘设有外止口；

过渡定位收紧套为圆柱形，过渡定位收紧套从下到上依次设有内止口、定子第二锥形导向孔、收紧孔和机壳方形止口；

定位芯轴设置于定位保护套内的定位芯轴孔上；

外止口的尺寸与内止口的尺寸为配合尺寸；

机壳方形止口的尺寸与机壳的尺寸为配合尺寸。

优选的，所述定位芯轴的一端通过胶粘剂粘连保护垫板。

优选的，保护垫板由具有润滑性能的绝缘材料制成，保护垫板的外圆限位尺寸小于机壳内径的尺寸。

优选的，过渡定位收紧套的一端与定位保护套配合，过渡定位收紧套的另一端设有方形止口，所述方形凹止口机壳配合。

优选的，定子收紧孔为与定位芯轴孔同轴的圆柱形孔，定子锥形导向孔为倒圆锥形孔；

定子收紧孔的半径比定位芯轴孔的半径更大，定子锥形导向孔的最小半径等于定子收紧孔的半径。

优选的，内止口为圆柱形，定子第二锥形导向孔为倒圆台形，收紧孔为圆柱形，定子第二锥形导向孔最大半径小于内止口半径，定子第二锥形导向孔最小半径等于收紧孔半径；

机壳方形止口为方形凹槽，机壳方形止口的边长大于收紧孔的直径。

一种拼块式绕组定子装配压装方法，包括如下步骤：

步骤一：将定位芯轴安装到定位保护套的定位芯轴孔内，将多个拼块绕组定子拼块贴紧定位保护套的的内壁，并将拼块绕组定子嵌入定子锥形导向孔和定子收紧孔上，得到带绕组的拼块；

步骤二：将过渡定位收紧套与定位保护套配合安装，下压定位芯轴将带绕组的拼块整体压入过渡定位收紧套内，取下定位保护套；

步骤三：将机壳加热，将机壳加热至机壳的内径尺寸足以容纳全部拼块绕组定子，采用外形止口定位方式，将加热后的机壳安装在过渡定位收紧套的机壳方形止口上，采用压装方式将若干个拼块定子整体压入机壳内，机壳降温后，机壳箍住数个拼块绕组定子，此时定位芯轴和过渡定位收紧套都与拼块绕组定子处于间隙状态，取出定位芯轴和过渡定位收紧套，完成装配压装。

优选的，步骤一中，定位芯轴粘连保护垫板的一端设置于定位保护套的内部。

优选的，步骤二中，通过止口与内止口相配合，将过渡定位收紧套与定位保护套配合安装。

优选的，定位芯轴的定位外形尺寸始终与拼块绕组定子装配后内孔处于密滑配结构。

本发明的有益之处在于：

提出一种拼块式绕组定子装配压装装置，避免了焊接的手法，压装模具零件数量少，工艺方法和工序相对简单且便于操作实施，降低生产成本的同时，进一步提高生产效率和产品的合格率。

定位芯轴的绝缘材料有效保护绕组端部，避免因轴向压装导致绕组损伤，提高产品的合格率。

定位芯轴外形尺寸有效保护定子铁芯变形，不仅满足装配后定子铁芯内外圆的同轴度和圆度要求，进一步提高产品的合格率；同时脱模更方便易操作。

提出一种拼块式绕组定子装配压装方法，采用分力形式，避免带绕组的定子轴向和径向出现窜移现象。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为一种拼块式绕组定子装配压装装置示意图；

图2为一种拼块式绕组定子装配压装方法示意图；

图3为定位芯轴结构示意图；

图4为拼块绕组定子排布示意图；

图5为拼块压入过渡定位收紧套结构示意图；

图6为机壳安装及定子压入结构示意图；

图7为定位保护套示意图；

图8为过渡定位收紧套示意图；

图9为过渡定位收紧套背面示意图。

图中，1为机壳，2为拼块绕组定子，3为保护垫板，4为胶粘剂。5为定位芯轴，6为定位保护套，61为定子锥形导向孔，62为定子收紧孔，63为定位芯轴孔，64外止口，7为过渡定位收紧套，71为内止口，72为定子第二锥形导向孔，73为收紧孔，74为机壳方形止口。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1：

请参阅图1所示，本发明提供一种拼块式绕组定子装配压装装置，包括定位芯轴5，定位保护套6，过渡定位收紧套7。

定位保护套6如图7所示，定位保护套6为圆柱形，定位保护套6底部依次设有定子锥形导向孔61、定子收紧孔62和定位芯轴孔63，如图1所示，其中定子锥形导向孔61和定子收紧孔62用于放置拼块绕组定子，定位芯轴孔63用于放置定位芯轴5，定位芯轴孔63为圆柱形孔，位于定位保护套6底部，定子收紧孔62为与定位芯轴孔63同轴的圆柱形孔，定子收紧孔62的半径比定位芯轴孔63的半径更大，定子锥形导向孔61为倒锥形圆孔。

过渡定位收紧套7如图8和图9所示，过渡定位收紧套7为圆柱形，过渡定位收紧套7内部依次设有内止口71、定子第二锥形导向孔72、收紧孔73和机壳方形止口74，贯穿过渡定位收紧套7，其中内止口71为圆柱形，用于与定位保护套6配合，定子第二锥形导向孔72为倒圆台形，收紧孔73为圆柱形，定子第二锥形导向孔72最大半径小于保护套内止口71半径，定子第二锥形导向孔72最小半径等于收紧孔73半径；机壳方形止口74尺寸与机壳1热态外形尺寸匹配的方形凹槽，机壳方形止口74的边长大于收紧孔73的直径。

定位芯轴5的一端通过胶粘剂4粘连保护垫板3，如图3所示，保护垫板3由具有润滑性能的绝缘材料制成，可以是尼龙或有一定强度和润滑性的塑料，保护垫板3的外圆限位尺寸小于机壳1内径的尺寸。

定位芯轴5设置于定位保护套6内部，定位芯轴5粘连有保护垫板3的一端向下。

定位保护套6开孔一侧的边缘设有外止口64，外止口64与内止口71相配合。

过渡定位收紧套7一端与定位保护套6配合，另一端设有方形止口，用于与机壳1配合。

实施例2：

请参阅图2所示，本发明提供一种适用于交流伺服电动机的拼块式绕组定子装配压装方法，包括如下步骤：

步骤一，拼块：将定位芯轴5安装到定位保护套6的定位芯轴孔63内，将多个绕组定子拼块2以定子铁芯外圆配合的形式嵌入定位保护套6的定子锥形导向孔61和定子收紧孔62内部，此时定位保护套6箍住了所有拼块绕组定子2，得到排放整体的带绕组的拼块，如图4所示；

步骤二，组合：如图2所示，通过外止口64与内止口71相配合，将过渡定位收紧套7与定位保护套6安装到位，下压定位芯轴5，将带绕组的拼块整体压入过渡定位收紧套7内，之后取下定位保护套6，见图5，

步骤三，压装：将机壳1加热，比如150-180摄氏度，机壳1加热后内径尺寸足以容纳数个拼块绕组定子，通过机壳方形止口74，将加热后的机壳1安装在过渡定位收紧套7上，见图6，最后采用压装方式将若干个拼块定子整体压入机壳1内，保证压靠到位，待机壳1降温后，机壳1对拼块绕组定子2收紧，机壳1箍住数个拼块绕组定子2，此时定位芯轴5和过渡定位收紧套7与拼块绕组定子处于间隙状态，取出定位芯轴5和过渡定位收紧套7，结束流程；

步骤三中，定位芯轴5的定位外形尺寸始终与拼块绕组定子2装配后内孔处于密滑配结构形式，既能保证压装后拼块绕组定子2内外圆的同轴度和圆度，又能满足压装脱模要求。

与现有技术相比，本发明具有如下效果：

压模零件数量少，工艺方法和工序相对简单且便于操作实施，降低生产成本的同时，进一步提高生产效率和产品的合格率；

一方面运用力学知识，采用分力形式，避免拼块绕组定子2轴向和径向出现窜移现象，另一方面通过定位芯轴5的绝缘材料有效保护绕组端部，避免因径向收紧导致绕组损伤，进一步提高产品的合格率；

工艺过程中以定位芯轴5外圆定位的带绕组的定子内孔圆度变化量可有效保障，其圆度变化量完全取决于定位芯轴5外圆与机壳内径尺寸的间隙量，同时也解决脱模难得问题。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种拼块式绕组定子装配压装装置，其特征在于，包括定位芯轴(5)，定位保护套(6)，过渡定位收紧套(7)；

定位保护套(6)为圆柱形，定位保护套(6)内表面从上到下依次设有定子锥形导向孔(61)、定子收紧孔(62)和定位芯轴孔(63)；

定位保护套(6)开孔一侧的外侧设有外止口(64)；

过渡定位收紧套(7)为圆柱形，过渡定位收紧套(7)从下到上依次设有内止口(71)、定子第二锥形导向孔(72)、收紧孔(73)和机壳方形止口(74)；

定位芯轴(5)设置于定位保护套(6)内的定位芯轴孔(63)上；

外止口(64)的尺寸与内止口(71)的尺寸为配合尺寸；

机壳方形止口(74)的尺寸与机壳(1)的尺寸为配合尺寸。

2.如权利要求1所述的一种拼块式绕组定子装配压装装置，其特征在于，所述定位芯轴(5)的一端通过胶粘剂(4)粘连保护垫板(3)。

3.如权利要求2所述的一种拼块式绕组定子装配压装装置，其特征在于，保护垫板(3)由具有润滑性能的绝缘材料制成，保护垫板(3)的外圆限位尺寸小于机壳(1)内径的尺寸。

4.如权利要求1所述的一种拼块式绕组定子装配压装装置，其特征在于，过渡定位收紧套(7)的一端与定位保护套(6)配合，过渡定位收紧套(7)的另一端设有方形止口，所述方形止口与机壳(1)外形配合。

5.如权利要求1所述的一种拼块式绕组定子装配压装装置，其特征在于，定子收紧孔(62)为与定位芯轴孔(63)同轴的圆柱形孔，定子锥形导向孔(61)为倒圆锥形孔；

定子收紧孔(62)的半径比定位芯轴孔(63)的半径更大，定子锥形导向孔(61)的最小半径等于定子收紧孔(62)的半径。

6.如权利要求1所述的一种拼块式绕组定子装配压装装置，其特征在于，内止口(71)为圆柱形，定子第二锥形导向孔(72)为倒圆台形，收紧孔(73)为圆柱形，定子第二锥形导向孔(72)最大半径小于内止口(71)半径，定子第二锥形导向孔(72)最小半径等于收紧孔(73)半径；

机壳方形止口(74)为方形凹槽，机壳方形止口(74)的边长大于收紧孔(73)的直径。

7.基于权利要求1-6任一项所述拼块式绕组定子装配压装装置的一种拼块式绕组定子装配压装方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将定位芯轴(5)安装到定位保护套(6)的定位芯轴孔(63)内，将多个绕组定子(2)拼块贴紧定位保护套(6)的的内壁，并将拼块绕组定子(2)嵌入定子锥形导向孔(61)和定子收紧孔(62)上，得到带绕组的拼块；

步骤二：将过渡定位收紧套(7)与定位保护套(6)配合安装，下压定位芯轴(5)将带绕组的拼块整体压入过渡定位收紧套(7)内，取下定位保护套(6)；

步骤三：将机壳(1)加热，将机壳(1)加热至机壳(1)的内径尺寸足以容纳全部拼块绕组定子(2)，采用外形止口定位方式，将加热后的机壳(1)安装在过渡定位收紧套(7)的机壳方形止口(74)上，采用压装方式将若干个拼块定子整体压入机壳(1)内，机壳(1)降温后，机壳(1)箍住数个拼块绕组定子(2)，此时定位芯轴(5)和过渡定位收紧套(7)都与拼块绕组定子(2)处于间隙状态，取出定位芯轴(5)和过渡定位收紧套(7)，完成装配压装。

8.如权利要求7所述的一种拼块式绕组定子装配压装方法，其特征在于，步骤一中，定位芯轴(5)粘连保护垫板(3)的一端设置于定位保护套(6)的内部。

9.如权利要求7所述的一种拼块式绕组定子装配压装方法，其特征在于，步骤二中，通过止口(64)与内止口(71)相配合，将过渡定位收紧套(7)与定位保护套(6)配合安装。

10.如权利要求7所述的一种拼块式绕组定子装配压装方法，其特征在于，定位芯轴(5)的定位外形尺寸始终与拼块绕组定子(2)装配后内孔处于密滑配结构。

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