CN117937835B - 一种直线旋转电机及其装配工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种直线旋转电机及其装配工艺，属于直线旋转电机技术领域。直线旋转电机包括外壳、安装在外壳内的直线电机和连接在直线电机输出端的气旋模组，气旋模组包括旋转电机和连接在旋转电机上的密封轴系，密封轴系包括通过硬连接结构与旋转电机输出轴同轴连接的传动轴、套设在传动轴外围的密封部和设置在密封部与传动轴之间的密封组件；密封组件包括连接在传动轴上的密封轴承和填充在密封轴承与密封部间隙的固化胶。本发明先建立传动轴与直线电机输出轴的同轴线连接，再通过固化胶补偿不受力状态下密封轴承与密封部之间的装配间隙，实现传动轴与直线电机输出轴同轴线连接，达到了密封轴系内部的装配精度高，使直线旋转电机的运行稳定。

Description

一种直线旋转电机及其装配工艺

技术领域

本发明属于直线旋转电机技术领域，尤其是一种直线旋转电机及其装配工艺。

背景技术

如图6所示，现有直线旋转电机主要包括外壳1、安装在外壳1内的直线电机2、安装在直线电机2输出端的旋转电机3、连接在旋转电机3输出轴31的传动轴5和套设在传动轴5外部的支撑轴套7，其中，直线电机2与旋转电机3通过运动载件21连接，支撑轴套7安装在运动载件21上。

目前，为使传动轴5的端部拥有气路效果，运动载件21上开设有与外界气路管道连接的气路接口8，并通过在运动载件21内增设密封轴承6，使传动轴5与运动载件21之间形成密闭空腔，从而使外界气路与传动轴5上的气孔51形成密闭气路。

就现有技术而言，密封轴承密封装配到运动载件内，传动轴装配在密封轴承的内环，并通过具有纠偏能力的联轴器实现传动轴与旋转的传动连接。结构设计上，传动轴与旋转电机的输出轴存在同轴度低的问题，有的装配误差由纠偏联轴器补偿。装配工艺上属于先建立传动轴与运动载件和支撑轴套的连接关系，再建立传动轴与直线电机的连接关系。故现有直线旋转电机在纠偏联轴器的位置存在装配应力，不仅影响旋转电机的运行稳定性，还不利于直线旋转电机在传动轴轴线方向的尺寸缩减，限制了直线旋转电机的改进。

发明内容

发明目的：提供一种直线旋转电机及其装配工艺，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种直线旋转电机，包括外壳、安装在外壳内的直线电机和连接在直线电机输出端的气旋模组，所述气旋模组包括旋转电机和连接在旋转电机上的密封轴系，其特征在于，所述密封轴系包括通过硬连接结构与旋转电机输出轴同轴连接的传动轴、套设在传动轴外围的密封部和设置在密封部与传动轴之间的密封组件；

其中，所述密封组件包括连接在传动轴上的密封轴承和填充在密封轴承与密封部间隙的固化胶。

进一步的，所述传动轴上开设有气孔，所述密封组件分设在气孔两侧，用于在密封轴系内形成密封腔，所述密封腔通过密封部上开设的气路接口与外界气路连通。

进一步的，所述密封部上开设有与密封轴承相对应的注胶结构，所述注胶结构通过机米螺丝封堵。

进一步的，所述密封部设置为支撑轴套，所述支撑轴套安装在旋转电机上。

进一步的，所述密封部设置为运动载件，所述旋转电机与直线电机的输出端通过运动载件连接。

进一步的，所述密封部设置为支撑轴套和运动载件，所述旋转电机与直线电机的输出端通过运动载件连接，位于所述气孔两侧的密封轴承分设在支撑轴套和运动载件内。

进一步的，所述密封轴系中旋转电机输出轴、硬连接结构和传动轴为一体制造的共轴。

一种直线旋转电机的装配工艺，包括以下步骤：

步骤1：以同轴线连接传动轴与旋转电机输出轴为基础，依次装配密封轴系的零部件；

步骤2：在传动轴不受径向力的状态下用固化胶填充密封轴承与支撑轴套和/或运动载件的间隙；

步骤3：对步骤得到的密封轴系进行径向跳动检测和气密性检测。

有益效果：本发明先建立传动轴与直线电机输出轴的同轴线连接，再通过固化胶补偿不受力状态下密封轴承与支撑轴套和/或运动载件之间的装配间隙，实现传动轴与直线电机输出轴同轴线连接，达到了密封轴系内部的装配精度高，使传动轴不受径向应力，直线旋转电机的运行稳定。另外，本发明通过改变密封腔的位置实现了直线旋转电机在传动轴轴线方向的尺寸缩减。

附图说明

图1-图2是本发明在实施例一下的结构示意图；

图3是本发明在实施例二下的结构示意图；

图4是本发明在实施例三下的结构示意图；

图5是本发明中装配工艺的流程图；

图6是现有技术中直线旋转电机的结构示意图。

附图标记为：1、外壳；2、直线电机；21、运动载件；3、旋转电机；31、输出轴；35、共轴；4、纠偏联轴器；5、传动轴；51、气孔；53、硬连接结构；6、密封轴承；7、支撑轴套；71、注胶槽；72、让位槽；8、气路接口；9、固化胶。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例一，如图1所示，本实施例所提供的一种直线旋转电机包括外壳1、安装在外壳1内的直线电机2和连接在直线电机2输出端的气旋模组，气旋模组包括旋转电机3和安装在旋转电机3上的密封轴系，密封轴系包括通过硬连接结构53与旋转电机3输出轴31同轴连接的传动轴5、套设在传动轴5外围并连接在旋转电机3上的支撑轴套7和设置在支撑轴套7与传动轴5之间的密封组件，其中，密封组件包括连接在传动轴5上的密封轴承6和填充在密封轴承6与支撑轴套7间隙的固化胶9。

其中，硬连接结构53优选硬质联轴器，将硬质联轴器设置在支撑轴套7内部，实现传动轴5与旋转电机3输出轴31高精度装配的同时，还不影响支撑轴套7伸出外壳1的有效运行长度；硬连接结构53亦可选用插槽配合插块并利用螺栓锁止的结构进行传动轴5与旋转电机3输出轴31的同轴线连接，此处硬连接结构53不做具体限定。特别的，为满足不同硬连接结构53对传动轴5与旋转电机3输出轴31的连接，支撑轴套7上可开设有让位槽72，便于硬连接结构53的紧固操作。

本发明所提供的直线旋转电机通过硬连接结构53连接旋转电机3输出轴和传动轴5，并用固化胶9填充支撑轴套7与密封轴承6的间隙，与传统直线旋转电机中利用纠偏联轴器4连接旋转电机3输出轴和传动轴5相比，本申请提供的直线旋转电机在气旋模组中旋转输出端具备较高的装配精度，达到了设备内部连接应力小和运行稳定的设计目的。

传动轴5上开设有气孔51，密封组件分设在气孔51两侧，用于在密封轴系内形成密封腔。其中，传动轴5的表面粗糙度小于Ra0.5，传动轴5与密封轴承6的精密配合，用于密封轴承6与传动轴5之间的密封装配。密封组件中的密封轴承6可多个并排设置，多个密封轴承6以提高密封腔的密封性和密封组件对传动轴5的支撑强度。

密封腔通过支撑轴套7上开设的气路接口8与外界气路连通。密封组件、支撑轴套7和传动轴5围成了密封腔，气孔51作为密封腔的出气口，将气动效果传递到传动轴5的端部，使传动轴5具备了执行气动工作的能力。气路接口8是密封腔的入气口，将外界气源引入密封腔，气路接口8尽可能靠近旋转电机3开设，以实现支撑轴套7的最大有效行程。

支撑轴套7上开设有与密封轴承6相对应的注胶结构，具体的，注胶结构包括开设在支撑轴套7内壁的注胶槽71和开设在支撑轴套7外壁并与注胶槽71贯通的注胶孔，机米螺丝封堵在注胶孔内。打胶过程中，固化胶9从注胶孔打入，从注胶槽71溢出，溢出的固化胶9填充密封轴承6与支撑轴套7之间的间隙。为避免固化胶9流入相邻密封轴承6的间隙影响轴承运行，注胶槽71的开设数量和开设位置与密封轴承6匹配，且开设宽度小于密封轴承6的宽度。

固化胶9优选轴承紧固密封胶，固化胶9只要在固化前具有良好的流动性，固化过程中的收缩量小，固化后的强度高即可满足补偿支撑轴套7与密封轴承6之间装配间隙的需求，固化胶9的具体类型不限。

特别的，如图2所示，密封轴系中旋转电机3输出轴31、硬连接结构53和传动轴5为一体制造的共轴35。共轴35的设置使气旋模组中旋转输出端避免装配，只需保证共轴35的径向跳动不大于0.005mm即可实现输出的精度。共轴35可以理解为旋转电机3拥有一个满足使用长度的输出轴31，但在旋转电机3的设计中，输出轴越长端部径向负载会引起较大的径向跳动，故选用共轴35结构后，共轴35负载不宜大于5N，可在芯片行业内进行低负载应用。

实施例二，如图5所示，本实施例是针对实施例一中直线旋转电机的装配工艺。一种直线旋转电机的装配工艺，具体的包括以下步骤：

步骤1：以同轴线连接传动轴5与旋转电机3输出轴31为基础依次装配密封轴系的硬质部件。具体的，步骤1具体包括：

步骤11：将靠近旋转电机3一侧的密封轴承6装配到传动轴5上的指定位置，并利用卡簧与传动轴5的配合对密封轴承6单边限位；

步骤12：利用硬连接结构53连接旋转电机3的输出轴31和传动轴5（连接后需要检测传动轴5与旋转电机3输出轴31的同轴度是否大于0.01mm；若是，检测结果不达标，需要对传动轴5与旋转电机3输出轴31的同轴线连接进行校正，否则，进行步骤13；检测方法可通过手动打表或激光检测等方式。）；

步骤13：将支撑轴套7套装到传动轴5上，并将支撑轴套7端部接到旋转电机3上，利用支撑轴套7内表面的轴肩对步骤11中的密封轴承6限位；

步骤14：装配远离旋转电机3一侧的密封轴承6装配到传动轴5上的指定位置，并利用支撑轴套7内表面的轴肩配合卡簧对该密封轴承6限位。

步骤2：在传动轴5不受径向力的状态下用固化胶9填充密封轴承6与支撑轴套7的间隙。步骤2具体包括：

步骤21：利用治具竖直固定气旋模组，以确保传动轴5径向不受力，即传动轴5与旋转电机3输出轴31的无径向应力的同轴线连接；

步骤22：从注胶孔向注胶槽71打胶；注胶孔可开设多个，以提高固化胶9的填充均匀性；

步骤23：用机米螺丝封堵注胶孔；机米螺丝封堵注胶孔需要胶封，避免设备运行时机械振动导致的松动。

其中，固化胶9的固化过程需要在相应的固化环境中进行，以轴承紧固密封胶为例，需要在无氧密闭环境中固化八小时以上。

步骤3：对步骤2得到的密封轴系进行径向跳动检测和气密性检测。

固化胶9固化完成后对传动轴5进行径向跳动检测和气密性检测；其中，径向跳动检测为千分表打表测量，气密性检测设置为真空度检测。

最后，对上述检测达标的部件进行电路和气路的连接，并完成直线旋转电机其它部件的装配。

实施例三，如图3所示，本实施例所提供一种直线旋转电机，一种直线旋转电机，包括外壳1、安装在外壳1内的直线电机2和连接在直线电机2输出端的气旋模组，气旋模组包括旋转电机3和安装在所述旋转电机3上的密封轴系，旋转电机（3）通过运动载件21连接在直线电机2的输出端，所述密封轴系穿过所述运动载件21连接在旋转电机3上，且密封轴系与所述运动载件21之间设有间隙，密封轴系包括通过硬连接结构53与旋转电机3输出轴31同轴连接的传动轴5和套设在传动轴5外围的密封轴承6，其中，密封轴承6和所述运动载件21之间的间隙内设置有固化胶9。

进一步的，传动轴5上开设有气孔51，密封组件分设在气孔51两侧，用于在密封轴系内形成密封腔，密封腔通过运动载件21上开设的气路接口8与外界气路连通。

进一步的，运动载件21上开设有与密封轴承6相对应的注胶结构，注胶结构通过机米螺丝封堵。

进一步的，密封轴系中旋转电机3输出轴31、硬连接结构53和传动轴5为一体制造的共轴35。

本实施例与现有技术中的直线旋转电机结构最接近，只通过改变传动轴5与旋转电机3输出轴31的连接方式和密封腔的形成方式实现了减小密封轴系装配应力的问题。与实施例一相比密封腔从支撑轴套7移至运动载件21内部，从直线旋转电机整体尺寸而言，在密封轴系有效输出长度相同的情况下，本实施例所提供的直线旋转电机在密封轴系的轴向尺寸上更长，不如实施例一中的直线旋转电机精巧。

实施例四，如图5所示，本实施例针对实施例三中直线旋转电机的装配工艺。因为直线旋转电机结构变化，导致密封轴系的装配顺序出现不同。

一种直线旋转电机的装配工艺，具体的包括以下步骤：

步骤1：以同轴线连接传动轴5与旋转电机3输出轴31为基础依次装配密封轴系的硬质部件。具体的，步骤1具体包括：

步骤11：将靠近旋转电机3一侧的密封轴承6装配到传动轴5上的指定位置，并利用卡簧与传动轴5的配合对密封轴承6单边限位；

步骤12：将运动载件21套装到步骤11中的密封轴承6上，并利用运动载件21内表面的轴肩对该密封轴承6限位；

步骤13：将远离旋转电机3一侧的密封轴承6装配到传动轴5上的指定位置，并运动载件21内表面的轴肩和卡簧对密封轴承6限位；

步骤14：利用硬连接结构53连接旋转电机3的输出轴31和传动轴5（连接后需要检测传动轴5与旋转电机3输出轴31的同轴度是否大于0.01mm；若是，检测结果不达标，需要对传动轴5与旋转电机3输出轴31的同轴线连接进行校正，否则，进行步骤13；检测方法可通过手动打表或激光检测等方式。）；

步骤2：在传动轴5不受径向力的状态下用固化胶9填充密封轴承6与运动载件21的间隙。

步骤3：对步骤2得到的密封轴系进行径向跳动检测和气密性检测。

最后，对上述检测达标的部件进行电路和气路的连接，并完成直线旋转电机其它部件的装配。

实施例五，如图4所示，本实施例所提供的一种直线旋转电机，与实施例三中直线旋转电机的不同点在于，本实施例中的气旋模组还包括支撑轴套7，支撑轴套7密封连接在运动载件21上，位于气孔51两侧的密封组件分别设置在支撑轴套7和运动载件21内，支撑轴套7和运动载件21上均开设有与密封轴承6相对应的注胶槽71，注胶结构通过机米螺丝封堵。

本实施例所提供的直线旋转电机与实施例三所提供的直线旋转电机相比，将形成密封腔的一部分密封组件设置到支撑轴套7内，有效延长了密封轴系的行程，起到了缩减直线旋转电机沿密封轴系方向的尺寸缩减作用。

实施例六，如图5所示，本实施例针对实施例五中直线旋转电机的装配工艺。因为直线旋转电机结构变化，导致密封轴系的装配顺序出现不同。

一种直线旋转电机的装配工艺，具体的包括以下步骤：

步骤1：以同轴线连接传动轴5与旋转电机3输出轴31为基础依次装配密封轴系的硬质部件。具体的，步骤1具体包括：

步骤11：将靠近旋转电机3一侧的密封轴承6装配到传动轴5上的指定位置，并利用卡簧与传动轴5的配合对密封轴承6单边限位；

步骤12：将运动载件21套装到步骤11中的密封轴承6上，并利用运动载件21内表面的轴肩对该密封轴承6限位；

步骤13：将远离旋转电机3一侧的密封轴承6装配到传动轴5上的指定位置，并利用卡簧与传动轴5的配合对密封轴承6单边限位；

步骤14：将支撑轴套7套装到传动轴5上，并固定到旋转电机3上，利用支撑轴套7内表面的轴肩对步骤13中的密封轴承6限位；

步骤15：利用硬连接结构53连接旋转电机3的输出轴31和传动轴5（连接后需要检测传动轴5与旋转电机3输出轴31的同轴度是否大于0.01mm；若是，检测结果不达标，需要对传动轴5与旋转电机3输出轴31的同轴线连接进行校正，否则，进行步骤13；检测方法可通过手动打表或激光检测等方式。）。

步骤2：在传动轴5不受径向力的状态下用固化胶9填充密封轴承6与运动载件21的间隙。

步骤3：对步骤2得到的密封轴系进行径向跳动检测和气密性检测。

最后，对上述检测达标的部件进行电路和气路的连接，并完成直线旋转电机其它部件的装配。

以上结合附图详细描述了发明的优选实施方式，但是，发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在发明的技术构思范围内，可以对发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种直线旋转电机，包括外壳（1）、安装在外壳（1）内的直线电机（2）和连接在直线电机（2）输出端的气旋模组，所述气旋模组包括旋转电机（3）和连接在旋转电机（3）上的密封轴系，其特征在于，所述密封轴系包括通过硬连接结构（53）与旋转电机（3）输出轴（31）同轴连接的传动轴（5）、套设在传动轴（5）外围的密封部和设置在密封部与传动轴（5）之间的密封组件；

其中，所述密封组件包括连接在传动轴（5）上的密封轴承（6）和填充在密封轴承（6）与密封部间隙的固化胶（9）；

所述传动轴（5）上开设有气孔（51），所述密封组件分设在气孔（51）两侧，用于在密封轴系内形成密封腔，所述密封腔通过密封部上开设的气路接口（8）与外界气路连通。

2.根据权利要求1所述的一种直线旋转电机，其特征在于，所述密封部上开设有与密封轴承（6）相对应的注胶结构，所述注胶结构通过机米螺丝封堵。

3.根据权利要求2所述的一种直线旋转电机，其特征在于，所述密封部设置为支撑轴套（7），所述支撑轴套（7）安装在旋转电机（3）上。

4.根据权利要求2所述的一种直线旋转电机，其特征在于，所述密封部设置为运动载件（21），所述旋转电机（3）与直线电机（2）的输出端通过运动载件（21）连接。

5.根据权利要求2所述的一种直线旋转电机，其特征在于，所述密封部设置为支撑轴套（7）和运动载件（21），所述旋转电机（3）与直线电机（2）的输出端通过运动载件（21）连接，位于所述气孔（51）两侧的密封轴承（6）分设在支撑轴套（7）和运动载件（21）内。

6.一种基于权利要求3-5任一项权利要求所述的一种直线旋转电机，其特征在于，所述密封轴系中旋转电机（3）输出轴（31）、硬连接结构（53）和传动轴（5）为一体制造的共轴（35）。

7.一种基于权利要求2-5任一项权利要求所述直线旋转电机的装配工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：以同轴线连接传动轴（5）与旋转电机（3）输出轴（31）为基础，依次装配密封轴系的零部件；

步骤2：在传动轴（5）不受径向力的状态下用固化胶（9）填充密封轴承（6）与支撑轴套（7）和/或运动载件（21）的间隙；

步骤3：对步骤2得到的密封轴系进行径向跳动检测和气密性检测。