CN215871119U - 一种磁悬浮电机轴的定位工装、电机轴、组装工装、转子及护套工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及磁悬浮电机轴领域，尤其涉及一种磁悬浮电机轴的定位工装、电机轴、组装工装、转子及护套工装。该工装包括多个定位块和卡箍；定位块包括定位块本体和定位凸起，定位块本体为圆弧形状，两个定位凸起位于定位块本体的圆弧内侧；定位凸起设置有定位面，并且两个定位凸起的定位面的内接圆直径与磁钢的直径相同；定位面在轴向一端用于与前主轴或者后主轴外表面相贴合，另一端用于与磁钢或者隔磁环外表面相贴合；多个定位块沿着圆周方向分布，卡箍套设在多个定位块外侧表面，并且用于将多个定位块卡紧。该工装增加了定位工装的定位部分，提高了电机轴组装时定位精度。

Description

一种磁悬浮电机轴的定位工装、电机轴、组装工装、转子及护 套工装

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮电机轴领域，尤其涉及一种磁悬浮电机轴的定位工装、电机轴、组装工装、转子及护套工装。

背景技术

随着科学技术的发展和生产的需求，磁悬浮高速电机已成为国际电工领域研究的热点之一。由于磁悬浮高速电机具有能量密度高、结构尺寸小、效率高等优点，目前已经广泛应用于微型燃气轮机、高速离心压缩机、分子泵、高速加工中心、飞轮储能等工业领域，并且其应用范围仍在不断扩大。磁悬浮电机在工作过程中，电机转子的稳定性是保证电机平稳、高效运行的关键。电机转子的永磁体的磁性能、转子本身的动平衡性都直接影响磁悬浮电机的工作性能。

中国发明专利申请(公开号CN108988534B，公开日：20200619)公开了一种高速永磁电机转子及其加工方法，包括转轴，所述转轴由左至右包括第一轴体，第二轴体和第三轴体，所述第一轴体和第三轴体上均热套且紧密配合有磁浮轴承传感器转子组装件、磁浮轴承传感器转子硅钢片、磁浮轴承转子组装件和磁浮轴承转子硅钢片，第二轴体上套设有转子铁芯，所述转子铁芯外周设置有表贴式永磁体，所述永磁体的外周包覆有碳纤维护套。本实用新型所述转子整体结构紧密、可靠；抗径向拉力和切向应力能力强；有效地保护永磁电机中的永磁体；散热能力强；本实用新型所述的加工方法能通过不同步骤间的紧密配合可以合理高效得实现对高质量的高速永磁电机转子的加工。

现有技术存在以下不足：将相同直径的前主轴或后主轴同轴定位粘接至磁钢和隔磁环组合件时，采用圆筒状的定位工装进行定位；圆筒状定位工装的内部圆柱形孔位一端套设在前主轴或者后主轴外壁，另一端套设在磁钢和隔磁环组合件外表面，进而将内部圆柱形孔位内部的两个零件通过与直径相同的圆柱形孔位内壁贴合实现同轴定位；而此种方式中，定位工装的圆柱形孔位由于制造等原因其内孔直径会与磁钢直径不完全相同，使得前主轴或后主轴以及磁钢和隔磁环组合件外表面不能完全贴合圆柱形孔位，只能与圆柱形孔位内壁实现单条线接触；从而使得圆柱形孔位对前主轴或后主轴以及磁钢和隔磁环组合件定位部分较少，降低了电机轴组装时的定位精度。

发明内容

本实用新型的目的是：针对上述问题，提出将定位工装设置为多个弧形定位块，并且在弧形定位块上设置有两个定位凸起保证其与前主轴或后主轴以及磁钢和隔磁环组合件外壁同时实现双条线接触相接触；增加了定位工装的定位部分，提高了电机轴组装时定位精度的一种磁悬浮电机轴的定位工装、电机轴、组装工装、转子及护套工装。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

一种磁悬浮电机轴的定位工装，该工装包括多个定位块和卡箍；定位块包括定位块本体和定位凸起，定位块本体为圆弧形状，两个定位凸起位于定位块本体的圆弧内侧；定位凸起设置有定位面，并且两个定位凸起的定位面的内接圆直径与磁钢的直径相同；定位面在轴向一端用于与前主轴或者后主轴外表面相贴合，另一端用于与磁钢或者隔磁环外表面相贴合；多个定位块沿着圆周方向分布，卡箍套设在多个定位块外侧表面，并且用于将多个定位块卡紧。

作为优选，定位凸起为沿着定位块本体轴向分布的直线形状。

作为优选，定位面为圆弧面或者平面。

作为优选，两个定位凸起之间在圆周方向的圆弧夹角为45°，并且两个定位凸起沿着定位块圆弧中心对称分布。

另外，本实用新型还公开了一种磁悬浮电机轴，该电机轴采用所述的磁悬浮电机轴的定位工装进行定位；该电机轴包括磁钢、隔磁环、前主轴和后主轴；多个磁钢沿着轴向堆叠分布，并且相邻两个磁钢之间通过胶水固定连接；两个隔磁环分别位于堆叠磁钢的两侧并且分别与最外侧磁钢通过胶水固定连接；前主轴的内侧端面和后主轴的内侧端面分别通过胶水与两个隔磁环外端面相连接。

另外，本实用新型还公开了一种磁悬浮电机轴的磁钢组装工装，该工装用于组装所述磁悬浮电机轴的磁钢；该工装包括磁钢底座、拧紧螺钉和压紧块；磁钢底座设置有定位凹槽、定位侧面和螺钉孔，定位凹槽为V型凹槽，V型凹槽两侧面分别与多个磁钢和多个隔磁环外表面相接触；定位侧面与其中一个隔磁环的外端面相贴合；拧紧螺钉一端穿过螺钉孔并且与相螺钉孔旋合，压紧块固定设置在拧紧螺钉一端，压紧块外端面与另一个隔磁环的外端面相贴合。

另外，本实用新型还公开了一种磁悬浮电机转子，该转子包括电机轴，电机轴上固定套设有磁钢护套、前热套组件、推力盘和后热套组件；电机轴设置有定位台阶和上定位面，磁钢护套一端面与定位台阶一端面相贴合，磁钢护套另一端面与上定位面相平齐；前热套组件端面与上定位面相贴合；推力盘一端面与定位台阶另一端面相贴合，推力盘另一端面与后热套组件端面相贴合。

另外，本实用新型还公开了一种磁悬浮电机轴的护套工装，该护套工装用于将所述磁钢护套压紧至电机轴外壁；该护套工装包括护套孔和压紧面，护套孔用于被前主轴外端穿过，压紧面用于与磁钢护套上端面相接触。

本实用新型采用上述技术方案的一种磁悬浮电机轴的定位工装、电机轴、组装工装、转子及护套工装的优点是：

定位块靠近贴合前主轴或者后主轴外表面时，考虑到制造误差等原因，定位块的一个定位凸起先与前主轴或者后主轴外表面相贴合；由于只有一个定位凸起贴合，定位块不具有稳定性，因此随着卡箍锁紧定位块时定位块的另一个定位凸起也与前主轴或者后主轴外表面靠近贴合并且具有稳定性；即两个定位凸起都能与前主轴或者后主轴外表面相贴合对其进行定位；当多个定位块同时被卡箍锁紧后，每个定位块的两个定位凸起都具有定位作用；从而增加了定位工装的定位部分，提高了电机轴组装时的定位精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为定位块的结构示意图。

图3为隔磁环和磁钢组合件的结构示意图。

图4为磁钢组装工装的结构示意图。

图5为磁悬浮电机转子的结构示意图。

图6为护套工装的结构示意图。

图7为护套工装的局部放大的结构示意图。

9-护套工装。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。

实施例1

如图1、图2所示的一种磁悬浮电机轴的定位工装，该工装包括多个定位块81和卡箍82；定位块81包括定位块本体83和定位凸起84，定位块本体83为圆弧形状，两个定位凸起84 位于定位块本体83的圆弧内侧；定位凸起84设置有定位面85，并且两个定位凸起84的定位面85的内接圆直径与磁钢的直径相同；定位面85在轴向一端用于与前主轴或者后主轴外表面相贴合，另一端用于与磁钢或者隔磁环外表面相贴合；多个定位块81沿着圆周方向分布，卡箍82套设在多个定位块81外侧表面，并且用于将多个定位块81卡紧。此种方式中，定位块81靠近贴合前主轴或者后主轴外表面时，考虑到制造误差等原因，定位块81的一个定位凸起84先与前主轴或者后主轴外表面相贴合；由于只有一个定位凸起84贴合，定位块81不具有稳定性，因此随着卡箍82锁紧定位块81时定位块81的另一个定位凸起84也与前主轴或者后主轴外表面靠近贴合并且具有稳定性；即两个定位凸起84都能与前主轴或者后主轴外表面相贴合对其进行定位；当多个定位块81同时被卡箍82锁紧后，每个定位块81的两个定位凸起84都具有定位作用；从而增加了定位工装的定位部分，提高了电机轴组装时的定位精度。

定位凸起84为沿着定位块本体83轴向分布的直线形状。定位面85为圆弧面或者平面。两个定位凸起84之间在圆周方向的圆弧夹角为45°，并且两个定位凸起84沿着定位块81圆弧中心对称分布。

如图1、图3所示，一种磁悬浮电机轴，该电机轴采用所述的磁悬浮电机轴的定位工装进行定位；该电机轴包括磁钢1、隔磁环2、前主轴3和后主轴4；多个磁钢1沿着轴向堆叠分布，并且相邻两个磁钢1之间通过胶水固定连接；两个隔磁环2分别位于堆叠磁钢1的两侧并且分别与最外侧磁钢1通过胶水固定连接；前主轴3的内侧端面和后主轴4的内侧端面分别通过胶水与两个隔磁环2外端面相连接。

如图4所示，一种磁悬浮电机轴的磁钢组装工装，该工装用于组装所述磁悬浮电机轴的磁钢1；该工装包括磁钢底座5、拧紧螺钉6和压紧块7；磁钢底座5设置有定位凹槽51、定位侧面52和螺钉孔，定位凹槽51为V型凹槽，V型凹槽两侧面分别与多个磁钢1和多个隔磁环2外表面相接触；定位侧面52与其中一个隔磁环2的外端面相贴合；拧紧螺钉6一端穿过螺钉孔并且与相螺钉孔旋合，压紧块7固定设置在拧紧螺钉6一端，压紧块7外端面与另一个隔磁环2的外端面相贴合。在组装磁钢时：将两块隔磁环2和三块磁钢1端面用酒精擦拭干净，等酒精挥发后，将三块磁钢1的两个端面和两块隔磁环2的内侧端面都涂抹上设定量的金属粘合剂；涂抹完成后，按照安装顺序依次将隔磁环2和磁钢1紧靠的摆放在定位凹槽51内；而后转动拧紧螺钉6进而带动压紧块7前移将隔磁环2和磁钢1组合件压紧，静置，等待金属粘合剂生效完成磁钢组装过程。而此种方式中，采用V型凹槽同时对隔磁环2和磁钢1进行定位，进而保证隔磁环2和磁钢1粘接后的同心度。

如图5所示，一种磁悬浮电机转子，该转子包括电机轴，电机轴上固定套设有磁钢护套 41、前热套组件42、推力盘43和后热套组件44；电机轴设置有定位台阶45和上定位面46，磁钢护套41一端面与定位台阶45一端面相贴合，磁钢护套41另一端面与上定位面46相平齐；前热套组件42端面与上定位面46相贴合；推力盘43一端面与定位台阶45另一端面相贴合，推力盘43另一端面与后热套组件44端面相贴合。

如图6、图7所示，一种磁悬浮电机轴的护套工装，该护套工装用于将所述磁钢护套41 压紧至电机轴外壁；该护套工装包括护套孔47和压紧面48，护套孔47用于被前主轴3外端穿过，压紧面48用于与磁钢护套41上端面相接触。磁钢护套41热套至电机轴外壁后，此时磁钢护套41下端面与定位台阶45一端面相贴合，磁钢护套41上端面高于上定位面46；将护套工装套设在前主轴3外壁，护套工装的压紧面48与磁钢护套41上端面相贴合，并用液压机压住护套工装上端面；电机轴及磁钢护套41组件冷却后，拆卸掉护套工装，并且将磁钢护套41上端面切削至与上定位面46平齐。此种方式中，热套后的磁钢护套41上端面被护套工装下压，防止磁钢护套41冷却过程中由于冷却收缩其下端面与定位台阶45贴合部位产生缝隙，保证磁钢护套41的装配精度。

磁悬浮电机转子在组装时：1)组装隔磁环和磁钢：将两块隔磁环2和三块磁钢1端面用酒精擦拭干净，等酒精挥发后，将三块磁钢1的两个端面和两块隔磁环2的内侧端面都涂抹上设定量的金属粘合剂；涂抹完成后，按照安装顺序依次将隔磁环2和磁钢1紧靠的摆放在定位凹槽51内；而后转动拧紧螺钉6进而带动压紧块7前移将隔磁环2和磁钢1组合件压紧，静置，等待金属粘合剂生效；2)组装前主轴和后主轴：将前主轴3内侧面和后主轴4内侧面分别用酒精擦拭干净，隔磁环2和磁钢1组合件两端涂抹上金属粘合剂；将后主轴4竖直放置在工作台上，隔磁环2和磁钢1组合件放置在后主轴4的内侧面上，并且隔磁环2和磁钢 1组合件下端面与后主轴4内侧面相贴合；将两个定位块81相对套设在后主轴4外壁，并且定位面85在轴向一端与后主轴4外表面相贴合，另一端与隔磁环2和磁钢1组合件的外表面相贴合，而后用多个卡箍82将两个定位块81锁紧；使用相同操作将前主轴3安装到隔磁环 2和磁钢1组合件上端面，静置，等金属粘合剂生效；此种方式中，采用竖直组装的方式将隔磁环2和磁钢1组合件组装至后主轴4上方，将前主轴3组装至隔磁环2和磁钢1组合件上方，而后对其在水平方向进行同轴定位；而隔磁环2和磁钢1组合件和前主轴3在竖直方向上分别受到下方的后主轴4及隔磁环2和磁钢1组合件的支撑以克服自身重力，不需要额外的支撑装置；从而避免了水平组装时需要其他装置支撑以克服重力的情况，减少了工装中定位装置的数量；同时，隔磁环2和磁钢1组合件和前主轴3在竖直方向被支撑后，其在水平方向进行同轴定位时只需要克服其与下方零件的较小的摩擦力就可以调节其位置；从而避免了水平组装时需要克服其自身重力才能竖直移动零件以调节位置的情况，减轻了工人的劳动强度。3)切削电机轴：拆卸掉定位块81和卡箍82，将上步粘接形成的电机轴加工出定位台阶45和上定位面46；4)组装磁钢护套：将磁钢护套41热套至电机轴外壁，此时磁钢护套41下端面与定位台阶45一端面相贴合，磁钢护套41上端面高于上定位面46；将护套工装套设在前主轴3外壁，护套工装的压紧面48与磁钢护套41上端面相贴合，并用液压机压住护套工装上端面；电机轴及磁钢护套41组件冷却后，拆卸掉护套工装，并且将磁钢护套 41上端面切削至与上定位面46平齐；5)热套电机转子剩余零件并切削至最终尺寸：将前热套组件42、推力盘43和后热套组件44分别热套至电机轴外壁后对其进行切削加工使其达到最终设计尺寸，而后对需要充磁的零件进行充磁完成磁悬浮电机转子的加工过程。

隔磁环2和磁钢1紧靠的摆放在定位凹槽51内后，将每个隔磁环2和磁钢1旋转360°；隔磁环2和磁钢1组合件竖直放置在后主轴4的内侧面上以后，将隔磁环2和磁钢1组合件旋转360°；将前主轴3竖直放置到隔磁环2和磁钢1组合件上以后，将前主轴3旋转360°。将相应零件旋转360°时可以将各零件间的气泡赶出，同时使金属粘合剂更加均匀，保证粘接强度。

Claims (8)

1.一种磁悬浮电机轴的定位工装，其特征在于，该工装包括多个定位块（81）和卡箍（82）；定位块（81）包括定位块本体（83）和定位凸起（84），定位块本体（83）为圆弧形状，两个定位凸起（84）位于定位块本体（83）的圆弧内侧；定位凸起（84）设置有定位面（85），并且两个定位凸起（84）的定位面（85）的内接圆直径与磁钢的直径相同；定位面（85）在轴向一端用于与前主轴或者后主轴外表面相贴合，另一端用于与磁钢或者隔磁环外表面相贴合；多个定位块（81）沿着圆周方向分布，卡箍（82）套设在多个定位块（81）外侧表面，并且用于将多个定位块（81）卡紧。

2.根据权利要求1所述一种磁悬浮电机轴的定位工装，其特征在于，定位凸起（84）为沿着定位块本体（83）轴向分布的直线形状。

3.根据权利要求1所述一种磁悬浮电机轴的定位工装，其特征在于，定位面（85）为圆弧面或者平面。

4.根据权利要求1所述一种磁悬浮电机轴的定位工装，其特征在于，两个定位凸起（84）之间在圆周方向的圆弧夹角为45°，并且两个定位凸起（84）沿着定位块（81）圆弧中心对称分布。

5.一种磁悬浮电机轴，其特征在于，该电机轴采用权利要求1所述的磁悬浮电机轴的定位工装进行定位；该电机轴包括磁钢（1）、隔磁环（2）、前主轴（3）和后主轴（4）；多个磁钢（1）沿着轴向堆叠分布，并且相邻两个磁钢（1）之间通过胶水固定连接；两个隔磁环（2）分别位于堆叠磁钢（1）的两侧并且分别与最外侧磁钢（1）通过胶水固定连接；前主轴（3）的内侧端面和后主轴（4）的内侧端面分别通过胶水与两个隔磁环（2）外端面相连接。

6.一种磁悬浮电机轴的磁钢组装工装，其特征在于，该工装用于组装权利要求5所述磁悬浮电机轴的磁钢（1）；该工装包括磁钢底座（5）、拧紧螺钉（6）和压紧块（7）；磁钢底座（5）设置有定位凹槽（51）、定位侧面（52）和螺钉孔，定位凹槽（51）为V型凹槽，V型凹槽两侧面分别与多个磁钢（1）和多个隔磁环（2）外表面相接触；定位侧面（52）与其中一个隔磁环（2）的外端面相贴合；拧紧螺钉（6）一端穿过螺钉孔并且与相螺钉孔旋合，压紧块（7）固定设置在拧紧螺钉（6）一端，压紧块（7）外端面与另一个隔磁环（2）的外端面相贴合。

7.一种磁悬浮电机转子，其特征在于，该转子包括电机轴，电机轴上固定套设有磁钢护套（41）、前热套组件（42）、推力盘（43）和后热套组件（44）；电机轴如权利要求5所述；电机轴设置有定位台阶（45）和上定位面（46），磁钢护套（41）一端面与定位台阶（45）一端面相贴合，磁钢护套（41）另一端面与上定位面（46）相平齐；前热套组件（42）端面与上定位面（46）相贴合；推力盘（43）一端面与定位台阶（45）另一端面相贴合，推力盘（43）另一端面与后热套组件（44）端面相贴合。

8.一种磁悬浮电机轴的护套工装，其特征在于，该护套工装用于将权利要求7所述磁钢护套（41）压紧至电机轴外壁；该护套工装包括护套孔（47）和压紧面（48），护套孔（47）用于被前主轴（3）外端穿过，压紧面（48）用于与磁钢护套（41）上端面相接触。

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