CN218041135U - 一种挤紧工装及治具组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种挤紧工装及治具组件，涉及电机技术领域，解决了现有技术中存在的在对海尔贝克环形转子磁组件进行组装时，缺少便于快速、准确组装的治具的技术问题。挤紧工装为分体结构，相邻的两个分体结构可拆卸连接且当各分体结构组装起来时，挤紧工装上形成一闭合孔结构，且闭合孔结构的内侧面为磁性面，磁性面用以与海尔贝克环形转子磁组件的磁铁相吸附。治具组件包括定位工装和挤紧工装，定位工装用以定位海尔贝克环形转子磁组件铁芯的轴向，便于挤紧工装与铁芯的组装。本实用新型可以同时将所有磁铁一次性粘在铁芯上，磁铁之间紧密排列，利于保证磁铁与铁芯之间没有缝隙；提高组装效率、合格率；铁芯组件一致性好，精度高。

Description

一种挤紧工装及治具组件

技术领域

本实用新型涉及治具技术领域，尤其是涉及一种用于辅助组装海尔贝克环形转子磁组件的挤紧工装及治具组件。

背景技术

海尔贝克阵列(Halbach Array)是一种新型的永磁体排列方式，不同磁化方向的永磁体按照一定的顺序排列，从而使得阵列一边的磁场显著增强，而另一边显著减弱；海尔贝克阵列最早是由美国劳伦斯伯克利国家实验室的Klaus Halbach教授在1979年提出，主要应用于粒子加速器、自由电子激光装置等高能物理领域。由于其出色的磁场分布特性，应用范围也逐渐扩大到诸如核磁共振、磁悬浮、永磁特种电机等工业领域。Halbach磁环是将磁铁径向式与平行式排列结合在一起，如果忽略端部效应，并把周围的导磁材料的导磁率看作无穷大，那么上述永磁体结构最终形成单边磁场(one-sided field)，这就是Halbach一个显着的特点。这一特点表示Halbach磁铁在线性电机中有很好的应用价值。相对于传统电机，Halbach电机有下列几种优越性：1、功密度大， 2、定铁芯不再需要斜槽，3、铁芯可采用非铁芯材料，4、永久磁铁利用率高， 5、可使用集中式绕组。

由于海尔贝克磁路具有自屏蔽效应，在海尔贝克铁芯设计时，出于空间或材料的限制，很多时候会选择使用不导磁材料充当铁芯和保保护套，当海尔贝克环形组件中的铁芯和保保护套都是不导磁材料，磁铁与铁芯、保护套无吸附力，组装时磁铁之间相互排斥，操作难度高且组装效率低。目前是多为手工将磁铁一颗一颗或者是几颗为一组粘在铁芯上，再将保护套套在粘有磁铁的铁芯上。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

1.现有的组装方式只能是一颗一颗或者是几颗为一组粘在铁芯上，而且容易造成磁铁与铁芯之间有缝隙；

2、组装时，磁铁径向方向错位，不能紧密排列，造成操作困难；

3、组装效率低，合格率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于辅助组装海尔贝克环形转子磁组件的挤紧工装及治具组件，解决了现有技术中存在的在对海尔贝克环形转子磁组件进行组装时，缺少便于快速、准确组装的治具的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种挤紧工装，所述挤紧工装为分体结构，相邻的两个所述分体结构可拆卸连接且当各所述分体结构组装起来时，所述挤紧工装上形成一闭合孔结构，且所述闭合孔结构的内侧面为磁性面，所述磁性面用以与海尔贝克环形转子磁组件的磁铁相吸附。

进一步地，各所述分体结构通过螺丝或螺栓相连接。

进一步地，所述挤紧工装包括两个所述分体结构，两个所述分体结构对称设置。

进一步地，所述分体结构包括主体部和连接部，所述主体部的两侧分别设置所述连接部，所述连接部上设置螺纹孔，所述主体部以及两个所述连接部同一侧的侧面共面并形成配合面，且所述连接部的配合面侧设置半圆形孔。

进一步地，各所述分体结构的材质为磁性材质。

进一步地，所述分体结构包括磁性部和安装部，所述磁性部与所述安装部相连接，所述磁性部用以形成所述磁性面。

本实用新型提供一种治具组件，包括定位工装和所述的挤紧工装，所述定位工装用以定位所述海尔贝克环形转子磁组件铁芯的轴向。

进一步地，所述定位工装包括底板和定位轴，所述定位轴设置在所述底板的上方且两者相连接，所述定位轴用以插入所述铁芯以对铁芯进行定位。

本实用新型提供的挤紧工装，可以实现将所有磁铁一次性粘在铁芯上，磁铁之间紧密排列，利于保证磁铁与铁芯之间没有缝隙；可提高组装效率、合格率；使得铁芯组件一致性好，精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的将磁铁摆设在挤紧工装的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的铁芯与定位工装相配合的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的将挤紧工装套装在铁芯上的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的将保压盖板放置在磁铁和挤紧工装上的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的设备对磁铁轴线方向进行定位的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的在磁铁的周向进行点胶的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的将保护套套设在磁铁上的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的设备对保护套轴线方向进行定位的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的海尔贝克环形转子磁组件的结构示意图。

图中1-磁铁；2-挤紧工装；21-第一挤紧部；22-第二挤紧部；3-定位工装；31-定位轴；32-底板；4-铁芯；5-胶水；6-保压盖板；7-定位平台；8-保护套。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

现有技术中，多为手工将磁铁1一颗一颗或者是几颗为一组粘在铁芯4上，磁铁1径向方向错位，不能紧密排列，以及组装效率低，合格率低等问题，即在对海尔贝克环形转子磁组件进行组装时，缺少便于快速、准确组装的治具。基于此，本实用新型提供了一种挤紧工装，挤紧工装2为分体结构，相邻的两个分体结构可拆卸连接且当各分体结构组装起来时，挤紧工装2上形成一闭合孔结构，且闭合孔结构的内侧面为磁性面，磁性面用以与海尔贝克环形转子磁组件的磁铁1相吸附。将磁铁11按照海尔贝克极性排列方式依次吸附在各分体结构的内侧，磁铁1外弧贴合挤紧工装2圆弧内侧面，磁铁11之间紧密贴合。然后将挤紧工装2组装连接在一起并使得形成的环形磁铁1套在铁芯4外，可以提高组装效率，可以实现将所有磁铁一次性粘在铁芯上，磁铁之间紧密排列，利于保证磁铁与铁芯之间没有缝隙。

各分体结构通过螺丝或螺栓相连接。通过螺丝或螺钉的方式连接，连接简单，方便拆卸。当然，各分体结构不限于仅通过螺丝或螺栓实现可拆卸连接，可以采用其他可拆卸的连接结构。

优选地，挤紧工装2包括两个分体结构，两个分体结构对称设置。参见图 1，示意出了挤紧工装2包括第一挤紧部21和第二挤紧部22，第一挤紧部21 和第二挤紧部22组成起来后内部形成一环形孔结构。当然，挤紧工装2不限于仅包括两个分体结构，可以是三个以上，当时，当挤紧工装2包括三个以上分体结构时，会使得挤紧工装2的组装繁琐，因此，优选挤紧工装2包括两个分体结构。第一挤紧部21和第二挤紧部22对称设置，第二挤紧部22与第一挤紧部21的结构相同。

参见图1，第一挤紧部21包括主体部和连接部，主体部的两侧分别设置连接部，连接部上设置螺纹孔，主体部以及两个连接部同一侧的侧面共面并形成配合面，且连接部的配合面侧设置半圆形孔。参见图1，示意出了第一挤紧部 21和第二挤紧部22，第一挤紧部21和第二挤紧部22的结构简单。

各分体结构的材质为磁性材质，具体地，当挤紧工装2包括第一挤紧部21 和第二挤紧部22时，第一挤紧部21和第二挤紧部22均为磁性材质制成，以使得磁铁1可吸附在第一挤紧部21和第二挤紧部22上；或者，也可以如下，分体结构包括磁性部和安装部，磁性部与安装部相连接，磁性部用以形成磁性面。具体地，当挤紧工装2包括第一挤紧部21和第二挤紧部22时，第一挤紧部21 和第二挤紧部22仅部分材质是磁性材质，即磁性部，磁性部上形成有弧形的磁性面。

一种治具组件，包括定位工装3和本实用新型提供的挤紧工装2，定位工装用以定位海尔贝克环形转子磁组件铁芯的轴向，便于挤紧工装2与铁芯4的组装。

关于定位工装3，具体结构如下：定位工装3包括定位轴31和底板32，定位轴31设置在底板32的上方且两者相连接，定位轴31用以与海尔贝克环形转子磁组件的铁芯4相配合。定位轴31可以固定在底板32上竖直设置的螺钉。在对挤紧工装2和铁芯4组装前，将铁芯4放置在定位工装3上，铁芯4插入定位轴31且支撑在定位工装的底板32上。在对挤紧工装2各分体结构进行组装连接在一起时，将挤紧工装2各分体结构放置在底板32上进行组装连接。通过定位工装3，可以对铁芯4的轴线方向进行限位，便于挤紧工装2与铁芯4 的组装。

另外，参见图3，第一挤紧部21和第二挤紧部22的主体部拼成的大小与底板32的大小相同。

现有技术中，多为手工将磁铁1一颗一颗或者是几颗为一组粘在铁芯4上，磁铁1径向方向错位，不能紧密排列，以及组装效率低，合格率低等问题，基于此，本实用新型提供了一种海尔贝克环形转子磁组件组装方法，包括以下内容：将磁铁1按照海尔贝克极性排列吸附在挤紧工装2上，其中，挤紧工装2 为分体结构且各分体结构组合连接起来时，吸附在挤紧工装2上的磁铁1形成一环形闭合结构；将挤紧工装2组装连接在一起使得形成的环形磁铁1套在铁芯4外。先通过挤紧工装2预先对磁铁1进行摆布呈环状，然后将挤紧工装2 组装连接在一起并使得形成的环形磁铁1套在铁芯4外，可以提高组装效率，便于将所有磁铁一次性粘在铁芯上，磁铁之间紧密排列，利于保证磁铁与铁芯之间没有缝隙；另外，由于磁铁1可磁吸附在挤紧工装2上，可提高码放磁铁的效率。

另外，在对挤紧工装2和铁芯4组装前，将铁芯4放置在定位工装3上，其中，定位工装3上设置定位轴31，铁芯4插入定位轴31且支撑在定位工装的底板32上。在对挤紧工装2各分体结构进行组装连接在一起时，将挤紧工装 2各分体结构放置在底板32上进行组装连接。通过定位工装3，可以对铁芯4 的轴线方向进行限位，便于挤紧工装2与铁芯4的组装。

另外，在对挤紧工装2和铁芯4组装前，在铁芯4的外周向侧面上点胶。参见图2，示意出了胶水5，可以同时将所有磁铁1一次性粘在铁芯4上。

优选地，组装方法还包括以下内容：将保压盖板6放置在挤紧工装2上端面，其中，保压盖板6上通孔的直径不小于铁芯4的外径；将组装的挤紧工装 2和铁芯4放置在定位平台7上；启动(定位)设备，挤压保压盖板6以对磁铁1轴向方向进行定位。参见图4，示意出了保压盖板6，将保压盖板6放置在挤紧工装2上端面时，尽量保证保压盖板6上通孔的轴线与铁芯4的轴线共线，使得保压盖板6不覆盖铁芯4。

参见图5，示意出了将组件以及保压盖板6设置于定位平台7上，启动定位设备，使气缸向下移动挤压保压盖板6，对磁铁4轴向方向进行定位(如图5 所示)，使得各磁铁4的底面与底板32的底面相接触。

接下来，将铁芯4、定位工装3以及挤紧工装2进行高温固化处理；固化完成后，拆卸挤紧工装2，铁芯4与磁铁1相连接形成半成品组件。参见图6，示意出了设置在定位工装3上的半成品组件。这里，要说明的是，预先在铁芯 4外周向侧面涂的胶水5在常温下呈流动状态，在高温下可固化，进而实现铁芯4与磁铁1的固定连接。

接下来就是安装保护套8，先擦拭半成品组件周围的残胶；然后对磁铁1 的外周向侧面进行点胶；将保护套8安装在磁铁1上。关于将保护套8安装在磁铁1上，具体说明如下：先将保护套8套在磁铁1上，然后将套设有保护套 8的半成品组件放在在定位平台7上；启动设备，挤压保护套8的顶部以实现对保护套8轴线方向上的定位，即使得保护套8与底板32相接触。

完成保护套8的轴向定位后，进行高温固化处理，固化完成后，拆掉定位工装，擦拭组件周围的残胶以形成成品组件，参见图9，示意出了海尔贝克环形转子磁组件的产品件。

关于本实用新型提供的海尔贝克环形转子磁组件组装方法，具体的工艺步骤如以下的具体实施方式：

第一步：磁铁按照图纸要求进行机加工切割和表面处理。

第二步：使用CCD自动测量分选机将满足尺寸要求的磁铁挑选出来。

第三步：将所有的磁铁按照极性要求充磁，并且在磁铁上做极性标识(箭头指向N极，如图1所示)。

第四步：准备挤紧工装2，将磁铁1按照海尔贝克极性排列方式依次吸附在两个半圆挤紧部的内侧，磁铁外弧贴合挤紧工装圆弧内侧面，所有磁铁1之间紧密贴合，对照图纸要求检查极性是否正确。

第五步：将铁芯4套在定位工装3的螺丝(定位轴31)上，铁芯4完全与底板32接触，在铁芯4周围点胶(如图2所示)，将吸附有磁铁1的两个半圆挤紧部贴在铁芯上，磁铁形成一个闭合的圆，将两个半圆挤紧部用螺丝锁紧(如图3所示)。

第六步：将保压盖板6放在磁铁1轴向方向上(如图4所示)，将磁铁4 及工装整体放在定位平台7上，启动定位设备，使气缸向下移动挤压保压盖板 6，对磁铁4轴向方向进行定位(如图5所示)。

第七步：挤压定位完成的组件，去掉上面的保压盖板6，将磁铁4和定位工装3整体放入烘箱中进行高温烘烤固化，待胶水固化完成后，松开挤紧工装 2的螺丝，取下两个半圆挤紧部，随后将半成品组件取出。

第八步：将半成品组件周围的残胶擦拭干净，将胶水点在磁铁2外周(如图6所示)，将保护套8套在磁铁2上(如图7所示)。

第九步：将组件及定位工装3整体放在定位平台7上，启动定位设备，使气缸向下移动对保护套8进行定位(如图8所示)，定位后的组件，进行高温烘烤固化，胶水固化完成后，擦去转子组件周围的残胶，去掉定位工装3，形成海尔贝克环形转子磁组件(如图9)。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种挤紧工装，其特征在于，所述挤紧工装为分体结构，相邻的两个所述分体结构可拆卸连接且当各所述分体结构组装起来时，所述挤紧工装上形成一闭合孔结构，且所述闭合孔结构的内侧面为磁性面，所述磁性面用以与海尔贝克环形转子磁组件的磁铁相吸附。

2.根据权利要求1所述的挤紧工装，其特征在于，各所述分体结构通过螺丝或螺栓相连接。

3.根据权利要求1所述的挤紧工装，其特征在于，所述挤紧工装包括两个所述分体结构，两个所述分体结构对称设置。

4.根据权利要求3所述的挤紧工装，其特征在于，所述分体结构包括主体部和连接部，所述主体部的两侧分别设置所述连接部，所述连接部上设置螺纹孔，所述主体部以及两个所述连接部同一侧的侧面共面并形成配合面，且所述连接部的配合面侧设置半圆形孔。

5.根据权利要求1所述的挤紧工装，其特征在于，各所述分体结构的材质为磁性材质。

6.根据权利要求1所述的挤紧工装，其特征在于，所述分体结构包括磁性部和安装部，所述磁性部与所述安装部相连接，所述磁性部用以形成所述磁性面。

7.一种治具组件，其特征在于，包括定位工装和权利要求1-6中任一项所述的挤紧工装，所述定位工装用以定位海尔贝克环形转子磁组件铁芯的轴向。

8.根据权利要求7所述的治具组件，其特征在于，所述定位工装包括底板和定位轴，所述定位轴设置在所述底板的上方且两者相连接，所述定位轴用以插入所述铁芯以对铁芯进行定位。

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