一种电机用轴系结构及装配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种电机用轴系结构及装配方法，该轴系结构包括：前段轴(62)、后段轴(63)、环形磁钢(61)和合金护套(60)；其中，所述后段轴(63)从前至后依次包括第一轴节(631)和第二轴节(633)，第一轴节(631)的直径小于第二轴节(633)的直径；所述环形磁钢(61)套装于所述后段轴(63)的第一轴节上(631)；所述前段轴(62)的后端外径与所述环形磁钢(61)的外径相同；所述合金护套(60)套装于所述前段轴(62)及环形磁钢(61)上。本发明专利技术的方案，可以克服现有技术中结构复杂、装配难度大和安全性差等缺陷，实现结构简单、装配难度小和安全性好的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机
，具体地，涉及，尤其涉及一种超高速电机用轴系结构及装配方法。
技术介绍
电机由转子和定子两部分组成，是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机转子，是电机中的旋转部件。通常，转速在100rpm以上或者超过转子一阶临界转速的转子可以看作高速转子。在专利申请号为“98802132.3”的专利文献中，公开了一种高速机器用转子及其制造方法以及具有该转子的电动机。其中，如图1、图2所示，一种高速机器用转子以及其制造装置中，转子10为高速无刷直流电动机使用，以驱动一离心压缩机。转子10由磁芯12、轴套14、非磁性轴节16、磁性轴节18、间隔件17以及磁性轴承19组成。装配时，加热器11将轴套14加热至400°C?480°C，然后利用摇振工具13插入磁芯12、非磁性轴节16、间隔件17和磁性轴节18。在轴套14迅速冷却，以致轴套14在非磁性轴节16和磁性轴节18、轴套14和磁芯12的外表面周围收缩时，将高达600Mpa的轴向力施加于非磁性轴节16和磁性轴节18上，以使得所述间隔件17和磁芯12预加载而处于压缩状态。如图3所示的高速永磁电机转子轴，采用与上述专利文献相似的技术方案。其中，转轴由三段拼接而成，磁芯为整圆柱形磁钢23，利用合金护套20与三段主轴间的过盈配合来传递扭矩，其中，第一转轴端件21和第二转轴端件22均为非导磁材料。上述专利文献给出了一种高速转子轴的结构设计方案以及相应装配装置，但是其存在设计风险:装配时需要高温加热，为防止磁钢退磁以及保证顺利装入，允许装配时间短，需要将三个零件装入高温的合金护套20中，装配时由于磁钢的位置无定位，难以保证合金护套和前、后转轴端件、磁钢的同轴度，影响装配成功率和装配质量。另外，专利申请号为“03826182.0”的专利文献中，也公开了一种分段转子轴的结构。如图4所示，高速运行转子轴分为三段，依靠轴套将三段短轴套紧，提供运行所需的径向力、轴向力以及扭矩。具体参见图4，高速永磁电机转子采用分段的环形磁钢54，转子也采用分段式(三段)结构，通过一根两端带螺纹的导杆51先把分段的环形磁钢54和两端端件(例如:第一端件52和第二端件53)联结在一起，再通过护套50—次性热装配完成。但是这类技术中均有螺纹轴向锁紧，轴向锁紧时难以保证三段轴的装配同轴度，会累积疲劳应力，最终影响轴的安全性能。现有技术中，存在结构复杂、装配难度大和安全性差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述缺陷，提出，以解决三段轴热装时同轴度难以保证的问题。本专利技术一方面提供一种电机用轴系结构，包括:前段轴、后段轴、环形磁钢和合金护套;其中，所述后段轴从前至后依次包括第一轴节和第二轴节，第一轴节的直径小于第二轴节的直径;所述环形磁钢套装于所述后段轴的第一轴节上;所述前段轴的后端外径与所述环形磁钢的外径相同；所述合金护套套装于所述前段轴环形磁钢上。优选地，在所述第一轴节和第二轴节之间径向形成环状的第一台阶面，所述环形磁钢的一端抵靠于所述第一台阶面上，所述环形磁钢的另一端抵靠于所述前段轴的后端面上。优选地，所述后段轴还包括第三轴节，位于所述第二轴节之后;所述第二轴节的直径小于第三轴节的直径，在第二轴节和第三轴节之间径向形成环状的第二台阶面;所述合金护套的一端抵靠于所述第二台阶面上。优选地，所述前段轴包括从后至前依次设置的第一轴段和第二轴段;其中，所述第一轴段的直径小于第二轴段的直径；在所述第一轴段和第二轴段之间径向形成第三台阶面，所述合金护套的另一端抵靠于所述第三台阶面上。优选地，所述合金护套分别与所述前段轴的第一轴段、环形磁钢、所述后段轴的第二轴节过盈配合安装。优选地，所述合金护套的外径与所述前段轴的第二轴段、所述后段轴的第三轴节的直径相同。优选地，所述环形磁钢被配置为在未充磁时进行装配、且在装配完成后根据预设的定位角度进行充磁。优选地，所述环形磁钢的材料包括钕铁硼，和/或，所述合金护套的材料包括镍基合金或钛合金。优选地，所述前段轴的前端、后段轴的后端分别具有中心孔，用于对轴系进行精磨时的定位。优选地，所述前段轴前端的中心孔带有用于装配的螺纹。与上述装配方法相匹配，本专利技术另一方面提供一种电机用轴系的装配方法，基于以上所述的电机用轴系结构，其装配步骤包括:I)将环形磁钢套装于所述后段轴的第一轴节上，形成第一组件；2)加热合金护套到预设温度；3)将第一组件与合金护套装配，形成第二组件；4)将前段轴与第二组件对接套装装配，形成第三组件，即电机用轴系结构；其中，步骤1)、2)顺序进行，或者，步骤1)、2)同时进行。优选地，装配所述第二组件与第三组件时采用一次热装工艺完成，在所述合金护套冷却前装配前段轴。优选地，步骤I)中，利用厌氧胶将环形磁钢粘结在所述后段轴的第一轴节上。优选地，环形磁钢在未充磁时进行装配;在步骤4)后，对环形磁钢进行充磁。本专利技术的方案，通过将前段轴、合金护套、环形磁钢和后段轴分段式组合设置，从而减少轴系零件数量、装配简单、动平衡精度易于保证，避免原有技术中诸多不足的优点。例如:可以避免原三段轴热装时，环形磁钢需在轴向跑动，装配同轴度难以保证问题；可以减少热套过盈装配时装配零件数量，降低装配难度，提高生产效率。进一步，本专利技术的方案，对环形磁钢(例如:未充磁的环形磁钢)进行定位，易于保证装配同轴度，提高装配转子的装配精度，同时还减少热装零部件数量，降低装配难度，提高装配成功率和装配效率;避免三段轴热装时，环形磁钢受高温退磁风险。进一步，带螺纹中心孔的设计还可以对装配后的转轴进行精磨，二次提高整轴加工、装配精度，改善超高速电机转子的动平衡精度。例如:轴前端设计带螺纹的中心孔，加工完螺纹孔，再次精磨整轴，可以解决轴前端轴颈较小时轴颈在加工螺纹孔时的变形问题。由此，本专利技术的方案，装配时可以先利用后段轴对环形磁钢(例如:未充磁的环形磁钢)进行定位，利用厌氧胶将环形磁钢粘接于后段轴，形成组件，减少热套时零件数量，降低装配难度，提高生产效率。进一步，前段轴设计的带螺纹中心孔，可以在加工完前段轴螺纹孔后利用中心孔对轴系进行支撑，再次精磨后保证整轴的同轴度，修正细段轴段螺纹加工时的变形，降低整轴的不平衡量，提高产品生产质量。从而，克服现有技术中结构复杂、装配难度大和安全性差的缺陷，实现结构简单、装配难度小和安全性好的有益效果。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机用轴系结构，其特征在于，包括：前段轴(62)、后段轴(63)、环形磁钢(61)和合金护套(60)；其中，所述后段轴(63)从前至后依次包括第一轴节(631)和第二轴节(633)，第一轴节(631)的直径小于第二轴节(633)的直径；所述环形磁钢(61)套装于所述后段轴(63)的第一轴节上(631)；所述前段轴(62)的后端外径与所述环形磁钢(61)的外径相同；所述合金护套(60)套装于所述前段轴(62)及环形磁钢(61)上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张芳，胡余生，刘健宁，龚高，贾金信，郭长光，李广海，田思园，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44