在预平衡旋转过程中控制端环平衡制造技术

一种转子包括：轴；在轴周围的芯；连接到至少部分包围在芯中的转子杆的至少一个端环；以及用于在预平衡旋转过程中使端环在轴周围平衡的装置。一种方法包括：组装转子杆使得转子杆至少部分包围在转子的芯中；向转子杆的端部连接端环；向芯中插入轴；用于在预平衡旋转过程中使端环在轴周围平衡的步骤，预平衡旋转过程涉及旋转转子；以及在预平衡旋转过程中旋转转子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】在预平衡旋转过程中控制端环平衡相关串请的交叉引用本申请要求2013 年 6 月 19 日提交的题为“Controlling End Ring Balance inPre-Balancing Spinning Process”的美国申请第13/921，772号的优先权，其内容通过引用合并于此。
技术介绍
电动机通常包括安装在定子内的轴上的转子。转子可以具有沿着其外围放置的有时被称为转子杆的传导元件。转子杆可以与轴平行并且可以关于轴被倾斜。在转子的每个端部，端环可以连接到转子杆的相应端部，例如在所谓的鼠笼式转子中实现的。转子杆和端环由诸如铜之类的某种合适的材料制成。由于转子在正常操作中将旋转，所以重要的是电动机在能够被使用之前将转子正确地平衡。平衡之前有时是以相对较高的速度来旋转转子。这在转子部件上施加了很高的负荷。例如，在16，000rpm下的旋转可能使铜转子杆经受10kN数量级的负荷。同样，也可以由铜制成的端环可能经受181MPa数量级的很高的向心剪切力。这些幅度的负荷可以影响转子平衡。例如，端环材料(例如铜)可能由于受旋转影响的负荷而向外扩展。也就是说，端环的外径可能由于高强度旋转而增加，使得端环比初始大。作为另一示例，端环可能平移，使得其不再与转子轴同轴，引起转子变得不平衡。有时尝试通过从端环选择性地去除少量材料来抵消这些和其他不平衡源。在这样的去除之后，转子再次以很高的速度被旋转以确定调节是否充分。然而，这样的额外旋转过程可能再次引入一定量的不平衡，如以上所讨论的。
技术实现思路
在第一方面中，一种转子包括:轴；围绕轴的芯；连接到至少被部分包围在芯中的转子杆的至少一个端环；以及用于在预平衡旋转过程中使端环围绕轴平衡的装置。实现方式可以包括以下特征中的任何或全部特征。用于使端环围绕轴平衡的装置包括在旋转过程之前在端环上施加预负荷的圆锥形楔。装置包括两个圆锥形楔并且通过加工轴来产生圆锥形楔之一。转子还包括限制圆锥形楔沿着轴移动的卡环。用于使端环围绕轴平衡的装置包括在端环内部的内部支架，内部支架具有与端环和与轴的过盈配合。内部支架是具有朝着轴的柱状内表面、和朝着端环的柱状外表面、和在柱状内表面和柱状外表面之间的环形沟槽的圆环。轴具有被配置用于在向轴上组装端环和内部支架时使用的倒角。用于使端环围绕轴平衡的装置包括具有与轴的过盈配合的外部支架，其中外部支架和端环中的一个具有突出部，并且外部支架和端环中的另一个具有对应于突出部的槽。在第二方面中，一种方法包括:组装转子杆，使得转子杆至少被部分包围在转子的芯中；将端环连接到转子杆的端部；将轴插入到芯中；用于在涉及旋转转子的预平衡旋转过程中使端环围绕轴平衡的步骤；以及在预平衡旋转过程中旋转转子。实现可以包括以下特征中的任何或全部特征。在将端环连接到转子杆的端部之前将轴插入到芯中。用于使端环围绕轴平衡的步骤包括在预平衡旋转过程之前将圆锥形楔组装到轴上，圆锥形楔在端环上施加预负荷。方法还包括加工轴以产生圆锥形楔。用于使端环围绕轴平衡的步骤包括在端环内部组装内部支架，内部支架具有与端环和与轴的过盈配合。内部支架是具有朝着轴的柱状内表面、和朝着端环的柱状外表面、和在柱状内表面与柱状外表面之间的环形沟槽的圆环。方法还包括在向轴上组装端环和支架时在轴上使用倒角。用于使端环围绕轴平衡的步骤包括使用过盈配合向轴上组装外部支架，其中外部支架和端环中的一个具有突出部，并且外部支架和端环中的另一个具有对应于所述突出部的槽。方法还包括在预平衡旋转过程之后确定转子是否不平衡，并且如果不平衡则通过在端环上添加或去除材料来使转子平衡。【附图说明】图1示出转子的示例截面，其中圆锥形楔在端环上施加预负荷。图2示出在端环内具有内部支架的转子的示例截面。图3示出图2的转子的另一示例截面，其中轴具有倒角。图4示出外部支架具有与轴的过盈配合的转子的示例截面。【具体实施方式】本文档描述用于旋转过程期间使端环围绕转子的轴保持平衡的系统和技术，旋转过程在传统的平衡过程之前。平衡过程通常涉及在转子的端环上添加或去除材料，在旋转非对称位置上添加/去除材料以便补偿转子不平衡。在这样的平衡之前，可以执行高速旋转过程以在端环上放置向心负荷并且将其扩展到伸展状态。本文中所描述的技术可以在这样的预平衡旋转过程期间使端环围绕转子的轴保持平衡。在一些实现方式中，在使转子平衡之前使用一个或多个机械特征以在端环上施加预负荷应力。例如，可以使用圆锥形楔或内部支架。在一些实现中，使用一个或多个机械特征来限制端环的径向移动或扩展，并且由此控制端环针对轴的平衡。图1示出的转子100的示例截面，其中圆锥形楔102在端环104上施加预负荷。转子具有轴106和芯108。芯和端环围绕轴。芯可以具有在端环上的一个或多个容纳环110。芯108可以由单片材料制成或者其可以由被组装成堆叠的叠片112(为了清楚，在此示出其中一个)构成。可以使用任意合适的技术来组装转子100的部件。被完全或部分包围在芯108中的转子杆114 (例如由铜制成)可以被铜焊或电子束焊接到端环104，这里仅给出两个示例。在组装时，可以从每一侧部按压圆锥形楔102直到芯/环就位。例如，可以进行按压直到卡环116装配在沟槽118内。圆锥形楔可以被按压到端环104(例如由铜制成)的内径中并且由此将端环直径增加到等同于或者接近转子经受高速旋转(例如在转子平衡期间)的应力状态。因此，端环可以产生和扩展到更大直径。在一些实现方式中，应力水平可以通过在按压配合设计中的普通实践来调节。按压可以提供在不同的操作速度下更稳定的端环直径。端环可以设置有对应于圆锥形楔的角度的倾斜表面120。另外，由于按压，转子杆114(例如由铜制成)可以径向向外移动(朝着转子的外径)其可以用于完全或部分将叠片112中的杆与杆槽之间的间隙闭合。例如，这可以降低转子杆的位置的任何不确定性，其还可以用于减小转子的平衡不稳定性。在一些实现中，圆锥形楔102之一可以是轴106的一部分。例如，楔可以在制造过程中被加工到轴中。在一些实现方式中，可以使用除了卡环之外的其他解决方案以保持楔，例如夹钳或焊点。图2示出在端环204内具有内部支架202的转子200的示例截面。除了这些部件，转子200可以与以上参考图1描述的转子相似或相同。通常，内部支架202具有与端环204的内径以及与轴二者的过盈配合。例如，内部支架可以是环形，并且具有朝着轴的圆柱形内表面206、和朝着端环的圆柱形外表面208。在一些实现方式中，内部支架具有在圆柱形内表面和外表面之间的环形沟槽210。内部支架可以被设计为某种形状并且由某种材料制造，使得其基本上承受转子的平衡和操作的旋转负荷。合适的材料可以是不锈钢当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子，包括：轴；围绕所述轴的芯；连接到至少被部分包围在所述芯中的转子杆的至少一个端环；以及用于在预平衡旋转过程中使所述端环围绕所述轴平衡的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·E·巴顿，E·M·小皮尔斯，SP·P·卢安，
申请(专利权)人：特斯拉汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US