一种同轴拼接的主轴电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种同轴拼接的主轴电机，其中，主轴电机包括机壳、冷却水套以及多组永磁电机，永磁电机包括转轴、转子以及定子，多组永磁电机安装在冷却水套内且相邻永磁电机的转轴之间串联连接；机壳与冷却水套之间和定子与冷却水套之间设有将永磁电机串联后多组定子的机械角保持一致的第四和第一定位结构；转轴与磁轭之间和磁轭与磁钢之间设有将永磁电机串联后多组转子的机械角保持一致的第二和第三定位结构。本实用新型专利技术公开的同轴拼接的主轴电机由于设有多组定位结构，使得多级永磁电机串联后，各级永磁电机的机械角能够保持一致，进而能够保证各级永磁电机的电气角一致，从而保证了永磁电机串联后的输出转矩，提高了串联后的输出效率。串联后的输出效率。串联后的输出效率。

【技术实现步骤摘要】
一种同轴拼接的主轴电机


[0001]本技术涉及数控加工
，尤其涉及一种同轴拼接的主轴电机。

技术介绍

[0002]电主轴是将驱动电机内装，以实现电机和主轴功能一体化的动力部件，以结构紧凑、适用于高速切削加工为显著特点，其内装的驱动电机一般是由一台永磁电机承担，因此永磁电机对电主轴的功能、性能发挥有重要影响。
[0003]单台永磁电机一般只有一套定子和转子部件，根据公知技术“功率＝转速
×
扭矩
÷
常系数”和“电机有效体积与扭矩成正比”的约束关系，可知，在同等高转速条件下，只有提高扭矩才能获得高功率，但提高扭矩必将增加永磁电机有效体积，或者加粗、或者加长，而从电主轴的使用角度看，紧凑结构无法提供无限的体积增加，一般选择体积加长，即通常将永磁电机转轴设计成细长结构，然后在转轴上安装多组定子和转子部件。当转轴为单根整体细长轴时，因转轴长径比大，导致转轴结构刚性差、轴系支撑结构复杂、加工难度大，极易产生挠性变形；在永磁电机高速运转时，多组定子和转子的同步控制逻辑复杂，难以实现多组定子和转子在高转速同步下的扭矩倍增，即同时出现转速降速、扭矩输出有限、功率输出大幅降低的情形。因此，在空间尺寸一定的条件下，急需提出一种多组永磁电机同轴拼接的新型电机结构，并从机械结构刚性和电气结构刚性一体化同步提升的角度，解决“串联形式”的永磁电机多组定子和转子在高转速同步下的扭矩倍增，进而实现功率倍增。

技术实现思路

[0004]本技术公开了一种同轴拼接的主轴电机，解决了现有的串联电机无法解决的上述技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案是：
[0006]一种同轴拼接的主轴电机，包括机壳、冷却水套以及多组永磁电机，所述永磁电机包括转轴、转子以及定子，所述转子设置在所述转轴上，所述转子包括磁轭和设置在所述磁轭上的磁钢，所述冷却水套固定安装在所述机壳内，所述定子固定安装在所述冷却水套内，多组所述永磁电机依次固定安装在所述冷却水套内且相邻两个所述永磁电机的转轴之间通过转轴连接结构串联在一起；位于所述主轴电机的一端的转轴伸出所述机壳形成主轴电机输出轴，位于所述主轴电机的另一端的转轴上设置编码器；
[0007]所述机壳与所述冷却水套之间和所述定子与所述冷却水套之间依次设有用于将多组所述永磁电机串联后多组所述定子的机械角保持一致的第四定位结构和第一定位结构；
[0008]所述转轴与所述磁轭之间和所述磁轭与所述磁钢之间依次设有用于将多组所述永磁电机串联后多组所述转子的机械角保持一致的第二定位结构和第三定位结构。
[0009]进一步地，所述第一定位结构和所述第二定位结构为键定位结构或销定位结构；
[0010]所述第三定位结构为设置在所述磁轭外径上与所述第二定位结构位于同一径向
方向上的定位槽结构。
[0011]进一步地，所述机壳包括多个依次串联连接的子机壳，所述冷却水套包括多个依次固定安装在所述机壳内的子冷却水套；
[0012]所述第四定位结构设置在所述子机壳与所述子冷却水套之间。
[0013]进一步地，所述第四定位结构为设置在前一级子机壳与后一级子冷却水套之间的键定位结构或销定位结构。
[0014]进一步地，所述子冷却水套包括冷却水套本体和设置在所述冷却水套本体上用于安装轴承的轴承安装部，所述冷却水套本体的外径上设有冷却流道。
[0015]进一步地，所述转轴连接结构为花键结构，所述花键结构上设有与所述第二定位结构对应的第五定位结构。
[0016]进一步地，所述转轴连接结构为调节盘结构，所述调节盘结构上设有与所述第二定位结构对应的第六定位结构。
[0017]进一步地，所述第五定位结构和所述第六定位结构为定位销结构。
[0018]一种用于组装本技术所述的同轴拼接的主轴电机的方法，包括如下步骤：
[0019]S1：粘结磁钢，以磁轭上的第三定位结构为基准粘贴磁钢，使得第一片磁钢的中心线和第三定位结构中线对准，将磁钢依次粘接到磁轭上，以构成转子；
[0020]S2：通过第二定位结构将转子安装到转轴上，使得转子上磁钢中心线与转轴上的第二定位结构的中心线对齐；
[0021]通过第一定位结构将定子安装在冷却水套内，然后将装有定子的冷却水套通过第四定位结构安装在机壳内；
[0022]S3：将安装有转子的转轴安装在所述定子内，并通过转轴连接结构依次将各级永磁电机的转轴连接。
[0023]本技术公开的一种同轴拼接的主轴电机的有益效果：由于在机壳与定位水套、定子与定位水套、转轴与磁轭以及磁轭与磁钢之间均设有定位结构，使得多级永磁电机串联后，各级永磁电机的机械角能够保持一致，进而能够保证各级永磁电机的电气角一致，从而保证了永磁电机串联后的输出转矩，提高了串联后的输出效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本技术公开的同轴拼接的主轴电机的第一实施例的轴向剖视图；
[0026]图2为图1中的虚线框的放大图；
[0027]图3为永磁电机输出转矩减少百分比和电气角偏差值之间的关系曲线图；
[0028]图4为本技术公开的同轴拼接的主轴电机的第一实施例的径向剖视图；
[0029]图5为本技术公开的同轴拼接的主轴电机的定子结构图；
[0030]图6为本技术公开的同轴拼接的主轴电机的子冷却水套的结构图；
[0031]图7为本技术公开的同轴拼接的主轴电机的转轴连接的结构图，图中采用调
节盘进行连接；
[0032]图8为调节盘的主视图；
[0033]图9为转轴连接结构为花键轴的示意图，图中为花键孔的示意图；
[0034]图10为花键轴的结构图；
[0035]图11为本技术公开的同轴拼接的主轴电机的第二实施例的轴向剖视图；
[0036]图12为本技术公开的同轴拼接的主轴电机的第二实施例的径向剖视图。
[0037]图中：1、机壳；10、子机壳；2、冷却水套；20、子冷却水套；21、子冷却水套本体；22、轴承安装部；23、冷却流道；24、进水口；25、出水口；3、永磁电机；30、转轴；31、转子；310、磁轭；311、磁钢；32、定子；320、定子铁芯；321、线圈U相；33、前端盖；34、后端盖；4、转轴连接结构；40、调节盘；401、调节盘上的定位孔；402、调节盘上的连接孔；41、花键孔；411、花键孔或花键轴上的定位孔；42、花键轴；5、编码器；60、第一定位结构；61、第二定位结构；62、第三定位结构；63、第四定位结构；64、第五定位结构；65、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同轴拼接的主轴电机，其特征在于，包括机壳(1)、冷却水套(2)以及多组永磁电机(3)，所述永磁电机(3)包括转轴(30)、转子(31)以及定子(32)，所述转子(31)设置在所述转轴(30)上，所述转子(31)包括磁轭(310)和设置在所述磁轭(310)上的磁钢(311)，所述冷却水套(2)固定安装在所述机壳(1)内，所述定子(32)固定安装在所述冷却水套(2)内，多组所述永磁电机(3)依次固定安装在所述冷却水套(2)内且相邻两个所述永磁电机(3)的转轴(30)之间通过转轴(30)连接结构串联在一起；位于所述主轴电机的一端的转轴(30)伸出所述机壳(1)形成主轴电机输出轴，位于所述主轴电机的另一端的转轴(30)上设置编码器(5)；所述机壳(1)与所述冷却水套(2)之间和所述定子(32)与所述冷却水套(2)之间依次设有用于将多组所述永磁电机(3)串联后多组所述定子(32)的机械角保持一致的第四定位结构(63)和第一定位结构(60)；所述转轴(30)与所述磁轭(310)之间和所述磁轭(310)与所述磁钢(311)之间依次设有用于将多组所述永磁电机(3)串联后多组所述转子(31)的机械角保持一致的第二定位结构(61)和第三定位结构(62)。2.根据权利要求1所述的一种同轴拼接的主轴电机，其特征在于，所述第一定位结构(60)和所述第二定位结构(61)为键定位结构或销定位结构；所述第三定位结构(62)为设置在所述磁轭(310)外径上与所述第二定位结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，姜贺，郭杰，杨金明，桑瑞林，迟宁，何毅，马国旭，汪鑫，胡雨杭，于洋，王忠玉，杨润枝，郐娟，
申请(专利权)人：科德数控股份有限公司，
类型：新型
国别省市：