专利名称：一种电机主轴与编码器的连接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电机转轴的联轴器，确切地说，涉及一种大功率电机 主轴与编码器的连接装置，属于高压变频器的智能调速设备技术领域。
背景技术：
编码器是一种用于速度控制或位置控制系统的检测元件，其中光电编码器 是通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉沖或数字量的传感器， 通常用来测量电机转速。光电编码器由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是 在一定直径的圆板上等分地开设若干个圆弧形通孔。由于光电码盘与电机同轴， 电机旋转时，光栅盘与电机同轴同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检 测装置检测输出若干脉沖信号，再通过计算光电编码器每秒输出的脉冲个数就 能反映该电机的当前转速。其技术参数主要有每转的脉沖个数(数十个到几千 个都有)和供电电压等。它分为单路输出和双路输出两种。单路输出是指光电
编码器的输出是一组脉冲，而双路输出的光电编码器输出相位相差90度的两组 脉冲，通过这两组脉冲不4又可以测量电才几转速，还可判断电4几旋转的方向。
现在，编码器已经广泛用于高压变频器驱动的大功率电机的转速测量和控 制，将编码器测量得到的转速数据反馈给高压变频器，从而对该大功率电机实 现智能调节转速的目的。
当前，编码器大都采用其附带的配件-软连接器(硬橡胶材料制成)或刚 性弹簧的连接方式与电机主轴结合为一体。由此带来的问题是电机主轴通过软 连接器或刚性弹簧联接主轴进行高速旋转时，该电机主轴的轴向串动都将会通 过软连接器或刚性弹簧传递给编码器，对精密仪器-编码器造成损坏，大大缩 短编码器的使用寿命。另外，编码器通常用于小功率电机或步进电机的控制， 现在将其连接到大、中功率电机主轴上，由于两者的连接不甚适宜和精准，也使得测量得到的转速数值与实际数据存在较大误差在电机开始旋转的启动瞬
间，有测量滞后的现象，而在电机旋转的停止瞬间，则有测量超前的误差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种电机主轴与编码器的连接装置，该装 置能够较好地解决电机高速旋转时，主轴轴向移动对编码器造成的损害，而且， 体积小巧，结构简单，制造容易，成本低廉，操作与维护方便，传动精度高， 响应快，动态稳定性好。
为了达到上述目的，本发明提供了一种电机主轴与编码器的连接装置，包
括编码器的附件硬橡胶材料制成的软连接器；其特征在于，该连接装置还包 括下述零件紧固连接在电机主轴轴端的联轴档盖，在该联轴档盖中间通孔中 贯穿而滑动连接的一个方圓连接轴，该方圆连接轴的另 一端伸入与编码器紧固 为一体的软连接器的通孔内，两者藉由螺钉锁固连接，藉由该方圆连接轴和软 连接器将电机主轴的旋转传递给编码器，并吸收、抵消主轴的轴向移动；在电 机主轴轴承外环的机壳上螺固安装的轴承盖，藉由该轴承盖的中间通孔周边螺 孔的螺栓而螺固的法兰盘，该法兰盘为中空薄壁圆筒，该法兰盘的另一端与编 码器的壳体紧固连接。
所述电机主轴的轴端工艺中心孔在其轴向和径向都被作了拓深和扩展，其
深度和直径都要大于所述方圆连接轴的轴向移动和径向移动的最大尺寸。
所述联轴档盖是个中间为圆柱凸台的薄壁盖状零件，圆柱凸台的中心设有 用于贯穿方圆连接轴的方孔，该档盖藉由其径向均布的通孔中的螺栓螺固在电 才几主轴的端面。
所述轴承盖固装在电机主轴轴承外环的机壳上后，其中间通孔的中心线与 电才几主轴的同轴误差要小于0.05mm。
所述法兰盘的一端的定位凸台的中心线与其另 一端通孔内径的同轴误差小 于0.05mm，以便藉由该定位凸台与轴承盖的中间通孔的精准配合、以及通过法 兰盘另一端通孔内径与编码器外壳的精准定位，使得编码器与电机主轴位于同一轴线。
所述方圓连接轴是一端为带有螺固平面的圆柱体、另 一端为正四方体的柱
状零件，该零件材料为中碳钢，表面光洁度不低于V6，且有渗碳硬化层，与其 它零件的装配间隙小于0.05mm。
所述联轴档盖中间通孔的形状是正四边形或其它正多边形；如果该联轴档 盖中间通孔的形状为正多边形时，则方圓连接轴的另 一端是与该通孔形状对应 的正多边形的柱状零件。
所述联轴档盖、轴承盖、法兰盘的材料都是中碳钢。
所述电机是l.lkW以上的大、中功率电才几。
本发明是一种电机主轴与编码器的连接装置，特别适用于高压变频器的大、 中功率电机的转速测量的智能调节。该装置较好地解决了大、中功率电机主轴 在高速旋转时，主轴轴向移动时对编码器造成的损害，该装置结构新颖、简单、 实用，制造、使用和维护的成本低廉，能够将电机主轴的转动连接精准地传递 给编码器，精度高、响应快、动态稳定性好，而且，保护功能完善、体积小巧、 拆装、操作与维护方便。
图l是本发明电机主轴与编码器的连接装置装配图。 图2是图1的局部(B)放大图。
图3是本发明电机主轴与编码器的连接装置方圆连接轴的轴测图。 图4是编码器的硬橡胶软连接器的轴测图。
图5 (A)、 (B)分别是本发明电机主轴与编码器的连接装置的联轴档盖的 两个不同方位轴测图。
图6 (A)、 (B)分别是是本发明电机主轴与编码器的连接装置的联法兰盘 的两个不同方位轴测图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作 进一步的详细描述。
参见各个附图，介绍本发明电机主轴与编码器的连"^妻装置的结构组成，该
连接装置包括下列零件(参见图1和图2 ):紧固连接在电机主轴2轴端的联轴 档盖1,在该联轴档盖1中间通孔中贯穿而滑动连接的一个方圆连接轴4(参见 图3)，该方圆连接轴4的另一端伸入与编码器6紧固为一体的、作为编码器件 的硬橡胶材的软连接器7 (参见图4)的通孔内，两者藉由锁固螺钉连接，藉由 该方圓连接轴4和软连接器7将电机主轴2的旋转传递给编码器6，并吸收、 抵消电机主轴2的轴向移动；在电机主轴2轴承外侧的机壳上螺固安装的轴承 盖4，藉由该轴承盖4的中间通孔周边螺孔的螺栓而螺固的法兰盘5，该法兰盘 5为中空薄壁圆筒，该法兰盘5的另一端与编码器6的壳体紧固连接。本发明 通过相关零件的定位凸台或止口以及其它几何尺寸的精细加工，能够保证编码 器6与电机主轴2的同轴精度。其中的方圆连接器4是关键零件，既用于传递 电机的扭距，又能够轴向自由滑动，正是通过它的滑动，能够吸收电机主轴2 的轴向移动，从而保护编码器6免遭该轴向力的损害。
从图l和图2可见，本发明的电机主轴2的轴端的工艺中心孔在其轴向和 径向都^皮作了拓深和扩展，其深度和直径都要大于方圆连^l妄轴4的轴向移动和 径向移动的最大尺寸。需要说明的是本发明特别适用于UkW以上的大、中功 率电机与编码器的转速测量。
下面简单介绍本发明的几个主要零件
参见图3,方圆连接轴4是一端为带有螺固平面的圓柱体、另一端为正四 方体的柱状零件，该零件材料为中碳钢，表面光洁度不低于V6，且有渗碳硬化 层，与其它零件的装配间隙小于0.05mm。
参见图5,联轴档盖1是个中间为圆柱凸台的薄壁盖状零件，圆柱凸台的 中心设有用于贯穿方圆连接轴4的方形通孔，该档盖藉由其径向均布的三个通孔中的螺栓螺固在电机主轴2的端面。联轴档盖1中间通孔的形状是正四边形
或其它正多边形；如果该联轴档盖中间通孔的形状为正多边形时，则方圆连接 轴4的另一端是与该通孔形状对应的正多边形的柱状零件。
本发明的轴承盖3固装在电机主轴2轴承外侧的机壳上后，其中间通孔的 中心线与电机主轴2的同轴误差要小于0.05mm。
参见图6,法兰盘的一端的定位凸台的中心线与其另一端通孔内径的同轴 误差小于0.05mm，以便藉由该定位凸台与轴承盖的中间通孔的精准配合、以及 通过法兰盘另一端通孔内径与编码器外壳的精准定位，使得编码器与电机主轴 位于同一轴线。本发明的联轴档盖、轴承盖、法兰盘的材料都是中碳钢。
本发明已经试制出样机并进行了试验实施，试验实施是在6kV/245kW的异 步电动机上进行的，该连接装置的试验运转的效果非常显著，传动精度高、响 应快、动态稳定性好，达到了预期的发明目的。
权利要求
1、一种电机主轴与编码器的连接装置，包括编码器的附件硬橡胶材料制成的软连接器；其特征在于，该连接装置还包括下述零件紧固连接在电机主轴轴端的联轴档盖，在该联轴档盖中间通孔中贯穿而滑动连接的一个方圆连接轴，该方圆连接轴的另一端伸入与编码器紧固为一体的软连接器的通孔内，两者藉由螺钉锁固连接，藉由该方圆连接轴和软连接器将电机主轴的旋转传递给编码器，并吸收、抵消主轴的轴向移动；在电机主轴轴承外环的机壳上螺固安装的轴承盖，藉由该轴承盖的中间通孔周边螺孔的螺栓而螺固的法兰盘，该法兰盘为中空薄壁圆筒，该法兰盘的另一端与编码器的壳体紧固连接。
2、 根据权利要求1所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征在于所 述电机主轴的轴端工艺中心孔在其轴向和径向都被作了拓深和扩展，其深度和 直径都要大于所述方圆连接轴的轴向移动和径向移动的最大尺寸。
3、 根据权利要求1所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征在于所 述联轴档盖是个中间为圆柱凸台的薄壁盖状零件，圆柱凸台的中心设有用于贯 穿方圓连接轴的方孔，该档盖藉由其径向均布的通孔中的螺栓螺固在电机主轴 的端面。
4、 根据权利要求1所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征在于所 述轴承盖固装在电机主轴轴承外环的机壳上后，其中间通孔的中心线与电机主 轴的同轴误差要小于0.05mm。
5、 根据权利要求1或4所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征在于 所述法兰盘的一端的定位凸台的中心线与其另一端通孔内径的同轴误差小于 0.05mm,以便藉由该定位凸台与轴承盖的中间通孔的精准配合、以及通过法兰 盘另一端通孔内径与编码器外壳的精准定位，使得编码器与电机主轴位于同一 轴线。
6、 根据权利要求1所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征在于所 述方圆连接轴是一端为带有螺固平面的圓柱体、另一端为正四方体的柱状零件，该零件材料为中碳钢，表面光洁度不低于V6，且有渗碳硬化层，与其它零件的 装配间隙小于0.05mm。
7、 根据权利要求1或6所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征在于 所述联轴档盖中间通孔的形状是正四边形或其它正多边形；如果该联轴档盖中 间通孔的形状为正多边形时，则方圆连接轴的另 一端是与该通孔形状对应的正 多边形的柱状零件。
8、 根据权利要求1所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征在于所 述联轴档盖、轴承盖、法兰盘的材料都是中碳钢。
9、 根据权利要求1所述的电机主轴与编码器的连接装置，其特征用于所 述电机是UkW以上的大、中功率电机。
全文摘要
一种电机主轴与编码器的连接装置，包括下述零件编码器的硬橡胶软连接器，紧固连接在电机主轴轴端的联轴档盖，在该联轴档盖中间通孔中贯穿而滑动连接的方圆连接轴，该方圆连接轴的另一端伸入与编码器紧固为一体的软连接器的通孔内，两者藉由螺钉锁固连接，藉由该方圆连接轴和软连接器将电机主轴的旋转传递给编码器，并吸收、抵消主轴的轴向移动；在电机主轴轴承外侧的机壳上螺固的轴承盖，藉由该轴承盖的中间通孔周边螺栓而螺固的法兰盘，该法兰盘为中空薄壁圆筒，其另一端与编码器壳体紧固连接。该装置解决了电机旋转产生的轴向移动损害编码器的问题，体积小，结构简单，制造容易，成本低，操作与维护方便，传动精度高，响应快，动态稳定性好。
文档编号H02K29/06GK101299564SQ20081010200
公开日2008年11月5日 申请日期2008年3月14日 优先权日2008年3月14日
发明者齐云凯 申请人:北京合康亿盛科技有限公司