一种高速电机的制作方法

文档序号:7316308
专利名称:一种高速电机的制作方法
技术领域
本实用新型涉及机械制造领域,尤其涉及高速电机。
背景技术
高速旋转机械设备广泛应用于国防、冶金、矿山、化工等领域,如各类大型风机、透 平压缩机、船舶动力系统和离心压缩机等。高速旋转机械设备在我国国民经济中占有极其 重要的地位。传统的高速旋转机械设备,多采用传动系统(皮带传动、齿轮箱传动等)实现增 速,动力源多为普通电机。采用这一类传动方式的旋转机械设备允许的最高工作转速较低, 由于传动系统复杂,工作时振动噪声大,故障点多,维修较复杂,特别是不利于实现无级调 速,能量消耗高,工作效率低。为了实现无级调速、节能降耗,提高旋转机械的极限工作转速,高速旋转机械设备 的发展趋势是,直接采用变频电源驱动的高速电机作为动力源,取代传统的普通电机和增 速箱系统。这种高速电机是集成了机械、电气、控制、电力电子和新材料等各种先进技术的 高度机电一体化的产品。其特点在于,将电机的功能与传统的齿轮箱等传动系统从结构上 融为一体,省去了复杂的中间传动环节,具有调速范围宽、转动惯量小、能量消耗少、工作效 率高、易于实现无级调速和精密控制等优点。随着现代装备制造业向高速度、高效率、低能 耗、高自动化方向不断发展,高速电机的技术提升和结构创新显得越来越迫切。目前广泛采用的高速电机的结构方案是,将电机转子过盈套在主轴上,利用转子 与主轴的过盈涨紧力来传递扭矩。该方案在工程实际应用中存在几个弊端1、转子安装不 方便,通常要加热到较高温度后才能套到主轴上,如果在套入过程中转子冷却过快或对中 不好或操作者节奏太慢,都有可能导致转子与主轴“抱死”而不能安装到位;2、转子拆卸不 方便,由于过盈联结的摩擦力很大,拆卸需要专门的压力机,许多情况下,拆下转子后发现 主轴和电机转子内孔已经损坏,不能继续使用;3、高速旋转条件下,电机转子在离心力的作 用下会增大,导致电机转子与主轴之间的过盈减小,电机实际能传递的扭矩减小甚至根本 不能传递扭矩;4、如果为了克服离心力导致传递的扭矩减小,可采用增大转子内孔与主轴 的过盈量的方法,但是由于过盈量增大后,转子内表面受到的应力增大,容易损坏转子;5、 由于主轴采用整体结构,导致主轴长度很长,加工不方便,对机床加工能力要求高;6、整体 结构的主轴由于长度过长,运输过程中容易产生变形;7、主轴过长,导致主轴系统临界转速 降低,不利于实现高速化。

实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种结构简单、便于 拆装、便于加工、扭矩传递量增大、临界转速和回转精度提高的高速电机。为解决上述技术问题,本实用新型采用以下技术方案一种高速电机,包括电机壳体、电机主轴、电机定子和电机转子,所述电机定子套设于电机壳体内,所述电机转子置于电机定子内,所述电机主轴包括前半轴、后半轴和拉 杆,所述拉杆空套于所述电机转子的内孔中,拉杆前端与前半轴螺纹连接,拉杆后端与后半 轴螺纹连接,且前半轴与后半轴经拉杆拉紧夹持于电机转子的两端。所述后半轴上沿轴向开设有一通孔,所述拉杆后端开设有与所述通孔相通的拉紧 螺纹孔。所述前半轴和后半轴均于与电机转子相接的一端设有定位轴肩,所述电机转子的 两端均设有与定位轴肩配合的定位止口。所述电机壳体前端装设有前法兰组件,所述前半轴支承于前法兰组件上,电机壳 体后端装设有后法兰组件,所述后半轴支承于后法兰组件上。与现有技术相比,本实用新型的优点在于本实用新型的高速电机采用由前半轴、后半轴和拉杆组装而成的主轴结构替代传 统过盈连接结构,其结构更加简单,避免了传统过盈连接结构在装配和拆卸中出现的各种 麻烦,便于安装,可大大降低装配难度、节约生产成本、提高生产效率,同时便于拆卸,使维 修更加方便;可以避免传统过盈连接结构中转子内孔的内应力过大导致转子损坏;通过电 机转子前后端面与前半轴、后半轴之间的摩擦力来传递扭矩,可以避免传统过盈连接结构 中电机转子在离心力的作用下内孔膨胀、过盈量减小而导致电机实际传递扭矩减小的情 况,使实际扭矩传递量增大,有利于电机高速化发展;有利于减小转子内孔,可以增大转子 磁钢的径向布置空间,减小转子体积,避免磁饱和现象,同时还可以减小主轴跨距,提高主 轴系统临界转速;前半轴、后半轴的长度相比于现有技术中的主轴短很多,便于加工,且不 容易产生变形,有利于提高电机回转精度。通过拉杆后端开设的有拉紧螺纹孔,可以在装配 过程中使用拉紧螺杆辅助装配,保证前半轴与后半轴对电机转子形成足够的压紧力。前半 轴和后半轴均通过定位轴肩与电机转子上的定位止口配合,有利于提高装配精度和装配速 度。本实用新型的高速电机在装配时,通过拉紧螺杆对拉杆的拉伸实现前半轴和后半轴对 电机转子的预压紧,从而保证电机转子与前半轴、后半轴之间具有足够的摩擦力来传递扭 矩,不仅完全能够满足设备的装配参数要求,而且操作简单、快捷方便,有利于提高装配生 产效率,降低生产成本。

图1是本实用新型的结构示意图;图2是本实用新型的组装电机转子与主轴时的结构示意图。图中各标号表示1、电机壳体;2、电机主轴;3、前法兰组件;4、后法兰组件;5、电机定子;6、电机转 子;7、定位轴肩;8、拉紧螺杆;9、驱动油缸;10、支座;21、前半轴;22、后半轴;23、拉杆;61、 内孔;62、定位止口 ;101、孔隙;221、通孔、231、拉紧螺纹孔。
具体实施方式
图1示出了本实用新型的一种高速电机实施例,该高速电机包括电机壳体1、电机 主轴2、前法兰组件3、后法兰组件4、电机定子5和电机转子6,电机定子5套设于电机壳体 1内,电机主轴2置于电机定子5内,电机主轴2包括前半轴21、后半轴22和拉杆23,拉杆23空套于电机转子6的内孔61中,在拉杆23与内孔61之间留有间隙,拉杆23前端与前半 轴21螺纹连接,拉杆23后端与后半轴22螺纹连接,且前半轴21与后半轴22经拉杆23拉 紧夹持于电机转子6的两端,前法兰组件3装设于电机壳体1前端,前半轴21支承于前法 兰组件3上,后法兰组件4装设于电机壳体1后端,后半轴22支承于后法兰组件4上。本 实用新型的高速电机采用了由前半轴21、后半轴22和拉杆23组装而成的主轴结构,其结构 简单,避免了传统过盈连接结构在装配和拆卸中出现的各种麻烦,便于安装,可大大降低装 配难度、节约生产成本、提高生产效率,同时便于拆卸,使维修更加方便,降低了报废率;可 以避免传统过盈连接结构使转子内孔的内应力过大导致转子损坏;通过电机转子6前后端 面与前半轴21、后半轴22之间的摩擦力来传递扭矩,可以避免传统过盈连接结构中转子在 离心力的作用下内孔膨胀、过盈量减小而导致电机实际传递扭矩减小的情况,使实际扭矩 传递量增大,有利于电机高速化发展;减小了转子内孔,可以增大电机转子6上磁钢的径向 布置空间,减小电机转子6的体积,避免磁饱和现象,同时还可以减小电机主轴2的跨距,提 高主轴系统临界转速;前半轴21、后半轴22的长度相比于现有技术中的主轴短很多,便于 加工,且不容易产生变形,有利于提高电机回转精度。本实施例中,前半轴21和后半轴22均于与电机转子6相接的一端设有定位轴肩 7,电机转子6的两端均设有与定位轴肩7配合的定位止口 62,装配时,前半轴21和后半轴 22均通过定位轴肩7与电机转子6上的定位止口 62配合,有利于提高装配精度和装配速 度;后半轴23上沿轴向开设有一通孔221,拉杆23后端开设有与该通孔221相通的拉紧螺 纹孔231。可以在装配过程中使用如图2中所示的拉紧螺杆8辅助装配,使前半轴21与后 半轴22对电机转子6形成足够的压紧力,从而保证主轴扭矩的传递能力。如图1和图2所示,本实用新型的高速电机的装配步骤为(1)、将电机定子5装设于电机壳体1内;(2)、将拉杆23与前半轴21螺纹连接,并旋紧到位;(3)、将电机转子6空套于拉杆23上,并使电机转子6上的定位止口 62与前半轴 21上的定位轴肩7贴合,再将后半轴22与拉杆23螺纹连接,并旋转后半轴22,使后半轴22 上的定位轴肩7与电机转子6上的定位止口 62贴合;(4)、将一拉紧螺杆8前端套入后半轴22的通孔221中,并与拉杆23后端的拉紧 螺纹孔231螺纹连接,该拉紧螺杆8后端通过螺母与一拉紧驱动油缸9的活塞杆连接,在后 半轴22外空套有一支座10,该支座10 —端顶在电机转子6后端,另一端顶在驱动油缸9的 壳体上,且支座10周边设有可伸入扳手等工具的孔隙101,向驱动油缸9的有杆腔通入压力 油,驱使活塞杆拉着拉紧螺杆8向后运动,并通过拉紧螺杆8将拉杆23向后端拉伸,向后端 拉伸拉杆23时,拉伸量根据拉杆23的材料和要传递的扭矩确定,一股为0. Imm 1mm,本实 施例中拉伸量为0. 5mm,拉伸到位后,从支座10周边的孔隙101伸入扳手工具将后半轴22 进一步拧紧;(5)、拧松并取出拉紧螺杆8,使前半轴21与后半轴22在拉杆23的回复变形力作 用下进一步将电机转子6压紧并成为一个整体,实现前半轴21和后半轴22对电机转子6的 预压紧,从而保证电机转子6与前半轴21、后半轴22之间具有足够的摩擦力来传递扭矩;在装配步骤(5)之后安装前法兰组件3与后法兰组件4。该装配方法,不仅完全能够满足设备的装配参数要求,而且操作简单、快捷方便,有利于提高装配生产效率,降低生产成本。 上述只是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽 然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域 的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下,都可利用上述揭示的技术内容 对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因 此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型技术实质对以上实施例所做 的任何简单修改、等同变化及修饰,均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
权利要求一种高速电机,包括电机壳体(1)、电机主轴(2)、电机定子(5)和电机转子(6),所述电机定子(5)套设于电机壳体(1)内,所述电机转子(6)置于电机定子(5)内,其特征在于所述电机主轴(2)包括前半轴(21)、后半轴(22)和拉杆(23),所述拉杆(23)空套于所述电机转子(6)的内孔(61)中,拉杆(23)前端与前半轴(21)螺纹连接,拉杆(23)后端与后半轴(22)螺纹连接,且前半轴(21)与后半轴(22)经拉杆(23)拉紧夹持于电机转子(6)的两端。
2.根据权利要求1所述的高速电机,其特征在于所述后半轴(23)上沿轴向开设有一 通孔(221),所述拉杆(23)后端开设有与所述通孔(221)相通的拉紧螺纹孔(231)。
3.根据权利要求1或2所述的高速电机,其特征在于所述前半轴(21)和后半轴(22) 均于与电机转子(6)相接的一端设有定位轴肩(7),所述电机转子(6)的两端均设有与定位 轴肩(7)配合的定位止口(62)。
4.根据权利要求1或2所述的高速电机,其特征在于所述电机壳体(1)前端装设有 前法兰组件(3),所述前半轴(21)支承于前法兰组件(3)上,电机壳体(1)后端装设有后法 兰组件(4),所述后半轴(22)支承于后法兰组件(4)上。
5.根据权利要求3所述的高速电机,其特征在于所述电机壳体(1)前端装设有前法 兰组件(3),所述前半轴(21)支承于前法兰组件(3)上,电机壳体(1)后端装设有后法兰组 件(4),所述后半轴(22)支承于后法兰组件(4)上。
专利摘要本实用新型公开了一种高速电机,包括电机壳体、电机主轴、电机定子和电机转子,所述电机定子套设于电机壳体内,所述电机主轴置于电机转子内,所述电机主轴包括前半轴、后半轴和拉杆,所述拉杆空套于所述电机转子的内孔中,拉杆前端与前半轴螺纹连接,拉杆后端与后半轴螺纹连接,且前半轴与后半轴经拉杆拉紧,并将电机转子夹持于前半轴和后半轴的中间。该高速电机具有结构简单、便于拆装、便于加工、传递扭矩大、临界转速高的优点。
文档编号H02K7/10GK201690305SQ201020205708
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者吕浪, 李芳芳, 熊万里, 罗春龙, 蒋旭光 申请人:溧阳福思宝高速机械有限公司;湖南大学
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