一种表贴式高速永磁电机护套和永磁体过盈装配结构的制作方法

本发明涉及一种高速永磁电机转子结构，尤其涉及一种过盈配合装配结构。

背景技术：

对于表贴式高速永磁电机转子，由于永磁体是脆性材料，不能承受较大的离心拉应力，高速转子结构往往运行于每分钟几万甚至几十万转以上，需要高强度的护套通过过盈配合的方式给永磁体在高速下提供足够的压应力，以保证永磁体和护套在高速下不发生分离碎裂事故。由于永磁体和护套采用过盈配合方式，过盈量通常只有0.1-0.3mm，传统的方式很容易导致永磁体在装配时发生破坏和导致装配困难等问题。为了实现高转速，保证高速永磁电机转子在过盈装配过程中顺利高效进行，需对现有技术进行改进解决技术不足之处。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、工艺成熟的高速永磁电机护套和永磁体过盈装配结构，可满足对转子稳定性和可靠性的要求。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种表贴式高速永磁电机护套和永磁体过盈装配结构，由导向套、护套、永磁体和转轴组成；所述的转轴为一个阶梯轴，下端阶梯与永磁体下端面配合连接，永磁体与转轴采用间隙配合，内表面通过胶粘结，永磁体上端面与导向套下端面配合，保证能压紧和避免干涉配合，导向套内表面与转轴紧间隙配合。

其中，所述的导向套外表面设计成上半部分为锥面，下半部分一段为等圆柱面，一段为凹台，其中外圆柱面的直径与永磁体外径相同，凹台外径比圆柱面小1mm以上，防止装配后的护套上端与导向套下端发生干涉配合。

其中，永磁体采用环形或者实心的高能量密度的稀土永磁体材料，耐高温达350℃的smco系列或者ndfeb系列。

其中，护套采用高强度的合金材料或纤维材料，如钛合金和镍铬铁合金等，抗拉强度达到1000mpa以上。

本发明的原理在于：一种表贴式高速永磁电机护套和永磁体过盈装配结构，由转轴、护套、永磁体和导向套组成。转轴为一个阶梯轴，下端阶梯与永磁体下端面配合连接，永磁体与转轴采用间隙配合，内表面通过胶粘结，永磁体上端面与导向套下端面配合，保证能压紧和避免干涉配合。导向套内表面与转轴紧间隙配合，外表面设计成上半部分为锥面，下半部分一段为等圆柱面，一段为凹台。护套通过加热后，内表面膨胀扩大，通过导向套上端面较小的锥面自上而下装套在永磁体外表面，当温度降至常温状态，就实现护套和永磁体的过盈配合。永磁体采用环形或者实心的高能量密度的稀土永磁体材料，护套采用高强度的合金材料，如钛合金和镍铬铁合金等。本发明先将永磁体外表面进行精加工，然后根据电机转子所需要的过盈量进行护套内表面精加工，以确保精确的工差配合。装配时首先将永磁体通过粘结与转轴固定，再将导向套与转轴配合，并与永磁体上端面配合。加热的护套通过探测内径膨胀量达到所需的大小后，便可将护套通过导向套上端自上而下装配于永磁体上。

本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点：由于消除了传统直接安装连接方式，可避免永磁体与护套在装配过程中出现轴心偏离不对中，产生碎裂事故的问题，有效提高和简化转子装配过程，合理的过盈量配合精度，可保证安装配合过程护套内径热膨胀量的预测，能有效实现降低护套加热的温度，解决了脆性永磁体在高速离心应力左右下的强度问题，保证高速永磁电机转子高速运行时的稳定性和可靠性。可以补充更多优点。

附图说明

图1为表贴式高速永磁电机护套和永磁体过盈装配结构；

图2为护套和永磁体过盈配合原理示意图；

图中：1为导向套，2为护套，3为永磁体，4为转轴。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，本发明是一种表贴式高速永磁电机护套和永磁体过盈装配结构，其主要由导向套1、护套2、永磁体3和转轴4组成。转轴4为一个阶梯轴，下端阶梯与永磁体3下端面配合连接，永磁体3与转轴4采用间隙配合，内表面通过胶粘结，永磁体3上端面与导向套1下端面配合，保证能压紧和避免干涉配合，导向套1内表面与转轴4紧间隙配合。永磁体3采用环形或者实心的高能量密度的稀土永磁体材料，护套2采用高强度的合金材料，如钛合金和镍铬铁合金等。永磁体3外径rm通过精加工获得，护套2内径rs基于永磁体3外径的精度尺寸和所需要的过盈量的大小通过精加工获得。为了实现过盈配合，应保证rm>rs。加热护套2使之受热膨胀，并保温使达到热平衡，期间通过探测护套2内径膨胀量超过永磁体3外径一定大小，可将其通过导向套1自上而下安装于永磁体3外表面，当温度恢复至室温，护套2和永磁体3将实现过盈装配。

此外，需要指出本发明中所述的部件名称和形状可以不同，凡是依本发明构思所述的构造、特征和原理所做的修改、补充和改进，均应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种表贴式高速永磁电机护套和永磁体过盈装配结构，由转轴、护套、永磁体和导向套组成。转轴为一个阶梯轴，永磁体上端面与导向套下端面配合，导向套外表面上半部分为锥面，下半部分一段为等圆柱凹台，可避免干涉配合。护套通过加热后，内表面膨胀扩大，通过导向套上端面的锥面自上而下套装在永磁体外表面，当温度降至常温状态，就实现护套和永磁体的过盈配合。由于稀土永磁材料价格昂贵，传统的方法在护套高温条件下，夹持装配时很难保证护套内表面和永磁体在径向和轴向完全对中，导致永磁体在装配过程易发生碎裂问题。该结构可有效保证护套和永磁体过盈装配顺利实施，有效提高高速永磁电机转子的装配效率和降低电机成本。

技术研发人员：黄梓嫄;韩邦成;郑世强;周冲;魏世通;王棣
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2018.09.30
技术公布日：2019.01.08