轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配工装及系统的制作方法

本实用新型涉及电机领域，特别是指一种轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配工装及系统。

背景技术：

轴向永磁电机(axial flux permanent magnet machine，AFPMM)也称盘式永磁电机(或轴向磁场/磁通电机)，气隙呈平面型，气隙磁场沿轴向分布，因其结构紧凑、效率高、功率密度大等优点获得越来越多的关注。AFPMM尤其适合应用于电动车辆、可再生能源系统、飞轮储能系统和工业设备等要求高转矩密度和空间紧凑的场合。

图1示出了轴向盘式永磁电机的一种典型结构，其包括位于中间的定子组件和位于两侧的转子组件，其中：定子组件包括定子铁芯6'、绕设在定子铁芯6'上的定子线圈5'、以及用于固定定子铁芯6'和定子线圈5'的定子支架1'，定子铁芯6'通常采用软磁复合材料(Soft Magnetic Composite，SMC)制成，以降低涡流损耗；转子组件包括位于定子组件两侧成对设置的磁钢片4'、设置在磁钢片4'背面的转子导磁板3'、以及设置在转子导磁板3'背面的转子支撑/转子盘2'。转子导磁板上在相邻磁钢片之间通常还设置有起间隔作用的间隔条。

目前在将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘上时，只有手工装配方式，存在定位不准确，不能有效保证转子动平衡的问题。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种定位准确，能够有效保证转子动平衡的轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配工装及系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一方面，提供一种轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配工装，用于将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘上，所述装配工装包括底座，其中：

所述底座上相对设置有第一支臂和第二支臂，所述第一支臂上设置有用于驱动所述第一支臂相对所述第二支臂运动的第一驱动装置；

所述第一支臂上设置有用于安装磁钢片间隔条的夹具，所述夹具包括与转子盘位置相对的圆柱形夹具主体，所述夹具主体的端面设置有能够相对所述夹具主体的轴向弹性伸缩的圆盘状间隔条安装部，所述间隔条安装部上设置有用于放置磁钢片间隔条的凹槽，所述凹槽的形状与磁钢片间隔条的形状相适应，所述凹槽的位置与磁钢片间隔条的装配位置相吻合，所述夹具主体在所述凹槽的后方设置有用于支撑磁钢片间隔条的支撑板；

所述第二支臂用于固定带有转子导磁板的转子盘。

进一步的，所述夹具主体的端面周围设置有安装孔，所述安装孔内设置有弹簧，所述弹簧的末端连接所述间隔条安装部。

进一步的，所述夹具主体的后部通过固定轴固定在所述第一支臂上。

进一步的，所述底座上在所述第一支臂的下方两侧设置有凸台，所述凸台之间形成滑道，所述第一支臂位于所述滑道内。

进一步的，所述第一支臂的下部设置有丝杠，所述第一驱动装置为驱动连接所述丝杠的步进电机。

进一步的，所述第二支臂上设置有用于固定转子盘的转子定轴和用于固定所述转子定轴的盖板。

另一方面，提供一种轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配系统，包括带有转子导磁板的转子盘以及磁钢片间隔条，还包括上述的装配工装。

进一步的，所述转子盘的侧面具有凸起的内环形壁和外环形壁，所述内环形壁和外环形壁之间形成用于放置转子导磁板、磁钢片和磁钢片间隔条的腔体。

进一步的，所述内环形壁和外环形壁上设置有用于容纳磁钢片间隔条端部的豁口。

进一步的，所述装配系统还包括涂胶工装，所述涂胶工装包括支架，其中：

所述支架的中部侧面设置有用于放置所述转子盘的安装台，所述安装台上设置有用于驱动所述转子盘水平旋转的第二驱动装置；

所述支架的顶部侧面在所述安装台的上方设置有胶枪，所述胶枪上连接有用于驱动所述胶枪沿水平直线移动的第三驱动装置，所述胶枪的喷嘴的移动路线在所述转子盘上的投影经过所述转子盘的旋转轴线。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中，装配工装能够将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘上，实现自动化装配，定位准确，能够有效保证转子动平衡。

附图说明

图1为现有技术中轴向盘式永磁电机的典型结构示意图；

图2为本实用新型的轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配工装的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为立体图；

图3为图2所示装配工装中夹具的结构示意图，其中(a)为安装磁钢片间隔条前的结构图，(b)为安装磁钢片间隔条后的结构图；

图4为本实用新型的轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配系统中转子盘的结构示意图；

图5为本实用新型的轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配系统中磁钢片间隔条的结构示意图；

图6为本实用新型的轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配系统中涂胶工装的结构示意图，其中(a)为正视图，(b)为立体图；

图7为采用图6所示涂胶工装在带有转子导磁板的转子盘上涂胶后的效果图；

图8为采用图2所示装配工装将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘后的效果图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本实用新型提供一种轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配工装，用于将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘上，如图2-3所示，所述装配工装6包括底座61，其中：

底座61上相对设置有第一支臂62和第二支臂63，第一支臂62上设置有用于驱动第一支臂62相对第二支臂63运动的第一驱动装置64；

第一支臂62上设置有用于安装磁钢片间隔条14的夹具65，夹具65包括与转子盘11位置相对的圆柱形夹具主体651，夹具主体651的端面设置有能够相对夹具主体651的轴向弹性伸缩的圆盘状间隔条安装部652，间隔条安装部652上设置有用于放置磁钢片间隔条14的凹槽653，凹槽653的形状与磁钢片间隔条14的形状相适应，凹槽653的位置与磁钢片间隔条14的装配位置相吻合，夹具主体651在凹槽653的后方设置有用于支撑磁钢片间隔条14的支撑板654；

第二支臂63固设在底座61上即可，其用于固定带有转子导磁板12的转子盘11。

装配时，先在转子盘的转子导磁板上均匀涂胶，然后将转子盘固定在第二支臂上，将磁钢片间隔条固定在第一支臂的夹具上，之后通过第一驱动装置带动第一支臂朝向第二支臂运动以将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘上，具体的，将磁钢片间隔条放置在夹具主体的间隔条安装部的凹槽中，然后驱动第一支臂向第二支臂运动，当间隔条安装部接触到转子导磁板时，间隔条安装部开始向后收缩，然而由于间隔条安装部的凹槽后方有支撑板存在，故凹槽内的磁钢片间隔条开始脱离间隔条安装部并被送至转子导磁板上，最后磁钢片间隔条完全脱离间隔条安装部并装配至转子导磁板上，此时可停顿一段时间(如5s)待固体胶成型后，驱动各部件回到初始位置，从第二支臂上取下已装配上磁钢片间隔条的转子盘即可，至此磁钢片间隔条装配敷贴完成。

本实用新型的装配工装能够将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘上，实现自动化装配，定位准确，能够有效保证转子动平衡。

本实用新型中，间隔条安装部652的弹性可伸缩结构具体可以如下：

夹具主体651的端面周围设置有若干安装孔655，安装孔655内设置有弹簧656，弹簧656的末端连接间隔条安装部652，正常状态时间隔条安装部652在弹簧的推力作用下处于伸出状态，受压时处于收缩状态。这种结构实现简便，成本低。

为方便将夹具65固定在第一支臂62上，夹具主体651的后部可以通过固定轴657固定在第一支臂62上。

底座61上在第一支臂62的下方两侧可以设置有凸台611，凸台611之间形成滑道612，第一支臂62位于滑道612(图中所示实施例为燕尾形滑道)内，这样可以降低第一支臂62相对第二支臂63移动的误差，提高装配准确度。第一支臂62的下部可以设置有丝杠66，第一驱动装置64为驱动连接丝杠66的步进电机，这样通过电机结合丝杠的方式，驱动方便，控制性好。可以理解的是，第一驱动装置64还可以采用本领域技术人员容易想到的其他方式实现对第一支臂62的直线驱动，此处不再详述。

为方便将带有转子导磁板12的转子盘11固定在第二支臂63上，第二支臂63上可以设置有用于固定转子盘11的转子定轴658和用于固定该转子定轴658的盖板659，盖板659可以通过螺栓固定在第二支臂63上以夹紧固定住转子定轴658。

另一方面，本实用新型提供一种轴向盘式永磁电机转子磁钢片间隔条装配系统，包括带有转子导磁板的转子盘以及磁钢片间隔条，还包括上述的装配工装。由于装配工装结构与上相同，故此处不再赘述。

本实用新型的装配系统，通过装配工装能够将磁钢片间隔条装配至带有转子导磁板的转子盘上，实现自动化装配，定位准确，能够有效保证转子动平衡。

如图4-5所示，为提高转子导磁板12和磁钢片的固定效果，转子盘11的侧面优选具有凸起的内环形壁111和外环形壁112，内环形壁111和外环形壁112之间形成用于放置转子导磁板12、磁钢片(未示出)和磁钢片间隔条14的腔体113。并且，内环形壁111和外环形壁112上优选设置有用于容纳磁钢片间隔条14端部的豁口114，以实现磁钢片间隔条14的周向定位，实现传递较大转矩。具体的，磁钢片间隔条14的两端可以为圆弧形，豁口114为相适应的圆弧形豁口。

考虑到手工涂胶既不能保证涂胶量的一致性，又不能保证涂胶厚度的均匀性，进而会影响构件结合力并造成微量动不平衡，为避免该问题，上述装配系统还可以包括涂胶工装，用于在转子导磁板上涂胶，如图6所示，该涂胶工装4包括支架41，其中：

支架41的中部侧面设置有用于放置转子盘11(带转子导磁板12)的安装台42，安装台42上设置有用于驱动转子盘11水平旋转的第二驱动装置43(具体可以采用步进电机)；

支架41的顶部侧面在安装台42的上方设置有胶枪44，胶枪44上连接有用于驱动胶枪44沿水平直线移动的第三驱动装置45(具体可以采用步进电机结合丝杠来带动胶枪移动)，胶枪44的喷嘴的移动路线在转子盘11上的投影经过转子盘11的旋转轴线。

使用时，先启动第二驱动装置，第二驱动装置驱动转子盘水平转动，然后启动胶枪，胶枪开始在气压作用下喷胶，同时利用第三驱动装置驱动胶枪沿水平直线移动，合理控制转子盘的转速和胶枪的移动速度，即可在转子盘的转子导磁板上形成均匀的螺旋胶线(如图7所示)。之后，可以停顿一定时间(如6分钟)，让胶进入半凝固状态，再将磁钢片间隔条装配至转子导磁板上(装配后效果如图8所示)。这样，通过涂胶工装能够实现自动化涂胶，且能保证涂胶量的一致性和涂胶厚度的均匀性，进一步提高转子磁钢片间隔条的装配质量。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。