一种电机组装结构及电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机电气技术领域。具体地，本实用新型涉及一种电机组装结构及电机。


背景技术：

2.电机是工业生产中常用的电气设备，其依靠电磁感应原理而运行，能够实现机械能和电能的相互转换。电机进行能量转换时，具备能做相对运动的两大部件：建立励磁磁场的部件，以及感生电动势并流过工作电流的被感应部件。这两个部件中，静止的称为定子，做旋转运动的称为转子。
3.电机包括多种类型，其中永磁电机因其具有更高的效率和更小的体积而被广泛的应用于工业生产中，特别是在煤矿、油田等工业场景中，设计人员更加青睐于使用永磁电机。永磁电机也包括定子和转子，其中，定子上配置有电枢绕组，转子上配置有体。对于大型永磁电机的生产，其中一道工序是将定子和转子装配在一起。由于定子和转子的体积和重量较大，通常需要借助吊装设备将转子吊起，使转子进入定子中以完成装配。
4.在实际组装过程中，经常会产生一些阻碍，例如某些零部件难以配合到位而导致组装效率低和零部件损伤。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电机组装结构及电机，用于在组装过程中解决零部件难以配合的问题，从而使得整个组装过程更加顺畅，提升组装效率，避免零部件的损伤。
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种电机组装结构，包括：导向轴，所述导向轴的第一端用于与所述电机的转轴固定装配，以在组装过程中对所述转轴进行预定位；靠近所述第一端的导向轴外周设有锥形环，所述锥形环的径向宽度朝向所述第一端扩张。
7.在一个实施例中，所述导向轴包括外筒体和内螺杆，所述内螺杆穿设于外筒体中。
8.在一个实施例中，所述锥形环设于所述外筒体上。
9.在一个实施例中，所述内螺杆的一端具有螺纹，用于与所述转轴内的孔结构固定装配。
10.在一个实施例中，所述外筒体具有第一端板，所述第一端板具有止口结构，用于与所述转轴的端部配合以定位所述转轴。
11.在一个实施例中，所述外筒体还具有第二端板，所述第一端板和第二端板上设有用于供所述内螺杆穿过的中心孔。
12.在一个实施例中，所述第二端板上设有用于紧固所述内螺杆的螺母。
13.在一个实施例中，所述电机的后端盖轴孔外侧还固定装配有导向盖，所述导向盖具有供所述导向轴穿过并且与所述锥形环配合以限位所述导向轴的阶梯孔。
14.在一个实施例中，所述阶梯孔的小孔孔径与所述导向轴相同，并且小于所述锥形
环的径向宽度。
15.根据本实用新型的第二方面，提供了一种电机，包括如上述实施例任一项所述的电机组装结构。
16.本实用新型的有益效果包括：在转子进入定子的过程中，后端盖处的滚子轴承的安装是一个难点，滚子轴承的外圈固定在后端盖上，内圈固定在转轴上，由于外圈在不受力情况下容易向内膨胀，使外圈所包围的轴承孔的孔径变小，因此内圈可能无法顺利地进入到轴承孔中。本实用新型在导向轴上设置了一个锥形环，在导向轴移动过程中，利用锥形环将轴承孔撑开，从而使得内圈能够顺利地进入到轴承孔中。在装配过程中，内圈和外圈之间不需要直接接触，避免了对轴承的损伤，从而使得整个组装过程更加顺畅，进而提升了组装效率。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
18.图1是变频一体机结构示意图；
19.图2是永磁电机结构示意图；
20.图3是永磁电机转子结构示意图；
21.图4是根据本实用新型实施例的永磁电机装配结构示意图；
22.图5是根据本实用新型实施例的装配过程中的永磁电机定子结构示意图；
23.图6是根据本实用新型实施例的导向轴的外筒体结构示意图；
24.图7是根据本实用新型实施例的导向轴与转轴装配结构示意图；
25.图8是根据本实用新型实施例的转子装入定子过程示意图(开始阶段)；
26.图9是根据本实用新型实施例的转子装入定子过程示意图(中间阶段)；
27.图10是根据本实用新型实施例的转子装入定子过程示意图(完成阶段)；
28.图11是根据本实用新型实施例的导向盖结构示意图。
29.图1至图11中包括：电机100，变频器200，散热器300，定子1，转子2，外壳3，转轴21，转子铁芯22，转子支架24，壳体31，前端盖32，后端盖33，组装平台101，导向条102，支撑悬臂103，导向轴104，插孔331，外筒体40，第一端板401，第二端板402，第一中心孔4011，第二中心孔4021，止口结构403，锥形环404，内螺杆50，螺纹501，螺母505，吊装孔211，防爆套212，滚子轴承内圈71，滚子轴承外圈72，导向盖60，阶梯孔601。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.图1展示了一种变频一体机，包括电机100，变频器200和散热器300。在一个实施例中，电机100为永磁电机，散热器300为水冷板，水冷板固定在电机100的壳体上，变频器200
安装在水冷板上。水冷板能够对电机100和变频器200进行散热。例如，水冷板中形成有水流道，冷却水流入到水冷板的水流道中以实现对电机100和变频器200的散热。
32.图2展示了一种永磁电机，电机包括外壳3、定子1和转子2。其中定子1位于外壳3中，转子2位于定子1中。
33.图3展示了永磁电机的转子结构，转子2包括位于中心的转轴21，转轴上固定有转子支架24，转子支架24外周设置有转子铁芯22。
34.根据图4和图5所展示的电机外壳结构，外壳3包括壳体31、前端盖32和后端盖33。壳体31的前后端部为敞开式结构，前端盖32固定在壳体31的前端部，后端盖33固定在壳体31的后端部，前端盖32和后端盖33上分别设置有轴孔，转轴21用于穿过轴孔。例如，转轴21通过轴承固定装配在前后端盖上；其中转轴21的前端伸出前端盖32，而不会伸出后端盖33。
35.上面介绍了变频一体机和永磁电机的基本结构，下面首先简要说明现有技术中电机的组装过程和相关安装结构，进而对现有技术中存在的技术问题进行分析。
36.永磁电机的组装，主要任务是将转子2装入定子1中。其组装方法主要包括：
37.如图4和图5所示，首先将后端盖33固定在壳体31上，再放置在组装平台101上。本实施例中，前端盖32在上方，后端盖33在下方。具体地，组装平台101上设置有各种尺寸的安装孔，这些安装孔能够与后端盖33上的孔相配合。在合适的位置上，后端盖33上的孔与这些安装孔重合，通过插入螺栓即可将壳体31固定在组装平台101上。组装平台101中心有较大的通孔，用于露出后端盖33，以便于组装操作。
38.然后，在壳体31的前端部安装有多条导向条102。导向条102插入定子1内部，且处于定子1的外围。导向条102的作用是：在装入转子2的过程中，对转子2进行限位和导向，避免因磁力导致转子2碰撞定子1的情况发生，因此在其他一些实施例中，导向条102也称为隔磁条。
39.也就是说，导向条102可用来导向转子2，并且利用导向条102来间隔开定子1和转子2。为了保证导向条102的导向能力，需要固定导向条102，基于此，本实施例中在壳体31的前端部固定安装有支撑悬臂103；在后端盖33上开设有多个插孔331。将导向条102的上端部安装在支撑悬臂103上，将导向条102的下端部插入对应的插孔331中，即可使导向条102可靠地固定在壳体31上。具体地，在安装导向条102时，先将支撑悬臂103通过螺栓固定在壳体31上，然后，将导向条102插入到定子1中，导向条102的下端部插入到插孔331中，再将导向条102的上端部固定安装在支撑悬臂103上，这样，便可以保证导向条102平行于定子1的轴线布置，从而提高组装质量和组装效率。
40.接着，在转子2的转轴21上安装导向轴104；将前端盖32装配到转子2的转轴21上。具体地，如图4所示，在转轴21下端安装导向轴104。导向轴104的作用是：在装配转子2的过程中，导向轴104可以先伸入到定子1中并预先插入到后端盖33的轴孔中，以实现预定位和导向。另外，前端盖32预先装到转轴21上，能够提升组装效率。
41.再接着，将转子2沿着导向条102装入到导向条102围成的定子1内部。具体地，通过吊装设备将转子2吊起，并且使得转子2沿着导向条102装入到定子中。转子2安装到预定位置后，拆除壳体31上安装的导向条102和支撑悬臂103，转子2继续下移直至装配到位。
42.最后，在转子2装配到位后，将前端盖32通过螺栓固定在壳体31上，并且拆除导向轴104，最终完成整个电机的组装。
43.在永磁电机装配过程中，后端盖33处的滚子轴承的装配是一个难点，原因在于：为了安装滚子轴承，需要先将其外圈预先固定在后端盖33的轴孔上，并且将内圈固定在转轴21上，当内圈随着转轴21向下进入后端盖33的轴孔时，与轴孔上的外圈完成装配。然而，滚子轴承外圈在没有内圈的挤压时，滚子会沿径向向内膨胀，以至于滚子轴承内圈和外圈在径向上有一定的重叠，滚子会阻碍内圈的向下运动；也就是说，轴承外圈所包围的轴承孔的孔径变小，导致滚子轴承内圈有时无法顺利地装配到滚子轴承外圈中。非永磁电机的装配中，上述问题对定子和转子装配有一定阻碍，但是依靠滚子轴承内圈和外圈上的导向结构，最终也能够将转子转入定子中。但是对于永磁电机，在强磁力的作用下，内圈和外圈之间的装配必须克服侧向磁力，也就是说磁力会直接作用在内圈和外圈之间，容易对轴承造成损伤，影响电机性能。
44.本技术的主要构思是在导向轴104上设置一个锥形环404，从而巧妙地解决上述问题。下面结合附图进行具体地说明。
45.根据本实用新型的第一方面，提供了一种电机组装结构，其中，于导向轴104上设置一个锥形环404结构。更加具体地，锥形环404设于外筒体40上。为了减轻重量，导向轴104一般采用空心结构，例如本实施例中，导向轴104包括外筒体40和内螺杆50。外筒体40的结构如图6所示，内螺杆50与外筒体40的配合关系如图7所示。
46.如图6和图7所示，内螺杆50穿设于外筒体40中，外筒体40具有上端板和下端板。外筒体40的上端板也可以称为第一端板401，外筒体40的下端板也可以称为第二端板402。第一端板401上设有第一中心孔4011，第二端板402上设有第二中心孔4021，内螺杆50穿过第一中心孔4011和第二中心孔4021，与外筒体40同轴设置。第一端板401的上端面设有止口结构403，该止口结构403能够与转轴21的端部相配合，以定位转轴21。
47.将导向轴104装配到转轴21的方式为：首先将内螺杆50穿过上述第一中心孔4011和第二中心孔4021装入外筒体40中，然后将内螺杆50和外筒体40一起与转轴21固定装配。具体地，将内螺杆50依次通过第二中心孔4021和第一中心孔4011，使内螺杆50的上端穿出第一端板401。内螺杆50的上端设有螺纹501，转轴21轴端的孔中也设有螺纹(本实施例中，转轴轴端的孔为电机的吊装孔211)，因此，可以将内螺杆50旋装到上述吊装孔211中。在将内螺杆50旋装到位后，从内螺杆50的下端装入螺母505，将内螺杆50与第二端板402固定起来，从而完成了整个导向轴104与转轴21的固定装配。
48.导向轴104采用外筒体40和内螺杆50装配组成的结构，便于调整整个导向轴104的重量，例如在某些应用场合，可以通过选择不同重量的内螺杆50来调节整个导向轴104的重量。
49.如图6所示，在一个实施例中，导向轴104的上端设有锥形环404，锥形环404呈向下收束的形状或者说锥形环404呈向上扩张的形状，即锥形环40大端在上，小端在下。如图7所示，锥形环404靠近转轴21的端部，转轴21端部的上方、靠近锥形环404的位置预先套设了滚子轴承内圈71，而滚子轴承外圈72预先安装在后端盖33的轴孔中。
50.图8-图10展示了转子2装入定子1的过程。图8展示了转子2开始进入定子1时的状态，此时转子2的一小部分进入了定子1内部，导向轴104插入后端盖33的轴孔中。图9展示了转子2大部分进入定子1时的状态，此时转轴上的滚子轴承内圈71即将与后端盖33上的滚子轴承外圈72完成装配。图10展示了转子2装配到位时的状态，此时转轴上的滚子轴承内圈71
与后端盖33上的滚子轴承外圈72已经完成装配。
51.如图9所示，锥形环404处于滚子轴承内圈71下方，由于锥形环404上大下小的结构特点，在导向轴104下降过程中，锥形环404将会挤压滚子轴承外圈72，使滚子轴承外圈72沿径向向外收缩，从而使得锥形环404上方的滚子轴承内圈71能够顺利地进入到滚子轴承外圈72中。也就是说，锥形环404先于滚子轴承内圈71进入外圈所包围的轴承孔中，逐步向外挤压滚子，使滚子向外圈移动，将滚子轴承外圈72所包围的轴承孔撑开，扩大了轴承孔的孔径。滚子轴承内圈71与锥形环404的距离较短，在锥形环404撑开滚子轴承外圈72、张大轴承孔后，滚子轴承内圈71在下降过程中就不会被滚子所阻碍，因此能够顺利地进入到轴承孔中。在装配过程中，内圈和外圈之间不需要直接接触，没有在强磁力影响下的相互作用，因此也不会损伤轴承。
52.如图10所示，此时滚子轴承内圈71与滚子轴承外圈72已经装配在一起，滚子轴承装配完成。此时，转轴上的防爆套212与后端盖33配合，防爆套212不仅能够密封轴孔，还能起到防爆的作用。具体地，防爆套212与轴孔内侧的结构密封配合。防爆套212套设在转轴21上，处于滚子轴承内圈71上方的位置，在其他实施方式中，也可以直接在轴档上加工隔爆面以替代该防爆套21。
53.装配完成后，导向轴104便可以从转轴21上拆除。例如，根据上述导向轴104的结构，可以首先松动螺母505，进而旋转内螺杆50，使内螺杆50从电机转轴的吊装孔211中脱出，进而使整个导向轴104脱离转轴21。当导向轴104从转轴21上拆除时，一般情况下，导向轴104会直接掉落掉地面上，与地面的碰撞有可能会损坏导向轴104，甚至还有可能误伤现场工作人员。
54.为了解决该问题，在一个实施例中，在后端盖33外侧，即图中后端盖33下方还装配了一个导向盖60，该导向盖60的结构如图11所示。
55.如图11所示，导向盖60中心有供导向轴104穿过的阶梯孔601，该阶梯孔601的小孔孔径与导向轴104相同，且小于锥形环404的径向宽度，大孔孔径大于锥形环404的径向宽度。导向盖60外周设有连接结构，用于固定到后端盖33的轴孔上，如图10中，导向盖60固定装配在后端盖33的最外侧。在电机组装过程中，导向轴104能够通过阶梯孔601，因此导向盖60对电机转子和定子的组装过程没有影响。在拆除导向轴104时，导向轴104在与转轴21脱离后，由于阶梯孔601的小孔孔径小于锥形环404，因此阶梯孔601的阶梯端面会与锥形环404抵接，从而限位导向轴104，使其无法从阶梯孔601中脱出，如此便避免了导向轴104直接掉落到地面上。为了最终将导向轴104拆除，需要先拆除导向盖60，将导向盖60和导向轴104一起拆卸下来。综上，导向盖60与锥形环404配合解决了导向轴104直接掉落的问题。也就是说，本实用新型中，锥形环404的设计不仅利于组装时实现滚子轴承的装配，避免对轴承的损伤，还有利于拆卸时保障安全，锥形环404的结构同时起到了两种技术效果。
56.上文详细介绍了根据本实用新型的组装结构，为了清楚的目的，下面对采用本实用新型的组装结构的电机组装过程进行总结。
57.首先将后端盖33固定在壳体31上，将后端盖33与组装平台101固定起来，从而将壳体31放置在组装平台101上；并且在后端盖33的轴孔上安装滚子轴承外圈72，将导向盖60固定装配到后端盖33的轴孔外侧。
58.然后，在壳体31的前端部安装多条导向条102。
59.接着，在转轴21上安装滚子轴承内圈71，并且在转子2的转轴21上安装导向轴104。
60.再接着，通过吊装设备将转子2吊起，利用导向轴104预定位转轴21，使得转子2沿着导向条102装入到定子中。
61.最后，滚子轴承的外圈和内圈完成装配，转子2装配到位；将前端盖32通过螺栓固定在壳体31上，并且拆除导向轴104，拆除后端盖33上的导向盖60，以完成导向盖60和导向轴104整体的拆卸，最终完成整个电机的组装过程。
62.根据本实用新型的第二方面，本实用新型还提供了一种永磁电机，包括电机本体，如定子1，转子2，以及永磁电机的组装结构，包括导向轴104。由于上文已经详细介绍了永磁电机的结构和组装结构，因此本实施例中不再赘述。
63.本实施例的电机，能够解决组装过程中零部件难以配合的问题，从而使得整个组装过程更加顺畅，进而提升了组装效率。
64.另外，需要说明的是，上述电机组装结构实施例和电机实施例中，均以永磁电机为例进行说明，但这不意味着本实用新型的组装结构仅能够用于永磁电机，本领域技术人员可以理解，为了解决同样的技术问题，这种组装结构也可以用于其他类型的电机。
65.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
66.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
67.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。