高速旋转轴的轴端锁紧机构及其高速电机驱动的叶轮组件的制作方法

本技术属于高速电机驱动的领域，尤其涉及一种高速旋转轴的轴端锁紧机构及其高速电机驱动的叶轮组件。

背景技术：

1、但凡电机驱动的系统，其电机的旋转轴上承载了一系列零部件后，在轴端都会配置轴端锁紧机构来进行轴向锁紧固定，才得以满足整个系统运行时的稳定可靠，尤其对高速电机的旋转轴来说，其轴端锁紧机构的要求往往更高，比如在安装了气悬浮轴承、叶轮等零部件后的高速旋转轴，对轴端的动平衡等等都有很高的要求，轴端锁紧尤为重要。

2、传统的旋转轴的轴端锁紧机构，如图1所示，通常是从电机轴2的端面沿轴向开设螺纹孔和过孔，再使用拉杆14和螺母13作为连接件，依靠拉杆14的预紧力和安装表面的粗糙度来传递扭矩，把轴端零件1与电机轴2进行连接并锁紧。当需要传递的扭矩较大以及结构的原因，可能导致允许选用的拉杆14的截面较小时，就需要拉杆材料有足够大的屈服强度，用以提供预紧力而获得扭矩。为此，所述拉杆14和螺母13通常是使用屈服强度较高的材料做的，且通常是非标定制零件，制作不方便且成本高，更何况很显然的是，电机轴和轴端零件的同轴度不容易保证。

技术实现思路

1、本实用新型旨在解决上述传统的轴端锁紧结构在高速电机驱动的高速旋转轴上使用时呈现的几方面缺陷。

2、为此，本实用新型提供的一种高速旋转轴的轴端锁紧机构，包括了一承载了系列零部件后受高速电机驱动而高速旋转的轴，还包括一作为端盖用以防止轴上相关零部件轴向移动的轴端零件，所述的高速旋转轴与所述的轴端零件之间，有一对共轴配合的凹面和凸面作为装配定位基准，沿轴向用螺钉把轴端零件和高速旋转轴进行连接锁紧固定。

3、进一步的优化是，所述凸面的高度不大于所述凹面的深度，并且沿轴向用均布的若干轴肩螺钉来连接轴端零件和高速旋转轴，然后锁紧固定。

4、进一步的优化是，所述沿轴向用均布的若干轴肩螺钉，是在避开所述凹凸配合面的位置。

5、作为一种优选的方案是，所述轴端零件属于薄壁零件，所述的凸面设置在轴端零件上，所述的凹面设置在高速旋转轴的轴端，并且，所述沿轴向用均布的若干轴肩螺钉在位于所述凹凸配合面的位置。

6、作为另一种优选的方案，是所述凸面在轴端的圆柱形(或锥体形)，所述的凹面是在轴端零件上的可以共轴互补的孔；并用了3颗均布的轴肩螺钉。

7、更为进一步的，是所述的凸面是轴端精加工凸台；所述的凹面是轴端零件精加工中心孔；所述的轴肩螺钉含有螺纹段和精度段；所述高速旋转轴的轴端，设有螺纹孔和精加工光滑孔；所述的轴端零件含有精加工光滑螺钉孔；其中，(轴端螺纹孔4+轴端精加工孔5+轴端零件1的精加工光滑螺钉孔8)的总长度，不小于轴肩螺钉的(螺纹段10+精度段11)的总长度，轴端零件的厚度剩余部分是留给沉头孔的长度。

8、基于上述的一系列相关的技术方案实施后，轴端零件能与高速旋转轴实现高度同心的连接，并且整个组件高速旋转时的动平衡测试结果相当满意。采用这种轴端锁紧机构后，拆卸、装配也都方便，并且因为螺杆的配合精度高，反复拆装不影响动平衡数据，由此对连接件的材料要求也不高，并且还可用螺钉标准件来连接。所以，采用所述的高速旋转轴的轴端锁紧机构，降低了产品的整体结构的设计、加工、制造的难度。0012.实际的应用场景案例之一，是一种叶轮组件，受高速电机轴的驱动，在安装了叶轮的轴端配置了上述轴端锁紧机构，来锁紧固定叶轮，实现了叶轮安全稳定的高速旋转和动态平衡。

技术特征：

1.一种高速旋转轴的轴端锁紧机构，包括一承载了系列零部件后受高速电机驱动而高速旋转轴(2)，还包括用以防止轴上相关零部件轴向移动的轴端零件(1)，其特征在于，所述的高速旋转轴(2)与所述的轴端零件(1)之间有一对共轴配合的凹面(7)和凸面(6)作为装配定位基准，并且沿轴向用螺钉把轴端零件(1)和高速旋转轴(2)进行锁紧连接。

2.如权利要求1所述的高速旋转轴的轴端锁紧机构，其特征在于，所述凹面(7)的深度不小于所述凸面(6)的高度，并沿轴向用均布的若干轴肩螺钉(3)。

3.如权利要求2所述的高速旋转轴的轴端锁紧机构，其特征在于，所述轴端零件(1)属于薄壁零件，所述的凸面(6)设置在轴端零件(1)上，所述的凹面(7)设置在高速旋转轴(2)的轴端，并且所述沿轴向均布的若干轴肩螺钉(3)设在所述凹凸配合面的位置。

4.如权利要求2所述的高速旋转轴的轴端锁紧机构，其特征在于，所述凸面(6)在轴端的圆柱形(或是锥体形)，所述的凹面是轴端零件(1)上的可以共轴互补的孔；并且所述沿轴向均布的若干轴肩螺钉(3)，设在避开了一对共轴的凹凸配合面的位置。

5.如权利要求2所述的高速旋转轴的轴端锁紧机构，其特征在于，所述的凸面(6)是轴端精加工凸台；所述的凹面(7)是轴端零件精加工中心孔；所述的轴肩螺钉(3)含有螺纹段(10)和精度段(11)；所述高速旋转轴(2)的轴端设有螺纹孔(4)和轴端精加工孔(5)；所述的轴端零件(1)含有精加工光滑螺钉孔(8)；其中，″轴端螺纹孔(4)+轴端精加工孔(5)+轴端零件(1)的精加工光滑螺钉孔(8)″的总长度，大于轴肩螺钉(3)的″螺纹段(10)+精度段(11)″的总长度，轴端零件(1)的厚度剩余部分是留给沉头孔(9)的长度。

6.如权利要求5所述的高速旋转轴的轴端锁紧机构，其特征在于，所述沿轴向均布的若干轴肩螺钉(3)，配设了三颗。

7.一种高速电机驱动的叶轮组件，包括高速电机定子及电机外壳(17)，电机的高速旋转轴(2)，所述电机外壳(17)的两端有为所述高速旋转轴(2)配置的前轴承座(16)和后轴承座(18)；还包括安装在高速旋转轴(2)的两端叶轮，分别是前叶轮(15)和后叶轮(19)，所述的后叶轮(19)上配备了后叶轮外壳(20)；其特征在于，所述的叶轮组件，采用了如上任一权利要求所述的高速旋转轴的轴端锁紧机构，安装在电机的高速旋转轴(2)的两个轴端，完成了对所述的前叶轮(15)和后叶轮(19)的轴向锁紧固定。

技术总结
本技术披露的是高速旋转轴的轴端锁紧机构及其高速电机驱动的叶轮组件，属于高速电机驱动的领域；旨在解决电机轴在高速旋转的场合下使用时需要满足的要求，由此设计了一种高速旋转轴的轴端锁紧机构，包括了一承载了系列零部件后受高速电机驱动而高速旋转的轴，还包括一作为端盖用以防止轴上相关零部件轴向移动的轴端零件，所述的高速旋转轴与所述的轴端零件之间有一对共轴的凹凸配合面作为装配定位基准，沿轴向用螺钉把轴端零件和高速旋转轴进行连接锁紧固定。主要用在高速电机驱动的叶轮轴端固定、气悬浮轴承的轴端固定等等。

技术研发人员：李记东,田煜
受保护的技术使用者：精效悬浮（苏州）科技有限公司
技术研发日：20230619
技术公布日：2024/1/15