永磁调速电机转子上的磁钢装配工装及其装配方法与流程

本发明涉及一种电机转子上的磁钢装配工装，特别涉及一种永磁调速电机转子上的磁钢装配工装及其装配方法。

背景技术：

船用永磁调速电机转子上的磁极是由大量的磁钢表贴装配而成的，每台电机转子上装配的磁钢有480多块，在这些磁钢的装配过程中，由于已装磁钢与正装的磁钢之间存在较大的吸附力，影响磁钢的正常装配，一般需要专门配备工装，帮助磁钢的装配。现有磁钢装配工装存在拆卸繁琐，使用不方便和磁钢装配步骤不合理，导致磁钢装配耗时费力和装配过程中容易损坏磁钢的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种永磁调速电机转子上的磁钢装配工装及其装配方法，解决了现有磁钢装配工装存在的拆卸繁琐和装配耗时费力的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种永磁调速电机转子上的磁钢装配工装，包括转子铁芯，在转子铁芯的驱动端上设置有磁钢压圈，在磁钢压圈内侧的转子铁芯上设置有磁钢盒，在转子铁芯的非驱动端的侧面上设置有工艺孔，工艺孔与磁钢盒是设置在与转子铁芯的中心轴线平行的同一直线上的，在工艺孔上螺接有支撑螺栓，在支撑螺栓上设置有磁钢推送槽支撑块，在磁钢推送槽支撑块上设置有磁钢推送槽，在磁钢推送槽中设置有丝杠螺母，在丝杠螺母中螺接有丝杠，在磁钢推送槽中的丝杠螺母的左侧设置有磁钢块，丝杠的端部通过磁钢推送块与磁钢块顶接在一起。

在磁钢推送槽支撑块上设置有U形槽，磁钢推送槽支撑块通过U形槽卡接在支撑螺栓上。

一种永磁调速电机转子上的磁钢装配方法，包括以下步骤：

第一步、在转子铁芯的驱动端上安装磁钢压圈；

第二步、将磁钢盒通过螺栓固定在转子铁芯的左端处，使其紧靠磁钢压圈；

第三步、制作一个半口字形的磁钢推送槽，在磁钢推送槽的下底面上固定连接一个磁钢推送槽支撑块，在磁钢推送槽支撑块上加工出两个U形槽；

第四步、在转子铁芯的非驱动端端面上与磁钢盒对应位置的转子工艺孔中螺接支撑螺栓，将磁钢推送槽通过其上的U形槽卡接在支撑螺栓上；

第五步、将磁钢块放入磁钢推送槽内；在磁钢推送槽的右端固定设置丝杠螺母，将丝杠螺接在丝杠螺母中，将磁钢推送块放置在丝杠与磁钢块之间；

第六步、在磁钢块的左前方的转子铁芯的表面上，涂抹厌氧胶，旋转丝杠，将磁钢块沿转子铁芯的表面推送到磁钢盒中，并使磁钢块与磁钢压圈贴紧；

第七步、以第二步所装的磁钢盒的位置为基准，顺时针旋转180度，确定第二个磁钢盒的安装位置，重复第二步到第六步的步骤，完成第二磁钢块的推送；

第八步、依次确定相邻的已安装的两个磁钢盒的中心点位置，来确定下一个磁钢盒的安装位置，并安装该盒中的磁钢块，直到相邻两磁钢盒的径向中心线的夹角为15度时为止，从而完成转子铁芯上的第一圈的磁钢块的装配；

第九步、沿转子铁芯的表面，从左向右依次完成第二圈磁钢块、第三圈磁钢块的安装，直到将转子铁芯（1）的表面布满为止；

第十步、磁钢装完后，在转子铁芯的非驱动端端面安装磁钢压圈，将磁钢压紧。

本发明磁钢装配工装结构简单，安装方便，工艺方法安全可行。磁钢装配工艺方法，对称安装的基础上周向一圈圈安装，大大提高了装配安全性能，避免了轴向安装存在的潜在磁钢侧翻的情况，既省力又提高了工作效率；磁钢装配工装及工艺方法顺利解决了多块磁钢装配的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明在右视方向上的结构示意图；

图3是本发明的磁钢推送槽支撑块6与磁钢推送槽4的连接关系图；

图4是磁钢推送槽4在主视方向上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种永磁调速电机转子上的磁钢装配工装，包括转子铁芯1，在转子铁芯1的驱动端上设置有磁钢压圈11，在磁钢压圈11内侧的转子铁芯1上设置有磁钢盒2，在转子铁芯1的非驱动端的侧面上设置有工艺孔3，工艺孔3与磁钢盒2是设置在与转子铁芯1的中心轴线平行的同一直线上的，在工艺孔3上螺接有支撑螺栓12，在支撑螺栓12上设置有磁钢推送槽支撑块6，在磁钢推送槽支撑块6上设置有磁钢推送槽4，在磁钢推送槽4中设置有丝杠螺母10，在丝杠螺母10中螺接有丝杠9，在磁钢推送槽4中的丝杠螺母10的左侧设置有磁钢块7，丝杠9的端部通过磁钢推送块8与磁钢块7顶接在一起。

在磁钢推送槽支撑块6上设置有U形槽5，磁钢推送槽支撑块6通过U形槽5卡接在支撑螺栓12上。

一种永磁调速电机转子上的磁钢装配方法，包括以下步骤：

第一步、在转子铁芯1的驱动端上安装磁钢压圈11；

第二步、将磁钢盒2通过螺栓固定在转子铁芯1的左端处，使其紧靠磁钢压圈11；

第三步、制作一个半口字形的磁钢推送槽4，在磁钢推送槽4的下底面上固定连接一个磁钢推送槽支撑块6，在磁钢推送槽支撑块6上加工出两个U形槽5；

第四步、在转子铁芯1的非驱动端端面上与磁钢盒2对应位置的转子工艺孔3中螺接支撑螺栓12，将磁钢推送槽4通过其上的U形槽5卡接在支撑螺栓12上；

第五步、将磁钢块7放入磁钢推送槽4内；在磁钢推送槽4的右端固定设置丝杠螺母10，将丝杠9螺接在丝杠螺母10中，将磁钢推送块8放置在丝杠9与磁钢块7之间；

第六步、在磁钢块7的左前方的转子铁芯1的表面上，涂抹厌氧胶，旋转丝杠9，将磁钢块7沿转子铁芯1的表面推送到磁钢盒2中，并使磁钢块7与磁钢压圈11贴紧；

第七步、以第二步所装的磁钢盒2的位置为基准，顺时针旋转180度，确定第二个磁钢盒2的安装位置，重复第二步到第六步的步骤，完成第二磁钢块的推送；

第八步、依次确定相邻的已安装的两个磁钢盒的中心点位置，来确定下一个磁钢盒的安装位置，并安装该盒中的磁钢块，直到相邻两磁钢盒的径向中心线的夹角为15度时为止，从而完成转子铁芯1上的第一圈的磁钢块的装配；

第九步、沿转子铁芯1的表面，从左向右依次完成第二圈磁钢块、第三圈磁钢块的安装，直到将转子铁芯1的表面布满为止；

第十步、磁钢装完后，在转子铁芯的非驱动端端面安装磁钢压圈，将磁钢压紧。

转子磁钢为表贴式结构，外圆装有480块磁钢，为保证数百块大型磁钢的顺利装配，需要克服磁钢、磁轭之间的吸引力，同极磁钢之间的排斥力。在设计磁钢装配工装时，丝杠的大小由磁钢和磁轭的吸附力确定；因为压力太小，无法实现永磁体推进；压力过大，永磁体可能出现损坏；其次磁钢数量众多，正在装的磁钢和已装的磁钢相互影响，装配磁钢时很有可能发生磁钢侧翻、磁钢间相碰撞的现象，所以需要对磁钢磁力分析计算，根据分析结果设计磁钢装配工艺和装配方法。经过理论计算和有限元分析仿真得出，异极磁钢间吸引力约552牛（相邻磁极），同极排斥力860牛，磁钢与转子铁芯表面间的吸附力约为2000牛，从仿真数据得出，设计磁钢装配工装时需要克服磁钢与转子铁芯的吸引力，同时又不损伤磁钢，工装设计时推力安全系数取2-3，钢和钢之间的滑动摩擦系数μ为0.15，那么推进工装的推进力F=μN,取3倍安全系数推进力为900牛即90kg的力，根据磁钢的尺寸，我们采用M24的丝杠，满足强度要求。

一种表贴式磁钢装配工装，由非导磁材料铝组成，磁钢压圈11装于转子铁芯 1的驱动端端面，给予装入的磁钢块7的一个轴向方向的定位；紧贴磁钢压圈11的转子铁芯1的表面磁钢槽两侧孔内安装磁钢盒2，要求磁钢盒2处于半拧紧状态，能够抬起2毫米的距离，给予磁钢足够的装配间隙；磁钢推送槽4的槽型为锥形结构，保证磁钢块7顺利放入磁钢推送槽4内；磁钢推送槽4的长度的设置保证磁钢在放入槽内时无吸附力；磁钢推送槽4下方设置的磁钢推送槽支撑块6，磁钢推送槽支撑块6上设置有U性槽5，转子铁芯1上的转子工艺孔3上螺接支撑螺栓12，U形槽5可直接放置于工艺孔3上的支撑螺栓12上，方便拆装；磁钢块7的推送采用螺旋机构，即丝杠9和丝杠螺母10相互作用，在丝杠9的头部安装磁钢推送块8，该磁钢推送块8 侧面尺寸和磁钢块7配合，保证和磁钢块7间有足够大的接触面积，同时避免丝杠直接接触磁钢块，保护磁钢块7的表面；在磁钢推送槽4内设置了槽口，丝杠螺母10可以方便快捷地插入磁钢推送槽4的槽口内，无需固定连接；丝杠螺母10的螺纹孔高度和磁钢块7相互配合，使得磁钢块7受力均匀。

单个磁钢和转子铁芯的吸引力大于相邻异极吸附力，单个磁钢装配时相邻异性磁钢间吸附力不会出现侧翻的现象，该电机磁钢数量众多，若采用常规的轴向安装方式，容易出现侧翻的现象，为减少不同极磁钢的吸引，我们采用 “分层式”周向磁钢装配方法，即周向安装磁钢，一层一层的安装，既保证安装可靠性，又提高了效率。一种磁钢装配工艺方法，在磁钢装配前，转子铁芯1的驱动端先安装磁钢压圈11，磁钢块7有一个定位基准；紧贴磁钢压圈11安装不锈钢磁钢盒2，使磁钢盒2能抬起2毫米，这样磁钢能很容易推入磁钢盒2，推入磁钢后用磁钢盒压紧，确保多块磁钢装配的安全性；采用对称安装方法安装磁钢块7，解决了转子铁芯1因自重旋转的现象，同时对称安装保证了磁力对称，正在安装的磁钢和已安装的磁钢相互影响较小；根据磁力分析计算结果，采用周向安装磁钢的方法，一圈圈的安装磁钢块7，避免了磁钢块7侧翻、碰撞的问题。