一种中大功率永磁电机预置式轴承拆卸装置的制作方法

本实用新型涉及一种中大功率永磁电机预置式轴承拆卸装置，属于永磁电机技术领域。

背景技术：

电机轴承是电机产品中的易损零件，在电机的整个寿命周期内，需要多次更换。

大中型高压永磁电机，转子部分为永磁体组装结构，除了自重力较大外，如果相对定子轴心出现一定的偏移量，将会产生较大的单边磁拉力(约1t～10t质量力)，而且转子与定子距离越近，磁拉力越大，最终导致转子与定子吸附在一起，所以在电机使用现场没有可固定转子与定子相对位置的装置的话，无法完成轴承的更换，必须返厂；此种情况，不但延误生产，而且增加运输成本。

为了解决此问题，专利《一种用于永磁电机的轴承拆卸及轴端放电结构装置(专利号：201520691769.2)》提出了一种固定转子与定子相对位置的轴承拆卸装置，该装置使得在电机使用现场更换轴承成为可能。但实际使用过程中发现，因为电机转子往往只在轴伸端用深沟球轴承进行轴向定位，而轴尾端无轴向定位；拆卸轴伸端轴承时，在外力作用下，转子不可避免发生轴向窜动，当轴尾端转轴与圆柱滚子轴承脱开时，定子与转子会吸附在一起，未避免此种情况的发生，就对轴承更换操作人员提出了严苛的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决在用户使用现场顺利更换大中型永磁电机轴承的问题，提出了一种预置式轴承拆卸装置。

本实用新型的思想是除了利用自身结构限制转子径向移动外，通过涡轮蜗杆副、三爪将较大的压力施加至转轴，利用较大的摩擦力，限制转子沿轴向的窜动。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种中大功率永磁电机预置式轴承拆卸装置主要由固定板、一组蜗轮蜗杆副、滑块、蜗轮盖板、垫块、焊块和蜗杆座端盖组成；一组蜗轮蜗杆副由相互配合的蜗轮和环面蜗杆组成；

固定板为铸件，呈“凸”字形，中部开有圆形通孔，用于穿过转子转轴；在固定板一侧端面，设有两阶与圆形通孔同心的圆形凸台，在第一阶凸台上均布三处径向通槽，该槽即为滑块滑动槽，用于插入滑块，且该凸台端面用以蜗轮定位，该面与圆形通孔严格垂直；第二阶圆形凸台比第一阶凸台外圆直径小，用以套装蜗轮，其外圆面与蜗轮内孔形成较小的间隙配合，该外圆面轴向宽度与蜗轮厚度一致；第二阶凸台端面均布螺纹孔，以便固定连接蜗轮盖板；在圆形凸台侧边设有环面蜗杆支座，用以限定蜗杆对蜗轮的相对位置，使得蜗轮蜗杆副能较好配合；在其两侧分别开有一通孔作为耳通孔，用于通过长螺钉与垫块固位；

蜗轮为环形圆柱体，内孔与固定板第二阶圆形凸台配合，蜗轮外圆与内孔同心，在60°范围内制齿，用于与蜗杆配合；其一侧端面与固定板第一阶圆形凸台端面配合，且该面上铣削三处平面螺旋线槽，用于嵌入滑块突起部分，控制滑块沿径向的运动；螺旋线与滑块有满足自锁条件的很小的压力角，这样蜗轮旋转可以带动滑块的直线运动，但是滑块的反作用力不能造成蜗轮旋转；

环面蜗杆在环面螺旋几何体两端各设有两阶凸台，第一阶凸台端面与第二阶凸台共同形成定位止口，在其一端的第二阶凸台上设有正方形柱，该方柱用于套接套筒扳手，便于旋紧或松开；

滑块呈近似倒“L”形，其基体部分主要工作面为两侧面和底面，两侧面相互平行，宽度与固定板第一阶凸台上的滑块滑动槽宽度相同，工作时装入固定板滑块滑动槽内；底面为与电机转轴配合面直径相等的圆弧面，以便工作时与转轴较好贴合；其突起部分，截面形状与蜗轮端面螺旋线槽局部接近，突起部分嵌入螺旋线槽后，用以传递压力；

蜗轮盖板为环形圆柱体，内圆稍大于转轴，以内圆圆心为中心，均布通孔，螺钉通过该通孔将蜗轮盖板固定至固定板的第二阶圆形凸台，用于定位蜗轮；

蜗杆座端盖为外方内圆形状，一侧端面设有止口，与固定板上螺杆支座相应位置配合定位，并用螺钉紧固于螺杆支座上，圆形孔与蜗杆圆形定位止口配合，用于定位蜗杆；

垫块为长方体结构，用于填充固定板与电机壳体底面之间的距离空间，端面与固定板底部完全相同，在对应于固定板两侧耳通孔位置分别开有大小一致的通孔，用于与固定板固位；

焊块为长方体结构，端面与垫块端面全等，高度远小于垫块高度，用于与电机壳体底板焊接，使得整个装置与电机定子形成刚性连接；其对应于垫块的两通孔处，分别开有螺纹孔，用于通过长螺钉将固定板、垫块及焊块连接固紧；

连接关系

装配时，将三个滑块放入固定板凸台滑槽比较合适的位置，之后将蜗轮套装于第二阶凸台圆柱面；通过调整蜗轮及滑块的位置，将滑块突起部位嵌入蜗轮端面的螺旋线槽，形成三爪，并使蜗轮端面与固定板第一阶圆形凸台端面配合；盖上蜗轮盖板后，用螺钉固紧于固定板的第二阶凸台上；蜗杆装上两个蜗杆端盖后，将蜗杆端盖安放至固定板的蜗杆支座上，定位正确并与蜗轮配合好后，用螺钉固紧蜗杆端盖于固定板的蜗杆支座上；固定板两支耳通孔与垫块通孔及焊块螺纹孔对正后，用长螺钉进行固定连接。

作为优选，所述一种大中型永磁电机预置式轴承拆卸装置还包括蜗杆座盖板，其为长方形板件，四角开有通孔，通过该通孔用螺钉紧固于固定板的螺杆支座上，用于保护蜗杆，其通过螺钉紧固于蜗杆支座侧面。

有益效果

对比现有技术，本实用新型具有以下特点：

1.通过对转子轴向与径向同时定位，有效防止了定子与转子吸附在一起情况的发生，便于电机使用现场轴承的更换；

2.仅通过与定子壳体底部焊接，而与定子侧面及顶面没有连接结构，轴向投影面积小，几乎不影响TYC系列电机尤其是TYCKK系列电机的空气冷却系统；

3.该结构为内置固定转子装置，相对外置转子固定装置，较好地利用了电机定子壳体的刚性结构，实现了轻量化设计，在使用过程中，相对外置式固定装置，无论是拆卸还是安装，消除了固定部位的交替更换工序，提高了工作效率，降低了工作强度，同时降低了电机全寿命周期成本；

4.现场仅通过操作人员从上部通过套筒扳手套至蜗杆端方柱，通过正向及反向旋转，即可将力传递到三爪处，实现装置对转轴的夹紧和松开，从而实现轴承在使用现场的更换，简单方便，对操作人员要求低。

附图说明

图1为固定板结构示意图，(a)为立体图，(b)为各向视图；

图2为蜗轮蜗杆副结构示意图；

图3为滑块结构示意图，(a)为正视图，(b)为侧视图，(c)为俯视图；

图4为本实用新型装置结构示意图，(a)为立体图，(b)为各向视图；

图5为本实用新型装置安装位置示意图，(a)为正视图，(b)为侧视图；

附图标记：1-固定板、2-环面蜗杆、3-蜗轮、4-滑块、5-蜗轮盖板、6-垫块、7-焊块、8-长螺钉、9-螺钉、10-蜗杆座盖板、11-蜗杆座端盖。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施方式做详细说明。

实施例

如图4所示，一种中大功率永磁电机预置式轴承拆卸装置主要由固定板1、一组蜗轮蜗杆副、滑块4、蜗轮盖板5、垫块6、焊块7和蜗杆座端盖11等组成，其中蜗轮蜗杆副由蜗轮3和环面蜗杆2组成。

如图1所示，固定板1为铸件，呈“凸”字形，中部有圆形通孔，用于穿过转子转轴；在固定板1一侧端面，设有两阶与圆形通孔同心的圆形凸台，在第一阶凸台上均布三处径向通槽，该槽即为滑块滑动槽，用于插入滑块4，且该凸台端面用以蜗轮3定位，该面与圆形通孔严格垂直；第二阶圆形凸台比第一阶凸台外圆直径小，用以套装蜗轮3，其外圆面与蜗轮3内孔形成较小的间隙配合，该外圆面轴向宽度与蜗轮3厚度一致；第二阶凸台端面均布螺纹孔，以便固定连接蜗轮盖板5；在圆形凸台侧边设有环面蜗杆支座，用以限定蜗杆2对蜗轮3的相对位置，使得蜗轮蜗杆副能较好配合；在其两侧分别开有一通孔作为耳通孔，用于通过长螺钉8与垫块6固位。

如图2所示，蜗轮3为环形圆柱体，内孔与固定板1第二阶圆形凸台圆柱面配合，蜗轮3外圆与内孔同心，在60°范围内制齿；其一侧端面与固定板1第一阶圆形凸台端面配合，且该面上铣削三处平面螺旋线槽，将滑块4突起部分嵌入该螺旋线槽内，控制滑块沿径向的运动；螺旋线与滑块4有满足自锁条件的很小的压力角，这样蜗轮3旋转可以带动滑块的直线运动，但是滑块4的反作用力不能造成蜗轮3旋转；该装置依靠三个滑块4约束轴的径向位移，同时由压力产生的较大的摩擦力约束轴的轴向位移，实现转子空间位置的固定。

如图2所示，环面蜗杆2在环面螺旋几何体两端各设有两阶凸台，第一阶凸台端面与第二阶凸台共同形成定位止口，在其一端的第二阶凸台上设有正方形柱，该方柱用于套接套筒扳手，便于旋紧或松开；蜗杆2安装于固定板1蜗杆支座，与蜗轮2正确配合。

如图3所示，滑块4形状为近似倒“L”形，其基体部分主要工作面为两侧面和底面，两侧面相互平行，宽度与固定板1第一阶凸台上的滑动槽宽度相同，工作时装入固定板1滑槽内；底面为与电机转轴配合面直径相等的圆弧面，以便工作时与转轴较好贴合；其突起部分，截面形状与蜗轮3端面螺旋线槽局部接近，突起部分嵌入螺旋线槽后，用以传递压力。

如图4所示，蜗轮盖板5为环形圆柱体，内圆稍大于转轴，以内圆圆心为中心，均布通孔，螺钉9通过该通孔将蜗轮盖板5固定至固定板1的第二阶圆形凸台，用于定位蜗轮3。

如图4所示，蜗杆座端盖11端面为外方内圆形状，一侧端面设有止口，与固定板1上螺杆支座相应位置配合定位，并用螺钉9紧固于支座上，圆形孔与蜗杆2圆形定位止口配合，用于定位蜗杆2。

如图4所示，蜗杆座盖板10为长方形板件，四角开有通孔，通过该通孔用螺钉9固紧于固定板的螺杆支座上，用于保护蜗杆。

如图4所示，垫块6为方块形结构，截面与固定板1底部完全相同，四周轮廓完全等边，通孔大小及位置互相对应，用以填充拆卸装置与电机壳体底面之间的距离空间。

如图4所示，焊块7结构与垫块6相近，两者截面外轮廓全等，对应垫块6的两通孔处，分别在对应轴线上制成螺纹孔，以便用长螺钉8将固定板1、垫块6及焊块7连接固紧，其高度远小于垫块6高度。焊块7与电机壳体底板焊接，使得整个装置与电机定子形成刚性连接。

连接关系

如图4所示，装配时，将三个滑块4放入固定板1凸台滑槽比较合适的位置，之后将蜗轮套装于第二阶凸台圆柱面；通过调整蜗轮3及滑块4的位置，将滑块4突起部位嵌入蜗轮3端面的螺旋线槽，形成三爪，并使蜗轮端面与固定板1第一阶圆形凸台端面配合；盖上蜗轮盖板5后，用螺钉9固紧于固定板1的第二阶凸台上；蜗杆2装上两个蜗杆端盖11后，将蜗杆端盖11安放至固定板1的蜗杆支座上，定位正确并与蜗轮3配合好后，用螺钉9固紧蜗杆端盖11于固定板1的蜗杆支座上；蜗杆座盖板10通过螺钉9紧固于蜗杆支座侧面；固定板1两支耳通孔与垫块6通孔及焊块7螺纹孔对正后，用长螺钉8进行固定连接。

安装过程：如图5所示，按照上述实施例所述内容，将各零件除垫块6、焊块7及长螺钉8外，全部装配好，计两套，分别装于转子两风扇外侧空位处；用三爪抱紧转轴，随同转子一起与定子完成装配；待完成所有转子与定子的装配工作后，将固定板1调整至合适的位置，之后将垫块6、焊块7放置于固定板正下方，用长螺钉8连接固紧；在焊块与定子壳体底板结合部位进行焊接；最后松开三爪。

工作过程：需要更换轴承时，打开定子壳体上窗口，将套筒扳手伸入壳体内，套至蜗杆方柱，拧动扳手，用三爪夹紧转轴；拆下电机端盖、轴承座、轴承等零部件，并更换新轴承后，逆顺序完成各零部件的装配工作；反向拧动扳手，使得三爪松开转轴。

本实用新型装置仅通过套筒扳手套至蜗杆端方柱，通过正向及反向旋转，将力传递到三爪处，实现装置对转轴的夹紧和松开，从而实现轴承在使用现场的更换，简单方便，对操作人员要求低。同时，由于本装置主要与定子壳体底部焊接，而与定子侧面及顶面没有连接结构，轴向投影面积小，几乎不影响TYC系列电机尤其是TYCKK系列电机的空气冷却系统。

由上述实施例可以看出，本实用新型为内置固定转子装置，相对外置转子固定装置，较好地利用了电机定子壳体的刚性结构，实现了轻量化设计，在使用过程中，相对外置式固定装置，无论是拆卸还是安装，消除了固定部位的交替更换工序，提高了工作效率，降低了工作强度，同时降低了电机全寿命周期成本。

虽然结合了附图描述了本实用新型的实施方式，但是对于本领域技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。