转子轴组件、转子及电机的制作方法

本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种转子轴组件、转子及电机。

背景技术：

现有的一种高速永磁电机转子结构，请参考图1，转轴由三段拼接而成，采用整圆柱形磁钢3，利用合金护套4与三段主轴间的过盈配合来传递扭矩，其中，第一转轴端件1和第二转轴端件2均为非导磁材料。该结构转子在装配第一转轴端件1及柱形磁钢3时，由于没有相关结构定位，极容易出现轴线不对中的情况。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种转子轴组件、转子及电机，以解决现有技术中的转子轴组件在装配端轴及磁钢时容易出现轴线不对中的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种转子轴组件，包括：磁芯；第一端轴；第二端轴；防护套，防护套上依次设置有第一穿设孔、第二穿设孔和第三穿设孔，第一端轴穿设在第一穿设孔内，至少部分的磁芯设置在第二穿设孔内，第二端轴穿设在第三穿设孔内；防护套的中心线距第一穿设孔的孔壁的最小距离为a，防护套的中心线距第二穿设孔的孔壁的最小距离为b，防护套的中心线距第三穿设孔的孔壁的最小距离为c，其中，a和c中的至少一个与b不相等。

进一步地，防护套为圆柱体，第一穿设孔、第二穿设孔和第三穿设孔均为圆孔，其中，第一穿设孔的孔径值和第三穿设孔的孔径值中的至少一个大于第二穿设孔的孔径值。

进一步地，第一端轴上设置有第一容纳槽，部分的磁芯设置在第一容纳槽内；或，磁芯的第一端设置有第二容纳槽，部分的第一端轴设置在第二容纳槽内。

进一步地，磁芯与第一容纳槽间隙配合；或，第一端轴与第二容纳槽间隙配合。

进一步地，第二端轴上设置有第三容纳槽，部分的磁芯设置在第三容纳槽内；或，磁芯的第二端设置有第四容纳槽，部分的第二端轴设置在第四容纳槽内。

进一步地，磁芯与第三容纳槽间隙配合；或，第二端轴与第四容纳槽间隙配合。

进一步地，第一端轴包括：第一轴段，第一轴段的至少部分设置在第一穿设孔内；第二轴段，第二轴段与第一轴段相连接，第二轴段位于第一穿设孔的外部；其中，第一轴段上设置有第一容纳槽，部分的磁芯设置在第一容纳槽内。

进一步地，第二端轴包括：第三轴段，第三轴段的至少部分设置在第三穿设孔内；第四轴段，第四轴段与第三轴段相连接，第四轴段位于第三穿设孔的外部；其中，第三轴段上设置有第三容纳槽，部分的磁芯设置在第三容纳槽内。

进一步地，第一穿设孔与第二穿设孔相连通，第一穿设孔的孔径值大于第二穿设孔的孔径值，第一端轴与第二穿设孔的孔口所在的平面相抵接。

进一步地，第三穿设孔与第二穿设孔相连通，第三穿设孔的孔径值大于第二穿设孔的孔径值，第二端轴与第二穿设孔的孔口所在的平面相抵接。

根据本发明的第二个方面，提供了一种转子，包括转子轴组件，转子轴组件为上述的转子轴组件。

根据本发明的第三个方面，提供了一种电机，包括转子，转子为上述的转子。

本发明的转子轴组件由磁芯、第一端轴、第二端轴以及防护套组成，通过将防护套内用于设置磁芯、第一端轴以及第二端轴的各个穿设孔的孔径值设置为大小不相等，可以实现对防护套的轴向定位，也可以避免转子轴组件在装配端轴及磁钢时容易出现轴线不对中的问题。其中，防护套上依次设置有第一穿设孔、第二穿设孔和第三穿设孔，第一端轴穿设在第一穿设孔内，至少部分的磁芯设置在第二穿设孔内，第二端轴穿设在第三穿设孔内。

本发明的转子轴组件的防护套的中心线距第一穿设孔的孔壁的最小距离为a，防护套的中心线距第二穿设孔的孔壁的最小距离为b，防护套的中心线距第三穿设孔的孔壁的最小距离为c。通过设置有a和c中的至少一个与b不相等，使得防护套厚度可变，以形成用于对磁芯、第一端轴以及第二端轴进行轴向定位的阶梯状，解决了现有技术中的转子轴组件在装配端轴及磁钢时容易出现轴线不对中的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的转子轴组件的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的转子轴组件的第一个实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的转子轴组件的第二个实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、第一转轴端件；2、第二转轴端件；3、柱形磁钢；4、合金护套；10、磁芯；20、第一端轴；21、第一轴段；22、第二轴段；30、第二端轴；31、第三轴段；32、第四轴段；40、防护套；41、第一穿设孔；42、第二穿设孔；43、第三穿设孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本发明提供了一种转子轴组件，请参考图2和图3，转子轴组件包括：磁芯10；第一端轴20；第二端轴30；防护套40，防护套40上依次设置有第一穿设孔41、第二穿设孔42和第三穿设孔43，第一端轴20穿设在第一穿设孔41内，至少部分的磁芯10设置在第二穿设孔42内，第二端轴30穿设在第三穿设孔43内；防护套40的中心线距第一穿设孔41的孔壁的最小距离为a，防护套40的中心线距第二穿设孔42的孔壁的最小距离为b，防护套40的中心线距第三穿设孔43的孔壁的最小距离为c，其中，a和c中的至少一个与b不相等。

本发明的转子轴组件由磁芯10、第一端轴20、第二端轴30以及防护套40组成，通过将防护套40内用于设置磁芯10、第一端轴20以及第二端轴30的各个穿设孔的孔径值设置为大小不相等，可以实现对防护套40的轴向定位，也可以避免转子轴组件在装配端轴及磁钢时容易出现轴线不对中的问题。其中，防护套40上依次设置有第一穿设孔41、第二穿设孔42和第三穿设孔43，第一端轴20穿设在第一穿设孔41内，至少部分的磁芯10设置在第二穿设孔42内，第二端轴30穿设在第三穿设孔43内。

本发明的转子轴组件的防护套40的中心线距第一穿设孔41的孔壁的最小距离为a，防护套40的中心线距第二穿设孔42的孔壁的最小距离为b，防护套40的中心线距第三穿设孔43的孔壁的最小距离为c。通过设置有a和c中的至少一个与b不相等，使得防护套40厚度可变，以形成用于对磁芯10、第一端轴20以及第二端轴30进行轴向定位的阶梯状，解决了现有技术中的转子轴组件在装配端轴及磁钢时容易出现轴线不对中的问题。

针对防护套40的具体结构，防护套40为圆柱体，第一穿设孔41、第二穿设孔42和第三穿设孔43均为圆孔，其中，第一穿设孔41的孔径值和第三穿设孔43的孔径值中的至少一个大于第二穿设孔42的孔径值。

在本实施例中，防护套40为圆柱体，第一穿设孔41、第二穿设孔42和第三穿设孔43均为圆孔，相应地，磁芯10、第一端轴20以及第二端轴30均为圆柱体。

在本实施例中，通过设置有第一穿设孔41的孔径值和第三穿设孔43的孔径值中的至少一个大于第二穿设孔42的孔径值，从而可以在第一穿设孔41和第二穿设孔42之间形成阶梯部，用于止挡第一端轴20。可选地，第三穿设孔43和第二穿设孔42之间形成阶梯部，用于止挡第二端轴30。

在本实施例中，由于具有第一穿设孔41的孔径值和第三穿设孔43的孔径值中的至少一个大于第二穿设孔42的孔径值，从而使得，与第一端轴20和/或第二端轴30接触的防护套40的厚度要小于与磁芯10接触的防护套40的厚度。防护套40以上结构并不会丢失对磁芯10在高速旋转时的保护作用，且在不需要其提供强度保护的地方，譬如其与第一端轴20和第二端轴30径向相接触的地方，因其厚度的降低，还能减小转子涡流损耗，进而提高电机效率。

为了保证第一端轴20和磁芯10在安装完成后，中心线在同一条直线上，第一端轴20上设置有第一容纳槽，部分的磁芯10设置在第一容纳槽内；或，磁芯10的第一端设置有第二容纳槽，部分的第一端轴20设置在第二容纳槽内。

在本实施例中，可选地，第一端轴20上设置有第一容纳槽，部分的磁芯10设置在第一容纳槽内，从而保证了第一端轴20和磁芯10在安装完成后，中心线在同一条直线上。

可选地，磁芯10的第一端设置有第二容纳槽，部分的第一端轴20设置在第二容纳槽内。

优选地，磁芯10与第一容纳槽间隙配合；或，第一端轴20与第二容纳槽间隙配合。

在本实施例中，磁芯10与第一容纳槽的小间隙配合可以更方便磁芯10的安装。

相应地，第一端轴20与第二容纳槽的小间隙配合可以更方便第一端轴20的安装。

可选地，磁芯10与第一容纳槽过盈配合；或，第一端轴20与第二容纳槽过盈配合。过盈配合的使用能够保证磁芯10与第一端轴20更加稳定地保持连接。

为了保证第二端轴30和磁芯10在安装完成后，中心线在同一条直线上，第二端轴30上设置有第三容纳槽，部分的磁芯10设置在第三容纳槽内；或，磁芯10的第二端设置有第四容纳槽，部分的第二端轴30设置在第四容纳槽内。

优选地，磁芯10与第三容纳槽间隙配合；或，第二端轴30与第四容纳槽间隙配合。

在本实施例中，磁芯10与第三容纳槽的小间隙配合可以更方便磁芯10的安装。

相应地，第二端轴30与第四容纳槽的小间隙配合可以更方便第二端轴30的安装。

可选地，磁芯10与第三容纳槽过盈配合；或，第二端轴30与第四容纳槽过盈配合。过盈配合的使用能够保证磁芯10与第二端轴30更加稳定地保持连接。

针对第一端轴20的具体结构，如图2和图3所示，第一端轴20包括：第一轴段21，第一轴段21的至少部分设置在第一穿设孔41内；第二轴段22，第二轴段22与第一轴段21相连接，第二轴段22位于第一穿设孔41的外部；其中，第一轴段21上设置有第一容纳槽，部分的磁芯10设置在第一容纳槽内。

针对第二端轴30的具体结构，如图2所示，第二端轴30包括：第三轴段31，第三轴段31的至少部分设置在第三穿设孔43内；第四轴段32，第四轴段32与第三轴段31相连接，第四轴段32位于第三穿设孔43的外部；其中，第三轴段31上设置有第三容纳槽，部分的磁芯10设置在第三容纳槽内。

优选地，第一穿设孔41与第二穿设孔42相连通，第一穿设孔41的孔径值大于第二穿设孔42的孔径值，第一端轴20与第二穿设孔42的孔口所在的平面相抵接。

优选地，第三穿设孔43与第二穿设孔42相连通，第三穿设孔43的孔径值大于第二穿设孔42的孔径值，第二端轴30与第二穿设孔42的孔口所在的平面相抵接。

第一端轴20以及第二端轴30采用非导磁材料，高速旋转时，由于防护套40的保护作用，使得永磁转子可以安全运行。

柱形磁钢(磁芯10)采用钕铁硼材料，为规则整圆柱形实心结构。

变厚度合金防护套40采用镍基合金、钛合金等材料，与磁芯10、第一端轴20以及第二端轴30均为过盈配合。

装配时，先把柱形磁钢装到第一端轴20的右端面上，由于第一端轴20的凹槽结构的定心作用，柱形磁钢的外圆面与第一端轴20凹槽的圆面高度重合，保证了柱形磁钢与第一端轴20之间的同轴度，之后将加热至一定温度的变厚度合金护套一次性热装在第一端轴20、柱形磁钢的外表面，使其左端阶梯位置与第一端轴20的外端面贴合，并迅速将第二端轴30放进合金护套内，待自然冷却一段时间后，即可完成转轴的装配工作。

需要注意的是，整个冷却过程要求对第一端轴20及第二端轴30施加轴向预紧力，直至转轴冷却至常温后，方可去掉预紧力。

针对本发明的转子轴组件的第一个实施例：

如图2所示，第一端轴20由第一轴段21和第二轴段22组成，第二端轴30由第三轴段31和第四轴段32组成，其中，第一轴段21的至少部分设置在第一穿设孔41内，第二轴段22与第一轴段21相连接，第二轴段22位于第一穿设孔41的外部，第三轴段31的至少部分设置在第三穿设孔43内，第四轴段32与第三轴段31相连接，第四轴段32位于第三穿设孔43的外部。

在本实施例中，第一轴段21上设置有第一容纳槽，部分的磁芯10设置在第一容纳槽内，第三轴段31上设置有第三容纳槽，部分的磁芯10设置在第三容纳槽内。

第一轴段21上设置有第一容纳槽，部分的磁芯10设置在第一容纳槽内，在降低装配工装的复杂性、提高装配成功率的同时，也大大减小了永磁材料的加工成本。

针对本发明的转子轴组件的第二个实施例：

如图3所示，第一端轴20由第一轴段21和第二轴段22组成，第二端轴30由第三轴段31和第四轴段32组成，其中，第一轴段21的至少部分设置在第一穿设孔41内，第二轴段22与第一轴段21相连接，第二轴段22位于第一穿设孔41的外部，第三轴段31的至少部分设置在第三穿设孔43内，第四轴段32与第三轴段31相连接，第四轴段32位于第三穿设孔43的外部。

在本实施例中，第一轴段21上设置有第一容纳槽，部分的磁芯10设置在第一容纳槽内，第三轴段31与磁芯10相抵接。

本发明还提供了一种转子，包括转子轴组件，转子轴组件为上述的转子轴组件。

本发明还提供了一种电机，包括转子，转子为上述的转子。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明的转子轴组件由磁芯10、第一端轴20、第二端轴30以及防护套40组成，通过将防护套40内用于设置磁芯10、第一端轴20以及第二端轴30的各个穿设孔的孔径值设置为大小不相等，可以实现对防护套40的轴向定位，也可以避免转子轴组件在装配端轴及磁钢时容易出现轴线不对中的问题。其中，防护套40上依次设置有第一穿设孔41、第二穿设孔42和第三穿设孔43，第一端轴20穿设在第一穿设孔41内，至少部分的磁芯10设置在第二穿设孔42内，第二端轴30穿设在第三穿设孔43内。

本发明的转子轴组件的防护套40的中心线距第一穿设孔41的孔壁的最小距离为a，防护套40的中心线距第二穿设孔42的孔壁的最小距离为b，防护套40的中心线距第三穿设孔43的孔壁的最小距离为c。通过设置有a和c中的至少一个与b不相等，使得防护套40厚度可变，以形成用于对磁芯10、第一端轴20以及第二端轴30进行轴向定位的阶梯状，解决了现有技术中的转子轴组件在装配端轴及磁钢时容易出现轴线不对中的问题。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。