一种永磁电机表贴式磁钢装配工装的制作方法

本实用新型属于电机制造技术领域，尤其涉及一种永磁电机表贴式磁钢装配工装。

背景技术：

永磁电机相比于传统异步电机具有体积小、发热量小、效率高等优点，在风力发电机、船用电机、矿用电机等实际中得到越来越广泛的运用。永磁电机转子普遍采用稀土永磁材料，该材料具有较强的磁性能，可以为电机提供稳定的磁场。在实际的电机制造过程中，磁钢装配是一个非常重要的工艺节点。大型永磁电机的磁钢通常体积较大，磁性能相对较强。同时，由于同一极磁钢轴向长度较长，为了便于永磁体生产制造，降低生产成本和减小电机的涡流损耗，电机制造厂通常将同一极磁钢设计成分块式结构，即一极磁钢由多块极性相同、外形相同的小磁钢块组成。

在磁钢装配过程中，磁钢非常容易吸到装配工装和铁芯上，损坏表面的保护镀层，甚至时常发生磁钢撞碎的现象，造成磁钢利用率下降，耽误装配效率；当某块磁钢安装完成后，再安装同一极性的相邻磁钢时，会产生较大的排斥力，这时如果不采取相应措施，相邻磁钢之间出现较大的空隙，空隙尺寸不断积累，导致最后一块磁钢就会安装不到位，达不到设计要求，影响电机性能。在现有大型永磁电机表贴式磁钢装配方法中，推动磁钢移动通常采用手动推动或者旋转一根螺丝顶杆抵住磁钢表面使其前进，到达磁钢设定位置后需要等待磁钢胶水完全固化后，才能退出螺丝顶杆，继续下一块磁钢的装配，而磁钢胶水完全固化最少需要1个小时，这种方法费事费力，中间等待胶水固化时间较长，效率低下。另外装配人员在装配表贴式磁钢过程中很容易被磁钢夹伤，出现安全事故。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本实用新型提供一种永磁电机表贴式磁钢装配工装，有效解决大型永磁电机装在配过程中磁钢装配可靠性差的问题，进而提高装配效率以及保障磁钢在装配过程中操作人员工作安全的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

一种永磁电机表贴式磁钢装配工装，包括：设置在转子架上的转子铁芯、

多个能够可拆卸地固定在所述转子铁芯上的磁钢定位装置、

多个能够固定设置在所述转子铁芯上的磁钢压块、

能够与所述转子铁芯配合将磁钢块推进至磁钢安装区的磁钢推进装置。

优选地，所述转子铁芯的周面上设有多个磁钢安装槽；

每一所述磁钢安装槽对应一个待安装磁极；

所述待安装磁极由多个磁钢块组成。

优选地，所述磁钢推进装置包括：气缸、联接支架、推杆、导向板和垫块；

所述导向板的一端面与所述联接支架的一端面固定连接；所述联接支架的另一端面与所述气缸固定连接；

所述气缸内设有活塞杆，且所述活塞杆的顶端与所述推杆的一端固定连接；

所述导向板上开设有与所述转子铁芯的磁钢安装槽相对应的导向槽；

所述活塞杆能够推动所述推杆在所述导向槽内进给；

所述垫块放置在所述推杆的另一端所处的导向槽内，并能够被所述推杆的另一端在所述导向槽内施加推力而滑动；

所述导向板的另一端面能够与所述转子铁芯的磁钢安装端面可拆卸地固定连接，且所述导向槽与所述转子铁芯上的磁钢安装槽对接。

优选地，每一所述磁钢定位装置均包括径向定位块和轴向定位块；

所述径向定位块为一弓形结构体；

所述径向定位块的两端部均设有穿孔，每一所述穿孔均能够配合固定螺钉将所述径向定位块可拆卸地固定在所述转子铁芯上，并用于限位磁钢块的顶面；

所述轴向定位块为一长条形结构体；

所述轴向定位块的两端部均设有穿孔，每一所述穿孔均能够配合固定螺钉将所述轴向定位块可拆卸地固定在所述转子铁芯上，并用于限位磁钢块的侧面。

优选地，所述径向定位块的中间主体能够覆盖并限位一个或多个磁钢块的顶面；

所述径向定位块的中间主体上设有一个或多个垂直于磁钢块顶面的径向通孔，且所述径向通孔的内壁上设有与内六角圆柱端紧定螺钉相匹配的内螺纹；

所述轴向定位块的中间主体的侧面能够覆盖磁钢块的侧面；

所述轴向定位块的中间主体上设有一个或多个垂直于磁钢块侧面的轴向通孔，且所述轴向通孔的内壁上设有与内六角圆柱端紧定螺钉相匹配的内螺纹；

所述轴向定位块的中间部开设有与所述垫块相对应的通槽。

优选地，所述磁钢安装槽为16个；

待安装磁极数为16，每一磁极由11块分块式磁钢块组成；

所述磁钢安装槽划分为8个N级磁钢安装槽和8个S级磁钢安装槽；

所述8个N级磁钢安装槽和8个S级磁钢安装槽相互间隔布置在所述转子铁芯的周面。

本方案还提供一种基于上述所述磁钢装配工装的使用方法，

通过磁钢推进装置将磁钢块推置到相应的安装区域，然后采用磁钢定位装置将磁钢块定位在安装区域，待磁钢块与转子铁芯粘结牢固后，去除磁钢定位装置，再将磁钢压块安装在转子铁芯上，用以限位磁钢块。

优选地，还包括以下步骤：

S1、将转子铁芯吊装放到转子支架上，调整磁钢推进装置的位置，使得导向槽对准转子铁芯的第一个N级磁钢安装槽的槽口处，然后将导向板固定设置在转子铁芯上。

S2、将第一个N级磁钢块放入到导向板的导向槽中，垫块放到导向板的导向槽中，位于磁钢块和推杆之间，在磁钢安装位置表面涂上磁钢粘贴胶，启动气缸，使气缸活塞上联接的推杆推动垫块，进而推动磁钢块进入到转子铁芯的磁钢安装槽中，推进到相应的磁钢安装槽安装位置即可；

S3、气缸回程，退回垫块和推杆，放入第二个N级磁钢块，然后在磁钢安装位置表面涂上磁钢粘贴胶，启动气缸，使气缸活塞上联接的推杆推动垫块，进而推动第二块N级磁钢块进入到转子铁芯的N级磁钢安装槽中，推进到相应的磁钢安装槽的安装位置即可；

S4、将径向定位块用螺栓固定在相应的磁钢安装位置处的转子铁芯上，上紧内六角圆柱端紧定螺钉，将已经安装到位的两块N级磁钢径向压紧，将轴向定位块用螺栓固定在相应的磁钢安装位置处的转子铁芯上，上下对称上紧多个内六角圆柱端紧定螺钉，将已经安装到位的两个N级磁钢块轴向压紧；

S5、气缸回程，退回垫块和推杆，两块N级磁钢块设置完毕；

S6、将导向板从转子铁芯的磁钢安装端面上拆卸下来，待磁钢块与转子铁芯粘结牢固后，卸下磁钢定位装置。

优选地，所述方法还包括：

S601：采用磁钢推进装置和磁钢定位装置将转子铁芯上余下的N级磁钢安装槽上均安装两个N级磁钢块，待磁钢块与转子铁芯粘结牢固后，卸下磁钢定位装置；

S602：采用磁钢推进装置和磁钢定位装置将转子铁芯上所有的S级磁钢安装槽上均安装两块S级磁钢块，待磁钢块与转子铁芯粘结牢固后，卸下磁钢定位装置；

S603：将磁钢压块用螺栓固定在转子铁芯上，将相邻的N极磁钢块和S极磁钢块压紧。

优选地，所述方法还包括：采用磁钢推进装置、磁钢定位装置和磁钢压块将转子铁芯上所有磁钢安装槽的安装区域安装相对应的磁钢块。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种永磁电机表贴式磁钢装配工装，其不仅能保证大型永磁电机装配过程中磁钢表面不损伤和减缓磁钢撞击力，从而保证电机使用性能和寿命，而且还能够提高装配人员装配磁钢的效率以及保证磁钢装配过程中操作人员的安全。此外，还具有以下有益效果：

1、将第一块N极磁钢放入到导向板的导向槽中，垫块也放到导向板的导向槽中，在磁钢安装位置表面涂上磁钢粘贴胶，启动液压缸，使气缸活塞上联接的推杆推动垫块，这一技术手段的采用相比较采用手动或者旋转螺丝杆推动使磁钢到达安装位置的方法，既省时又省力，使得安装过程方便快捷。

2、将径向定位块和轴向定位块用螺栓固定在转子铁芯上，并且用2组内六角圆柱端紧定螺钉将已经到位的两块磁钢分别在径向和轴向压紧固定，这一技术手段的采用可以防止安装过程中同极磁钢块之间间隙较大，并且避免安装过程发生磁极侧翻现象，保证安装人员的安全；更为关键的是，磁钢粘贴胶完全固化需要一定的时间，这一技术手段的采用可以使得安装完一组磁钢后，不需要等待中间磁钢粘贴胶固化时间，继续安装下一组磁钢，节省了大量时间，提高了工作效率。

3、在磁钢块推进过程中，将采用铜材料制成的垫块置于磁钢块和推杆之间。垫块采用无磁性金属材料制成，无磁性，与磁钢块不产生磁吸力，可以起到保护磁钢表面镀层的作用，保证装配过程中磁钢无划伤、无撞击、无破损，杜绝了因装配原因造成磁钢使用寿命下降，影响电机性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种永磁电机表贴式磁钢装配工装的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一种永磁电机表贴式磁钢装配工装的径向定位块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一种永磁电机表贴式磁钢装配工装的轴向定位块的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中一种永磁电机表贴式磁钢装配工装的磁钢推进装置的结构示意图。

【附图标记说明】

1：转子铁芯；2：磁钢块；3：磁钢压块；4：径向定位块；5：轴向定位块；6：内六角圆柱端紧定螺钉；7：垫块；8：推杆；9：导向板；10：联接支架；11：气缸。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。

实施例一

如图1所示：本实施例公开了一种永磁电机表贴式磁钢装配工装，包括：设置在转子架上的转子铁芯1、多个能够可拆卸地固定在所述转子铁芯上的磁钢定位装置、多个能够固定安装在所述转子铁芯上的磁钢压块3、能够与所述转子铁芯1配合将磁钢块2推进至磁钢安装区的磁钢推进装置。

应说明的是：这里所述的转子铁芯1是指大型永磁电机内的转子铁芯1，当然，本实施例中所述的转子铁芯1也可以是小型或中型的转子铁芯1，同样适用。

转子铁芯

如图1所示：本实施例中所述转子铁芯1的周面上设有多个磁钢安装槽。

其中，每一所述磁钢安装槽对应一个待安装磁极；所述待安装磁极由多个磁钢块2组成。

具体地，本实施例中所述的磁钢安装槽为16个；因此，其待安装磁极数为16，每一磁极由11块分块式磁钢块2组成。

相应地，所述磁钢安装槽划分为8个N级磁钢安装槽和8个S级磁钢安装槽。

应说明的是：本实施例中所述8个N级磁钢安装槽和8个S级磁钢安装槽相互间隔布置在所述转子铁芯1的周面。

磁钢推进装置

如图4所示：本实施例中所述磁钢推进装置包括：气缸11、联接支架10、导向板9、推杆8和垫板7。

具体地，所述导向板9的一端面与所述联接支架10的一端面固定连接；所述联接支架10的另一端面与所述气缸11固定连接。

所述气缸11内设有活塞杆，且所述活塞杆的顶端与所述推杆8的一端固定连接。

所述导向板9上开设有与所述转子铁芯1的磁钢安装槽相对应的导向槽。

这里应说明的是：这里所述的导向槽能够适应于垫板7和推杆8在其内移动，其中，本实施例中所述的垫块7形状为方块状。所述活塞杆能够推动所述推杆8在所述导向槽内进给。

所述垫块7放置在所述推杆8的另一端所述的导向槽内，并能够被所述推杆8的另一端在所述导向槽内施加推力而滑动。

所述导向板9的另一端面能够与所述转子铁芯1的磁钢安装端面可拆卸地固定连接，且所述导向槽与所述转子铁芯1上的磁钢安装槽对接。

磁钢定位装置

此外，应说明的是：本实施例中每一所述磁钢定位装置均包括径向定位块4和轴向定位块5。

详细地，如图2所示：本实施例中所述的径向定位块4为一弓形结构体。

所述径向定位块4的两端部均设有穿孔，每一所述穿孔均能够配合固定螺钉将所述径向定位块4可拆卸地固定在所述转子铁芯1上，并用于限位磁钢块2的顶面。

其中，所述径向定位块4的中间主体能够覆盖并限位一个或多个磁钢块2的顶面。

所述径向定位块4的中间主体上设有一个或多个垂直于磁钢块顶面的径向通孔，且所述径向通孔的内壁上设有与内六角圆柱端紧定螺钉6相匹配的内螺纹。

如图3所示：本实施例中所述的轴向定位块5为一长条形结构体。

所述轴向定位块5的两端部均设有穿孔，每一所述穿孔均能够配合固定螺钉将所述轴向定位块5可拆卸地固定在所述转子铁芯1上，并用于限位磁钢块2的侧面。

这里应说明的是：本实施例中所述的轴向定位块5的中间主体的侧面能够覆盖磁钢块2的侧面。

所述轴向定位块5的中间主体上设有多个垂直于磁钢块2侧面的轴向通孔，且所述轴向通孔的内壁上设有与内六角圆柱端紧定螺钉6相匹配的内螺纹。

所述轴向定位块5的中间部开设有与所述垫块7相对应的通槽。

此外，本实施例在这里还提供一种基于上述所述磁钢装配工装的使用方法，具体如下所述：

通过磁钢推进装置将磁钢块2推置到相应的安装区域，然后采用磁钢定位装置将磁钢块2定位在安装区域，待磁钢块2与转子铁芯1粘结牢固后，去除磁钢定位装置，再将磁钢压块3安装在转子铁芯1上，用以限位磁钢块2。

这里应说明的是：本实施例中所述的磁钢块2包括N级磁钢块和S级磁钢块。

在这里，本实施例还提供了比上述方法更为详细的步骤，具体还包括以下步骤：

S1、将转子铁芯1吊装放到转子支架上，调整磁钢推进装置的位置，使得导向槽对准转子铁芯1的第一个N级磁钢安装槽的槽口处，然后将导向板9固定设置在转子铁芯1上。

S2、将第一个N级磁钢块放入到导向板9的导向槽中，垫块7放到导向板9的导向槽中，位于磁钢块2和推杆8之间，在磁钢安装位置表面涂上磁钢粘贴胶，启动气缸11，使气缸活塞上联接的推杆8推动垫块，进而推动磁钢块2进入到转子铁芯1的磁钢安装槽中，推进到相应的磁钢安装槽安装位置即可；

S3、气缸11回程，退回垫块7和推杆8，放入第二个N级磁钢块，然后在磁钢安装位置表面涂上磁钢粘贴胶，启动气缸11，使气缸活塞上联接的推杆8推动垫块7，进而推动第二块N级磁钢块进入到转子铁芯1的N级磁钢安装槽中，推进到相应的磁钢安装槽的安装位置即可；

S4、将径向定位块4用螺栓固定在相应的磁钢安装位置处的转子铁芯上1，上紧内六角圆柱端紧定螺钉6，将已经安装到位的两块N级磁钢径向压紧，将轴向定位块4用螺栓固定在相应的磁钢安装位置处的转子铁芯1上，上下对称上紧多个内六角圆柱端紧定螺钉6，将已经安装到位的两个N级磁钢块轴向压紧；

S5、气缸11回程，退回垫块7和推杆8，两块N级磁钢块设置完毕；

S6、将导向板9从转子铁芯1的磁钢安装端面上拆卸下来，待磁钢块2与转子铁芯1粘结牢固后，卸下磁钢定位装置。

其次，应说明的是：本实施例中所公开的方法还包括以下步骤：

S601：采用磁钢推进装置和磁钢定位装置将转子铁芯1上余下的N级磁钢安装槽上均安装两个N级磁钢块，待磁钢块与转子铁芯粘结牢固后，卸下磁钢定位装置；

S602：采用磁钢推进装置和磁钢定位装置将转子铁芯1上所有的S级磁钢安装槽上均安装两块S级磁钢块，待磁钢块2与转子铁芯1粘结牢固后，卸下磁钢定位装置；

S603：将磁钢压块3用螺栓固定在转子铁芯1上，将相邻的N极磁钢块和S极磁钢块压紧。

最后，应补充说明的是：上述所述方法还包括：采用磁钢推进装置、磁钢定位装置和磁钢压块3将转子铁芯1上所有磁钢安装槽的安装区域安装相对应的磁钢块2。

实施例二

本实施例公开了一种永磁电机表贴式磁钢装配工装，包括转子铁芯1、多个磁钢块2、多个磁钢压块3、多个径向定位块4、多个轴向定位块5、多个内六角圆柱端紧定螺钉6、垫块7、推杆8、导向板9、联接支架10、气缸11。

具体地，转子铁芯1共有16个磁钢安装槽；电机磁极数为16，每一磁极由11块分块式磁钢块2组成；导向板9、联接支架10、推杆8是由不锈钢材料制作而成，垫块7是由黄铜制作而成的板件，轴向定位块5和径向定位块4由不锈钢材料制成，数量分别为8组。

相应地，在导向板8上开设有与转子铁芯的磁钢安装槽相对应的导向槽；气缸11内设有活塞杆，活塞杆顶端联接有所述推杆8，推杆8正对转子铁芯的磁钢安装槽；导向板9的一端面用螺栓固定在转子铁芯1的磁钢安装端端面上，导向板9与转子铁芯1上的磁钢安装槽相对应；导向板9另外一端面与联接支架10一端面用螺栓固定在一起；联接支架10的另一端面与气缸11用螺栓固定在一起；垫块7位于磁钢块2和推杆8之间，起到保护永磁体表面镀层的作用；磁钢压块3位于电机相邻的两极磁钢块2之间，并用螺栓固定在转子铁芯1上；轴向定位块5位于磁极侧面，并用螺栓固定在转子铁芯1上，轴向定位块5安装有四个内六角圆柱端紧定螺钉6，用以轴向压紧磁钢块2，防止磁钢受到相邻相同极性磁钢排斥力影响，造成磁钢之间缝隙较大；径向定位块4位于磁极上方，并用螺栓固定在转子铁芯1上，径向定位块4安装有两个内六角圆柱端紧定螺钉6，用以径向压紧磁钢块2，防止磁钢块受到相邻不同极性磁钢块的吸力发生反转；内六角圆柱端紧定螺钉6由不锈钢材料制成；轴向定位块5开设有与垫块7相对应的导向槽。

这里还提供一种永磁电机表贴式磁钢装配方法，包括以下步骤：

第一步，将转子铁芯1吊装放到转子支架上，调整导向板9的位置，使得导向槽对准转子铁芯1的N极磁钢块的1号磁钢安装槽口处，将导向板9的一端用螺栓固定在转子铁芯1的安装磁钢一侧的端面上；将导向板9的另外一端与联接支架10一端用螺栓固定在一起，然后将气缸11与联接支架10的另外一端用螺栓固定在一起。

第二步，将第一块N极磁钢块2放入到导向板9的导向槽中，垫块7也放到导向板9的导向槽中，位于磁钢块2和推杆8之间，在磁钢块2安装位置表面涂上磁钢粘贴胶，启动气缸11，使气缸11活塞上联接的推杆8推动垫块7，进而推动磁钢块2进入到转子铁芯的磁钢安装槽中，推进到相应的1号磁钢安装槽安装位置即可。

第三步，气缸11回程，退回垫块7和推杆8，放入第二块N极磁钢块2重复上述循环。

第四步，将径向定位块4用螺栓固定在相应的磁钢块2安装位置处的转子铁芯1上，上紧两个内六角圆柱端紧定螺钉6，将已经安装到位的两块磁钢块2径向压紧，防止发生侧翻；将轴向定位块5用螺栓固定在相应的磁钢安装位置处的转子铁芯1上，上下对称上紧四个内六角圆柱端紧定螺钉6，将已经安装到位的两块磁钢块2轴向压紧，避免两块相同极性的磁钢块2之间由于存在较大排斥力从而产生较大间隙。

第五步，气缸11回程，退回垫块7和推杆8，两块磁钢块2安装完毕。

第六步，将气缸11和导向板9从转子铁芯1上拆下，使得导向槽对准转子铁芯1下一个N极磁钢块的二号磁钢安装槽口处，按照上述流程继续装配第二列两块N极磁钢块2，并用第二组径向定位块4和轴向定位块5将两块磁钢块2压紧。

第七步，重复第六步步骤，将剩余的六列N极磁钢块2按照相同的方法用磁钢粘贴胶进行粘贴固定，至此，第一行和第二行N极磁钢块2已经安装在一号、二号、三号、四号、五号、六号、七号、八号转子铁芯磁钢安装槽内。

第八步，操作完成第七步后，已经达到第一组磁钢块2胶水完全固化的时间，拆卸径向定位块4和轴向定位块5，清理干净残剩胶水；重复第一步至第七步步骤，完成第三行和第四行N极磁钢块2的安装。

第九步，按照相同的方法重复操作第一步至第八步步骤，将第一行、第二行、第三行、第四行S极磁钢块2安装到相对应的转子铁芯磁钢安装槽内；同时将磁钢压块3用螺栓固定在转子铁芯1上，将相邻的N极和S极磁钢块压紧，以便在磁钢粘贴胶失效情况下起到二次保护作用。

第十步，用同样的方法将随后的磁钢块2依次装入转子铁芯磁钢安装槽，直至装满。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理，这些描述只是为了解释本实用新型的原理，不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。