一种磁悬浮轴承转子的装配工装及装配方法与流程

本发明涉及磁悬浮轴承技术领域，具体涉及到一种磁悬浮轴承转子的装配工装及装配方法。

背景技术：

磁悬浮轴承是利用磁力作用将转子悬浮于空中，使转子与定子之间没有机械接触，与传统的滑动轴承或滚动轴承相比，具有高转速、高精度、功耗低、无机械接触、无需润滑等优点。随着磁悬浮轴承的不断改进，其在很多领域得到广泛的应用，比如高速离心压缩机、汽轮发动机、超高速加工机床主轴等。

转子包括套管和多个环形导磁片，其中，多个环形导磁片叠置在一起并套设在套管外；由于磁悬浮轴承的零部件均为精密的零部件，因此对零部件同轴度和位置精度的要求很高；作为关键部件的转子，主要采用如下安装方法：先将导磁片加热，然后将多个导磁片依次套设在套管上；待导磁片冷却后就会紧紧卡在套管上；而上述的加热和装配步骤繁琐、操作要求高，并且很容易装配失败。此外，装配完成后的脱件一般是由顶件将转子从工装主体内顶出，在这个过程中，由于转子与工装主体内壁结合紧密，有时会出现转子主轴和导磁片难以同时脱出、甚至滞留、划伤等的情况。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供了一种操作简便、位置精度高、脱件方便的磁悬浮轴承转子的装配工装及装配方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种磁悬浮轴承转子的装配工装，该转子包括：套管、多个环形导磁片，多个环形导磁片叠置在一起并套设在套管外；还包括套设在套管两端的第一环形挡板和第二环形挡板；

该装配工装包括支座、以一定距离相对设置的油缸一和油缸二；所述油缸一上连接有转子组装结构；所述油缸二上连接套管推送结构；

所述转子组装结构包括用于装配转子的定位套筒；所述定位套筒包括同轴且一体连接的大径部与小径部；所述大径部与套管推送结构相对设置；定位套筒的轴心处设有与所述套管形状和大小相同的定位圆柱；油缸一的伸缩杆一通过小径部与定位圆柱固定；所述大径部的内壁与环形导磁片、第一环形挡板和第二环形挡板的外壁相适配；定位套筒的外壁与第一环形挡板、环形导磁片和第二环形挡板的内圆相适配；所述小径部的内部空间与定位圆柱的外形相适配；

所述套管推送结构包括向所述大径部推送套管的圆柱形套管固定部；所述定位套筒与套管固定部同轴设置；所述套管固定部的轴心处设有与套筒外形适配的固定孔；所述套管固定部的外侧设有可沿固定孔轴向移动的推块；所述推块与油缸二上的伸缩杆二固定连接。

进一步，所述推块为圆柱形体，推块的直径介于套管内中心孔直径与固定孔的直径之间。

进一步，所述套管固定部的外径小于或等于所述大径部的内径。

进一步，所述大径部的底部与侧壁可拆卸连接。

进一步，所述大径部的侧壁由两个外形相同的半圆壳体扣合而成。

进一步，所述定位套筒通过滑台沿所述支座上表面直线滑动；支座上设有与所述滑台配合的导轨；所述导轨与油缸一的伸缩方向平行设置。

进一步，所述套管固定部通过固定台在支座上固定。

更进一步，本发明还公开了该装配工装的装配方法，包括如下步骤：

s1、调整滑台使所述转子组装结构与套管推送结构之间相隔一定距离的装配空间；此时定位圆柱位于大径部内，且定位圆柱的两个径向端面与大径部对应的径向端面在竖直方向对齐；

s2、操作人员依次将第一环形挡板、环形导磁片和第二环形挡板套装在所述定位圆柱上；

s3、操作人员将套管装入所述套管固定部的固定孔内；

s4、调整滑台使转子组装结构移动直至与套管推送结构贴合，从而保证相接各部件的竖直度；

s5、开启油缸一，伸缩杆一带动定位圆柱向小径部一侧移动，同时开启油缸二，推块在伸缩杆二的作用下以相同的速度将套管向大径部挤入；

s6、当定位圆柱完全位于小径部内，伸缩杆一停止移动；此时套管也完全位于大径部内，转子装配完毕；

s7、调整滑台使转子组装结构回到初始位置，同时伸缩杆二带动推块回到固定孔外壁处；

s8、拆下大径部的侧壁，取下转子。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的装配工装和装配方法不需对转子部件加热、过程简便、安装的转子同轴度和位置精度高，且脱件方便。

首先，本发明设置通过转子组装结构将环形导磁片、第一环形挡板和第二环形挡板预装到定位圆柱上来保证上述部件的同轴度和位置精度；然后将定位圆柱撤回至小径部，套管推送结构将套管同轴顶入，从而实现转子各部件的完整装配；

再者，本发明安装转子的大径部采用可拆卸的连接方法，克服了以往顶件不易顶出转子的缺陷，可以实现拆除侧壁来轻松取下转子，不会破坏转子已有的装配精度；

再者，所述定位套筒在支座上可以直线滑动，为操作人员预留了装配空间，同时也便于调整定位套筒与套管推送结构之间的距离；

此外，所述套管固定部的外径略小于或等于所述大径部的内径；从而在第一环形挡板、环形导磁片和第二环形挡板套装在定位圆柱上时，所述滑台带动转子组装结构移动至套管推送结构处，使套管固定部与大径部各自相对的侧面紧贴，从而保证第一环形挡板、环形导磁片和第二环形在大径部内的竖直度和轴向安装到位。

附图说明：

图1是本发明优选实施例中转子的示意图；

图2是本发明优选实施例中装配工装工作前的示意图；

图3是本发明优选实施例中装配工装工作状态图；

图4是本发明优选实施例中装配工装另一工作状态图；

图5是本发明优选实施例中装配工装装配完成的状态图；

图6是本发明优选实施例中大径部的示意图。

其中：1、转子；11、套管；12、环形导磁片；13、第一环形挡板；14、第二环形挡板；2、支座；3、油缸一；31、伸缩杆一；4、油缸二；41、伸缩杆二；5、转子组装结构；51、定位套筒；511、大径部；512、小径部；513、定位圆柱；514、半圆壳体；52、滑台；53、连接螺栓；6、套管推送结构；61、套管固定部；611、固定孔；62、固定台；63、推块。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，本发明待装配的转子1包括：套管11和多个环形导磁片12，多个环形导磁片12叠置在一起并套设在套管11外；还包括套设在套管11两端的第一环形挡板13和第二环形挡板14，其中，多个环形导磁片12被夹设在第一环形挡板13和第二环形挡板14之间。

如图2至图6所示，本发明针对该结构转子1公开了一种磁悬浮轴承转子1的装配工装，该装配工装包括支座2、以一定距离相对设置的油缸一3和油缸二4；所述油缸一3上连接有转子组装结构5；所述油缸二4上连接与转子组装结构5相对设置的套管推送结构6；

其中，所述转子组装结构5包括用于装配转子1的定位套筒51；定位套筒51通过滑台52沿所述支座2上表面直线滑动；支座2上设有与所述滑台52配合的导轨；所述导轨与油缸一3的伸缩方向平行设置；

所述定位套筒51包括互相连接的大径部511与小径部512；所述大径部511与套管推送结构6相对设置；油缸一3的伸缩杆一31通过小径部512与定位套筒51连接；具体的，定位套筒51的轴心处设有与所述套管11形状和大小相同的定位圆柱513；转子1的第一环形挡板13、环形导磁片12和第二环形挡板14依次套接在大径部511内壁与定位圆柱513之间；这样，所述大径部511的内壁与环形导磁片12、第一环形挡板13和第二环形挡板14的外壁相适配；定位套筒51的外壁能够与第一环形挡板13、环形导磁片12和第二环形挡板14的内圆相适配从而保证转子1的同轴度；

优选的，所述小径部512与油缸一3相对的侧壁上设有与伸缩杆一31滑动配合的支撑孔；所述伸缩杆一31穿过所述支撑孔与定位圆柱513固定连接；这样，定位圆柱513能够在伸缩杆一31的作用下在定位套筒51内轴向移动；此外，小径部512的内径与定位圆柱513的外径相适配；定位圆柱513的轴向长度与小径部512的轴向长度相等从而使小径部512能够正好容纳定位圆柱513。

所述套管推送结构6包括向所述大径部511推送套管11的圆柱形套管固定部61；所述套管固定部61通过固定台62在支座2上固定；所述套管固定部61的轴心处设有与套筒外形适配的固定孔611；所述套管固定部61的外侧设有可沿固定孔611轴向移动的推块63；所述推块63与油缸二4上的伸缩杆二41固定连接；推块63为圆柱形体，推块63的直径介于套管11内中心孔直径与固定孔611的直径之间，从而伸缩杆一31带动定位圆柱513退回小径部512时，伸缩杆二41可以通过推块63将固定孔611内的套管11推至所述大径部511的轴心处，进而实现转子1的安装；此外，定位圆柱513在沿轴向移动过程中，能够在一定程度上使环形导磁片12的内圆上的毛刺等加工缺陷结构磨平，从而避免套管11进入时卡涩。本发明中，所述大径部511、小径部512及套管固定部61均同轴设置，以保证套管11被准确推送到大径部511的轴心处。

优选的，为了保证第一环形挡板13、环形导磁片12和第二环形挡板14在竖直方向上与套筒平齐，所述套管固定部61的外径略小于或等于所述大径部511的内径；从而在第一环形挡板13、环形导磁片12和第二环形挡板14套装在定位圆柱513上时，所述滑台52带动转子组装结构5移动至套管推送结构6处，使套管固定部61与大径部511各自相对的侧面紧贴，从而保证第一环形挡板13、环形导磁片12和第二环形在大径部511内的竖直度和轴向安装到位。

一般情况下，转子1安装完成后的取件是将某些顶件穿过安装工装的侧壁，从而将转子1顶下；但是由于转子1与安装工装内壁结合紧密，这种方法不易保证套管11和环形导磁片12同时脱件；因此本发明中所述大径部511的底部与侧壁可拆卸连接；具体的，所述大径部511的底部和侧壁之间沿轴向周向均布有若干连接螺栓53以便于脱件。

为了使脱件更加方便，所述大径部511的侧壁由两个外形相同的半圆壳体514扣合而成，这样只需将两个半圆壳体514沿不同方向拆下就可以轻松实现转子1上各部分零件的同时卸件。

本发明中，由于环形导磁片12、第一环形挡板13和第二环形挡板14与定位圆柱513结合紧密，为了顺利将定位圆柱513撤回小径部512且保证套管11推入大径部511，需对环形导磁片12、第一环形挡板13和第二环形挡板14的中心孔内采取润滑措施。

本发明还公开了该装配工装的装配方法，包括如下步骤：

s1、如图2所示，调整滑台52使所述转子组装结构5与套管推送结构6之间相隔一定距离的装配空间；此时定位圆柱513位于大径部511内，且定位圆柱513的两个径向端面与大径部511对应的径向端面在竖直方向对齐；

s2、操作人员依次将第一环形挡板13、环形导磁片12和第二环形挡板14套装在所述定位圆柱513上；

s3、操作人员将套管11装入所述套管固定部61的固定孔611内；

s4、如图3所示，调整滑台52使转子组装结构5移动直至与套管推送结构6贴合，从而保证相接各部件的竖直度；

s5、开启油缸一3，通过伸缩杆一31缓慢带动定位圆柱513向小径部512一侧移动，同时开启油缸一3，推块63在伸缩杆二41的作用下以相同的速度将套管11向大径部511挤入；

s6、如图4所示，当定位圆柱513完全位于小径部512内，伸缩杆一31停止移动；此时套管11也完全位于大径部511内，转子1装配完毕；

s7、调整滑台52使转子组装结构5回到初始位置，同时伸缩杆二41带动推块63回到固定孔611外壁处；

s8、如图5所示，拆下大径部511的侧壁，取下转子1。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。