永磁电机转子的辅助装配结构及其辅助装配工艺的制作方法

1.本发明属于电机领域。


背景技术：

2.因永磁同步电机无需电励磁，转子损耗极低，电机具有功率因数高，效率高，功率密度大等特点，近些年中大型永磁电机在工矿行业中占据重要地位。
3.因永磁电机转子带有永磁体，转子带有极强的吸附性，单边磁拉力很大，定转子装配工艺复杂，装配时容易损坏永磁体，另外因转子偏向一边，装配时轴承受力不平衡，轴承容易损坏，甚至轴也相应变形。
4.后期在客户使用的过程中，轴承损坏基本无现场更换可能，严重影响永磁电机维护和推广。


技术实现要素：

5.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种永磁电机转子的辅助装配结构及其辅助装配工艺，大幅度简化了永磁电机装配工艺，提高了永磁电机运行过程中的安全性。
6.技术方案：为实现上述目的，本发明的永磁电机转子的辅助装配结构，包括定子线圈、永磁转子、机座壳体和机座壳体两端的端盖；端盖的内侧固定有装配辅助结构体，装配辅助结构体上有用于转子轴穿过的辅助装配孔，辅助装配孔内圈沿轮廓设置有易磨损件，易磨损件与转子轴外壁滑动配合；端盖内圈通过轴承组件与永磁转子的转子轴转动配合。
7.进一步的，转子轴的持续旋转使辅助装配孔内圈的易磨损件发生磨损后，辅助装配孔内圈的易磨损件与转子轴外壁由原来的滑动配合变为间隙配合，轴承组件与永磁转子的转子轴仍然转动配合。
8.进一步的，装配辅助结构体的外圈轮廓与机座壳体的内壁轮廓相适应。
9.进一步的，易磨损件的材质硬度低于转子轴外壁的硬度。
10.进一步的，易磨损件为非导磁材质。
11.进一步的，装配辅助结构体与端盖可拆卸固定连接。
12.进一步的，装配辅助结构体整体上为盘形结构，且盘形结构上呈圆周阵列镂空有一圈工艺减重孔，轴向视角下，各工艺减重孔的圆心分布在电机定转子气隙圆上。
13.进一步的，一种永磁电机转子的辅助装配工艺，包括如下步骤：
14.步骤一，制造一对装配辅助结构体，制造出的装配辅助结构体上有用于转子轴穿过的辅助装配孔，且装配辅助结构体的外圈轮廓与机座壳体的内壁轮廓相适应；
15.步骤二，将装配辅助结构体上的辅助装配孔内圈沿轮廓固定安装易磨损件；
16.步骤三，将一个装配辅助结构体装入已经安装好定子线圈的机座壳体内的一端；
17.步骤四，将永磁转子装入机座壳体内，使永磁转子的转子轴的一端穿过装配辅助结构体上的辅助装配孔，且辅助装配孔内圈的易磨损件与转子轴外壁滑动配合；
18.步骤五，将另一个装配辅助结构体装入机座壳体内的另一端，使永磁转子的转子轴的另一端穿过另一个装配辅助结构体上的辅助装配孔，且辅助装配孔内圈的易磨损件与转子轴外壁滑动配合；
19.步骤六，将两个端盖分别安装在机座壳体两端。
20.步骤七，将两端盖的内圈通过轴承组件与永磁转子的转子轴转动配合。
21.进一步的，“步骤五”结束时，通过螺栓将相邻的装配辅助结构体与端盖相互固定。
22.进一步的，步骤八，在已经装配完成的机座壳体内伸入一个负压抽气装置，然后让定子线圈通电，进而驱动永磁转子和转子轴高速旋转，转子轴外壁对辅助装配孔内的易磨损件的打磨产生的摩擦碎屑分散在机座壳体的内腔空气中，并实时的被负压抽气装置抽走；直至转子轴外壁与辅助装配孔内的易磨损件由原来的滑动配合变为间隙配合。
23.有益效果：本发明的结构和工艺大幅度简化了永磁电机装配工艺，提高了永磁电机运行过程中的安全性，在后期的维护过程中，轴瓦转子支撑支架再次表现出装配便利性的有点，其对于大中型三相永磁同步电机批量化生产和进一步提高性能有着积极意义；
24.本方案的“步骤四”结束时，在轴承组件还未安装的情况下，永磁转子已经被同轴心定位于机座壳体中，此时永磁转子的重量由辅助装配孔内圈的易磨损件承担，且此时的整个永磁转子的轴线已经在中心线上，此状态下的永磁转子承受很小的单边磁拉力，后续安装轴承组件时，轴承组件不用承担单边磁拉力造成的轴向力，从而避免了在装配工艺中的轴承、轴、永磁转子的损伤；
25.与此同时，在长时间运行后，电机需要维护，更换轴承组件时，此时易磨损件再次发挥支撑定位作用，避免转子轴承受弯矩，保证电机在整个寿命起见内稳定运行。
附图说明
26.附图1为本方案的整体结构示意图；
27.附图2为装配辅助结构体的结构示意图；
28.附图3为附图2的a向剖视图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
30.如附图1至3所示的永磁电机转子的辅助装配结构，包括定子线圈8、永磁转子7和机座壳体2，定子线圈8固定于机座壳体2内壁，永磁转子7转动同轴心转动于定子线圈8内侧，机座壳体2的两端均固定设置有端盖3；端盖3的内侧固定有装配辅助结构体1，装配辅助结构体1整体上为圆盘形结构，且圆盘形结构上呈圆周阵列镂空有一圈工艺减重孔11，轴向视角下，各工艺减重孔11的圆心分布在电机定转子气隙圆上，该工艺减重孔11的作用在具体工艺中进一步介绍。装配辅助结构体1与端盖3通过法兰螺栓可拆卸固定连接，装配辅助结构体1的外圈轮廓9与机座壳体2的内壁轮廓相适应，本方案中，装配辅助结构体1的外圈轮廓9与机座壳体2的内壁轮廓采用过渡配合；装配辅助结构体1上设置有用于转子轴6穿过的辅助装配孔10，辅助装配孔10内圈沿轮廓设置有易磨损件5，本方案的易磨损件5的材质硬度低于转子轴6外壁的硬度，从而避免转子轴6自身发生磨损，且易磨损件5为非导磁材质，防止易磨损件5在后续磨损过程中产生导磁性的粉尘，吸附在永磁转子上，并对线圈的
工作造成影响；在本方案中，易磨损件5可以制作成铜质轴瓦形态，平垫、弹簧垫圈或连接螺栓固定限位在辅助装配孔10内圈的环槽中，精加工铜质轴瓦形态的易磨损件5，使铜质轴瓦形态的易磨损件5与辅助装配孔10过渡配合，在装配铜质轴瓦形态的易磨损件5时，先将装配辅助结构体1预热80～100℃，装入铜质轴瓦形态的易磨损件5，并拧紧用于固定易磨损件5的螺栓，使易磨损件5固定在辅助装配孔10内圈；刚装配完成时，易磨损件5与转子轴6外壁滑动配合，为了减少易磨损件5与转子轴6之间过度磨损，在铜质轴瓦形态的易磨损件5的间隙中塞入适量的浸3号锂基脂的毛毡；端盖3的内圈通过轴承组件4与永磁转子7的转子轴6转动配合。
31.转子轴6的持续旋转使辅助装配孔10内圈的易磨损件5发生磨损后，辅助装配孔10内圈的易磨损件5与转子轴6外壁由原来的滑动配合变为间隙配合，此时轴承组件4与永磁转子7的转子轴6转动配合，且轴承组件4承担转子轴6施加的径向力。
32.一种永磁电机转子的辅助装配工艺，包括如下步骤：
33.步骤一，制造一对装配辅助结构体1，制造出的装配辅助结构体1上有用于转子轴6穿过的辅助装配孔10，且装配辅助结构体1的外圈轮廓9与机座壳体2的内壁轮廓相适应；转子轴6上的轴肩对辅助装配孔10起到限位作用；
34.步骤二，将装配辅助结构体1上的辅助装配孔10内圈沿轮廓固定安装易磨损件5；
35.步骤三，将一个装配辅助结构体1同轴心装入已经安装好定子线圈8的机座壳体2内的一端；装配辅助结构体1外圈与机座壳体2内壁采用过渡配合。
36.步骤四，将永磁转子7装入机座壳体2内，使永磁转子7的转子轴6的一端穿过装配辅助结构体1上的辅助装配孔10，在具体装配永磁转子7过程中，利用配辅助结构体1上的一圈工艺孔11，从各工艺减重孔11向电机定转子气隙中均匀塞入适当0.5～2.0厚度的304不锈钢条，防止永磁转子7吸附在定子8单侧，辅助永磁转子进入易磨损件5，最终易磨损件5与转子轴6外壁滑动配合。
37.至此，在轴承组件4还未安装的情况下，永磁转子7已经被同轴心定位于机座壳体2中，此时永磁转子7的重量由辅助装配孔10内圈的易磨损件5承担，且此时的整个永磁转子7的轴线基本在中心线上(存在一定误差)，此状态下的永磁转子7承受很小的单边磁拉力，后续“步骤7”安装轴承组件4时，轴承组件4不用承担单边磁拉力造成的轴向力，从而避免了在装配工艺中的轴承、轴、永磁转子的损伤。
38.步骤五，将另一个装配辅助结构体1装入机座壳体2内的另一端，使永磁转子7的转子轴6的另一端穿过另一个装配辅助结构体1上的辅助装配孔10，且辅助装配孔10内圈的易磨损件5与转子轴6外壁滑动配合；本步骤结束时，通过螺栓将相邻的装配辅助结构体1与端盖3相互固定。
39.步骤六，将两个端盖3通过法兰螺栓分别固定安装在机座壳体2两端；
40.步骤七，将两端盖3的内圈通过轴承组件4与永磁转子7的转子轴6转动配合；
41.装配好两个轴承组件4后，永磁转子7完全回到轴中心线上，但因机座、端盖、轴三者之间很难做到真正的同心，导致易磨损件5与转子轴6之间产生更大的相互作用力，存在摩擦损耗的问题，但因易磨损件5相对质地软，为了解决上述问题可以继续引入下一个步骤：
42.步骤八，在已经装配完成的机座壳体2内伸入一个负压抽气装置，然后让定子线圈
8通电，进而驱动永磁转子7和转子轴6高速旋转，转子轴6外壁对辅助装配孔10内的易磨损件5的打磨产生的摩擦碎屑分散在机座壳体2的内腔空气中，并实时的被负压抽气装置抽走，避免铜粉碎屑对内部线路造成短路等影响；直至转子轴6外壁与辅助装配孔10内的易磨损件5由原来的滑动配合变为间隙配合，从而解决了摩擦损耗问题。
43.在长时间运行后，电机需要维护，更换轴承组件4时，此时易磨损件5再次发挥支撑定位作用，保证电机在整个寿命起见内稳定运行。
44.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.永磁电机转子的辅助装配结构，包括定子线圈(8)、永磁转子(7)、机座壳体(2)和机座壳体(2)两端的端盖(3)；端盖(3)内圈通过轴承组件(4)与永磁转子(7)的转子轴(6)转动配合；其特征在于：端盖(3)内侧固定有装配辅助结构体(1)，装配辅助结构体(1)上有用于转子轴(6)穿过的辅助装配孔(10)，辅助装配孔(10)内圈沿轮廓设置有易磨损件(5)，易磨损件(5)与转子轴(6)外壁滑动配合。2.根据权利要求1所述的永磁电机转子的辅助装配结构，其特征在于：转子轴(6)的持续旋转使辅助装配孔(10)内圈的易磨损件(5)发生磨损后，辅助装配孔(10)内圈的易磨损件(5)与转子轴(6)外壁由原来的滑动配合变为间隙配合，与此同时轴承组件(4)与所述永磁转子(7)的转子轴(6)仍然转动配合。3.根据权利要求1所述的永磁电机转子的辅助装配结构，其特征在于：所述装配辅助结构体(1)的外圈轮廓(9)与机座壳体(2)的内壁轮廓相适应。4.根据权利要求1所述的永磁电机转子的辅助装配结构，其特征在于：所述易磨损件(5)的材质硬度低于转子轴(6)外壁的硬度。5.根据权利要求1所述的永磁电机转子的辅助装配结构，其特征在于：所述易磨损件(5)为非导磁材质。6.根据权利要求1所述的永磁电机转子的辅助装配结构，其特征在于：所述装配辅助结构体(1)与端盖(3)可拆卸固定连接。7.根据权利要求6所述的永磁电机转子的辅助装配结构，其特征在于：装配辅助结构体(1)整体上为盘形结构，且盘形结构上呈圆周阵列镂空有一圈工艺减重孔(11)，轴向视角下，各工艺减重孔(11)的圆心分布在电机定转子气隙圆上。8.一种永磁电机转子的辅助装配工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，制造一对装配辅助结构体(1)，制造出的装配辅助结构体(1)上有用于转子轴(6)穿过的辅助装配孔(10)，且装配辅助结构体(1)的外圈轮廓(9)与机座壳体(2)的内壁轮廓相适应；步骤二，将装配辅助结构体(1)上的辅助装配孔(10)内圈沿轮廓固定安装易磨损件(5)；步骤三，将一个装配辅助结构体(1)装入已经安装好定子线圈(8)的机座壳体(2)内的一端；步骤四，将永磁转子(7)装入机座壳体(2)内，使永磁转子(7)的转子轴(6)的一端穿过装配辅助结构体(1)上的辅助装配孔(10)，且辅助装配孔(10)内圈的易磨损件(5)与转子轴(6)外壁滑动配合；步骤五，将另一个装配辅助结构体(1)装入机座壳体(2)内的另一端，使永磁转子(7)的转子轴(6)的另一端穿过另一个装配辅助结构体(1)上的辅助装配孔(10)，且辅助装配孔(10)内圈的易磨损件(5)与转子轴(6)外壁滑动配合；步骤六，将两个端盖(3)分别安装在机座壳体(2)两端；步骤七，将两端盖(3)的内圈通过轴承组件(4)与永磁转子(7)的转子轴(6)转动配合。9.根据权利要求8所述的一种永磁电机转子的辅助装配工艺，其特征在于：所述“步骤五”结束时，通过螺栓将相邻的装配辅助结构体(1)与端盖(3)相互固定。10.根据权利要求9所述的一种永磁电机转子的辅助装配工艺，其特征在于：步骤八，在
已经装配完成的机座壳体(2)内伸入一个负压抽气装置，然后让定子线圈(8)通电，进而驱动永磁转子(7)和转子轴(6)高速旋转，转子轴(6)外壁对辅助装配孔(10)内的易磨损件(5)的打磨产生的摩擦碎屑分散在机座壳体(2)的内腔空气中，并实时的被负压抽气装置抽走；直至转子轴(6)外壁与辅助装配孔(10)内的易磨损件(5)由原来的滑动配合变为间隙配合。

技术总结
本发明公开了一种永磁电机转子的辅助装配结构，包括定子线圈、永磁转子、机座座壳体和机座壳体两端的端盖；端盖的内侧固定有装配辅助结构体，装配辅助结构体上有用于转子轴穿过的辅助装配孔，辅助装配孔内圈沿轮廓设置有易磨损件，易磨损件与转子轴外壁滑动配合；端盖内圈通过轴承组件与永磁转子的转子轴转动配合；大幅度简化了永磁电机装配工艺，提高了永磁电机运行过程中的安全性。磁电机运行过程中的安全性。磁电机运行过程中的安全性。


技术研发人员：褚鹏 姚迎霞 李涛 陈康 殷雄
受保护的技术使用者：无锡欧瑞京电机有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/14