專利名稱：一種高速電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造領(lǐng)域，尤其涉及高速電機(jī)。
背景技術(shù)：
高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備廣泛應(yīng)用于國防、冶金、礦山、化工等領(lǐng)域，如各類大型風(fēng)機(jī)、透 平壓縮機(jī)、船舶動(dòng)力系統(tǒng)和離心壓縮機(jī)等。高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有極其 重要的地位。傳統(tǒng)的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備，多采用傳動(dòng)系統(tǒng)(皮帶傳動(dòng)、齒輪箱傳動(dòng)等)實(shí)現(xiàn)增 速，動(dòng)力源多為普通電機(jī)。采用這一類傳動(dòng)方式的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備允許的最高工作轉(zhuǎn)速較低， 由于傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，工作時(shí)振動(dòng)噪聲大，故障點(diǎn)多，維修較復(fù)雜，特別是不利于實(shí)現(xiàn)無級調(diào) 速，能量消耗高，工作效率低。為了實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速、節(jié)能降耗，提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械的極限工作轉(zhuǎn)速，高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備 的發(fā)展趨勢是，直接采用變頻電源驅(qū)動(dòng)的高速電機(jī)作為動(dòng)力源，取代傳統(tǒng)的普通電機(jī)和增 速箱系統(tǒng)。這種高速電機(jī)是集成了機(jī)械、電氣、控制、電力電子和新材料等各種先進(jìn)技術(shù)的 高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。其特點(diǎn)在于，將電機(jī)的功能與傳統(tǒng)的齒輪箱等傳動(dòng)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上 融為一體，省去了復(fù)雜的中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、能量消耗少、工作效 率高、易于實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速和精密控制等優(yōu)點(diǎn)。隨著現(xiàn)代裝備制造業(yè)向高速度、高效率、低能 耗、高自動(dòng)化方向不斷發(fā)展，高速電機(jī)的技術(shù)提升和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新顯得越來越迫切。目前廣泛采用的高速電機(jī)的結(jié)構(gòu)方案是，將電機(jī)轉(zhuǎn)子過盈套在主軸上，利用轉(zhuǎn)子 與主軸的過盈漲緊力來傳遞扭矩。該方案在工程實(shí)際應(yīng)用中存在幾個(gè)弊端1、轉(zhuǎn)子安裝不 方便，通常要加熱到較高溫度后才能套到主軸上，如果在套入過程中轉(zhuǎn)子冷卻過快或?qū)χ?不好或操作者節(jié)奏太慢，都有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與主軸“抱死”而不能安裝到位；2、轉(zhuǎn)子拆卸不 方便，由于過盈聯(lián)結(jié)的摩擦力很大，拆卸需要專門的壓力機(jī)，許多情況下，拆下轉(zhuǎn)子后發(fā)現(xiàn) 主軸和電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)孔已經(jīng)損壞，不能繼續(xù)使用；3、高速旋轉(zhuǎn)條件下，電機(jī)轉(zhuǎn)子在離心力的作 用下會(huì)增大，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸之間的過盈減小，電機(jī)實(shí)際能傳遞的扭矩減小甚至根本 不能傳遞扭矩；4、如果為了克服離心力導(dǎo)致傳遞的扭矩減小，可采用增大轉(zhuǎn)子內(nèi)孔與主軸 的過盈量的方法，但是由于過盈量增大后，轉(zhuǎn)子內(nèi)表面受到的應(yīng)力增大，容易損壞轉(zhuǎn)子；5、 由于主軸采用整體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致主軸長度很長，加工不方便，對機(jī)床加工能力要求高；6、整體 結(jié)構(gòu)的主軸由于長度過長，運(yùn)輸過程中容易產(chǎn)生變形；7、主軸過長，導(dǎo)致主軸系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速 降低，不利于實(shí)現(xiàn)高速化。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于 拆裝、便于加工、扭矩傳遞量增大、臨界轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)精度提高的高速電機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種高速電機(jī)，包括電機(jī)殼體、電機(jī)主軸、電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)定子套設(shè)于電機(jī)殼體內(nèi)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子置于電機(jī)定子內(nèi)，所述電機(jī)主軸包括前半軸、后半軸和拉 桿，所述拉桿空套于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)孔中，拉桿前端與前半軸螺紋連接，拉桿后端與后半 軸螺紋連接，且前半軸與后半軸經(jīng)拉桿拉緊夾持于電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩端。所述后半軸上沿軸向開設(shè)有一通孔，所述拉桿后端開設(shè)有與所述通孔相通的拉緊 螺紋孔。所述前半軸和后半軸均于與電機(jī)轉(zhuǎn)子相接的一端設(shè)有定位軸肩，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的 兩端均設(shè)有與定位軸肩配合的定位止口。所述電機(jī)殼體前端裝設(shè)有前法蘭組件，所述前半軸支承于前法蘭組件上，電機(jī)殼 體后端裝設(shè)有后法蘭組件，所述后半軸支承于后法蘭組件上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型的高速電機(jī)采用由前半軸、后半軸和拉桿組裝而成的主軸結(jié)構(gòu)替代傳 統(tǒng)過盈連接結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)更加簡單，避免了傳統(tǒng)過盈連接結(jié)構(gòu)在裝配和拆卸中出現(xiàn)的各種 麻煩，便于安裝，可大大降低裝配難度、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)便于拆卸，使維 修更加方便；可以避免傳統(tǒng)過盈連接結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子內(nèi)孔的內(nèi)應(yīng)力過大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損壞；通過電 機(jī)轉(zhuǎn)子前后端面與前半軸、后半軸之間的摩擦力來傳遞扭矩，可以避免傳統(tǒng)過盈連接結(jié)構(gòu) 中電機(jī)轉(zhuǎn)子在離心力的作用下內(nèi)孔膨脹、過盈量減小而導(dǎo)致電機(jī)實(shí)際傳遞扭矩減小的情 況，使實(shí)際扭矩傳遞量增大，有利于電機(jī)高速化發(fā)展；有利于減小轉(zhuǎn)子內(nèi)孔，可以增大轉(zhuǎn)子 磁鋼的徑向布置空間，減小轉(zhuǎn)子體積，避免磁飽和現(xiàn)象，同時(shí)還可以減小主軸跨距，提高主 軸系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速；前半軸、后半軸的長度相比于現(xiàn)有技術(shù)中的主軸短很多，便于加工，且不 容易產(chǎn)生變形，有利于提高電機(jī)回轉(zhuǎn)精度。通過拉桿后端開設(shè)的有拉緊螺紋孔，可以在裝配 過程中使用拉緊螺桿輔助裝配，保證前半軸與后半軸對電機(jī)轉(zhuǎn)子形成足夠的壓緊力。前半 軸和后半軸均通過定位軸肩與電機(jī)轉(zhuǎn)子上的定位止口配合，有利于提高裝配精度和裝配速 度。本實(shí)用新型的高速電機(jī)在裝配時(shí)，通過拉緊螺桿對拉桿的拉伸實(shí)現(xiàn)前半軸和后半軸對 電機(jī)轉(zhuǎn)子的預(yù)壓緊，從而保證電機(jī)轉(zhuǎn)子與前半軸、后半軸之間具有足夠的摩擦力來傳遞扭 矩，不僅完全能夠滿足設(shè)備的裝配參數(shù)要求，而且操作簡單、快捷方便，有利于提高裝配生 產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的組裝電機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號表示1、電機(jī)殼體；2、電機(jī)主軸；3、前法蘭組件；4、后法蘭組件；5、電機(jī)定子；6、電機(jī)轉(zhuǎn) 子；7、定位軸肩；8、拉緊螺桿；9、驅(qū)動(dòng)油缸；10、支座；21、前半軸；22、后半軸；23、拉桿；61、 內(nèi)孔；62、定位止口 ；101、孔隙；221、通孔、231、拉緊螺紋孔。
具體實(shí)施方式
圖1示出了本實(shí)用新型的一種高速電機(jī)實(shí)施例，該高速電機(jī)包括電機(jī)殼體1、電機(jī) 主軸2、前法蘭組件3、后法蘭組件4、電機(jī)定子5和電機(jī)轉(zhuǎn)子6，電機(jī)定子5套設(shè)于電機(jī)殼體 1內(nèi)，電機(jī)主軸2置于電機(jī)定子5內(nèi)，電機(jī)主軸2包括前半軸21、后半軸22和拉桿23，拉桿23空套于電機(jī)轉(zhuǎn)子6的內(nèi)孔61中，在拉桿23與內(nèi)孔61之間留有間隙，拉桿23前端與前半 軸21螺紋連接，拉桿23后端與后半軸22螺紋連接，且前半軸21與后半軸22經(jīng)拉桿23拉 緊夾持于電機(jī)轉(zhuǎn)子6的兩端，前法蘭組件3裝設(shè)于電機(jī)殼體1前端，前半軸21支承于前法 蘭組件3上，后法蘭組件4裝設(shè)于電機(jī)殼體1后端，后半軸22支承于后法蘭組件4上。本 實(shí)用新型的高速電機(jī)采用了由前半軸21、后半軸22和拉桿23組裝而成的主軸結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu) 簡單，避免了傳統(tǒng)過盈連接結(jié)構(gòu)在裝配和拆卸中出現(xiàn)的各種麻煩，便于安裝，可大大降低裝 配難度、節(jié)約生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)便于拆卸，使維修更加方便，降低了報(bào)廢率；可 以避免傳統(tǒng)過盈連接結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)子內(nèi)孔的內(nèi)應(yīng)力過大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損壞；通過電機(jī)轉(zhuǎn)子6前后端 面與前半軸21、后半軸22之間的摩擦力來傳遞扭矩，可以避免傳統(tǒng)過盈連接結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)子在 離心力的作用下內(nèi)孔膨脹、過盈量減小而導(dǎo)致電機(jī)實(shí)際傳遞扭矩減小的情況，使實(shí)際扭矩 傳遞量增大，有利于電機(jī)高速化發(fā)展；減小了轉(zhuǎn)子內(nèi)孔，可以增大電機(jī)轉(zhuǎn)子6上磁鋼的徑向 布置空間，減小電機(jī)轉(zhuǎn)子6的體積，避免磁飽和現(xiàn)象，同時(shí)還可以減小電機(jī)主軸2的跨距，提 高主軸系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速；前半軸21、后半軸22的長度相比于現(xiàn)有技術(shù)中的主軸短很多，便于 加工，且不容易產(chǎn)生變形，有利于提高電機(jī)回轉(zhuǎn)精度。本實(shí)施例中，前半軸21和后半軸22均于與電機(jī)轉(zhuǎn)子6相接的一端設(shè)有定位軸肩 7,電機(jī)轉(zhuǎn)子6的兩端均設(shè)有與定位軸肩7配合的定位止口 62，裝配時(shí)，前半軸21和后半軸 22均通過定位軸肩7與電機(jī)轉(zhuǎn)子6上的定位止口 62配合，有利于提高裝配精度和裝配速 度；后半軸23上沿軸向開設(shè)有一通孔221，拉桿23后端開設(shè)有與該通孔221相通的拉緊螺 紋孔231?？梢栽谘b配過程中使用如圖2中所示的拉緊螺桿8輔助裝配，使前半軸21與后 半軸22對電機(jī)轉(zhuǎn)子6形成足夠的壓緊力，從而保證主軸扭矩的傳遞能力。如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的高速電機(jī)的裝配步驟為(1)、將電機(jī)定子5裝設(shè)于電機(jī)殼體1內(nèi)；(2)、將拉桿23與前半軸21螺紋連接，并旋緊到位；(3)、將電機(jī)轉(zhuǎn)子6空套于拉桿23上，并使電機(jī)轉(zhuǎn)子6上的定位止口 62與前半軸 21上的定位軸肩7貼合，再將后半軸22與拉桿23螺紋連接，并旋轉(zhuǎn)后半軸22，使后半軸22 上的定位軸肩7與電機(jī)轉(zhuǎn)子6上的定位止口 62貼合；(4)、將一拉緊螺桿8前端套入后半軸22的通孔221中，并與拉桿23后端的拉緊 螺紋孔231螺紋連接，該拉緊螺桿8后端通過螺母與一拉緊驅(qū)動(dòng)油缸9的活塞桿連接，在后 半軸22外空套有一支座10，該支座10 —端頂在電機(jī)轉(zhuǎn)子6后端，另一端頂在驅(qū)動(dòng)油缸9的 殼體上，且支座10周邊設(shè)有可伸入扳手等工具的孔隙101，向驅(qū)動(dòng)油缸9的有桿腔通入壓力 油，驅(qū)使活塞桿拉著拉緊螺桿8向后運(yùn)動(dòng)，并通過拉緊螺桿8將拉桿23向后端拉伸，向后端 拉伸拉桿23時(shí)，拉伸量根據(jù)拉桿23的材料和要傳遞的扭矩確定，一股為0. Imm 1mm，本實(shí) 施例中拉伸量為0. 5mm，拉伸到位后，從支座10周邊的孔隙101伸入扳手工具將后半軸22 進(jìn)一步擰緊；(5)、擰松并取出拉緊螺桿8，使前半軸21與后半軸22在拉桿23的回復(fù)變形力作 用下進(jìn)一步將電機(jī)轉(zhuǎn)子6壓緊并成為一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)前半軸21和后半軸22對電機(jī)轉(zhuǎn)子6的 預(yù)壓緊，從而保證電機(jī)轉(zhuǎn)子6與前半軸21、后半軸22之間具有足夠的摩擦力來傳遞扭矩；在裝配步驟(5)之后安裝前法蘭組件3與后法蘭組件4。該裝配方法，不僅完全能夠滿足設(shè)備的裝配參數(shù)要求，而且操作簡單、快捷方便，有利于提高裝配生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 上述只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制。雖 然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型。任何熟悉本領(lǐng)域 的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容 對本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因 此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做 的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種高速電機(jī)，包括電機(jī)殼體(1)、電機(jī)主軸(2)、電機(jī)定子(5)和電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)，所述電機(jī)定子(5)套設(shè)于電機(jī)殼體(1)內(nèi)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)置于電機(jī)定子(5)內(nèi)，其特征在于所述電機(jī)主軸(2)包括前半軸(21)、后半軸(22)和拉桿(23)，所述拉桿(23)空套于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的內(nèi)孔(61)中，拉桿(23)前端與前半軸(21)螺紋連接，拉桿(23)后端與后半軸(22)螺紋連接，且前半軸(21)與后半軸(22)經(jīng)拉桿(23)拉緊夾持于電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速電機(jī)，其特征在于所述后半軸(23)上沿軸向開設(shè)有一 通孔(221)，所述拉桿(23)后端開設(shè)有與所述通孔(221)相通的拉緊螺紋孔(231)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速電機(jī)，其特征在于所述前半軸(21)和后半軸(22) 均于與電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)相接的一端設(shè)有定位軸肩(7)，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(6)的兩端均設(shè)有與定位 軸肩(7)配合的定位止口(62)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)殼體(1)前端裝設(shè)有 前法蘭組件(3)，所述前半軸(21)支承于前法蘭組件(3)上，電機(jī)殼體(1)后端裝設(shè)有后法 蘭組件(4)，所述后半軸(22)支承于后法蘭組件(4)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)殼體(1)前端裝設(shè)有前法 蘭組件(3)，所述前半軸(21)支承于前法蘭組件(3)上，電機(jī)殼體(1)后端裝設(shè)有后法蘭組 件(4)，所述后半軸(22)支承于后法蘭組件(4)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高速電機(jī)，包括電機(jī)殼體、電機(jī)主軸、電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，所述電機(jī)定子套設(shè)于電機(jī)殼體內(nèi)，所述電機(jī)主軸置于電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)，所述電機(jī)主軸包括前半軸、后半軸和拉桿，所述拉桿空套于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)孔中，拉桿前端與前半軸螺紋連接，拉桿后端與后半軸螺紋連接，且前半軸與后半軸經(jīng)拉桿拉緊，并將電機(jī)轉(zhuǎn)子夾持于前半軸和后半軸的中間。該高速電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、便于拆裝、便于加工、傳遞扭矩大、臨界轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02K7/10GK201690305SQ201020205708
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者呂浪, 李芳芳, 熊萬里, 羅春龍, 蔣旭光 申請人:溧陽福思寶高速機(jī)械有限公司;湖南大學(xué)