專利名稱：電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及專用于制造、裝配、維護(hù)或修理電機(jī)的方法或設(shè)備，特別是涉及制造永久磁體電機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)備，尤其涉及制造其芯體表面按照Halbach陣列粘貼已充磁條狀永磁體的工藝裝備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)制造永磁體轉(zhuǎn)子的電機(jī)，其提高空氣隙磁通密度的方法包括，盡可能選用矯頑力大，即剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度大的永磁材料，此其一；還有就是改變已充磁條狀永磁體的排列方式，在價(jià)格和性能等因素制約下，后一種方式在永磁體設(shè)計(jì)中常被使用，此其二。Halbach永磁體陣列是一種新型永磁體排列方式，它將不同磁化方向的永磁體按照一定的順序排列，使得陣列一邊的磁場(chǎng)顯著增強(qiáng)而另一邊顯著減弱，且很容易得到在空間較理想的正弦分布的磁場(chǎng)。將Halbach陣列的這種特性應(yīng)用在電機(jī)上，具體表現(xiàn)為使轉(zhuǎn)子軛部磁通密度很小，遠(yuǎn)低于常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)，因此Halbach磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)可省卻導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子鐵芯，減小電機(jī)的重量和體積。在一些特殊的行業(yè)中要求電機(jī)的體積要小，重量要輕， 而且效率要高，Halbach陣列的這些特性使其在永磁電機(jī)領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景，它在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都受到了廣泛的關(guān)注。實(shí)現(xiàn)Halbach陣列有兩種方法。方法1 根據(jù)陣列的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用磁體膠將預(yù)先已充磁的磁體段粘連在一起。因各磁體段之間的互斥力很強(qiáng)，所以必須先將第一段磁體粘接牢固后方能進(jìn)行下一段磁體的粘接，依此類推，所有的小段被依次按順序粘接完成，段數(shù)越多花費(fèi)的時(shí)間越長(zhǎng)，生產(chǎn)效率越低，比較適合實(shí)驗(yàn)室研究階段使用。方法2 首先利用沖?；驂耗５姆椒ㄖ圃煲粋€(gè)完整的磁體，然后在一個(gè)特制的夾具中進(jìn)行充磁。這種方法加工效率高，但需要專門設(shè)計(jì)充磁夾具和制定充磁工藝，這需要花費(fèi)很大的財(cái)力和物力。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種成本低且效率高的電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備。本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為一種電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，包括可容置電機(jī)轉(zhuǎn)子組件的柱狀基體，尤其是所述柱狀基體之軸向一端，設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子組件適配的、同軸線的、內(nèi)圓柱面沉孔，在該內(nèi)圓柱面沉孔的底面中心處，設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子組件之芯軸適配的貫通孔，沿所述內(nèi)圓柱面沉孔底面的外側(cè)圓周帶，等間隔地布設(shè)多處軸向延伸至所述柱狀基體另一端的相互平行的定位孔，相鄰兩定位孔之間的材料有著與所述定位孔同樣的切向?qū)挾?，并且呈放射狀?lián)結(jié)著所述柱狀基體的中心部分和外壁；所述工藝裝備還包括與所述定位孔適配、并可在各該定位孔內(nèi)自由插拔的、至少兩根定位棒，用于在所述轉(zhuǎn)子組件之芯軸被插入所述與之適配的貫通孔內(nèi)，從而所述轉(zhuǎn)子組件之芯體的一個(gè)軸向端面座于所述內(nèi)圓柱面沉孔的底面上后，將所述各定位棒逐一插入所述各定位孔內(nèi)，按照設(shè)計(jì)要求將已充磁為不同方位角磁極性的各條狀永磁體表面涂抹膠粘劑、對(duì)號(hào)入座插入各定位棒之間相應(yīng)空著的位置，俟所述各該條狀永磁體粘固在所述芯體表面后，拔除各定位棒并將轉(zhuǎn)子芯體組件旋轉(zhuǎn)一根所述定位棒的寬度，繼續(xù)按設(shè)計(jì)要求將已充磁為不同方位角磁極性的各該條狀永磁體表面涂抹膠粘劑、再次對(duì)號(hào)入座插入各已經(jīng)粘固定位的條狀永磁體之間相應(yīng)空出來的位置，俟后次插入的各該條狀永磁體也粘固， 就可以從所述柱狀基體內(nèi)取出已成為轉(zhuǎn)子組件的成品了。所述內(nèi)圓柱面沉孔的軸向深度小于所述轉(zhuǎn)子組件之芯體的軸向厚度，艮dep，< th。所述各條形定位棒的長(zhǎng)度，大于轉(zhuǎn)子組件之芯體的軸向厚度加上所述基體內(nèi)圓柱面沉孔底面下定位孔的軸向深度的兩者之和，即L > th + d印’，。所述各定位孔的，以及各定位棒的橫斷面形狀都與所述將粘固在轉(zhuǎn)子芯體表面的各條狀永磁體橫斷面的幾何形狀相似，均為等腰梯形，并且所述兩等腰的延長(zhǎng)線相交于所述柱狀基體的中心軸線上。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，使用本實(shí)用新型提供的電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，可以同時(shí)在電機(jī)轉(zhuǎn)子組件之芯體上粘貼多個(gè)永磁體，便于批量化制造永久磁體電機(jī)之轉(zhuǎn)子組件，提高了生產(chǎn)效率，并且節(jié)省了一定的人力和物力。

圖1是本實(shí)用新型電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備之正投影圖，其中圖1-1 是主視圖，圖1-2是左視剖視圖；圖2是轉(zhuǎn)子芯體組件插入柱狀基體之正投影圖；圖3是定位棒插入柱狀基體定位孔之正投影圖，其中圖3-1是主視圖，圖3-2是左視剖視圖；圖4是定位棒插入柱狀基體定位孔，并且在各定位棒之間粘固已充磁條狀永磁體后的正投影圖，其中圖4-1是主視圖，圖4-2是左視剖視圖；圖5是拔出定位棒，并且在已粘固的永磁體之間繼續(xù)粘固剩余永磁體后的正投影圖，其中圖5-1是主視圖，圖5-2是左視剖視圖；圖6是電機(jī)轉(zhuǎn)子組件粘貼條狀永磁體之前的轉(zhuǎn)子芯體一芯軸組件正投影圖；圖7是電機(jī)轉(zhuǎn)子組件粘貼全部條狀永磁體后的正投影圖，其中圖7-1是主視圖，圖 7-2是左視剖視圖；圖8是Halbach陣列的磁極性方向。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合各附圖所示之優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳述。參照?qǐng)D1之圖3所示，一種電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，包括可容置電機(jī)轉(zhuǎn)子組件100的柱狀基體300，尤其是，所述柱狀基體300之軸向一端，設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子組件100適配的、同軸線的、內(nèi)圓柱面沉孔320，在該內(nèi)圓柱面沉孔320的底面中心處，設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子組件100之芯軸110適配的貫通孔310，沿所述內(nèi)圓柱面沉孔320底面的外側(cè)圓周帶，等間隔地布設(shè)多處軸向延伸至所述柱狀基體300另一端的相互平行的定位孔330，相鄰兩定位孔330之間的材料340有著與所述定位孔330同樣的切向?qū)挾?，并且呈放射狀?lián)結(jié)著所述柱狀基體300的中心部分和外壁；所述工藝裝備還包括與所述定位孔330適配、并可在各該定位孔330內(nèi)自由插拔的、至少兩根定位棒400，用于在所述轉(zhuǎn)子組件100之芯軸110被插入所述與之適配的貫通孔310內(nèi)，從而所述轉(zhuǎn)子組件100之芯體120的一個(gè)軸向端面座于所述內(nèi)圓柱面沉孔320 的底面上后，將所述各定位棒400逐一插入所述各定位孔330內(nèi)，按照設(shè)計(jì)要求將已充磁為不同方位角磁極性的各條狀永磁體200表面涂抹膠粘劑、對(duì)號(hào)入座插入各定位棒400之間相應(yīng)空著的位置，俟所述各該條狀永磁體200粘固在所述芯體120表面后，拔除各定位棒400并將轉(zhuǎn)子芯體組件旋轉(zhuǎn)一根所述定位棒400的寬度，繼續(xù)按設(shè)計(jì)要求將已充磁為不同方位角磁極性的各該條狀永磁體200表面涂抹膠粘劑、再次對(duì)號(hào)入座插入各已經(jīng)粘固定位的條狀永磁體200之間相應(yīng)空出來的位置，俟后次插入的各該條狀永磁體200也粘固，就可以從所述柱狀基體300內(nèi)取出已成為轉(zhuǎn)子組件100的成品了。所述內(nèi)圓柱面沉孔320的軸向深度小于所述轉(zhuǎn)子組件100之芯體120的軸向厚度，艮d印，< th。所述各條形定位棒400的長(zhǎng)度，大于轉(zhuǎn)子組件100之芯體120的軸向厚度加上所述基體300內(nèi)圓柱面沉孔320底面下定位孔330的軸向深度的兩者之和，即L
> th + d印”。所述各定位孔330的，以及各定位棒400的橫斷面形狀都與所述將粘固在轉(zhuǎn)子芯體120表面的各條狀永磁體200橫斷面的幾何形狀相似，均為等腰梯形，并且所述兩等腰的延長(zhǎng)線相交于所述柱狀基體300的中心軸線上。以內(nèi)轉(zhuǎn)式永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)為例，其電樞繞組設(shè)置在定子上，Halbach陣列永磁體設(shè)置在轉(zhuǎn)子上。在制作電機(jī)轉(zhuǎn)子部件時(shí)，先將轉(zhuǎn)子芯體放在所述工藝裝備之柱狀基體內(nèi)， 然后在柱狀基體和轉(zhuǎn)子芯體之間，將各定位棒逐一插入各定位孔內(nèi)，按照設(shè)計(jì)要求將已充磁為不同方位角磁極性的各條狀永磁體，見圖8，表面涂抹膠粘劑、對(duì)號(hào)入座插入各定位棒之間相應(yīng)空著的位置，等膠粘劑凝固后拔出定位棒，將轉(zhuǎn)子芯體或柱狀基體旋轉(zhuǎn)一根定位棒的寬度，最后在各已經(jīng)粘固定位的條狀永磁體之間相應(yīng)空出來的位置，粘貼剩余永磁體， 等膠粘劑凝固后整個(gè)轉(zhuǎn)子部件就制作完成。將轉(zhuǎn)子芯體或柱狀基體旋轉(zhuǎn)一根定位棒的寬度，是因?yàn)槿绻诎纬龆ㄎ话艉蟮亩ㄎ豢字兄苯硬迦胗来朋w，而定位孔延伸至柱狀基體另一端，這樣就很難控制永磁體插入的深度。所以，須將轉(zhuǎn)子芯體或柱狀基體旋轉(zhuǎn)一根定位棒的寬度，從而在粘貼剩余永磁體時(shí)，能使永磁體的底面抵住柱狀基體之內(nèi)圓柱面沉孔的底面，并夾持在已經(jīng)粘固定位的條狀永磁體之間。內(nèi)轉(zhuǎn)式永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件如圖6和圖7所示，它由轉(zhuǎn)子芯體和采取 Halbach陣列的永磁體(如圖8)組成。本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例中，電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁體極數(shù)為4極，為了得到更理想的正弦波形，必須將每極分成不同充磁角度的小段，段數(shù)越多波形越好。本實(shí)施例中，將每極分成了 4段，4極(即2對(duì)極)就應(yīng)該為16段，1對(duì)極為8段，這8 段永磁體的外形和體積是相同的，但充磁角度不同，相應(yīng)地，所需定位棒的數(shù)量為8根。該轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的具體步驟為一、將轉(zhuǎn)子芯體如圖2所示放入工藝裝備之柱狀基體內(nèi)，柱狀基體內(nèi)壁必須事先涂抹黃油；二、在轉(zhuǎn)子芯體與柱狀基體之間插入定位棒，如圖3所示，定位棒在插入前先在外表面涂抹黃油；三、在永磁體的表面涂抹膠粘劑，然后按順序?qū)⒂来朋w放入兩定位棒的間隔處，如圖4所示，烘烤等待凝固；四、等永磁體粘固在芯體表面后，拔除各定位棒，將轉(zhuǎn)子芯體或柱狀基體旋轉(zhuǎn) 22. 5°，最后將剩余的另外8塊永磁體在外表面涂抹膠粘劑后，依次放入各已經(jīng)粘固定位的條狀永磁體之間相應(yīng)空出來的位置中，如圖5所示，烘烤凝固，等膠粘劑牢固后擦掉多余膠水，電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼永磁體的整個(gè)過程也就完成。顯然，本實(shí)用新型還適用于除4極16段外的其他極數(shù)和段數(shù)的永磁體的粘貼；還適用于除采用Halbach陣列充磁外的其他充磁方式的永磁體的粘接?？傊?，使用本實(shí)用新型可以同時(shí)粘接多個(gè)永磁體，便于批量化生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了一定的人力和物力。
權(quán)利要求1.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，包括可容置電機(jī)轉(zhuǎn)子組件(100)的柱狀基體(300)，其特征在于所述柱狀基體(300)之軸向一端，設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子組件(100)適配的、同軸線的、內(nèi)圓柱面沉孔(320)，在該內(nèi)圓柱面沉孔(320)的底面中心處，設(shè)有與所述轉(zhuǎn)子組件(100)之芯軸(110)適配的貫通孔(310)，沿所述內(nèi)圓柱面沉孔(320)底面的外側(cè)圓周帶，等間隔地布設(shè)多處軸向延伸至所述柱狀基體(300)另一端的相互平行的定位孔(330)，相鄰兩定位孔 (330)之間的材料(340)有著與所述定位孔(330)同樣的切向?qū)挾龋⑶页史派錉盥?lián)結(jié)著所述柱狀基體(300)的中心部分和外壁；所述工藝裝備還包括與所述定位孔(330)適配、并可在各該定位孔(330)內(nèi)自由插拔的、至少兩根定位棒G00)，用于在所述轉(zhuǎn)子組件(100)之芯軸(110)被插入所述與之適配的貫通孔(310)內(nèi)，從而所述轉(zhuǎn)子組件(100)之芯體(120)的一個(gè)軸向端面座于所述內(nèi)圓柱面沉孔(320)的底面上后，將所述各定位棒(400)逐一插入所述各定位孔(330)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，其特征在于所述內(nèi)圓柱面沉孔(320)的軸向深度小于所述轉(zhuǎn)子組件(100)之芯體(120)的軸向厚度，即d印，< th。
3.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，其特征在于所述各條形定位棒G00)的長(zhǎng)度，大于轉(zhuǎn)子組件(100)之芯體(120)的軸向厚度加上所述基體 (300)內(nèi)圓柱面沉孔(320)底面下定位孔(330)的軸向深度的兩者之和，即L > th +d印”。
4.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，其特征在于所述各定位孔(330)的，以及各定位棒000)的橫斷面形狀都與所述將粘固在轉(zhuǎn)子芯體(120)表面的各條狀永磁體(200)橫斷面的幾何形狀相似，均為等腰梯形，并且所述兩等腰的延長(zhǎng)線相交于所述柱狀基體(300)的中心軸線上。
專利摘要一種電機(jī)轉(zhuǎn)子粘貼條狀永磁體的工藝裝備，包括柱狀基體(300)，在其一端設(shè)有沉孔(320)，在該沉孔(320)的底面中心處，設(shè)有貫通孔(310)，沿所述沉孔(320)底面的外側(cè)圓周帶，等間隔地布設(shè)多處軸向延伸至所述柱狀基體(300)另一端的相互平行的定位孔(330)；還包括定位棒(400)，將各永磁體(200)插入各定位棒(400)之間并粘固后，拔除各定位棒(400)并將轉(zhuǎn)子芯體組件旋轉(zhuǎn)一根定位棒的寬度，繼續(xù)將剩余永磁體(200)插入各已粘固的永磁體(200)之間并粘固，就可以從所述柱狀基體(300)內(nèi)取出已成為轉(zhuǎn)子組件(100)的成品了。所述工藝裝備成本低且效率高。
文檔編號(hào)H02K15/03GK202268784SQ201120280079
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者石雷, 謝偉, 韓亞紅 申請(qǐng)人:深圳華任興科技有限公司