大口徑永磁直流力矩電機的安裝方法
【專利摘要】一種大口徑永磁直流力矩電機的安裝方法，包括下列步驟：①首先在旋轉座內安裝電機定子與滾珠軸承；②在旋轉軸外安裝電機轉子；③先將大圓盤上的中心通孔穿過固定在小圓盤上的導向套，再將大圓盤放置到三個支撐柱的外端面上；④將導向座的內徑與導向套的外徑配合，并固定于大圓盤上；⑤利用起吊工具使旋轉軸在重力的作用下沿著導向座向下緩慢移動，繞導向座輕輕轉動旋轉軸，使旋轉軸上的軸肩端面與滾珠軸承的內圈端面配合；⑥測量軸承座的外端面與旋轉軸外端面之間的距離到所要求的位置尺寸，則完成力矩電機的安裝。本發(fā)明具有簡單、易行的特點。
【專利說明】大口徑永磁直流力矩電機的安裝方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及分裝式永磁直流力矩電機，特別是一種大口徑分裝式永磁直流力矩電機的安裝方法。

【背景技術】
[0002]永磁直流力矩電機是一種在低速情況下輸出較大轉矩的低速直流伺服電動機，被廣泛應用于低速、大轉矩的旋轉場合。由于永磁直流力矩電機可直接驅動，省去了變速機構，提高了運行精度，用戶將電機裝入需要旋轉的軸系中，可大大減小整個設備所占空間，使系統結構更為緊湊。該種電機在換向的設計上分為有刷和無刷兩種結構，其區(qū)別是有刷直流電機的換向一直是通過石墨電刷與安裝在轉子上的環(huán)形換向器相接觸來實現的。而直流無刷電機則通過霍爾傳感器把轉子位置反饋回控制電路，使其能夠獲知電機相位換向的準確時間。由于無刷電機沒有電刷，故也沒有相關接口，因此更干凈，噪聲更小，事實上無需維護，壽命更長。對于有刷電機，其結構由定子、轉子和刷架三大部件組成。而對于無刷電機，由于霍爾元件是安裝在定子上的，在結構上就由定子和轉子兩大部件組成。此種電機一般為分裝結構，由于其定子和轉子是分開的，需要分別安裝，但由于定子與轉子本身都是磁性材料，具有很大的磁性，如果安裝時位置稍有偏差，轉子就會被牢牢地吸附在定子上。由于磁性很強，吸附瞬間的沖擊力很大，會破壞定子和轉子表面鑲嵌的磁鋼片，因而會導致電機性能的不穩(wěn)定。
[0003]目前，對于永磁直流力矩電機的安裝最常用的方法是先將力矩電機的定子固定，再將一定厚度的聚四氟乙烯墊板圍繞在定子的內圈內（以防由于定子與轉子之間的磁力使轉子在安裝過程中與定子發(fā)生碰撞而損壞），再將轉子輕推入定子內，最后抽掉聚四氟乙烯墊板。由于小口徑力矩電機定子與轉子之間的磁性相對較小，因此用此方法適合小口徑力矩電機的安裝，而對于大口徑力矩電機的安裝必須采用工裝夾具等輔助裝置以克服定子與轉子之間的磁吸力，避免安裝時電機定子與轉子的摩擦和碰撞，以保證電機的性能。
[0004]在先技術[I](參見郭海燕，分裝式永磁直流力矩電機的安裝及固定方法Vol. 43，57-59，2012)描述了一種利用安裝工裝和固定托架的方法將電機的轉子安裝在定子內。安裝時先將電機的定子與軸套固定，把電機的轉子、固定托架及安裝工裝通過導向桿連接在一起，再把安裝工裝上導向套的孔與旋轉軸上的軸配合，轉動安裝工裝螺桿上的螺母，電機轉子在磁引力作用下逐漸向電機定子內移動，直到所需的磁場平衡位置。此方法能夠保證定子與轉子之間的間隙均勻，具有安全、經濟、方便和快捷的優(yōu)點。但是，該方法首先要求被驅動設備上要有實心旋轉軸，并要預留有用于工裝定位的定位軸肩。其次在轉子與旋轉軸之間要安裝固定托架，作為電機轉子與旋轉軸的中間支撐部件。而對于旋轉軸為空心的薄壁件，且要求電機轉子直接安裝在旋轉軸上時，由于電機轉子與旋轉軸之間沒有空間安裝固定托架，因而此方法就難以滿足安裝要求。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述在先技術的不足，提供一種大口徑永磁直流無刷力矩電機的安裝方法，該方法具有簡單、易行的特點。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案如下:
[0007]—種大口徑永磁直流力矩電機的安裝方法，其特點在于該方法利用工裝夾具可直接將電機轉子安裝在定子內。所述的工裝夾具包括支撐柱、大圓盤、小圓盤、導向座、導向套和吊環(huán)螺釘。具體操作方法為:首先將電機定子固定在旋轉座內，將旋轉軸安裝好后，再利用本發(fā)明所述的工裝夾具將電機轉子安裝在電機定子內，或先將電機轉子安裝于旋轉軸夕卜，再利用本發(fā)明所述的工裝夾具將裝有電機轉子的旋轉軸安裝在電機定子內。
[0008]所述的支撐柱為三個等高圓柱，所述的支撐柱的一端加工有內螺紋，另一端加工有外螺紋。
[0009]所述的旋轉座的外端面上加工有工藝螺紋孔，所述的支撐柱的外螺紋與所述的旋轉座外端面上的螺紋孔相配合，所述的三個等高支撐柱在所述的旋轉座的外端面上沿圓周成均勻分布。
[0010]所述的大圓盤固定在所述的三個等高支撐柱上。所述的大圓盤上加工有通孔，通孔的外徑大于所述的吊環(huán)螺釘的外形尺寸，即所述的吊環(huán)螺釘可穿過所述的大圓盤上的通孔。
[0011]若采用安裝好旋轉軸后，直接安裝電機轉子，則需要利用電機轉子外端面上的工藝螺紋孔，將所述的小圓盤固定在電機轉子的外端面上；
[0012]若采用先在旋轉軸外安裝好電機轉子，再將裝有電機轉子的旋轉軸安裝在電機定子內時，則需要利用旋轉軸外端面上的工藝螺紋孔，將所述的小圓盤固定在所述的旋轉軸的外端面上；
[0013]所述的吊環(huán)螺釘用螺母固定在所述的小圓盤上。
[0014]所述的導向座固定在所述的大圓盤上，所述的導向套固定在所述的小圓盤上，所述的導向座的內徑與所述的導向套的外徑配合。所述的導向套可沿著所述的導向座上下移動。
[0015]一種大口徑永磁直流力矩電機的安裝方法，其特征在于該方法包括下列步驟:
[0016]①首先在旋轉座內安裝電機定子與滾珠軸承，并將安裝有電機定子與滾珠軸承的旋轉座垂直放置于水平面上，在旋轉座的外端面上按圓周均勻分布分別安裝的三個等高支撐柱，三個支撐柱的外端面可組成一個水平面，此面為大圓盤的安裝面；
[0017]②在旋轉軸外安裝電機轉子，在小圓盤上安裝吊環(huán)螺釘，并用螺母將其固定在小圓盤上，將安裝好吊環(huán)螺釘的小圓盤固定在旋轉軸的外端面上，再將導向套固定在小圓盤上；
[0018]③先將大圓盤上的中心通孔穿過固定在小圓盤上的導向套，并使大圓盤上的左、右兩個通孔分別穿過兩個吊環(huán)螺釘。再將吊車或其它起吊工具上的兩根纜繩分別與吊環(huán)螺釘固定，啟動起吊工具將旋轉軸緩慢吊起，并移動到旋轉座上方，再緩慢上、下或左、右移動旋轉軸到適當位置，再將大圓盤放置到三個支撐柱的外端面上；
[0019]④將導向座的內徑與導向套的外徑配合，并固定于大圓盤上，繞導向座轉動大圓盤，使大圓盤上的安裝通孔與支撐柱上的螺紋孔對齊，并用螺釘固定；
[0020]⑤利用起吊工具使旋轉軸在重力的作用下沿著導向座向下緩慢移動，在移動過程中，繞導向座輕輕轉動旋轉軸，使旋轉軸上的外圓周面與滾珠軸承的內圓周面首先配合，繼續(xù)向下移動旋轉軸，直到旋轉軸上的軸肩端面與滾珠軸承的內圈端面配合；
[0021]⑥測量軸承座的外端面與旋轉軸外端面之間的距離到所要求的位置尺寸，則完成力矩電機的安裝。
[0022]與在先技術相比，本發(fā)明的技術效果如下:
[0023]1、此方法不論旋轉軸為實心軸或是空心軸均可使用。
[0024]2、此方法可直接將電機轉子安裝在電機定子內或先將電機轉子安裝在旋轉軸上，再將帶有電機轉子的旋轉軸安裝在電機定子內，無需在電機轉子與選轉軸之間安裝固定支架，減小了結構設計的外形尺寸，不僅使結構緊湊而且節(jié)約成本。
[0025]3、此方法在安裝工裝夾具時不需要在旋轉軸和旋轉座上加工安裝配合基準面或基準軸，可直接利用旋轉座和旋轉軸外端面上的工藝螺孔即可對工裝夾具進行安裝。而且安裝時和拆除后并不影響整個外形結構的設計，加工簡單、安裝便捷、使用可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明所述分裝式力矩電機安裝方法的結構圖。
[0027]圖2為本發(fā)明所述分裝式力矩電機安裝初始位置圖。
[0028]圖3為本發(fā)明所述分裝式力矩電機安裝終止位置圖。

【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0030]在本實施例中，采用先將電機轉子固定在旋轉軸上，再將裝有電機轉子的旋轉軸安裝于電機定子內的方法。
[0031]首先參閱圖1，圖1是本發(fā)明所述分裝式力矩電機安裝方法的結構圖。由圖1可見，所述的電機定子5固定在旋轉座I內，旋轉座I內安裝有軸承座4，滾珠軸承3安裝在軸承座4內，并用軸承蓋板2進行固定。滾珠軸承3的作用在于對旋轉軸13進行支撐和固定。所述的旋轉軸13為空心軸，電機轉子15安裝在旋轉軸13外，并用軸端壓圈14固定。所述的工裝夾具包括三個支撐柱6、大圓盤7、小圓盤10、導向座11、導向套12以及吊環(huán)螺釘8。
[0032]本發(fā)明分裝式力矩電機安裝方法如下:
[0033]①首先在旋轉座I內安裝電機定子5與滾珠軸承3，并將安裝有安裝電機定子5與滾珠軸承3的旋轉座I垂直放置于水平面上，在旋轉座I的外端面上按圓周均勻分布分別安裝三個等高支撐柱6，三個支撐柱6的外端面可組成一個水平面，此面為大圓盤7的安裝面；
[0034]②在旋轉軸13外安裝電機轉子15，在小圓盤10上安裝吊環(huán)螺釘8，并用螺母9將其固定在小圓盤10上，將安裝好吊環(huán)螺釘8的小圓盤10固定在旋轉軸13的外端面上，再將導向套12固定在小圓盤10上；
[0035]③先將大圓盤7上的中心通孔穿過固定在小圓盤10上的導向套12，并使大圓盤7上的左、右兩個通孔分別穿過兩個吊環(huán)螺釘8。再將吊車或其它起吊工具上的兩根纜繩分別與吊環(huán)螺釘8固定，啟動起吊工具將旋轉軸13緩慢吊起，并移動到旋轉座I的上方，再緩慢上、下或左、右移動旋轉軸13到適當位置，再將大圓盤7放置到三個支撐柱6的外端面上；
[0036]④將導向座11的內徑與導向套12的外徑配合，并固定于大圓盤7上，繞導向座11轉動大圓盤7，使大圓盤7上的安裝通孔與支撐柱6上的螺紋孔對齊，并用螺釘固定；
[0037]⑤利用起吊工具使旋轉軸13在重力的作用下沿著導向座11向下緩慢移動，在移動過程中，繞導向座11輕輕轉動旋轉軸13，使旋轉軸13上的外圓周面C與滾珠軸承3的內圓周面BI首先配合，繼續(xù)向下移動并轉動旋轉軸13，直到旋轉軸13上的外圓周面B2與滾珠軸承3的內圓周面BI配合，繼續(xù)向下移動旋轉軸13，直到旋轉軸13上的軸肩端面A2與滾珠軸承3的內圈端面Al配合；
[0038]⑥測量軸承座4的外端面Dl與旋轉軸外端面D2之間的距離到所要求的位置尺寸，則完成力矩電機的安裝。
[0039]圖1是本發(fā)明最佳實施例的結構圖，其具體結構和參數敘述如下:
[0040]旋轉座I的外徑為Φ 905mm，高300mm。滾珠軸承3選用日本THK公司的十字交叉滾珠軸承，型號為RB60040UUCCP5。力矩電機選用包頭長安電機研發(fā)有限公司的永磁無刷力矩電機，其型號為750ZLW25，此力矩電機的電機定子5與電機轉子15為分裝結構。在旋轉軸13內安裝有口徑為Φ550πιπι的光學元件。吊環(huán)螺釘8的型號為Μ20，導向座11的內徑和導向套12的外徑均為Φ60_，兩者的公差尺寸為間隙配合。為了保證安裝的可靠性，支撐柱6、大圓盤7、小圓盤10、導向座11和導向套12的材料均選用45號鋼。
【權利要求】
1.一種大口徑永磁直流力矩電機的安裝方法，其特征在于該方法利用工裝夾具可直接將電機轉子安裝在定子內，所述的工裝夾具包括支撐柱￠)、大圓盤(7)、小圓盤(10)、導向座(11)、導向套(12)和吊環(huán)螺釘(8)，所述的支撐柱(6)為三個等高圓柱，所述的支撐柱(6)的一端有內螺紋，另一端有外螺紋；所述的旋轉座的外端面上有工藝螺紋孔，所述的支撐柱的外螺紋與所述的旋轉座(I)外端面上的螺紋孔相配合，所述的三個等高支撐柱(6)在所述的旋轉座的外端面上沿圓周成均勻分布；所述的大圓盤(7)固定在所述的三個支撐柱(6)上；所述的大圓盤上有通孔，該通孔的外徑大于所述的吊環(huán)螺釘的外形尺寸，該方法包括下列步驟: ①首先在旋轉座內安裝電機定子與滾珠軸承，并將安裝有電機定子與滾珠軸承的旋轉座垂直放置于水平面上，在旋轉座的外端面上按圓周均勻分布分別安裝的三個等高支撐柱，三個支撐柱的外端面可組成一個水平面，此面為大圓盤的安裝面； ②在旋轉軸外安裝電機轉子，在小圓盤上安裝吊環(huán)螺釘，并用螺母將其固定在小圓盤上，將安裝好吊環(huán)螺釘的小圓盤固定在旋轉軸的外端面上，再將導向套固定在小圓盤上； ③先將大圓盤上的中心通孔穿過固定在小圓盤上的導向套，并使大圓盤上的左、右兩個通孔分別穿過兩個吊環(huán)螺釘。再將吊車或其它起吊工具上的兩根纜繩分別與吊環(huán)螺釘固定，啟動起吊工具將旋轉軸緩慢吊起，并移動到旋轉座上方，再緩慢上、下或左、右移動旋轉軸到適當位置，再將大圓盤放置到三個支撐柱的外端面上； ④將導向座的內徑與導向套的外徑配合，并固定于大圓盤上，繞導向座轉動大圓盤，使大圓盤上的安裝通孔與支撐柱上的螺紋孔對齊，并用螺釘固定； ⑤利用起吊工具使旋轉軸在重力的作用下沿著導向座向下緩慢移動，在移動過程中，繞導向座輕輕轉動旋轉軸，使旋轉軸上的外圓周面與滾珠軸承的內圓周面首先配合，繼續(xù)向下移動旋轉軸，直到旋轉軸上的軸肩端面與滾珠軸承的內圈端面配合； ⑥測量軸承座的外端面與旋轉軸外端面之間的距離到所要求的位置尺寸，則完成力矩電機的安裝。
【文檔編號】H02K15/00GK104269974SQ201410456408
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權日:2014年9月10日
【發(fā)明者】王利娟, 孫建鋒, 李保良, 劉立人 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所