專利名稱：一種高速電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械制造領域，尤其涉及高速電機。
背景技術：
高速旋轉機械設備廣泛應用于國防、冶金、礦山、化工等領域，如各類大型風機、透 平壓縮機、船舶動力系統(tǒng)和離心壓縮機等。高速旋轉機械設備在我國國民經(jīng)濟中占有極其 重要的地位。傳統(tǒng)的高速旋轉機械設備，多采用傳動系統(tǒng)(皮帶傳動、齒輪箱傳動等)實現(xiàn)增 速，動力源多為普通電機。采用這一類傳動方式的旋轉機械設備允許的最高工作轉速較低， 由于傳動系統(tǒng)復雜，工作時振動噪聲大，故障點多，維修較復雜，特別是不利于實現(xiàn)無級調 速，能量消耗高，工作效率低。為了實現(xiàn)無級調速、節(jié)能降耗，提高旋轉機械的極限工作轉速，高速旋轉機械設備 的發(fā)展趨勢是，直接采用變頻電源驅動的高速電機作為動力源，取代傳統(tǒng)的普通電機和增 速箱系統(tǒng)。這種高速電機是集成了機械、電氣、控制、電力電子和新材料等各種先進技術的 高度機電一體化的產(chǎn)品。其特點在于，將電機的功能與傳統(tǒng)的齒輪箱等傳動系統(tǒng)從結構上 融為一體，省去了復雜的中間傳動環(huán)節(jié)，具有調速范圍寬、轉動慣量小、能量消耗少、工作效 率高、易于實現(xiàn)無級調速和精密控制等優(yōu)點。隨著現(xiàn)代裝備制造業(yè)向高速度、高效率、低能 耗、高自動化方向不斷發(fā)展，高速電機的技術提升和結構創(chuàng)新顯得越來越迫切。目前廣泛采用的高速電機的結構方案是，將電機轉子過盈套在主軸上，利用轉子 與主軸的過盈漲緊力來傳遞扭矩。該方案在工程實際應用中存在幾個弊端1、轉子安裝不 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子冷卻過快或對中 不好或操作者節(jié)奏太慢，都有可能導致轉子與主軸“抱死”而不能安裝到位；2、轉子拆卸不 方便，由于過盈聯(lián)結的摩擦力很大，拆卸需要專門的壓力機，許多情況下，拆下轉子后發(fā)現(xiàn) 主軸和電機轉子內(nèi)孔已經(jīng)損壞，不能繼續(xù)使用；3、高速旋轉條件下，電機轉子在離心力的作 用下會增大，導致電機轉子與主軸之間的過盈減小，電機實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致傳遞的扭矩減小，可采用增大轉子內(nèi)孔與主軸 的過盈量的方法，但是由于過盈量增大后，轉子內(nèi)表面受到的應力增大，容易損壞轉子；5、 由于主軸采用整體結構，導致主軸長度很長，加工不方便，對機床加工能力要求高；6、整體 結構的主軸由于長度過長，運輸過程中容易產(chǎn)生變形；7、主軸過長，導致主軸系統(tǒng)臨界轉速 降低，不利于實現(xiàn)高速化。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構簡單、便于 拆裝、便于加工、扭矩傳遞量增大、臨界轉速和回轉精度提高的高速電機。為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案一種高速電機，包括電機殼體、電機主軸、電機定子和電機轉子，所述電機定子套設于電機殼體內(nèi)，所述電機轉子置于電機定子內(nèi)，所述電機主軸包括前半軸、后半軸和拉 桿，所述拉桿空套于所述電機轉子的內(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轉子的兩端。所述后半軸上沿軸向開設有一通孔，所述拉桿后端開設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轉子相接的一端設有定位軸肩，所述電機轉子的 兩端均設有與定位軸肩配合的定位止口。所述電機殼體前端裝設有前法蘭組件，所述前半軸支承于前法蘭組件上，電機殼 體后端裝設有后法蘭組件，所述后半軸支承于后法蘭組件上。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于本實用新型的高速電機采用由前半軸、后半軸和拉桿組裝而成的主軸結構替代傳 統(tǒng)過盈連接結構，其結構更加簡單，避免了傳統(tǒng)過盈連接結構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，同時便于拆卸，使維 修更加方便；可以避免傳統(tǒng)過盈連接結構中轉子內(nèi)孔的內(nèi)應力過大導致轉子損壞；通過電 機轉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)過盈連接結構 中電機轉子在離心力的作用下內(nèi)孔膨脹、過盈量減小而導致電機實際傳遞扭矩減小的情 況，使實際扭矩傳遞量增大，有利于電機高速化發(fā)展；有利于減小轉子內(nèi)孔，可以增大轉子 磁鋼的徑向布置空間，減小轉子體積，避免磁飽和現(xiàn)象，同時還可以減小主軸跨距，提高主 軸系統(tǒng)臨界轉速；前半軸、后半軸的長度相比于現(xiàn)有技術中的主軸短很多，便于加工，且不 容易產(chǎn)生變形，有利于提高電機回轉精度。通過拉桿后端開設的有拉緊螺紋孔，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轉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轉子上的定位止口配合，有利于提高裝配精度和裝配速 度。本實用新型的高速電機在裝配時，通過拉緊螺桿對拉桿的拉伸實現(xiàn)前半軸和后半軸對 電機轉子的預壓緊，從而保證電機轉子與前半軸、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是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的組裝電機轉子與主軸時的結構示意圖。圖中各標號表示1、電機殼體；2、電機主軸；3、前法蘭組件；4、后法蘭組件；5、電機定子；6、電機轉 子；7、定位軸肩；8、拉緊螺桿；9、驅動油缸；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。
具體實施方式
圖1示出了本實用新型的一種高速電機實施例，該高速電機包括電機殼體1、電機 主軸2、前法蘭組件3、后法蘭組件4、電機定子5和電機轉子6，電機定子5套設于電機殼體 1內(nèi)，電機主軸2置于電機定子5內(nèi)，電機主軸2包括前半軸21、后半軸22和拉桿23，拉桿23空套于電機轉子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 緊夾持于電機轉子6的兩端，前法蘭組件3裝設于電機殼體1前端，前半軸21支承于前法 蘭組件3上，后法蘭組件4裝設于電機殼體1后端，后半軸22支承于后法蘭組件4上。本 實用新型的高速電機采用了由前半軸21、后半軸22和拉桿23組裝而成的主軸結構，其結構 簡單，避免了傳統(tǒng)過盈連接結構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，同時便于拆卸，使維修更加方便，降低了報廢率；可 以避免傳統(tǒng)過盈連接結構使轉子內(nèi)孔的內(nèi)應力過大導致轉子損壞；通過電機轉子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)過盈連接結構中轉子在 離心力的作用下內(nèi)孔膨脹、過盈量減小而導致電機實際傳遞扭矩減小的情況，使實際扭矩 傳遞量增大，有利于電機高速化發(fā)展；減小了轉子內(nèi)孔，可以增大電機轉子6上磁鋼的徑向 布置空間，減小電機轉子6的體積，避免磁飽和現(xiàn)象，同時還可以減小電機主軸2的跨距，提 高主軸系統(tǒng)臨界轉速；前半軸21、后半軸22的長度相比于現(xiàn)有技術中的主軸短很多，便于 加工，且不容易產(chǎn)生變形，有利于提高電機回轉精度。本實施例中，前半軸21和后半軸22均于與電機轉子6相接的一端設有定位軸肩 7,電機轉子6的兩端均設有與定位軸肩7配合的定位止口 62，裝配時，前半軸21和后半軸 22均通過定位軸肩7與電機轉子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上沿軸向開設有一通孔221，拉桿23后端開設有與該通孔221相通的拉緊螺 紋孔231。可以在裝配過程中使用如圖2中所示的拉緊螺桿8輔助裝配，使前半軸21與后 半軸22對電機轉子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，本實用新型的高速電機的裝配步驟為(1)、將電機定子5裝設于電機殼體1內(nèi)；(2)、將拉桿23與前半軸21螺紋連接，并旋緊到位；(3)、將電機轉子6空套于拉桿23上，并使電機轉子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，并旋轉后半軸22，使后半軸22 上的定位軸肩7與電機轉子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動油缸9的活塞桿連接，在后 半軸22外空套有一支座10，該支座10 —端頂在電機轉子6后端，另一端頂在驅動油缸9的 殼體上，且支座10周邊設有可伸入扳手等工具的孔隙101，向驅動油缸9的有桿腔通入壓力 油，驅使活塞桿拉著拉緊螺桿8向后運動，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，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 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的回復變形力作 用下進一步將電機轉子6壓緊并成為一個整體，實現(xiàn)前半軸21和后半軸22對電機轉子6的 預壓緊，從而保證電機轉子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。 上述只是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖 然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域 的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內(nèi)容 對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因 此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型技術實質對以上實施例所做 的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本實用新型技術方案保護的范圍內(nèi)。
權利要求一種高速電機，包括電機殼體(1)、電機主軸(2)、電機定子(5)和電機轉子(6)，所述電機定子(5)套設于電機殼體(1)內(nèi)，所述電機轉子(6)置于電機定子(5)內(nèi)，其特征在于所述電機主軸(2)包括前半軸(21)、后半軸(22)和拉桿(23)，所述拉桿(23)空套于所述電機轉子(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)拉緊夾持于電機轉子(6)的兩端。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速電機，其特征在于所述后半軸(23)上沿軸向開設有一 通孔(221)，所述拉桿(23)后端開設有與所述通孔(221)相通的拉緊螺紋孔(231)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的高速電機，其特征在于所述前半軸(21)和后半軸(22) 均于與電機轉子(6)相接的一端設有定位軸肩(7)，所述電機轉子(6)的兩端均設有與定位 軸肩(7)配合的定位止口(62)。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的高速電機，其特征在于所述電機殼體(1)前端裝設有 前法蘭組件(3)，所述前半軸(21)支承于前法蘭組件(3)上，電機殼體(1)后端裝設有后法 蘭組件(4)，所述后半軸(22)支承于后法蘭組件(4)上。
5.根據(jù)權利要求3所述的高速電機，其特征在于所述電機殼體(1)前端裝設有前法 蘭組件(3)，所述前半軸(21)支承于前法蘭組件(3)上，電機殼體(1)后端裝設有后法蘭組 件(4)，所述后半軸(22)支承于后法蘭組件(4)上。
專利摘要本實用新型公開了一種高速電機，包括電機殼體、電機主軸、電機定子和電機轉子，所述電機定子套設于電機殼體內(nèi)，所述電機主軸置于電機轉子內(nèi)，所述電機主軸包括前半軸、后半軸和拉桿，所述拉桿空套于所述電機轉子的內(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，并將電機轉子夾持于前半軸和后半軸的中間。該高速電機具有結構簡單、便于拆裝、便于加工、傳遞扭矩大、臨界轉速高的優(yōu)點。
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:溧陽福思寶高速機械有限公司;湖南大學