磁悬浮电机嵌磁方法与流程

1.本发明涉及磁悬浮电机装配技术领域，特别是一种磁悬浮电机嵌磁方法。


背景技术：

2.磁悬浮电机是利用磁轴承的电磁力作用，将电机转子悬浮于空中，使电机转子与电机定子之间没有机械接触，从而没有了机械摩擦损耗，是一种低损耗、高性能电机。在实现电机转子高转速的同时，还具有无机械磨损、能耗低、噪声小、寿命长，无需润滑和密封、无油污染等优点；磁悬浮电机转子转速只受转子材料抗拉强度的限制，因此磁悬浮电机转子的圆周速度可以很高，在高速设备中的应用越来越广泛。
3.在磁悬浮电机的制造中，嵌磁是关键的生产工艺之一。嵌磁是指将永磁体嵌入转子上的定子槽内，以实现电机的工作。嵌磁需要高度精准的加工工艺和严格的质量控制，以确保永磁体和转子之间的间隙精度和轴向对称度，从而确保电机的运转性能和寿命。在永磁体与转子组装过程中，通常需要先将磁瓦粘贴到转子的表面上，因永磁体磁瓦对转子的磁力，致使磁瓦发生偏移，导致磁瓦无法正常装配至正确位置，需要不断调整永磁体的位置，然后再使用夹具对永磁体进行固定，导致装配效率低，且嵌磁的精度、质量无法得到保证。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种有效提升转子嵌磁精度，提高了磁悬浮电机的生产效率和质量的磁悬浮电机嵌磁方法。
5.为了达到上述目的，本发明设计的磁悬浮电机嵌磁方法，包括转轴、永磁体、嵌磁工装、加热装置、第一动平衡环和第二动平衡环，所述转轴的嵌磁段周侧外表面开设有上下相对设置的两排螺纹孔，所述嵌磁工装包括与永磁体宽度适配的等宽工装、用于对永磁体径向进行固定的抱夹工装、用于对永磁体轴向进行固定的定位工装和拉紧工装，按照以下步骤进行装配：
6.s1.将第一动平衡环放入加热装置加热烘烤；
7.s2.将加热后的第一动平衡环套入转轴；
8.s3.标示转轴上两排螺纹孔两侧分别为：n极、s极；
9.s4.将等宽工装置于转轴嵌磁段上，并使等宽工装宽度上的面贴合第一动平衡环；
10.s5.取定位工装压紧等宽工装另一宽度上的面；
11.s6.移除等宽工装，使用胶水涂覆位于第一动平衡环与定位工装之间的转轴外表面；
12.s7.根据永磁体曲面的极性，将永磁体嵌入第一动平衡环与定位工装之间相同应极性的标示位；
13.s8.使用抱夹工装将永磁体抱住，并锁紧抱夹工装完成一个永磁体的装配；
14.s9.将定位工装松开向背离第一动平衡环的一侧移动，再在上一个装配完毕的永
磁体与定位工装之间装入等位工装，并重复s5-s8的步骤直至完成所有永磁体的装配；
15.s10.所有永磁体完成装配时，将拉紧工装套入转轴两端并锁紧，以使定位工装和第一动平衡环受力沿转轴轴向向内夹紧所有永磁体；
16.s11.将拉紧工装、定位工装拆除
17.s12.取第二动平衡环放入加热装置加热烘烤；
18.s13.将加热后的第二动平衡环套入转轴；
19.s14.将装配好永磁体的转轴连同抱夹装置放入加热装置烘烤，并随炉冷却；
20.s15.自加热装置中取出冷却好的转轴，并将抱夹工装拆去；
21.s16.使用胶水填补相邻永磁体之间的缝隙；
22.s17.使用美纹纸贴覆于胶水填补处，并使用铁氟龙胶带缠绕包覆转轴的嵌磁段；
23.s18.将转轴放入烤炉烘烤加热装置烘烤，并随炉冷却，完成装配。
24.进一步的方案是，定位工装包括活动套和固定套，所述固定套轴向延伸形成有外螺纹部，所述活动套轴向延伸形成有与外螺纹部的螺纹相适配的内螺纹部，所述活动套通过内螺纹部与外螺纹部螺纹连接，且活动套被设置为能通过内螺纹部相对外螺纹部同轴转动。
25.进一步的方案是，所述抱夹工装包括第一抱夹部和第二抱夹部，所述第一抱夹部具有一第一缺口，所述第二抱夹部具有一与第一缺口相适配的第二缺口，所述第一抱夹部和第二抱夹部通过螺钉紧固连接，以使第一缺口和第二缺口围合形成一用于固定转子磁瓦的抱夹空间。
26.进一步的方案是，在步骤s1和步骤s12中，加热装置的烘烤温度为210℃。
27.进一步的方案是，所述第一动平衡环具有编号面，在步骤s2中，第一动平衡环的编号面朝向转轴的嵌磁段套入转轴。
28.进一步的方案是，在步骤s3中，使用美纹纸包覆除转轴的非磁石段，转轴上两排螺纹孔两侧的n极和s极标示在美纹纸上。
29.进一步的方案是，在步骤s6中，移除等宽工装后，使用紧定螺丝锁紧位于动平衡环与定位工装之间的螺纹孔并使紧定螺丝露头5mm，再涂覆胶水。
30.进一步的方案是，所述第二动平衡环具有编号面，在步骤s13中，第二动平衡环的编号面朝向转轴的嵌磁段套入转轴。
31.进一步的方案是，在步骤s14中，加热装置的烘烤温度为120℃，烘烤3小时，并随炉冷却8小时。
32.进一步的方案是，在步骤s18中，加热装置的烘烤温度为120℃，烘烤3小时，并随炉冷却8小时。
33.本发明所设计的磁悬浮电机嵌磁方法，能有效提升转子嵌磁精度，并提高了磁悬浮电机的生产效率和质量。
附图说明
34.图1是实施例1中定位工装的结构示意图；
35.图2是实施例1中抱夹工装的结构示意图；
36.图3是实施例1中永磁体被定位工装和抱夹工装定位夹紧状态结构示意图；
37.其中：第一抱夹部1、第一缺口11、第二抱夹部2、第二缺口21、抱夹空间3、活动套4、内螺纹部41、固定套5、外螺纹部51、转轴100、永磁体200、螺纹孔101、第一动平衡环300。
具体实施方式
38.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
39.实施例1。
40.如图1所示，本实施例描述的磁悬浮电机嵌磁方法，包括转轴100、永磁体200、嵌磁工装、加热装置、第一动平衡环300和第二动平衡环，所述转轴100的嵌磁段周侧外表面开设有上下相对设置的两排螺纹孔101，所述嵌磁工装包括与永磁体200宽度适配的等宽工装、用于对永磁体200径向进行固定的抱夹工装、用于对永磁体200轴向进行固定的定位工装和拉紧工装，按照以下步骤进行装配：
41.s1.将第一动平衡环300放入加热装置加热烘烤；
42.s2.将加热后的第一动平衡环300套入转轴100；
43.s3.标示转轴100上两排螺纹孔101两侧分别为：n极、s极；便于后续装配永磁体200。
44.s4.将等宽工装置于转轴100嵌磁段上，并使等宽工装宽度上的面贴合第一动平衡环300；
45.s5.取定位工装压紧等宽工装另一宽度上的面；本实施例提及的定位工装其使用方法及工作原理同现有技术，如利用环形套筒将等宽工装向第一动平衡环300所在区域的一侧压紧，并通过转轴100上的螺纹孔101将环形套筒固定。
46.s6.移除等宽工装，使用胶水涂覆位于第一动平衡环300与定位工装之间的转轴100外表面；
47.s7.根据永磁体200曲面的极性，将永磁体200嵌入第一动平衡环300与定位工装之间相同应极性的标示位；由于等宽工装的宽度与永磁体200的宽度相适配，则在定位工装压紧等宽工装后，第一动平衡环300与定位工装之间的距离与永磁体200的宽度相适配，此时根据永磁体200曲面的极性将永磁体200嵌入对应的标示位即可，使永磁体200以正确的位置和方向被夹紧在第一动平衡环300与定位工装之间，从而保证磁场的准确性和稳定性。
48.s8.使用抱夹工装将永磁体200抱住，并锁紧抱夹工装完成一个永磁体200的装配；这样，利用抱夹工装径向夹紧永磁体200，可以使永磁体200通过胶水与转轴100更加紧密地连接在一起，避免永磁体200在装配过程中不会移动或失去位置，从而提高装配精度和生产效率。
49.s9.将定位工装松开向背离第一动平衡环300的一侧移动，再在上一个装配完毕的永磁体200与定位工装之间装入等位工装，并重复s5-s8的步骤直至完成所有永磁体200的装配；这样，上一个永磁体200被抱夹工装固定在转轴100上并保持不动，后将定位工装松开向背离动平衡环的一侧移动，并在上一个永磁体200与定位工装之间嵌入等宽工装，再通过定位工装将等宽工装夹紧在上一个完成固定的永磁体200与定位工装之间，最后重复s5-s8的步骤直至完成所有永磁体200的装配。
50.s10.所有永磁体200完成装配时，将拉紧工装套入转轴100两端并锁紧，以使定位
工装和第一动平衡环300受力沿转轴100轴向向内夹紧所有永磁体200；这样可以确保转永磁体200之间的间隙和位置的精度，从而保证磁悬浮电机的转子嵌磁精度，避免永磁体200松动或者偏移。
51.s11.将拉紧工装、定位工装拆除；以便于后续加工和组装工作的顺利进行；
52.s12.取第二动平衡环放入加热装置加热烘烤；
53.s13.将加热后的第二动平衡环套入转轴100；
54.s14.将装配好永磁体200的转轴100连同抱夹装置放入加热装置烘烤，并随炉冷却；以加速胶水的固化和永磁体200与转轴100的黏合，增强永磁体200的附着力确保其运行时的稳定性；
55.s15自加热装置中取出冷却好的转轴100，并将抱夹工装拆去；
56.s16.使用胶水填补相邻永磁体200之间的缝隙；这样，使得永磁体200之间的紧密程度得到提升，减少其之间的空隙，从而提高其磁场的均匀性和稳定性；
57.s17.使用美纹纸贴覆于胶水填补处，并使用铁氟龙胶带缠绕包覆转轴100的嵌磁段；在本实施例中，美纹纸可以增强胶水填补处的机械强度和耐磨性，铁氟龙胶带可以减少转子与定子间的摩擦和磨损，提高电机的效率和寿命；
58.s18.将转轴100放入烤炉烘烤加热装置烘烤，并随炉冷却，完成装配。
59.如图1所示，在本发明的一些实施例中，定位工装包括活动套4和固定套5，所述固定套5轴向延伸形成有外螺纹部51，所述活动套4轴向延伸形成有与外螺纹部51的螺纹相适配的内螺纹部41，所述活动套4通过内螺纹部41与外螺纹部51螺纹连接，且活动套4被设置为能通过内螺纹部41相对外螺纹部51同轴转动。使用时，如图3所示，通过转轴100上的螺纹孔101将固定套5固定在转轴100上，并使活动套4与第一动平衡环300之间隔开一定距离，然后将等宽工装置于活动套4与第一动平衡环300之间，接着转动活动套4，通过内螺纹部41与外螺纹部51的配合，使活动套4沿着转轴100轴向向第一动平衡环300所在区域移动，配合第一动平衡环300向内夹紧等宽工装，由于等宽工装的宽度与永磁体200的宽度相适配，所以在移除等宽工装后，永磁体200能嵌入活动套4与第一动平衡之间并得保持位置固定，后再使用抱夹工装夹紧永磁体200即可。
60.如图2所示，在本发明的一些实施例中，所述抱夹工装包括第一抱夹部1和第二抱夹部2，所述第一抱夹部1具有一第一缺口11，所述第二抱夹部2具有一与第一缺口11相适配的第二缺口21，所述第一抱夹部1和第二抱夹部2通过螺钉紧固连接，以使第一缺口11和第二缺口21围合形成一用于固定转子磁瓦的抱夹空间3。使用时，如图3所示，将第一抱夹部1和第二抱夹部2相对设置，使永磁体200置于第一抱夹部1和第二抱夹部2之间，并通过螺钉预紧第一抱夹部1和第二抱夹部2，确定位抱夹位置无误后，通过螺钉将第一抱夹部1和第二抱夹部2固定连接，使第一缺口3和第二缺口5围合形成一个抱夹空间7来固定转轴100上的永磁体200，便于后续装配操作。
61.进一步的方案是，在步骤s1和步骤s12中，加热装置的烘烤温度为210℃。
62.进一步的方案是，所述第一动平衡环300具有编号面，在步骤s2中，第一动平衡环300的编号面朝向转轴100的嵌磁段套入转轴100。在本实施例中，编号面可以帮助确定动平衡环的位置和方向，保证第一动平衡环300正确安装。
63.进一步的方案是，在步骤s3中，使用美纹纸包覆除转轴100的非磁石段，转轴100上
两排螺纹孔101两侧的n极和s极标示在美纹纸上。以防止胶水粘覆在转轴100非磁石段上，并有效避免装配过程中刮伤转轴100外表面。
64.进一步的方案是，在步骤s6中，移除等宽工装后，使用紧定螺丝锁紧位于动平衡环与定位工装之间的螺纹孔101并使紧定螺丝露头5mm，再涂覆胶水。以保证螺纹孔101能被完全封堵，避免螺纹孔101与后装配的永磁体200之间产生气隙。
65.进一步的方案是，所述第二动平衡环具有编号面，在步骤s13中，第二动平衡环的编号面朝向转轴100的嵌磁段套入转轴100。在本实施例中，编号面可以帮助确定动平衡环的位置和方向，保证第一动平衡环300正确安装。
66.进一步的方案是，在步骤s14中，加热装置的烘烤温度为120℃，烘烤3小时，并随炉冷却8小时。
67.进一步的方案是，在步骤s18中，加热装置的烘烤温度为120℃，烘烤3小时，并随炉冷却8小时。
68.本实施例提供的磁悬浮电机嵌磁方法，能有效提升转子嵌磁精度，并提高了磁悬浮电机的生产效率和质量。
69.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
70.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
71.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种磁悬浮电机嵌磁方法，包括转轴(100)、永磁体(200)、嵌磁工装、加热装置、第一动平衡环(300)和第二动平衡环，所述转轴(100)的嵌磁段周侧外表面开设有上下相对设置的两排螺纹孔(101)，所述嵌磁工装包括与永磁体(200)宽度适配的等宽工装、用于对永磁体(200)径向进行固定的抱夹工装、用于对永磁体(200)轴向进行固定的定位工装和拉紧工装，其特征是，按照以下步骤进行装配：s1.将第一动平衡环(300)放入加热装置加热烘烤；s2.将加热后的第一动平衡环(300)套入转轴(100)；s3.标示转轴(100)上两排螺纹孔(101)两侧分别为：n极、s极；s4.将等宽工装置于转轴(100)嵌磁段上，并使等宽工装宽度上的面贴合第一动平衡环(300)；s5.取定位工装压紧等宽工装另一宽度上的面；s6.移除等宽工装，使用胶水涂覆位于第一动平衡环(300)与定位工装之间的转轴(100)外表面；s7.根据永磁体(200)曲面的极性，将永磁体(200)嵌入第一动平衡环(300)与定位工装之间相同应极性的标示位；s8.使用抱夹工装将永磁体(200)抱住，并锁紧抱夹工装完成一个永磁体(200)的装配；s9.将定位工装松开向背离第一动平衡环(300)的一侧移动，再在上一个装配完毕的永磁体(200)与定位工装之间装入等位工装，并重复s5-s8的步骤直至完成所有永磁体(200)的装配；s10.所有永磁体(200)完成装配时，将拉紧工装套入转轴(100)两端并锁紧，以使定位工装和第一动平衡环(300)受力沿转轴(100)轴向向内夹紧所有永磁体(200)；s11.将拉紧工装、定位工装拆除s12.取第二动平衡环放入加热装置加热烘烤；s13.将加热后的第二动平衡环套入转轴(100)；s14.将装配好永磁体(200)的转轴(100)连同抱夹装置放入加热装置烘烤，并随炉冷却；s15.自加热装置中取出冷却好的转轴(100)，并将抱夹工装拆去；s16.使用胶水填补相邻永磁体(200)之间的缝隙；s17.使用美纹纸贴覆于胶水填补处，并使用铁氟龙胶带缠绕包覆转轴(100)的嵌磁段；s18.将转轴(100)放入烤炉烘烤加热装置烘烤，并随炉冷却，完成装配。2.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，定位工装包括活动套(4)和固定套(5)，所述固定套(5)轴向延伸形成有外螺纹部(51)，所述活动套(4)轴向延伸形成有与外螺纹部(51)的螺纹相适配的内螺纹部(41)，所述活动套(4)通过内螺纹部(41)与外螺纹部(51)螺纹连接，且活动套(4)被设置为能通过内螺纹部(41)相对外螺纹部(51)同轴转动。3.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，所述抱夹工装包括第一抱夹部(1)和第二抱夹部(2)，所述第一抱夹部(1)具有一第一缺口(11)，所述第二抱夹部(2)具有一与第一缺口(11)相适配的第二缺口(21)，所述第一抱夹部(1)和第二抱夹部(2)通过螺钉紧固连接，以使第一缺口(11)和第二缺口(21)围合形成一用于固定转子磁瓦的抱夹空间
(3)。4.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，在步骤s1和步骤s12中，加热装置的烘烤温度为210℃。5.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，所述第一动平衡环具有编号面，在步骤s2中，第一动平衡环的编号面朝向转轴的嵌磁段套入转轴。6.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，在步骤s3中，使用美纹纸包覆除转轴的非磁石段，转轴上两排螺纹孔两侧的n极和s极标示在美纹纸上。7.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，在步骤s6中，移除等宽工装后，使用紧定螺丝锁紧位于动平衡环与定位工装之间的螺纹孔并使紧定螺丝露头5mm，再涂覆胶水。8.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，所述第二动平衡环具有编号面，在步骤s13中，第二动平衡环的编号面朝向转轴的嵌磁段套入转轴。9.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，在步骤s14中，加热装置的烘烤温度为120℃，烘烤3小时，并随炉冷却8小时。10.根据权利要求1所述的磁悬浮电机嵌磁方法，其特征是，在步骤s18中，加热装置的烘烤温度为120℃，烘烤3小时，并随炉冷却8小时。

技术总结
本发明涉及一种磁悬浮电机嵌磁方法，包括转轴、永磁体、嵌磁工装、加热装置、第一动平衡环和第二动平衡环，组装过程包括几个步骤，包括将第一平衡环加热并安装到轴上，嵌入永磁体以及使用嵌磁工装将其固定到位，重复该过程，直到装配好所有磁铁，然后使用拉紧工装沿转轴轴线拧紧永磁体，以确保所有永磁体都牢固地固定到位。本发明提供的磁悬浮电机嵌磁方法，能有效提升转子嵌磁精度，并提高了磁悬浮电机的生产效率和质量。生产效率和质量。生产效率和质量。


技术研发人员：何斌 陆军荣
受保护的技术使用者：浙江科恩特电机科技有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/10/6