空心轴永磁直驱同步牵引电机组装工艺

空心轴永磁直驱同步牵引电机组装工艺
发布时间：2022-08-24T01:59:11.797Z 来源：《新型城镇化》2022年17期作者：初永为刘海东郭明慧[导读] 永磁直接驱动式同步牵引电动机的转子内部嵌有永久磁铁,磁力很大,对定子等磁性物质具有很大的吸附性,从而使转子因磁力而不能装进定子;同时,定?转子容易发生互相吸引?碰撞,从而导致绝缘损坏,从而缩短电动机的绝缘寿命,从而给电动机的安全带来危险?因此,定?转子合装是决定永磁同步电动机能否顺利装配的重要因素?
中车永济电机有限公司山西省永济市 044502
摘要：电机的制造工艺根据电机本身的用途?功率?结构?原理等不同而大相径庭。

其定子结构及制造方法也不同，决定了其制造和组装工艺也形式多样。

在微型电机制造领域，不少电机生产厂家的电机制造和组装工艺还在使用20世纪的生产工艺和技术设备，定子制造还停留在手工组装，即人员用手逐个在简单治具上组装，效率不仅低下，品质还无法保证。

本文分析了永磁直驱同步牵引电机组装工艺，提出了最佳的组装方案?
关键词：永磁直驱同步牵引电机空心轴电机装配
永磁直接驱动式同步牵引电动机的转子内部嵌有永久磁铁,磁力很大,对定子等磁性物质具有很大的吸附性,从而使转子因磁力而不能装进定子;同时,定?转子容易发生互相吸引?碰撞,从而导致绝缘损坏,从而缩短电动机的绝缘寿命,从而给电动机的安全带来危险?因此,定?转子合装是决定永磁同步电动机能否顺利装配的重要因素?
1组装工艺要点
1.1定?转子合装方式
永磁同步驱动电动机的转子主要由永磁体?转子铁芯?中空转轴等部件构成,而中空转轴没有中心孔,也没有参照物?如果电机定?转子合装为水平安装,容易造成定?转子相互吸引?刮伤定子绕组,造成安全隐患?若电机为垂直安装,则通过导杆?导套?定中心基座等工具之间的精确配合,使定?转子合装时具有很好的导引作用,实现电机定?转子合装的精准定位,确保电机定?转子的合装质量?
1.2空心轴的定位基准
虽然空心轴占用的空间体积比较大,但是在确保转轴机械性能前提下,空心轴可以有效降低转子重量,因此永磁直驱同步牵引电机的转轴选用空心轴形式?空心轴和实心轴的组装工艺差异如下:
(1)一般电机转轴有端面的中心孔和各外圆台阶可用于定位?
⑵空心轴没有中心孔和可借鉴的基准面,外圆台阶受装配面空间限制,需要使用工装来完成工艺基准?设计基准和测量基准的统一,以此来确保空心轴的定心精度并确保空心轴定位时不损伤轴头?
1.3装配精度要求
永磁同步驱动电动机的重量在911公斤左右,采用圆柱形轴承,对电机的关键部件精度和组装精度有较高的要求?为保证电机定?转子合装时不会对端部线圈和轴承造成损坏,本机型的生产工艺为:定?转子合装为垂直装配?采用适当的加工基准,设计出一套模具,并利用模具的精密配合,使其定?转子合装,以确保无定位端轴承的压装质量?
图2 为该型号永磁同步牵引电机定?转子合装工装示意图?
2.1定位端轴承装配和基准定位端轴承装配是以中心线为基准的?首先,将基准由空心轴中心线转换至空心轴的内径边缘处?然后,将空心轴内径边缘处的基准,转换至定位端空心轴内径定心座板上?再将可旋转吊环安装在定心座板上,最后,使用可旋转吊环对转子进行吊装?
2.2组装过程
根据工装设计,非定位端挡圈?轴承外盖和外油封需在定?转子合装完后进行装配?定子装配过程是:将轴承冷压压入非定位端端盖轴承室一将非定位端端盖安装至定子上?转子装配过程是:将轴承冷压压入定位端端盖轴承室一定位端端盖与转子装配?定?转子合装过程是:安装定心底座至支架上一将定子吊转至支架上一定子定位端端面安装导向杆一将导向管安装在转子非定位端空心轴端面一将定心座板安装至转子定位端空心轴端面—将可旋转吊环安装至定心座板一完成定?转子合装?
图3 该型号电机定位端端盖实物图
2.3非定位端轴承的精密装配与基准的转换
在导向管加导向杆的双重导向和各工装的配合下,通过各止口间高精度的精密配合公差来实现定位,完成非定位端轴承内?外圈同时压装的超高精度的装配?定?转子合装后,由于最后安装的是非定位端轴承,因此必须进行基准转换,即从非定位端定心底座转换至定心底座的导筒上,最后将基准转换至导向管?通过定位端定心座板和吊环的配合,完成永磁直驱同步牵引电机转子的吊装?即完成基准从定位端向非定位端定心的转移和统一?
3工装设计和制造
3.1定位端工装选材
导向管选用无缝不锈钢钢管,相对尼龙材质,一方面能减轻重量,另一方面,大幅降低了工装成本?导向管尾部设计一个角度为5°,长度为30mm的倒角,以便导向管与底座上的定心导筒完美配合,从而顺利完成定、转子合装?
3.2定位
端工装结构定位端定心座板与空心轴为过渡配合,可旋转吊环进行吊装,紧固螺栓用以锁定定位端工装?定位端工装结构如图4所示?
图4 转子定位端工装结构示意图
3.3非定位端工装选材
转子非定位端工装结构如图5所示?非定位端轴承定心导筒选用圆钢20材质(其钢强度低,韧性?塑性和焊接性好),在定心导筒中部设计了一个大于其两端直径的圆槽(图6);定心底座选用45钢,定心底座与非定位端端盖止口定位处,采用高精度公差配合,以确保定心底座与非定位端端盖止口完成精准定位?
图5 转子非定位端工装结构示意图
图6 定心底座局部放大图
3.4非定位端工装的作用
(1)定心底座与非定位端端盖止口面为间隙配合,目的是为了留有弹性余量,以抵消电机在非定位端轴承压装过程中的干扰力?(2)定心底座导筒中间位置孔径略大于导筒两端,目的是为了在定?转子合装过程中,导向管下落至导筒时,避免出现偏心现象?
4结语
对永磁直驱同步牵引电机组装工艺进行探讨,在原有永磁同步牵引电机的组装工艺上,增加了5项关键工艺控制点,分别是:(1)装配方式采用立式装配;(2)公差带的精准选择;(3)基准的恰当转换;(4)装配方案的专用选定;(5)电机外型庞大下工装的巧妙设计?以上措施大幅提高了电机一次装配成功的合格率?
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