远程控制杀虫灯第２期（总第２１３期）
２０１９年４月机械工程与自动化
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２
Ａｐ
ｒ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１９）０２－０１１０－０
彭阿静，王 力
（中国船舶重工集团第七一〇研究所，湖北 宜昌 ４４３００３
）摘要：针对永磁交流电机中转子组件与定子组件装配时容易导致磁钢划损、轴承受损等从而对电机性能产生较大影响的问题，设计了电机专用装配工装（安装平台），在保证定子组件和转子组件中心重合的前提下最终实现两组件的无损对接，达到快捷、安全、精确装配的目的。关键词：永磁交流电机；工装设计；定子组件；转子组件中图分类号：ＴＭ３５１ 文献标识码：Ａ 收稿日期：２０１８－１０－１８；修订日期：２０１９－０１－１
５作者简介：彭阿静（１９８６－）
，男，湖北仙桃人，工程师，硕士，从事水下机器人设计工作。０ 引言
浮动轴承
永磁电机的振动和噪声一直是困扰人们的难题，永磁电机中产生噪声的主要来源是轴承的机械摩擦。轴承作为电机的关键部件，如何减少轴承受损是需要解决的主要问题。大部分永磁电机中轴承装配是通过手工安装方式实现的，在轴承安装过程中由于磁钢吸力大，安装时容易出现磁钢划损及轴承受损等情况，对电机性能影响较大，成为永磁电机装配工艺中的共性问题。针对此，本文设计了一套电机专用装配工装，在保证定子组件和转子组件中心重合的前提下，最终实现两组件的无损对接。
输出滤波器１ 永磁交流电机的装配及影响１．１ 永磁交流电机的装配
永磁交流电机结构简图如图１所示，主要由转子组件、定子组件、轴承、机壳等组成。在永磁交流电机的转子组件与定子组件安装时，一般采用手工安装方式实现，由于转子中的磁钢组件吸力大，安装时容易出现磁钢划损、轴承受损等情况，对电机性能影响较大
。
图１ 永磁交流电机结构简图
１．
２ 装配过程对轴承的影响通过对在用永磁交流电机更换下来的轴承进行分析发现，轴承轨道有部分挤压损伤，图２为旧轴承滚道
内滚珠压痕，它是在电机装配过程中造成的。由于永磁
交流电机的特殊性，装配过程中人力无法保证转子组件与定子组件同心装配，使得电机轴承外圈会与端盖轴承室发生较大挤压，此挤压产生较大偏心力导致轴承受损，最终使电机噪声增大，从而影响电机的正常使用。
图２ 旧轴承滚道内滚珠压痕
２ 永磁交流电机专用装配工装（
安装平台）设计针对永磁交流电机装配过程中出现的问题，设计了一套电机安装平台，该平台在保证精度及安全的情况下实现装配。电机组件装配包括定子组件、转子组件、前端盖、后端盖、转子组件上的前轴承和后轴承等零部件的装配，整个安装分三步来实现：①转子组件上前、后轴承的安装；②定子组件与转子组件之间的无损
装配；③电机定子组件与前、
后端盖的装配。用该电机安装平台固定电机的转子组件和定子组件，在保证定子组件和转子组件中心重合的前提下，沿中心重合轨
迹移动定子组件（或转子组件），最终实现两组件的无
损对接，达到快捷、安全、精确装配的目的。２．１ 电机安装平台的设计
图３为电机安装平台三维示意图。对现有的车床进行改造，保留床身、托板，将床身的导轨作为电机组件装配的安装平台，在床身轨道的两端分别安装一个固定顶尖和可伸缩顶尖，在安装两端顶尖时通过前期调试保证两顶尖中心重合，转子组件两端均有中心孔，因此可
通过两顶尖将转子组件固定；在机床的托板上固定安装
一个具有升降功能的平台，平台上设计一个Ｖ型块，用来固定电机定子组件。调节托板与升降固定台保证电机定子组件与转子组件对中，通过托板的缓慢移动从而实现电机转子组件和定子组件的无损装配。
图３ 电机安装平台三维示意图
２．２ 电机转子组件轴承的安装
该永磁交流电机轴承内圈与轴颈采用过渡配合，轴承外圈与轴承室采用间隙配合，在前期轴承装配时采用冷压入方式进行装配容易使轴承发生损伤，后期采用热套方式进行安装，保证了轴承内圈固定安装于转子组件上。
图４为转子组件示意图。前、后轴承采用加热无损的方式进行装配，将前、后轴承及与轴承外圈配合的前、后端盖放入温箱加热至８０℃～１００℃，由于轴承自身热胀冷缩将其热套至转子轴上，避免采用冷压入方式安装对轴承内圈造成无必要的损伤；将加热好的前、后端盖利用工装与转子轴上轴承外圈进行无损装配，避免转子轴上磁钢吸附前、后端盖而造成轴承外圈的损坏。
图４ 转子组件示意图
２．
３ 电机组件的装配图５为电机组件装配过程三维示意图。先将电机后端盖套入长顶尖，然后将定子组件套入长顶尖并用压板压紧在Ｖ型块上，托板可以实现垂直于床身方向的前、后自由调节，升降平台可以实现垂直于床身方向的上、下调节。通过调节托板与升降固定台，实现了定子组件与长顶尖中心重合。
在固定好定子组件后，
先将电机前端盖套入短顶尖，并将支撑转子两端的轴承提前装入转子组件，然后用两顶尖将转子组件固定，保证转子组件的中心与两顶尖中心重合。该电机装配平台的两顶尖中心已经调试重合，定子组件的中心与长顶尖的中心也通过托板和升降固定台已经调节重合，同时两顶尖将转子组件的中心固定在同一中心上，从而使定子组件与转子组件中心达到重合。
图５ 电机组件装配过程三维示意图
通过操作托板使其沿床身导轨移动，
将定子组件套入转子组件，在此过程中，仍可以通过托板及升降平台进行微调，保证将定子组件移动到安装位置，最后用两端端盖将转子组件固定在定子组件上。防火门铰链
３ 结论
本文针对某永磁交流电机中转子组件与定子组件装配出现的问题，设计了一套适合该永磁交流电机的安装平台，提出了有效的解决办法，避免使用传统的靠人力手工的安装方式。
本文主要从两个方面进行电机装配工艺优化，保证电机内部磁钢及轴承的无损装配。①改进轴承与电机转子组件安装方式，采用热套方式进行安装，保证轴承内圈与转子组件的配合，避免采用冷压入方式进行装配容易使轴承产生损伤；②改进电机定子组件与转子组件的装配方式，设计一套专用工装设备保证定子组件和转子组件中心重合，最终实现两组件的无损对接，达到快捷、安全、精确的装配。从而解决了永磁交流电机装配困难及磨损问题。
参考文献：
［１］ 姚桂颖，
才庆龙．电机滚动轴承的噪声及其控制措施［Ｊ］．机械管理开发，２０１０，２５（５）：１１７－１１８．［２］ 闻邦椿．
机械设计手册［Ｍ］．第２版．北京：机械工业出版社，２
０１０．Ａ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ ＡＣ Ｍｏｔｏｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｏｏｌｉｎｇ
ＤｅｓｉｇｎＰＥＮＧ Ａ－ｊ
ｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｌｉ（７１０Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＳＩＣ，Ｙｉｃｈａｎｇ
４４３００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｍａｇｎｅｔ ｓｃｒａｔｃｈ ａｎｄ ｂｅａｒｉｎｇ ｄａｍａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ
ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ＡＣ ｍｏｔｏｒ′ｓ ｒｏｔｏｒａｎｄ ｓｔａｔｏｒ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｍｏｔｏｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ａｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ＡＣ ｍｏｔｏｒ
ａｓｓｅｍｂｌｙ ｔｏｏｌｉｎｇ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｓａａｅｍｂｌｙ ｔｏｏｌｉｎｇ
ｅｎｓｕｒｅｓ ｔｈｅ ｎｏｎ－ｄｅｓｔｒｃｔｉｖｅ ｊｏｉｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅｏｆ ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｃｅｎｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｃｅｎｔｅｒ ｓｏ ａｓ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｑｕｉｃｋ，ｓａｆｅ ａｎｄ ｐｒｅｃｉｓｅａｓｓｅｍｂｌｙ
蒸压加气块
．Ｋｅｙ 雨水收集利用系统
ｗｏｒｄｓ：ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔ ＡＣ ｍｏｔｏｒ；ｔｏｏｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ；ｓｔａｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ；ｒｏｔｏｒ ｓａａｅｍｂｌｙ·１１
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０１９年第２期 彭阿静，等：某永磁交流电机专用装配工装设计
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