電機數控裝配裝置及方法

電機數控裝配裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及一種電機數控裝配裝置及方法，底座頭架上沿預裝電機的軸向懸空設置頂錐；頂錐穿過定子固定元件的中心通孔；底座右端沿電機軸向布置一個滑軌，用于固定定子組件的定子固定元件能夠在伺服電機驅動下帶動定子組件沿該滑軌直線運動；尾座上設置一個能繞轉子軸線柔性偏移變動的可調心頂尖，頂尖水平設置且能夠伸入預裝電機轉子軸后端中心孔中定位；頂錐和頂尖之間預留的軸向長度大于預裝電機的軸向長度，且頂尖和頂錐的軸中心線以及定子固定元件的中心通孔同心設置，使得頂錐和頂尖能分別夾緊頂住預裝電機軸的左右兩端。能自動對電機完成裝配，解決了傳統裝配方法轉子組件磁力吸附在定子組件上的問題，極大地提高裝配質量與裝配效率。
【專利說明】電機數控裝配裝置及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電機裝配【技術領域】，具體涉及一種采用數控技術對電機進行自動裝配的專用設備及方法。
【背景技術】
[0002]目前，公認的將中小型電機進行裝配的工藝包括如下步驟:
1.裝配前的準備
(1)將待裝配的電機基座(定子)、電驅(轉子)及其它附件清理掉異物后用沾有汽油的棉布擦拭干凈；
(2)檢查定、轉子繞組絕緣繞組、出線盒絕緣不低于規定的要求無損傷；
(3.)檢查槽模、齒壓板、繞組端部綁扎和絕緣墊塊是否松動和脫落，槽模和綁扎的無緯或綁繩是否高出鐵心表面；
2.滾動軸承的預裝配
電機滾動軸承在電機中成對使用，分別安裝在電機軸負載端和非負載端兩端，在每一端滾動軸承外圈固定在電機機座(定子繞組在機座內)端蓋上，內圈固定在轉子軸伸端上，起支撐相對旋轉的電機轉子的運動，主要承受以徑向載荷為主的徑、軸向聯合載荷，同時也對電機轉子軸起雙向軸定位作用。
[0003]在電機裝配工藝中，滾動軸承的預裝配方式有二種:一種是將軸承預裝配在電機轉子軸的軸頸上，將電機轉子沿定子內腔中心軸線插于電機機座后再將帶有軸承座的電機端蓋安裝在滾動軸承外圈上后，將電機端蓋固定在電機機座上；另一種是是將軸承預裝配在電機端蓋軸承座上，將電機轉子沿定子內腔中心軸線插于電機機座后再將帶有軸承電機端蓋安裝在滾動軸承外圈上后將電機端蓋固定在電機機座上。
[0004]不管是那種裝配方法均有熱套裝和冷套裝二種安裝工藝。如果需要將滾動軸承預裝到電機軸承頸上，熱套裝時則是把待安裝的滾動軸承放在機油中加熱至100°C左右5?10分鐘(密封軸承采用電加熱法)，當內圈漲大后迅速將軸承套入電機轉子軸頸上，待軸承冷卻收縮后軸承內圈便緊緊地固定在電機轉子軸頸上；如果需要將滾動軸承預裝到電機端蓋上，則是把端蓋放在機油中加熱至100°c左右5?10分鐘，當端蓋軸承座漲大后迅速將軸承外圈壓入端蓋軸承座內，待端蓋軸承座冷卻收縮后軸承外圈便緊緊地固定在電機端蓋軸承座內。
[0005]所謂冷套裝就是采用外力冷壓入的方式將軸承套裝到電機轉子軸頸上或端蓋軸承座內。如果是將軸承套裝到電機轉子軸頸上，則將軸承預先套在電機轉子軸延伸端上(內徑比電機轉子軸頸小)，然后用一根內徑比軸頸大2?3mm，厚度小于軸承內圈厚度的銅(或軟金屬)制成的套筒從軸的外端套進電機轉子軸上，使套筒插入的端面與軸承內圈端面緊密接觸，最后從套筒另一端用力敲打，直到將軸承安裝到位；如果需要將滾動軸承預裝到電機端蓋上，則將軸承預先放在電機端蓋軸承座上，然后用一根外徑比軸承外圈小2?3mm，厚度小于軸承外圈厚度的銅(或軟金屬)制成的套筒一端的端面與軸承外圈端面緊密接觸，最后從套筒另一端用力敲打，直到將軸承安裝到位。
[0006]對于批量大的生產，有些企業為提高裝配質量與效率也采用壓力機將軸承壓入到電機轉子軸頸上或電機端蓋軸承座內。但一般通常5號機座及以下的小型電機采用冷套裝方式。
[0007]如果是直流電機或繞線轉子交流電機則需在先安裝換向器或集電環后再安裝軸承。
[0008]3.將轉子裝入定子內腔
(1)將電機基座(定子)平放在工作臺上；
(2)特小型或微型電機直接用手將轉子從電機基座一端沿定子繞組中軸線插入。對如稍大一點的電機，由于重量超過人手的握重能力時，一般都借助專用工具進行吊裝，如電機轉子起吊器等。起吊器由頂部起吊桿、上下連接的連接臂和底部水平設置的套口組成。套口為一內徑略大于電機軸伸端的一個套管。吊裝方式為:將套管套在電機軸伸端的一端(一般為電機負載端)，將吊繩一端套在起吊桿上，調整好起吊中心起吊，然后將電機轉子軸的另一端對準電機基座一端的定子繞組中心軸線插入。轉子吊裝基本到位后，輕輕將轉子放下擱置到定子上，將起吊器取下。
[0009]4.電機端蓋的安裝
由于軸承外圈與電機端蓋軸承座也是過盈配合，因此，在安裝時按工藝要求也有熱安裝與冷安裝(冷壓入)二種方式，但一般均采用冷安裝方式。安裝工藝一般為:將前、后軸承端蓋從電機轉子軸兩端分別套在軸上，用吊繩套分別端蓋外端的電機轉子軸伸端上后慢慢起吊，將轉子起吊到定子繞組中軸線時轉動一端端蓋，使端蓋與電機基座上的止口對準，在電機軸另一端用硬物頂住，然后用套筒(內徑略大于電機軸)套進電機軸延伸端使套筒端面與軸承蓋端面緊密接觸，最后從套筒另一端用力敲打，直到將電機端蓋安裝到位。安裝完一端后用同樣方法安裝另一端。兩端的端蓋均安裝完畢后(止口對齊)，將緊固螺栓擰緊。
[0010]5.其它部件的安裝
將風扇從軸伸端套進，安裝落位后用螺釘緊固后將風扇罩罩上。
[0011]但是，上述電機安裝和裝配的工藝存在如下問題:
1.在安裝電機前后兩端蓋時，電機轉子是由起重機吊起懸浮在定子繞組腔內，利用套筒施加外力作用于電機端蓋，將端蓋軸承座打入軸承外圈時，由于作用力的不均勻，導致電機轉子在定子繞組腔內在軸向與徑向產生不規則反作用運動，使轉子外壁與定子繞組腔內壁碰擦而產生損傷；同時，這種施加的不均勻的作用力也極易損壞軸承，使電機運行時卡滯;
2.由于定子腔中軸線與轉子軸軸線同心度要求較高，采用定子吊裝方式進行軸心定位精度較差，導致轉子電磁作用力力矩不平衡；
3.批量生產時產品質量不穩定，返工率較高。
[0012]4.伺服電機的轉子組件是永磁體，有強大的磁力，轉子組件和定子組件的稍微不同軸會造成磁力的不平衡，使轉子組件吸附在定子組件上，靠人力是無法分開的。

【發明內容】

[0013]為了克服現有電機裝配工藝導致的安裝質量問題，本發明提供一種以數控技術為基礎的電機裝配專用設備和方法，該設備不僅能自動對電機完成裝配，而且還不損傷軸承及電機定子和轉子表面，關鍵是解決了傳統裝配方法轉子組件磁力吸附在定子組件上的問題，極大地提高裝配質量與裝配效率。
[0014]本發明為解決上述問題所采用的技術方案如下:
一種電機數控裝配裝置，其特征在于:包括底座、頭架、定子固定元件、尾座；
底座的左端設置頭架，頭架上沿預裝電機的軸向懸空設置水平主軸，主軸末端為能伸入預裝電機轉子軸前端中心孔的頂錐；頂錐穿過定子固定元件的中心通孔；
頭架的右端，沿電機軸向布置一個滑軌，用于固定定子組件的定子固定元件能夠在伺服電機驅動下帶動定子組件沿該滑軌直線運動；
底座的右端設置另一個軸向滑軌，尾座設置在該另一個滑軌上并由鎖緊機構鎖緊；尾座由轉子頂緊氣缸驅動并能沿該另一個滑軌直線運動；尾座上設置一個能繞轉子軸線柔性偏移變動的可調心頂尖，頂尖水平設置，左端為能夠伸入預裝電機轉子軸后端中心孔中定位的尖頭；
頂錐和頂尖之間預留的軸向長度大于預裝電機的軸向長度，且頂尖和頂錐的軸中心線以及定子固定元件的中心通孔同心設置，使得頂錐和頂尖能分別夾緊頂住預裝電機軸的左右兩端。
[0015]上述技術方案中，可調心頂尖的具體結構為:尾座上沿水平方向固定設置莫氏錐套，莫氏錐套外表面為圓形筒體，內設大頭朝向軸向水平左端的中空錐孔；莫氏錐柄的頭端為筒體，尾部連接錐形筒體狀的長柄，該長柄伸入莫氏錐套的錐孔中；莫氏錐柄的頭端筒體的左端面上設置開口朝外的內錐孔；頂尖水平設置，左端為能夠伸入預裝電機轉子軸后端中心孔中的尖頭，右端與蝶形彈簧接觸且共同位于一個一端封口且水平設置的可調心定位套中；可調心定位套的右側封口端為球面尾端，且莫氏錐柄的頭端筒體的內錐孔與可調心定位套的球面尾端滑動接觸配合；可調心定位套和莫氏錐柄的頭端筒體均位于一個螺紋套中，可調心定位套與螺紋套間通過調心軸承活動配合。
[0016]上述技術方案中，頂尖的尖頭位于可調心定位套的套管中，且尖頭距離可調心定位套的套管左端面為設定距離，該設定距離不大于預裝電機轉子軸后端伸出長度。
[0017]上述技術方案中，定子固定元件的具體結構為:定子固定元件的底部通過軸向滑座溜板設置在該所述的一個滑軌上，軸向滑座溜板由伺服電機驅動并能夠沿該滑軌直線運動；軸向滑座溜板上設置滑座體，定子固定元件在滑座體上；滑座體為豎直設置且板面垂直于所述一個滑軌的厚板，厚板中心開設定子固定元件的中心通孔，中心通孔徑向外圍同心設置臺階孔，彈性定位元件安裝在臺階孔內并固定在滑座體上；彈性定位元件截面為圓形，具有沿軸向朝右端凸出滑座體右端面的外緣止口 ；彈性定位元件的徑向外圍，滑座體上還固定設置夾緊氣缸，夾緊氣缸的伸出軸上設置夾緊氣缸夾板，夾緊氣缸夾板的初始位置為水平橫向設置并與夾緊氣缸伸出軸垂直。
[0018]上述技術方案中，彈性定位元件端面外圓和端面凸緣止口與定子組件的前端定位止口配合；夾緊氣缸夾板將定子組件固定在滑座體上。
[0019]上述技術方案中，滑座體上固定設置2-3個夾緊氣缸；當夾緊氣缸前腔加壓時，夾緊氣缸夾板在沿縱向或軸向直線運動的同時，從水平橫向位置旋轉90度，然后做直線運動，直至壓緊電機定子組件的定位法蘭，當氣缸的后腔加壓時，夾緊氣缸夾板首先做直線運動松開定位法蘭，然后夾緊氣缸夾板旋轉90度至水平橫向位置。
[0020]上述技術方案中，軸向滑座溜板上還設有水平橫向導軌，水平橫向導軌與所述一個導軌在水平方向呈90°垂直；軸向滑座溜板上端有橫向滑板，橫向滑板通過底部導槽與軸向滑座溜板相連接，橫向滑板由絲桿驅動并可作水平橫向進給運動；橫向滑板上設置定子支撐架及定子高低調整裝置；滑座體通過定子支撐架固定在橫向滑板上。
[0021]上述技術方案中，所述的一個滑軌和另一個軸向滑軌重合或上下平行。
[0022]上述技術方案中，頭架包括U型座和U型座上的卡盤，主軸穿過卡盤并通過角推力軸承由卡盤支撐。
[0023]采用上述電機數控裝配裝置的電機裝配方法，其特征在于包括如下步驟:
⑴對電機所有部件的清潔、檢查及絕緣測試工作等準備工作；
⑵將滾動軸承預裝配到電機轉子兩端的軸上后，將電機非負載端的端蓋裝配到非負載端軸承的外圈上，形成初裝好的轉子組件；同時，將定子與前端蓋、后端蓋組裝，形成初裝好的定子組件；前端蓋具有前端定位止口 ；
⑶利用定子固定元件進行定子組件的固定和定位:將定子組件的前端蓋定位止口內孔對準電機數控裝配裝置上的彈性定位元件止口，在止口定位后，夾緊氣缸夾板繞各自的伸出軸旋轉90度而后沿電機軸向往前端直線運動直至壓緊定子組件的定位法蘭，使定子組件定位后固定到在電機數控裝配裝置的滑座體；
⑷將轉子組件放置到電機數控裝配裝置的頭架和尾座之間進行夾緊固定:頂錐伸入轉子軸前端中心孔中，頂尖伸入轉子軸后端中心孔中；之后，轉子頂緊氣缸往前端伸出，帶動尾座和頂尖往前移動，通過頂錐和頂尖分別從轉子軸兩端的壓緊接觸以實現轉子組件定位夾緊；同時，轉子頂緊氣缸也用于不同型號的電機的裝配時調整位置；待尾座帶動頂尖到達夾緊定位位置后，尾座由鎖緊裝置鎖死；頂尖尾部的蝶形彈簧保證頂尖始終與轉子軸后端中心孔緊密接觸以實現定心；
(5)滑座伺服電機作用，通過軸向滑座溜板帶動滑座體沿電機軸向移動，滑座體上的定子組件同步沿軸向移動而使轉子組件穿過定子組件的中心孔進行結合裝配；
在定子組件和電轉子組件結合裝配過程中，當轉子組件的后軸承進入定子組件的后軸承孔的瞬間，必然產生干涉力，此時，由于定子組件定位在彈性定位元件上，通過彈性定位元件在受力下的變形，必然會順著干涉力的方向使定子組件按照轉子組件的軸線偏移以實現對不同軸誤差的補償；同時，裝在可調心定位套中的頂尖會隨著轉子組件順著干涉力的方向繞轉子組件的軸線在莫氏錐柄前端的內錐面上擺動，補償不同軸誤差，使后軸承順利裝入而不損傷軸承，并避免了轉子組件磁力吸附在定子組件上。
[0024]相對于現有技術，本發明的有益效果為:
在電機的裝配過程中，轉子組件的前軸承要和定子組件的前軸承孔配合，轉子組件的后軸承要和定子組件的后軸承孔配合，兩軸承處的配合介乎于小間隙和過度配合之間，而定子組件和轉子組件都是剛性體，轉子組件和定子組件自身前后軸承均存在不同軸誤差；從理論上講，現有技術要將兩個不同軸的剛性體實現無損傷的裝配，是不可能實現的的，本新技術解決了以上問題，其關鍵技術如下:
I)創新了電機裝配工藝，轉子組件的右端定位設計了可補償角度的可調心定位頂尖，軸向力通過可調心定位套、調心軸承卸荷在尾座上，頂尖受力始終為蝶形彈簧的力，保護中心孔不受損；可調心定位頂尖和定子組件的柔性定位元件一起，共同補償定子組件和轉子組件的不同軸造成的裝配質量問題，特別是解決了傳統裝配方法轉子組件磁力吸附在定子組件上的問題。
[0025]2)采用了彈性材料，如聚氨酯材料的定子組件定位元件，可以通過定位元件在受力下的變形，補償定子組件和轉子組件不同軸造成的裝配困難，提高裝配質量。
[0026]3)由電機立式裝配改為電機臥式裝配，方便了電機的吊裝，提高了裝配效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明:
圖1所示為根據本發明組裝的預裝的轉子組件。
[0028]圖2所示為根據本發明組裝的預裝的定子組件。
[0029]圖3為根據本發明的實施的電機數控裝配裝置結構示意圖。
[0030]圖4為本發明的尾座及可調心頂尖結構示意圖。
[0031]圖5為本發明的轉子組件頂緊示意圖。
[0032]圖6為本發明的定子固定元件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]根據本發明實施的電機數控裝配裝置，如圖3-6所示，總體布局如圖3所示。主要由底座8、尾座5、頭架1、定子固定元件4、轉子頂緊氣缸7等功能部件組成各部件功能如下:
底座8包括固定在一起的床身與床座，主要其支撐作用。床身上裝有各主要部件，材料為鑄鐵。在床身左端有縱向導軌(也稱電機軸向導軌)，定子固定元件4底部的軸向滑座溜板4.6裝在床身左端的縱向導軌上，可在滑座伺服電機4.7作用下沿床身縱向導軌進行縱向直線運動。
[0034]軸向滑座溜板4.6上設有水平橫向導軌，水平橫向導軌與縱向導軌在水平方向呈90°垂直；軸向滑座溜板4.6上端有橫向滑板，橫向滑板通過底部槽與軸向滑座溜板4.6相連接，驅動絲桿旋轉時，橫向滑板可作水平橫向進給運動；水平橫向導軌優選為燕尾槽導軌；橫向滑板上設置定子支撐架及定子高低調整裝置，定子支撐架在豎直方向對定子組件3進行支撐，定子高低調整裝置可在豎直方向微小調整電機定子的垂直高度。
[0035]通過數控系統控制滑板和溜板的進給位置，可以適應同一基座號下，不同規格的電機裝配。
[0036]頭架I安裝在床身的左端，包括U型座和U型座上的卡盤1.2，主軸穿過卡盤并通過角推力軸承由卡盤1.2支撐。主軸末端為能伸入預裝電機轉子軸前端中心孔的頂錐1.1 ；頂錐1.1穿過定子固定元件4的中心通孔。電機轉子組件3中，電機軸前端3.3由頂錐1.1頂住；以帶動被頂住的轉子組件3上的電機后端蓋3.5止凸對準定子組件2后端蓋2.2上的止口凹。頂錐1.1的軸中心線與尾座5及加裝在尾座5上的頂尖5.6軸中心線以及定子固定元件4的中心通孔同心(如圖5所示)。
[0037]尾座5裝在床身右端的另一縱向導軌上(另一縱向導軌可以與前述的縱向導軌重合)，可由轉子頂緊氣缸7作用而沿該另一縱向導軌進行縱向直線移動而調整對轉子組件3是否接觸，到位后通過尾座5上鎖緊機構固定位置，頂尖5.6軸中線與床身縱向導軌平行，頂尖5.6和頂尖尾部的蝶形彈簧5.5沿縱向置于可調心定位套5.4中，可調心定位套5.4置于螺紋套5.3中，可調心定位套5.4與螺紋套5.3間通過調心軸承5.8活動配合；莫氏錐柄5.2的頭端筒體伸入螺紋套5.3的另一端內，且莫氏錐柄5.2的頭端筒體的內錐孔與可調心定位套5.4的球面尾端滑動接觸配合；莫氏錐柄5.2頭端筒體的尾部連接錐形筒體狀的長柄，該長柄伸入莫氏錐套5.1的錐孔中，莫氏錐套5.1外圍為圓形筒體；莫氏錐套5.1的圓形筒體一部分(大于二分之一筒體長度)伸入尾座5中并與尾座5固定。
[0038]如圖6所示，為本發明的定子固定元件4，設置在靠左端的滑座體4.3上，滑座體4.3固定在定子支撐架上。滑座體4.3為一厚板，厚板中心開設有通孔，通孔外圍與通孔同心設置臺階孔，臺階孔右端填充彈性定位元件4.4，彈性定位元件4.4與臺階孔各臺階面接觸配合并由螺釘固定；彈性定位元件4.4截面為圓形，具有沿軸向朝右端凸出的外緣止口 ；彈性定位元件4.4的徑向外圍，滑座體4.3上還固定設置2-3個夾緊氣缸4.1，夾緊氣缸4.1的伸出軸上設置夾緊氣缸夾板4.2，夾緊氣缸夾板4.2的初始位置為水平橫向設置并與夾緊氣缸4.1伸出軸垂直；夾緊氣缸4.1的動作包括旋轉和直線壓緊兩個動作:當氣缸前腔加壓時，夾緊氣缸夾板4.2在沿縱向或軸向直線運動的同時，從水平橫向位置旋轉90度，然后做直線運動，直至壓緊電機定子組件2的定位法蘭，當氣缸的后腔加壓時，夾緊氣缸夾板
4.2首先做直線運動松開定位法蘭，然后夾緊氣缸夾板4.2旋轉90度至水平橫向位置；
優選彈性定位元件4.4采用PU彈性體材料制作，依靠外圓和端面凸緣止口，與定子組件2的前端定位止口 2.4配合定位。定位后通過夾緊氣缸夾板4.2將定子組件2固定在滑座體4.3上。
[0039]采用本發明的電機數控裝配裝置后，電機裝配方法如下:
1)裝配之前完成所有部件的清潔、檢查及絕緣測試工作等準備工作(與公認的裝配工藝一樣);
2)將滾動軸承(前軸承3.2和后軸承3.4)預裝配到電機轉子3.1兩端的軸上(與公認的裝配工藝一樣)后，將電機非負載端的端蓋(一般是電機后端蓋3.5)裝配到非負載端軸承(后軸承3.4)的外圈上(如圖1所示)，形成初裝好的轉子組件3 ;同時，按照圖2的方式，將定子鐵芯2.1、定子繞組2.7與前端蓋2.6、后端蓋2.2組裝，形成初裝好的定子組件2 ;前端蓋2.6具有前端定位止口 2.4 ;前端蓋2.6和后端蓋2.2內的前軸承孔2.5和后軸承孔
2.3空置，
3)調整定子固定元件的高度和沿橫向的水平位置，使得定子組件中心線與頂錐中心線同心；
4)如圖3-5，利用定子固定元件4進行定子組件2的固定和定位:定子固定元件4的夾緊氣缸夾板4.2的初始位置為水平橫向設置并與夾緊氣缸4.1伸出軸垂直；頭架I的頂錐1.1從定子組件2的中心孔前端進并從后端伸出，之后將定子組件2的前端蓋定位止口 2.4內孔對準電機數控裝配裝置上的彈性定位元件4.4止口，在止口定位后，夾緊氣缸夾板4.2繞各自的伸出軸旋轉90度而后沿電機軸向往前端直線運動直至壓緊定子組件2的定位法蘭，使定子組件2定位后固定到在電機數控裝配裝置的滑座體4.3上(如圖6所示，夾緊氣缸4.1 一般2-3個，圖中僅畫出I個);夾緊氣缸4.1的動作包括旋轉和壓緊兩個動作:當氣缸前腔加壓時，夾緊氣缸夾板4.2在直線運動的同時，從水平橫向位置旋轉90度，然后做直線運動，直至壓緊電機定子組件的定位法蘭，當氣缸的后腔加壓時，夾緊氣缸夾板4.2首先做直線運動松開定位法蘭，然后夾緊氣缸夾板4.2旋轉90度至水平橫向位置；
5)如圖3-6，將轉子組件3吊裝或手動放置到電機數控裝配裝置的頭架I和尾座5之間，轉子軸前端3.3中心孔與穿過定子組件2中心孔的頂錐1.1緊密接觸以實現定位；尾座5—端，可調心定位套5.4中的頂尖5.6與轉子軸后端3.6中心孔緊密接觸；之后，轉子頂緊氣缸8往前端伸出，帶動尾座5和頂尖5.6往前移動而實現轉子軸前后端沿電機軸向的定位夾緊；同時，轉子頂緊氣缸8也用于不同型號的電機的裝配時調整位置，待到達夾緊位置后，尾座5由鎖緊裝置鎖死；頂尖尾部的蝶形彈簧5.5保證頂尖5.6始終與轉子軸后端3.6中心孔緊密接觸以實現定心；
6)如圖3-6，滑座伺服電機4.7作用，通過軸向滑座溜板4.6帶動滑座體4.3沿電機軸向移動，滑座體4.3上的定子組件2同步沿軸向移動而使轉子組件3穿過定子組件2的中心孔進行結合裝配；
在定子組件2和電轉子組件3結合裝配過程中，當轉子組件3的后軸承3.4進入定子組件的后軸承孔2.3的瞬間，必然產生干涉力，此時，由于定子組件2定位在彈性定位元件
4.4上，通過彈性定位元件4.4在受力下的變形，必然會順著干涉力的方向使定子組件2按照轉子組件3的軸線偏移以實現對不同軸誤差的補償；同時，裝在可調心定位套5.4中的頂尖5.6會隨著轉子組件3順著干涉力的方向繞轉子組件的軸線在莫氏錐柄5.2前端的內錐面上擺動，補償不同軸誤差，使后軸承順利裝入而不損傷軸承；裝配結合過程中，軸向力很大，為保護中心孔，軸向力通過可調心定位套5.4、調心軸承5.8卸荷在尾座5上，頂尖5.6受力始終為蝶形彈簧5.5的力。
[0040]在電機的裝配過程中，轉子組件3的前軸承要和定子組件2的前軸承孔配合，轉子組件3的后軸承要和定子組件2的后軸承孔配合，兩軸承處的配合介乎于小間隙和過度配合之間，而定子組件2和轉子組件3都是剛性體，轉子組件3和定子組件2自身前后軸承均存在不同軸誤差；從理論上講，要將兩個不同軸的剛性體實現無損傷的裝配，是不可能實現的的，本新技術解決了以上問題，其關鍵技術如下:
⑴創新了電機裝配工藝，轉子組件的右端定位設計了可補償角度的可調心定位頂尖，和定子組件的柔性定位元件一起，共同補償定子組件和轉子組件的不同軸造成的裝配質量問題。
⑵采用了彈性材料，如聚氨酯材料的定子組件定位元件，可以通過定位元件在受力下的變形，補償定子組件和轉子組件不同軸造成的裝配困難，提高裝配質量。
[0041]⑶由電機立式裝配改為電機臥式裝配，方便了電機的吊裝，提高了裝配效率。
【權利要求】
1.一種電機數控裝配裝置，其特征在于:包括底座、頭架、定子固定元件、尾座； 底座的左端設置頭架，頭架上沿預裝電機的軸向懸空設置水平主軸，主軸末端為能伸入預裝電機轉子軸前端中心孔的頂錐；頂錐穿過定子固定元件的中心通孔； 頭架的右端，沿電機軸向布置一個滑軌，用于固定定子組件的定子固定元件能夠在伺服電機驅動下帶動定子組件沿該滑軌直線運動； 底座的右端設置另一個軸向滑軌，尾座設置在該另一個滑軌上并由鎖緊機構鎖緊；尾座由轉子頂緊氣缸驅動并能沿該另一個滑軌直線運動；尾座上設置一個能繞轉子軸線柔性偏移變動的可調心頂尖，頂尖水平設置，左端為能夠伸入預裝電機轉子軸后端中心孔中的尖頭; 頂錐和頂尖之間預留的軸向長度大于預裝電機的軸向長度，且頂尖和頂錐的軸中心線以及定子固定元件的中心通孔同心設置，使得頂錐和頂尖能分別夾緊頂住預裝電機軸的左右兩端。
2.根據權利要求1所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:可調心頂尖的具體結構為:尾座上沿水平方向固定設置莫氏錐套，莫氏錐套外表面為圓形筒體，內設大頭朝向軸向水平左端的中空錐孔；莫氏錐柄的頭端為筒體，尾部連接錐形筒體狀的長柄，該長柄伸入莫氏錐套的錐孔中；莫氏錐柄的頭端筒體的左端面上設置開口朝外的內錐孔；頂尖水平設置，左端為能夠伸入預裝電機轉子軸后端中心孔中的尖頭，右端與蝶形彈簧接觸且共同位于一個一端封口且水平設置的可調心定位套中；可調心定位套的右側封口端為球面尾端，且莫氏錐柄的頭端筒體的內錐孔與可調心定位套的球面尾端滑動接觸配合；可調心定位套和莫氏錐柄的頭端筒體均位于一個螺紋套中，可調心定位套與螺紋套間通過調心軸承活動配入口 ο
3.根據權利要求1或2所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:頂尖的尖頭位于可調心定位套的套管中，且尖頭距離可調心定位套的套管左端面為設定距離，該設定距離不大于預裝電機轉子軸后端伸出長度。
4.根據權利要求3所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:定子固定元件的具體結構為:定子固定元件的底部通過軸向滑座溜板設置在該所述的一個滑軌上，軸向滑座溜板由伺服電機驅動并能夠沿該滑軌直線運動；軸向滑座溜板上設置滑座體，定子固定元件在滑座體上；滑座體為豎直設置且板面垂直于所述一個滑軌的厚板，厚板中心開設定子固定元件的中心通孔，中心通孔徑向外圍同心設置臺階孔，彈性定位元件安裝在臺階孔內并固定在滑座體上；彈性定位元件截面為圓形，具有沿軸向朝右端凸出滑座體右端面的外緣止口 ；彈性定位元件的徑向外圍，滑座體上還固定設置夾緊氣缸，夾緊氣缸的伸出軸上設置夾緊氣缸夾板，夾緊氣缸夾板的初始位置為水平橫向設置并與夾緊氣缸伸出軸垂直。
5.根據權利要求4所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:彈性定位元件端面外圓和端面凸緣止口與定子組件的前端定位止口配合；夾緊氣缸夾板將定子組件固定在滑座體上。
6.根據權利要求4或5所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:滑座體上固定設置2-3個夾緊氣缸；當夾緊氣缸前腔加壓時，夾緊氣缸夾板在沿縱向或軸向直線運動的同時，從水平橫向位置旋轉90度，然后做直線運動，直至壓緊電機定子組件的定位法蘭，當氣缸的后腔加壓時，夾緊氣缸夾板首先做直線運動松開定位法蘭，然后夾緊氣缸夾板旋轉90度至水平橫向位置。
7.根據權利要求6所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:軸向滑座溜板上還設有水平橫向導軌，水平橫向導軌與所述一個導軌在水平方向呈90°垂直；軸向滑座溜板上端有橫向滑板，橫向滑板通過底部導槽與軸向滑座溜板相連接，橫向滑板由絲桿驅動并可作水平橫向進給運動；橫向滑板上設置定子支撐架及定子高低調整裝置；滑座體通過定子支撐架固定在橫向滑板上。
8.根據權利要求1或2或4或5或7所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:所述的一個滑軌和另一個軸向滑軌重合或上下平行。
9.根據權利要求8所述的電機數控裝配裝置，其特征在于:頭架包括U型座和U型座上的卡盤,主軸穿過卡盤并通過角推力軸承由卡盤支撐。
10.采用上述權利要求之一所述電機數控裝配裝置的電機裝配方法，其特征在于包括如下步驟: ⑴對電機所有部件的清潔、檢查及絕緣測試工作等準備工作； ⑵將滾動軸承預裝配到電機轉子兩端的軸上后，將電機非負載端的端蓋裝配到非負載端軸承的外圈上， 形成初裝好的轉子組件；同時，將定子與前端蓋、后端蓋組裝，形成初裝好的定子組件；前端蓋具有前端定位止口 ； ⑶利用定子固定元件進行定子組件的固定和定位:將定子組件的前端蓋定位止口內孔對準電機數控裝配裝置上的彈性定位元件止口，在止口定位后，夾緊氣缸夾板繞各自的伸出軸旋轉90度而后沿電機軸向往前端直線運動直至壓緊定子組件的定位法蘭，使定子組件定位后固定到在電機數控裝配裝置的滑座體； ⑷將轉子組件放置到電機數控裝配裝置的頭架和尾座之間進行夾緊固定:頂錐伸入轉子軸前端中心孔中，頂尖伸入轉子軸后端中心孔中；之后，轉子頂緊氣缸往前端伸出，帶動尾座和頂尖往前移動，通過頂錐和頂尖分別從轉子軸兩端的壓緊接觸以實現轉子組件定位夾緊；同時，轉子頂緊氣缸也用于不同型號的電機的裝配時調整位置；待尾座帶動頂尖到達夾緊定位位置后，尾座由鎖緊裝置鎖死；頂尖尾部的蝶形彈簧保證頂尖始終與轉子軸后端中心孔緊密接觸以實現定心； (5)滑座伺服電機作用，通過軸向滑座溜板帶動滑座體沿電機軸向移動，滑座體上的定子組件同步沿軸向移動而使轉子組件穿過定子組件的中心孔進行結合裝配； 在定子組件和電轉子組件結合裝配過程中，當轉子組件的后軸承進入定子組件的后軸承孔的瞬間，必然產生干涉力，此時，由于定子組件定位在彈性定位元件上，通過彈性定位元件在受力下的變形，必然會順著干涉力的方向使定子組件按照轉子組件的軸線偏移以實現對不同軸誤差的補償；同時，裝在可調心定位套中的頂尖會隨著轉子組件順著干涉力的方向繞轉子組件的軸線在莫氏錐柄前端的內錐面上擺動，補償不同軸誤差，使后軸承順利裝入而不損傷軸承，并避免了轉子組件磁力吸附在定子組件上。
【文檔編號】H02K15/00GK103887931SQ201410128132
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月1日 優先權日:2014年4月1日
【發明者】劉海岷 申請人:武漢輕工大學