浅析转轴压进距离控制工装技术

浅析转轴压进距离控制工装技术

石芳芳,金海英,任庙江

浙江创新电机有限公司，浙江省绍兴市312000

摘要：半成品转子作为电机的传动装置，是电机的核心部件，但由于电机品种繁多，压进距离的要求比较多，同时为保证电磁耦合，压进距离的公差一般要求控制在2毫米之内，为此使用传统的垫块法调节需要制作大量不同高度的垫块，造成工装繁多，容易用错。同时，使用垫块法，精度难以得到保证，影响最后电机装配完成后的定转子电磁耦合性能。本文通过研究一种转轴压进距离控制工装技术来克服现有技术中的不足，提高装配精度。

关键词：转轴系统  电机技术  压进距离

前言

在交流电机领域，半成品转子作为电机的传动装置，是电机的核心部件，其由转轴与铸铝转子构成，电机的定子与铸铝转子部门电磁耦合力，转子转动，带动与轴相联结的机械部件转动，实现机械的功能。而轴与铸铝转子的配合采用过盈配合，确保铸铝转子与转轴相互之间的摩擦力保证在轴传动过程中，铸铝转子与轴之间不会产生移动，同时为了保证定子与铸铝转子之间的电磁耦合力，需要保证在电机装配完成后，定子与铸铝转子的位置不允许出现超过允许范围的偏差。为此轴与铸铝转子之间的装配，采用压力机将轴压入转子的方式，同时压入时需要注意压入尺寸，传统的方法采用垫块法进行处理，电机装配完成时，轴的两端固定位置套上轴承后固定在端盖上，为保证铸铝转子位置与定子位置一致，需要保证轴的压入距离。

在环保政策和市场需求的双重驱动下，交流电动机的节能需求日益凸显，更高效的交流电动机成为行业发展的迫切需求，低碳环保的节能电动机或将成为未来推动交流电动机行业发展的关键力量。交流电动机企业也都致力于加强产品研发和创新，聚焦节能领域，满足市场需求，同时推动行业的绿色化发展1。

1行业现状

电机行业作为应用最广泛的电气设备，是中国制造业的重要组成部分，目前我国普通电机的技术已经成熟，随着企业技术水平的提高以及不断吸收国外先进的技术，未来电机行业也将向着高效性、高可靠性、轻量化小型化、智能化等更高目标发展。交流电动机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机2。交流电动机的上游是以钢材为主的原材料和包括定子、轴承等在内的各类零部件。交流电动机的下游应用范围广泛，汽车、家电、工业等许多领域的机械制造中都需要用到交流电动机。汽车行业作为交流电动机重要的下游应用领域，其市场回温，必然也会拉动交流电动机需求量的增多。

交流电动机与直流电动机相比，结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电动机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦，甚至上百万千瓦，因此其在汽车、家电、化工等众多行业都多有应用。其中，工业领域占到42%，工业领域的许多机械设备的生产都需要用到交流电动机。其次是汽车领域，占到26%。车用交流发电机是汽车的主要电源，由发动机驱动，它在正常工作时，对除起动机以外的所有用电设备供电3。

在市场的驱动下，我国交流电动机的产量持续增多。交流电动机的工作效率高，且没有烟尘、气味，噪声小，对环境的污染也较小，其一系列的优点使其在工农业生产、交通运输、国防、电气设备等许多行业得以应用。我国交流电动机的产地分布范围较广，目前有24个省市均布局了交流电动机生产工业，但我国交流电动机的产量分布较为集中。广东省、江苏省、浙江省和河北省四个省份的交流电动机产量合计占全国交流电动机产量的一半以上。

经过多年的发展和技术更新，我国交流电动机技术较为成熟，不依赖进口，在满足国内市场需求的同时，我国交流电动机出口量较大4。从出口目的地来看，我国的交流电动机出口地基本以发展中国家为主。我国单相交流电动机出口省份集中在沿海地区，尤其在东南沿海一带，其出口数量占全国比重较高。一方面，沿海地区经济发展较快，制造业走在前列；另一方面，沿海地区海运便利，出口运输成本相对较低。近年来，疫情反复，境内外物流运输都受到了一定的限制。2022年年底，我国逐步放开了疫情限制政策，境内外的物流运输阻碍减少，交流电动机的境外订单或将迎来较大幅度的回升5。一系列环保政策陆续出台，国家对于环保监管问题持续加严，节能减排成为各行各业未来发展的方向之一。在环保政策和市场需求的双重驱动下，交流电动机的节能需求日益凸显，更高效的交流电动机成为行业发展的迫切需求。

2技术方案

本文研究的一种转轴压进距离控制工装技术，包括基座、进度控制管和定位销，基座的中部设有进度调节孔，进度控制管的外径与进度调节孔的内径相契合，进度调节孔的内壁上设有内螺纹，进度控制管的外壁上设有外螺纹，基座的一侧设有贯通至进度调节孔的定位孔，定位孔上设有定位销，进度控制管上设有若干个铣槽，定位销的前端穿过定位孔位于铣槽内。定位孔的内壁上设有螺纹，定位销的外表面上设有螺纹，定位孔与定位销之间通过螺纹配合固定。进度控制管上设有两个铣槽，两个铣槽分别位于进度控制管的对向两侧。内螺纹、外螺纹的螺距为0.5毫米至2.5毫米，进度控制管的上端设有端帽，基座与进度控制管均采用45号圆钢。

3技术优势

本文研究的一种转轴压进距离控制工装技术优势在于：用此工装替代传统的垫块，可以通过螺纹调节工装整体高度，实现不同的高度需要。同时，由于外螺纹进度控制管两侧铣槽，每次拧进或拧出时，铣槽与定位销螺钉的位置决定了每次调节的时候可以准确地调节半个螺距，结合螺距的尺寸，可以实现毫米级的调整精度，满足电机定转子之间电磁耦合配合精度要求。定位销与铣槽的紧盯增加了螺纹基座与外螺纹进度控制管之间在侧向上的摩擦力，结合螺纹的强度，保证了在轴压入过程中压力不会破坏螺纹。

4实施方式

如图1所示，目前传统的做法是使用垫块，固定压机机头的行程，当压机行程到底时，压机头距离平面的高度是固定不变的，通过调节垫块的高度可以实现压入距离的要求。

如图2和图3所示，本转轴压进距离控制工装，包括基座5、进度控制管6和定位销7，基座5的中部设有进度调节孔51，进度控制管6的外径与进度调节孔51的内径相契合，进度调节孔51的内壁上设有内螺纹，进度控制管6的外壁上设有外螺纹，基座5的一侧设有贯通至进度调节孔51的定位孔，定位孔上设有定位销7，进度控制管6上设有若干个铣槽61，定位销7的前端穿过定位孔位于铣槽61内。定位孔的内壁上设有螺纹，定位销7的外表面上设有螺纹，定位孔与定位销7之间通过螺纹配合固定。进度控制管6上设有两个铣槽61，两个铣槽61分别位于进度控制管6的对向两侧。内螺纹、外螺纹的螺距为0.5毫米～2.5毫米。进度控制管6的上端设有端帽62。基座5与进度控制管6均采用45号圆钢。

基座5由45号圆钢先镂空内部后形成进度调节孔51，再进行内螺纹加工，内螺纹螺距为2毫米，同时在一侧打贯通定位孔；进度控制管6由45号圆钢在两端对称处铣槽后进行外螺纹加工，外螺纹间距为2毫米；二者螺纹配合后，使用定位销7通过基座5的贯通定位孔拧入，与进度控制管6上的预先铣好的铣槽7顶住；该工装的总长作为轴压进距离的控制值，同时由于螺纹的螺距较短，可小至不足1毫米，大的也只有2毫米多，可以实现压进距离控制到毫米级，满足公差要求。

结语

本文通过研究的一种转轴压进距离控制工装技术可以克服传统技术中的不足，提高装配精度。用此工装替代传统的垫块，通过螺纹的配合调节，可以实现一个工装多种尺寸，避免了过去为了不同的高度需求需要制作大量垫块的不足；同时，通过螺距变化调节高度实现了高度毫米级的变化控制，满足了电机加工的精度要求；通过在对称位置铣槽，同时与定位销结合定位的方式，进一步将调节精度细化到半个螺距，让精度进一步提升，同时定位销的摩擦力减轻了在压入过程中螺纹承受的压力，保护了螺纹6。

参考文献

[1]赵芸,潘松峰,王先月等.一类电机装配控制系统的设计[J].机械制造与自动化,2023,52(02):181-183.DOI:10.19344/j.cnki.issn1671-5276.2023.02.046.

[2]黄诚,谭国树,王柱等.基于精益生产的电机装配线生产流程优化[J].机电工程技术,2022,51(09):80-82+111.

[3]李玉爽,张旭.基于PLC的电机装配自动化生产线控制系统设计[J].机械工程与自动化,2022,No.233(04):148-150+152.

[4]陈禄.基于伺服电机的液压缸半自动装配台设计与应用[J].液压气动与密封,2021,41(11):46-47+51.

[5]解淼,孟晓平,冉应平等.基于PLC的电机装配控制系统设计[J].机电技术,2021,No.136(03):7-8+40.DOI:10.19508/j.cnki.1672-4801.2021.03.003.

[6]王玉华,宋新月,戴旭升等.基于某步进电机装配的自动拧螺丝机构设计[J].制造业自动化,2022,44(08):78-80.