CN104485786A - 一种盘式同步带轮电机制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动车组机车专用电动机，一种盘式同步带轮电机制作方法，包括定子、转子、电机转轴、电机外壳、前端盖、后端盖以及同步带轮，电机外壳外壁上有引线窗口；前端盖和后端盖分别固定连接在电机外壳前后两端面上，定子固定在前端盖里侧面上，转子固定在电机转轴上，电机转轴通过前轴承和后轴承分别支撑在前端盖和后端盖上，前端盖还固定着推力轴承一个端面，推力轴承另一个端面紧贴着转子架内孔的一侧外端面上；采用以下加工方法步骤：特殊夹具准备过程、粗加工和热处理过程以及精磨过程，在电机前端盖上设置支撑构件，支撑构件的外轴承支撑圆表面有一层铜合金硬质耐磨层，精磨之前先经过粗加工和激光喷涂，具备超强的耐磨性。

Description

一种盘式同步带轮电机制作方法

技术领域

本发明涉及一种动车组机车专用电动机，对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求，具体涉及一种盘式同步带轮电机制作方法。

背景技术

高速动车组对牵引系统的电动机性能有特殊苛刻要求，如，大扭矩、低噪音、抗弯矩以及散热高效等等，为此，欧美发达国家大都采用盘式电机。目前应用的电机，其额定功率仅为0.01～3kW，起动转矩仅为额定转矩的1.8～2.0倍，因此其应用受到很大的限制。经专利文献的检索，查到专利号为94228082.2的“盘式外旋双转子电动机”发明专利，其采用等宽不同长度条料叠压成的磁极形成盘式内定子铁心和外旋双转子结构。但这种电动机还存在起动转矩小、功率不够大的缺陷。此外，电机除了以直联方式输出外，电机转轴只承受纯扭矩。更多的时候是伴随有径向弯矩的扭矩力方式输出，如：同步带轮等等。相同功率和转速的情况下，承载弯扭合成的电机转轴直径是承载纯扭矩的电机转轴直径的两倍以上才能确保有足够的安全系数。因此，为了让电机转轴还能承受弯矩力，不得不将电机转轴直径成倍增大，最终导致一系列弊端：电机轴承线速度也成倍增大，自身内耗成倍增大，内耗导致发热量成倍增大。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种盘式同步带轮电机制作方法，增设支撑构件分担弯矩负荷，以减小电机转轴的直径尺寸来适应动车组机车这种对尺寸空间以及使用寿命有双重苛刻要求的特殊场合。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种盘式同步带轮电机制作方法，包括定子、转子、电机转轴、电机外壳、前端盖、后端盖以及同步带轮，所述的电机外壳下方有安装脚板，所述的电机外壳外壁上有引线窗口；所述的前端盖和所述的后端盖分别固定连接在电机外壳前后两端面上，所述的定子固定在所述的前端盖里侧面上，所述的转子固定在所述的电机转轴上，所述的电机转轴通过前轴承和后轴承分别支撑在所述的前端盖和所述的后端盖上，所述的前端盖还固定着推力轴承一个端面，推力轴承另一个端面紧贴着转子架内孔的一侧外端面上；所述的后端盖上装有轴承后盖，所述的轴承后盖通过螺钉固定在所述的后端盖上，所述的轴承后盖内端伸入所述的后端盖上的后盖轴承孔并抵住所述的后轴承；所述的前端盖固定有支撑构件，所述的支撑构件通过螺钉固定在所述的前端盖上，所述的支撑构件上的构件调节环内端伸入前端盖上的前盖轴承孔并抵住所述的前轴承；所述的支撑构件外端与所述的同步带轮之间有无内圈轴承；所述的支撑构件的外轴承支撑圆表面复合有一层厚度为0.4至0.6毫米的铜合金硬质耐磨层；作为改进：包括以下加工方法步骤：

一、特殊工夹具准备过程：

（一）、同心圆棒两端分别有圆棒左中心孔和圆棒右中心孔，同心圆棒外圆是以圆棒左中心孔与圆棒右中心孔为中心一次性精磨而成，确保同心圆棒外圆是以圆棒左中心孔与圆棒右中心孔为中心；

（二）、左胀套和右胀套都包括有：开口双锥外圈、开口双锥内圈、光孔锥锲环、螺孔锥锲环以及平面轴承和胀套螺栓；

当胀套螺栓依次穿越平面轴承和光孔锥锲环与螺孔锥锲环旋转配合时，可以同步控制光孔锥锲环与螺孔锥锲环之间相互靠近，分别将开口双锥外圈向外胀开并撑紧所述的支撑构件上的构件台阶内孔以及将开口双锥内圈向内收拢并抱紧同心圆棒外圆；

（三）、鸡心夹具形状为“V”字形组合半圆形，鸡心夹具半圆形上方有夹具凸台，夹具凸台一侧面上有夹具横杆，夹具凸台以及鸡心夹具半圆形之间有夹具螺孔贯通，夹具螺栓穿越夹具螺孔可以将不同直径的工件固定在鸡心夹具的“V”字形两侧上；

二、粗加工和激光喷涂：

（一）、将所述的支撑构件按照图纸尺寸要求加工，支撑构件上的外轴承支撑圆外圆表面单边尺寸小于图纸要求0.2至0.3毫米，支撑构件上的其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留所述的构件台阶内孔不加工；

（二）、采用激光喷涂方法，激光功率2000W,聚焦成直径3毫米的光斑，以0.5米/每分钟的扫描速度，辐射所述的外轴承支撑圆外圆表面形成局部熔池，将铜合金硬质耐磨材料喷涂到外轴承支撑圆外圆表面，至单边尺寸大于图纸要求0.2至0.3毫米；

三、精磨过程：

（一）、将经过粗加工并完成激光喷涂的所述的支撑构件进行预加工，以所述的外轴承支撑圆外圆表面和所述的支撑构件另一侧的构件调节环外圆表面同时为基准，加工构件台阶内孔至图纸尺寸要求；

（二）、胀紧连接，将所述的左胀套和所述的右胀套的开口双锥外圈分别套在所述的同心圆棒外圆，将左胀套和右胀套的开口双锥内圈分别对准构件台阶内孔靠近两端，将左胀套和右胀套上的胀套螺栓分别拧紧，使得左胀套和右胀套上的光孔锥锲环与螺孔锥锲环之间相互靠近，分别将开口双锥外圈向外胀开并撑紧所述的支撑构件上的构件台阶内孔以及将开口双锥内圈向内收拢并抱紧同心圆棒外圆；

（三）、将所述的鸡心夹具上的夹具螺栓穿越所述的夹具螺孔并拧紧使得所述的同心圆棒外圆被固定在鸡心夹具的“V”字形两侧上；

（四）、将所述的同心圆棒上的圆棒左中心孔和圆棒右中心孔分别与磨床头中心顶锥和磨床尾部顶锥，再把所述的鸡心夹具上的夹具横杆搭扣住磨床头转盘；

（五）、推进精磨砂轮将所述的构件调节环外圆精磨至图纸所要求尺寸；退出精磨砂轮移至所述的外轴承支撑圆位置，在推进精磨砂轮将所述的外轴承支撑圆外圆精磨至图纸所要求尺寸。

作为进一步改进：关键部件组装步骤：

（一）、支撑构件安装：

将所述的支撑构件上的构件调节环与所述的前端盖上的前盖轴承孔以过渡配合的公差值相互装配，并用构件螺钉穿越所述的支撑构件上的构件枕孔与所述的前端盖上的前盖螺孔相配合，将所述的支撑构件上的构件法兰与前端盖上的前盖凹台面紧贴固定，使得所述的支撑构件上的构件台阶内孔与所述的电机转轴的转轴外伸段外轮廓之间有毫米的旋转空隙；

（二）、滚针外圈安装：

先将同步轮调节圈间隙配合放入同步带轮上的同步轮台阶孔之中并越过同步退刀槽贴在同步轮孔底面上；再将无内圈轴承上的滚针外圈微微过盈配合压入同步带轮上的同步轮台阶孔之中，再将同步轮孔用卡环用专用工具放入同步轮卡槽内，使得滚针外圈两侧分别贴着同步轮孔用卡环和同步轮调节圈；

（三）、同步带轮与电机转轴之间的连接：

将固定在所述的同步带轮上的滚针外圈连同圆柱滚针一起套入固定在所述的外轴承支撑圆上一部分，缓缓转动同步带轮，使得同步带轮上的同步轮花键孔与电机转轴上的轴端花键对准相配合，继续推压同步带轮，使得滚针外圈上的圆柱滚针整体与外轴承支撑圆完全相配合；

先取用台阶防松螺钉穿越轴向定位挡圈中心孔后与电机转轴上的轴端螺孔相配合，使得轴向定位挡圈在台阶防松螺钉上的两平边挡肩帽与轴端花键外端面之间有一毫米轴向自由量；

再用五颗挡圈螺钉穿越轴向定位挡圈上的定位挡圈通孔后与同步带轮上的同步轮端面螺孔相配合，将轴向定位挡圈也紧固在同步带轮外端面上；

最后用一颗挡圈螺钉依次穿越防松挡片上的通孔和轴向定位挡圈上的定位挡圈通孔后也与同步带轮上的同步轮端面螺孔相配合，使得防松挡片上的挡片拐角边对准两平边挡肩帽上的任意一平边上，起到放松作用。

本发明具有以下有益效果：

1、构件调节环外圆和外轴承支撑圆采用一次夹装完成加工，确保了构件调节环外圆与所述的外轴承支撑圆之间具有五级公差精度的同轴度关系，确保电机主轴与同步带轮也具有同轴度关系，实现同步带轮平稳同轴旋转；

2、电机转轴以及前轴承和后轴承只需承受纯扭矩，而同步皮带产生的径向力反作用到同步带轮却是能够完全被无内圈轴承所承受，仅仅作用在支撑构件上，完全避免了电机转轴上的转轴外伸段承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于支撑构件整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命；

3、位于构件法兰外侧的外轴承支撑圆与构件调节环外圆之间具有同轴度关系，确保电机转轴与同步带轮也具有同轴度关系，实现同步带轮平稳同轴旋转。在电机前端盖上设置支撑构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴只承受纯扭矩，相同功率下的电机转轴直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑；

4、支撑构件的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0.4至0.6毫米的铜合金硬质耐磨层，精磨之前先经过粗加工和激光喷涂，具备超强的耐磨性。

附图说明

图l为本发明的整体结构局部剖面示意图。

图2图1中的前端盖20局部放大剖面示意图。

图3图1中的支撑构件80和同步带轮90所处部位的局部放大剖面示意图。

图4是图3局部再放大剖面示意图。

图5图3中的同步带轮90一侧视图。

图6图3中的同步带轮90局部放大剖面示意图。

图7图2中的支撑构件80局部放大剖面示意图。

图8是支撑构件80由特殊工夹具装夹加工的剖面示意图。

图9是图8左侧视图。

图10是图8中的左胀套15或右胀套16的剖面示意图。

图11是图10右侧视图。

图12是图10左侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

一种盘式同步带轮电机制作方法，包括定子51、转子52、电机转轴40、电机外壳10、前端盖20、后端盖30以及同步带轮90，所述的电机外壳10下方有安装脚板11，所述的电机外壳10外壁上有引线窗口50；所述的前端盖20和所述的后端盖30分别固定连接在电机外壳10前后两端面上，所述的定子51固定在所述的前端盖20里侧面上，所述的转子52固定在所述的电机转轴40上，所述的电机转轴40通过前轴承25和后轴承35分别支撑在所述的前端盖20和所述的后端盖30上，所述的前端盖20还固定着推力轴承65一个端面，推力轴承65另一个端面紧贴着转子架32内孔的一侧外端面上；所述的后端盖30上装有轴承后盖33，所述的轴承后盖33通过螺钉固定在所述的后端盖30上，所述的轴承后盖33内端伸入所述的后端盖30上的后盖轴承孔34并抵住所述的后轴承35；所述的前端盖20固定有支撑构件80，所述的支撑构件80通过螺钉固定在所述的前端盖20上，所述的支撑构件80上的构件调节环82内端伸入前端盖20上的前盖轴承孔24并抵住所述的前轴承25；所述的支撑构件80外端与所述的同步带轮90之间有无内圈轴承60；所述的支撑构件80的外轴承支撑圆89表面复合有一层厚度为0.4至0.6毫米的铜合金硬质耐磨层；所述的铜合金硬质耐磨层由如下元素按所占重量比例组成：Cu（铜）：12～13%、Ni（镍）：6～7%、Cr（铬）：5～6%、Mo（钼）：4～5%、Zn（锌）：3～4%、W(钨)：2.4～2.6%、C（碳）：1.1～1.3%%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于0.0l0%、 P（磷）少于0.015%；所述的铜合金硬质耐磨材料的主要性能参数为：每立方厘米密度为8.2克；洛氏硬度HRC值为55～57；作为改进：包括以下加工方法步骤：

一、特殊工夹具准备过程：

（一）、同心圆棒44两端分别有圆棒左中心孔41和圆棒右中心孔42，同心圆棒44外圆是以圆棒左中心孔41与圆棒右中心孔42为中心一次性精磨而成，确保同心圆棒44外圆是以圆棒左中心孔41与圆棒右中心孔42为中心；

（二）、左胀套15和右胀套16都包括有：开口双锥外圈56、开口双锥内圈57、光孔锥锲环58、螺孔锥锲环59以及平面轴承54和胀套螺栓53；

当胀套螺栓53依次穿越平面轴承54和光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59旋转配合时，可以同步控制光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59之间相互靠近，分别将开口双锥外圈56向外胀开并撑紧所述的支撑构件80上的构件台阶内孔84以及将开口双锥内圈57向内收拢并抱紧同心圆棒44外圆；

（三）、鸡心夹具66形状为“V”字形组合半圆形，鸡心夹具66半圆形上方有夹具凸台63，夹具凸台63一侧面上有夹具横杆61，夹具凸台63以及鸡心夹具66半圆形之间有夹具螺孔64贯通，夹具螺栓62穿越夹具螺孔64可以将不同直径的工件固定在鸡心夹具66的“V”字形两侧上；

二、粗加工和激光喷涂：

（一）、将所述的支撑构件80按照图纸尺寸要求加工，支撑构件80上的外轴承支撑圆89外圆表面单边尺寸小于图纸要求0.2至0.3毫米，支撑构件80上的其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留所述的构件台阶内孔84不加工；

（二）、采用激光喷涂方法，激光功率2000W,聚焦成直径3毫米的光斑，以0.5米/每分钟的扫描速度，辐射所述的外轴承支撑圆89外圆表面形成局部熔池，将铜合金硬质耐磨材料喷涂到外轴承支撑圆89外圆表面，至单边尺寸大于图纸要求0.2至0.3毫米；

三、精磨过程：

（一）、将经过粗加工并完成激光喷涂的所述的支撑构件80进行预加工，以所述的外轴承支撑圆89外圆表面和所述的支撑构件80另一侧的构件调节环82外圆表面同时为基准，加工构件台阶内孔84至图纸尺寸要求；

（二）、胀紧连接，将所述的左胀套15和所述的右胀套16的开口双锥外圈56分别套在所述的同心圆棒44外圆，将左胀套15和右胀套16的开口双锥内圈57分别对准构件台阶内孔84靠近两端，将左胀套15和右胀套16上的胀套螺栓53分别拧紧，使得左胀套15和右胀套16上的光孔锥锲环58与螺孔锥锲环59之间相互靠近，分别将开口双锥外圈56向外胀开并撑紧所述的支撑构件80上的构件台阶内孔84以及将开口双锥内圈57向内收拢并抱紧同心圆棒44外圆；

（三）、将所述的鸡心夹具66上的夹具螺栓62穿越所述的夹具螺孔64并拧紧使得所述的同心圆棒44外圆被固定在鸡心夹具66的“V”字形两侧上；

（四）、将所述的同心圆棒44上的圆棒左中心孔41和圆棒右中心孔42分别与磨床头中心顶锥和磨床尾部顶锥，再把所述的鸡心夹具66上的夹具横杆61搭扣住磨床头转盘，使得所述的支撑构件80可以随着磨床头转盘的转动而同步旋转；

（五）、推进精磨砂轮将所述的构件调节环82外圆精磨至图纸所要求尺寸；退出精磨砂轮移至所述的外轴承支撑圆89位置，在推进精磨砂轮将所述的外轴承支撑圆89外圆精磨至图纸所要求尺寸；至此，位于所述的支撑构件80使得构件法兰87两侧所述的构件调节环82和所述的外轴承支撑圆89一次夹装精磨过程完成，避免了常规加工位于构件法兰87两侧的构件调节环82和外轴承支撑圆89必须要掉头两次夹装的加工工艺程序所带来的不同轴误差，实现了本发明的关键技术是位于构件法兰87外侧的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米。

作为进一步改进：关键部件组装步骤：

（一）、支撑构件80安装：

将所述的支撑构件80上的构件调节环82与所述的前端盖20上的前盖轴承孔24以过渡配合的公差值相互装配，并用构件螺钉28穿越所述的支撑构件80上的构件枕孔85与所述的前端盖20上的前盖螺孔27相配合，将所述的支撑构件80上的构件法兰87与前端盖20上的前盖凹台面29紧贴固定，使得所述的支撑构件80上的构件台阶内孔84与所述的电机转轴40的转轴外伸段46外轮廓之间有1毫米的旋转空隙88；

（二）、滚针外圈69安装：

无内圈轴承60选用RNA型分离式无内圈轴承。

先将同步轮调节圈92间隙配合放入同步带轮90上的同步轮台阶孔96之中并越过同步退刀槽93贴在同步轮孔底面95上；再将无内圈轴承60上的滚针外圈69微微过盈配合压入同步带轮90上的同步轮台阶孔96之中，再将同步轮孔用卡环91用专用工具放入同步轮卡槽98内，使得滚针外圈69两侧分别贴着同步轮孔用卡环91和同步轮调节圈92；

（三）、同步带轮90与电机转轴40之间的连接：

将固定在所述的同步带轮90上的滚针外圈69连同圆柱滚针68一起套入固定在所述的外轴承支撑圆89上一部分，缓缓转动同步带轮90，使得同步带轮90上的同步轮花键孔94与电机转轴40上的轴端花键49对准相配合，继续推压同步带轮90，使得滚针外圈69上的圆柱滚针68整体与外轴承支撑圆89完全相配合；

先取用台阶防松螺钉74穿越轴向定位挡圈70中心孔后与电机转轴40上的轴端螺孔47相配合，使得轴向定位挡圈70在台阶防松螺钉74上的两平边挡肩帽73与轴端花键49外端面之间有一毫米轴向自由量；

再用五颗挡圈螺钉77穿越轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后与同步带轮90上的同步轮端面螺孔97相配合，将轴向定位挡圈70也紧固在同步带轮90外端面上；

最后用一颗挡圈螺钉77依次穿越防松挡片71上的通孔和轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后也与同步带轮90上的同步轮端面螺孔97相配合，使得防松挡片71上的挡片拐角边72对准两平边挡肩帽73上的任意一平边上，起到放松作用。

实施例中，8颗前螺钉21穿越前端盖20上的前盖壳孔39将前端盖20固定在电机外壳10前端面，8颗后螺钉31穿越后端盖30上的后盖壳孔将后端盖30固定在电机外壳10后端面。

支撑构件80的外轴承支撑圆89表面复合有一层厚度为0.5毫米的铜合金硬质耐磨层，铜合金硬质耐磨层由如下元素按所占重量比例组成：Cu（铜）：12.5%、Ni（镍）：6.5%、Cr（铬）：5.5%、Mo（钼）：4.5%、Zn（锌）：3.5%、W(钨)：2.5%、C（碳）：1.2%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）为0.04%、 Si（硅）为0.18%、 Mn（锰）为0.24%、 S（硫）为0.007%、 P（磷）为0.012%；所述的铜合金硬质耐磨材料的主要性能参数为：每立方厘米密度为8.2克；洛氏硬度HRC值为56。

转子52装在转子架32上，转子架32内孔与电机转轴40上的轴平键段48之间为过渡配合且有平键14传递扭矩；前端盖20上有前螺钉21固定在电机外壳10前端面上，前端盖20中心线上分别有前盖轴承孔24和推轴承孔26，前盖轴承孔24位于外端且固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着电机转轴40的前轴承段45；推轴承孔26位于内端且固定着推力轴承65一端面，推力轴承65另一端面与转子架32内孔外端面之间有调节垫圈67，定子51与转子52之间有2至3毫米的端面气隙75；后端盖30上有后螺钉31固定在电机外壳10后端面上，后端盖30的后盖轴承孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电机转轴40的后轴承段43；后轴承段43与轴平键段48之间有转轴挡肩36。

支撑构件80的构件台阶内孔84与电机转轴40的转轴外伸段46之间有旋转空隙88，支撑构件80的外轴承支撑圆89支撑着无内圈轴承60上的圆柱滚针68，无内圈轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在同步带轮90的同步轮台阶孔96内圆壁上，同步轮台阶孔96底面上有同步轮花键孔94与电机转轴40上的轴端花键49之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴端花键49的端面上有轴端螺孔47，轴端螺孔47上配合有台阶防松螺钉74限制着轴向定位挡圈70的轴向位移，轴向定位挡圈70外缘部位固定在同步轮花键孔94外端平面上，继而限制了同步带轮90的轴向位移。

轴向定位挡圈70外侧面上有防松挡片71与轴向定位挡圈70一起，被挡圈螺钉77固定在同步轮花键孔94外端平面上；防松挡片71有挡片拐角边72紧贴着台阶防松螺钉74的两平边挡肩帽73上的任意一平边上。

同步带轮90外圆上有同步轮齿99，同步带轮90外端面上有同步轮端面螺孔97，同步轮台阶孔96上有同步退刀槽93和同步轮卡槽98，同步轮卡槽98中活动配合有同步轮孔用卡环91，同步轮台阶孔96底角位置上放置有同步轮调节圈92，滚针外圈69两侧分别贴着同步轮孔用卡环91和同步轮调节圈92；同步轮齿99两侧面上有轮齿挡板100。

支撑构件80上有构件法兰87，构件法兰87内侧的构件调节环82外圆与前盖轴承孔24之间为过渡配合；构件调节环82外圆与外轴承支撑圆89之间具有同轴度关系；前端盖20外侧面上有前盖凹台面29，前盖凹台面29上有五至六个前盖螺孔27，构件法兰87上有五至六个构件枕孔85与前盖螺孔27相对应；构件螺钉28穿越构件枕孔85与前盖螺孔27相配合，将支撑构件80固定在前盖凹台面29上；前盖凹台面29与前盖轴承孔24之间具有五级公差精度的垂直度关系。

一、    运行：

当电机启动时，电磁力产生的扭矩通过电机转轴40上的轴端花键49，经同步带轮90上的同步轮花键孔94传递给同步带轮90上的同步轮齿99，实现扭矩输出。

表1是本发明采用了支撑构件80后的前轴承25所固定的电机转轴40的前轴承段45径向跳动度微米与没采用支撑构件80的等功率电机的前轴承2所固定的电机转轴40的前轴承段45径向跳动度微米的实验数据比较。

表1前轴承段45部位的径向跳动度微米的数据比较

从表1中的对照数据可以得出：前轴承25外端采用了支撑构件80后，前轴承25所受到负荷减轻磨损减少，导致前轴承25所固定的电机转轴40的前轴承段45部位的径向跳动度微

表2是本发明中的外轴承支撑圆89表面采用了一层厚度为0.2至0.3毫米的铜合金硬质耐磨层与外轴承支撑圆89表面没采用一层厚度为0.2至0.3毫米的铜合金硬质耐磨层的耐腐磨损实验数据比较。

表2 支撑构件80的外轴承支撑圆89表面磨损数据比较

从表2中的对照数据可以得出：支撑构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.2至0.3毫米的铜合金硬质耐磨层，具备超强的耐磨性。

本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步效果：

1、构件调节环82外圆和外轴承支撑圆89采用一次夹装完成加工，确保了构件调节环82外圆与所述的外轴承支撑圆89之间具有五级公差精度的同轴度关系，确保电机主轴40与同步带轮90也具有同轴度关系，实现同步带轮90平稳同轴旋转；

2、电机转轴40以及前轴承25和后轴承35只需承受纯扭矩，而同步皮带产生的径向力反作用到同步带轮90却是能够完全被无内圈轴承60所承受，仅仅作用在支撑构件80上，完全避免了电机转轴40上的转轴外伸段46承受径向力；由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴40的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于支撑构件80整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命；

3、位于构件法兰87外侧的外轴承支撑圆89与构件调节环外圆之间具有同轴度关系，确保电机转轴40与同步带轮90也具有同轴度关系，实现同步带轮90平稳同轴旋转。在电机前端盖上设置支撑构件80，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴40只承受纯扭矩，相同功率下的电机转轴40直径可减少一半，最终实现电动机整体具有突破性的紧凑；

4、支撑构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.4至0.6毫米的铜合金硬质耐磨层，精磨之前先经过粗加工和激光喷涂，具备超强的耐磨性。

本发明的一个关键技术是：支撑构件80之中位于构件法兰87外侧的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.01毫米，近似于绝对同心轴。为了确保支撑构件80上的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间具有高精度同轴度。

Claims (2)

1.一种盘式同步带轮电机制作方法，包括定子(51)、转子(52)、电机转轴(40)、电机外壳(10)、前端盖（20）、后端盖（30）以及同步带轮（90），所述的电机外壳(10)下方有安装脚板（11），所述的电机外壳(10)外壁上有引线窗口（50）；所述的前端盖（20）和所述的后端盖（30）分别固定连接在电机外壳(10)前后两端面上，所述的定子(51)固定在所述的前端盖（20）里侧面上，所述的转子(52)固定在所述的电机转轴（40）上，所述的电机转轴（40）通过前轴承（25）和后轴承（35）分别支撑在所述的前端盖（20）和所述的后端盖（30）上，所述的前端盖（20）还固定着推力轴承（65）一个端面，推力轴承（65）另一个端面紧贴着转子架（32）内孔的一侧外端面上；所述的后端盖（30）上装有轴承后盖(33)，所述的轴承后盖(33)通过螺钉固定在所述的后端盖（30）上，所述的轴承后盖(33)内端伸入所述的后端盖（30）上的后盖轴承孔（34）并抵住所述的后轴承（35）；所述的前端盖（20）固定有支撑构件（80），所述的支撑构件（80）通过螺钉固定在所述的前端盖（20）上，所述的支撑构件（80）上的构件调节环（82）内端伸入前端盖（20）上的前盖轴承孔（24）并抵住所述的前轴承（25）；所述的支撑构件（80）外端与所述的同步带轮（90）之间有无内圈轴承（60）；所述的支撑构件（80）的外轴承支撑圆（89）表面复合有一层厚度为0.4至0.6毫米的铜合金硬质耐磨层；其特征是：

包括以下加工方法步骤：

一、特殊工夹具准备过程：

（一）、同心圆棒（44）两端分别有圆棒左中心孔（41）和圆棒右中心孔（42），同心圆棒（44）外圆是以圆棒左中心孔（41）与圆棒右中心孔（42）为中心一次性精磨而成，确保同心圆棒（44）外圆是以圆棒左中心孔（41）与圆棒右中心孔（42）为中心；

（二）、左胀套（15）和右胀套（16）都包括有：开口双锥外圈（56）、开口双锥内圈（57）、光孔锥锲环（58）、螺孔锥锲环（59）以及平面轴承（54）和胀套螺栓（53）；

当胀套螺栓（53）依次穿越平面轴承（54）和光孔锥锲环（58）与螺孔锥锲环（59）旋转配合时，可以同步控制光孔锥锲环（58）与螺孔锥锲环（59）之间相互靠近，分别将开口双锥外圈（56）向外胀开并撑紧所述的支撑构件（80）上的构件台阶内孔（84）以及将开口双锥内圈（57）向内收拢并抱紧同心圆棒（44）外圆；

（三）、鸡心夹具（66）形状为“V”字形组合半圆形，鸡心夹具（66）半圆形上方有夹具凸台（63），夹具凸台（63）一侧面上有夹具横杆（61），所述的夹具凸台（63）以及鸡心夹具（66）半圆形之间有夹具螺孔（64）贯通，夹具螺栓（62）穿越所述的夹具螺孔（64）可以将不同直径的工件固定在所述的鸡心夹具（66）的“V”字形两侧上；

二、粗加工和激光喷涂：

（一）、将所述的支撑构件(80)按照图纸尺寸要求加工，支撑构件(80)上的外轴承支撑圆(89)外圆表面单边尺寸小于图纸要求0.2至0.3毫米，支撑构件(80)上的其余尺寸加工至预留0.2至0.3毫米精磨余量，同时保留所述的构件台阶内孔(84)不加工；

（二）、采用激光喷涂方法，激光功率2000W,聚焦成直径3毫米的光斑，以0.5米/每分钟的扫描速度，辐射所述的外轴承支撑圆（89）外圆表面形成局部熔池，将铜合金硬质耐磨材料喷涂到外轴承支撑圆（89）外圆表面，至单边尺寸大于图纸要求0.2至0.3毫米；

三、精磨过程：

（一）、将经过粗加工并完成激光喷涂的所述的支撑构件（80）进行预加工，以所述的外轴承支撑圆（89）外圆表面和所述的支撑构件（80）另一侧的构件调节环（82）外圆表面同时为基准，加工构件台阶内孔（84）至图纸尺寸要求；

（二）、胀紧连接，将所述的左胀套（15）和所述的右胀套（16）的开口双锥外圈（56）分别套在所述的同心圆棒（44）外圆，将左胀套（15）和右胀套（16）的开口双锥内圈（57）分别对准构件台阶内孔（84）靠近两端，将左胀套（15）和右胀套（16）上的胀套螺栓（53）分别拧紧，使得左胀套（15）和右胀套（16）上的光孔锥锲环（58）与螺孔锥锲环（59）之间相互靠近，分别将开口双锥外圈（56）向外胀开并撑紧所述的支撑构件（80）上的构件台阶内孔（84）以及将开口双锥内圈（57）向内收拢并抱紧同心圆棒（44）外圆；

（三）、将所述的鸡心夹具（66）上的夹具螺栓（62）穿越所述的夹具螺孔（64）并拧紧使得所述的同心圆棒（44）外圆被固定在所述的鸡心夹具（66）的“V”字形两侧上；

（四）、将所述的同心圆棒（44）上的圆棒左中心孔（41）和圆棒右中心孔（42）分别与磨床头中心顶锥和磨床尾部顶锥，再把所述的鸡心夹具（66）上的夹具横杆（61）搭扣住磨床头转盘；

（五）、推进精磨砂轮将所述的构件调节环（82）外圆精磨至图纸所要求尺寸；退出精磨砂轮移至所述的外轴承支撑圆（89）位置，在推进精磨砂轮将所述的外轴承支撑圆（89）外圆精磨至图纸所要求尺寸。

2.根据权利要求l一种盘式同步带轮电机制作方法，其特征是：关键部件组装步骤：

（一）、支撑构件（80）安装：

将所述的支撑构件（80）上的构件调节环（82）与所述的前端盖（20）上的前盖轴承孔（24）以过渡配合的公差值相互装配，并用构件螺钉（28）穿越所述的支撑构件（80）上的构件枕孔（85）与所述的前端盖（20）上的前盖螺孔（27）相配合，将所述的支撑构件（80）上的构件法兰（87）与前端盖（20）上的前盖凹台面（29）紧贴固定，使得所述的支撑构件（80）上的构件台阶内孔（84）与所述的电机转轴（40）的转轴外伸段46）外轮廓之间有1毫米的旋转空隙（88）；

（二）、滚针外圈（69）安装：

先将同步轮调节圈（92）间隙配合放入同步带轮（90）上的同步轮台阶孔（96）之中并越过同步退刀槽（93）贴在同步轮孔底面（95）上；再将无内圈轴承60上的滚针外圈（69）微微过盈配合压入同步带轮（90）上的同步轮台阶孔（96）之中，再将同步轮孔用卡环（91）用专用工具放入同步轮卡槽（98）内，使得滚针外圈（69）两侧分别贴着同步轮孔用卡环（91）和同步轮调节圈（92）；

（三）、同步带轮（90）与电机转轴（40）之间的连接：

将固定在所述的同步带轮（90）上的滚针外圈（69）连同圆柱滚针（68）一起套入固定在所述的外轴承支撑圆（89）上一部分，缓缓转动同步带轮（90），使得同步带轮（90）上的同步轮花键孔（94）与电机转轴（40）上的轴端花键（49）对准相配合，继续推压同步带轮（90），使得滚针外圈（69）上的圆柱滚针（68）整体与外轴承支撑圆（89）完全相配合；

先取用台阶防松螺钉（74）穿越轴向定位挡圈（70）中心孔后与电机转轴（40）上的轴端螺孔（47）相配合，使得轴向定位挡圈（70）在台阶防松螺钉（74）上的两平边挡肩帽（73）与轴端花键（49）外端面之间有一毫米轴向自由量；

再用五颗挡圈螺钉（77）穿越轴向定位挡圈（70）上的定位挡圈通孔（76）后与同步带轮（90）上的同步轮端面螺孔（97）相配合，将轴向定位挡圈（70）也紧固在同步带轮（90）外端面上；

最后用一颗挡圈螺钉（77）依次穿越防松挡片（71）上的通孔和轴向定位挡圈（70）上的定位挡圈通孔（76）后也与同步带轮（90）上的同步轮端面螺孔（97）相配合，使得防松挡片（71）上的挡片拐角边（72）对准两平边挡肩帽（73）上的任意一平边上，起到放松作用。