定子与机壳压装装置、方法及系统与流程

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种定子与机壳压装装置、方法及系统。

背景技术：

目前，中小型电机中，将带绕组的定子的压入机壳是电机总装中的主要工序之一，也是非常关键的一道工序。它关系到电机的整体质量和电机的使用寿命，其装配质量好坏，直接影响到成品电机在实际运行中很多参数的优劣。

传统的带绕组的定子压入机壳一般采用立式压装工艺，也就是，根据电机规格采用立式四柱式液压机或龙门式、单柱式液压机来实现。

但是这种工艺方法和设备存在很大的弊端，例如：

1.工作区为封闭式或半封闭式，工件和工装进出工作区不方便，操作繁杂，效率低。

2.操作安全隐患大，带绕组的定子和机壳重量较大，一般需要2至3人配合，吊装或翻转的过程中，都存着视角盲区，操作者配合不好的话，就容易发生安全事故。

3.对电机的质量隐患影响大，定子吊装或运载过程中，定子上一端的绕组先着地，容易损坏绕组表面的漆膜以及绕组的底层或内部的绝缘。带绕组的定子往机壳上放置时，绕组易与机壳发生擦碰而造成损坏。

4.立式压装工艺难以实现自动化，效率低，人工成本高以及设备投入成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种定子与机壳压装装置、方法及系统，其旨在解决现有的立式压装工艺和装置效率低、成本高、安全隐患大以及对电机的质量隐患影响大的技术问题。

本发明提供的第一种技术方案：一种定子与机壳压装装置包括机壳定位基座、定子压入基座、机壳固定模具、液压机、定子固定模具和升降台，所述机壳定位基座与所述定子压入基座间隔相对设置，所述机壳固定模具设置在所述机壳定位基座上靠近所述定子压入基座的一侧，所述液压机设置在所述定子压入基座上，所述定子固定模具设置在所述液压机上，所述定子固定模具的中心线与所述机壳固定模具的中心线水平且共线，所述液压机带动所述定子固定模具相对所述机壳固定模具水平移动，所述升降台设置在所述机壳定位基座与所述定子压入基座之间，所述升降台用于支撑并调整机壳的中心高度。

优选地，所述定子与机壳压装装置还包括底座，所述机壳定位基座与所述定子压入基座均设置在所述底座上，所述底座、所述机壳定位基座以及所述定子压入基座三者一体成型。

优选地，所述机壳固定模具为阶梯轴，所述阶梯轴的直径从靠近所述机壳定位基座的一端到远离所述机壳定位基座的一端逐级递减。

优选地，所述定子固定模具包括法兰和定子固定轴，所述法兰设置在所述定子固定轴的一端，所述法兰用于将所述定子固定轴拆卸地安装于所述液压机。

优选地，所述定子固定模具还包括环形侧壁，所述环形侧壁的一端连接于所述法兰，所述环形侧壁围绕在所述定子固定轴的外围、且与所述定子固定轴间隔设置。

优选地，所述升降台包括支撑板、螺杆、齿轮和电机，所述支撑板位于所述底座的外部、且固定于所述螺杆的一端，所述螺杆的另一端穿入所述底座的内部、且与所述齿轮啮合，所述齿轮套设在所述电机的输出轴上，所述齿轮带动所述螺杆垂直移动。

优选地，所述升降台还包括导向杆，所述导向杆的一端连接于所述支撑板，所述导向杆的另一端穿入所述底座的内部，所述导向杆与所述螺杆平行设置。

本发明提供的第二种技术方案：一种定子与机壳压装方法，采用上述定子与机壳压装装置，并包括以下步骤：

将机壳套设在所述机壳固定模具上；

将定子套设在所述定子固定模具上；

控制所述液压机将所述定子压入所述机壳内。

优选地，所述定子与机壳压装装置还包括升降台，所述升降台设置在所述机壳定位基座与所述定子压入基座之间，所述将机壳套设在所述机壳固定模具的步骤之前还包括：

利用所述升降台调整机壳的中心高度，使其与所述机壳固定模具的中心高度相等。

本发明提供的第三种技术方案：一种定子与机壳压装系统包括定子输送带、机壳输送带、控制系统和上述定子与机壳压装装置，所述定子输送带用于向所述定子与机壳压装装置输送定子，所述机壳输送带用于向所述定子与机壳压装装置输送机壳，所述控制系统用于控制所述定子输送带、所述机壳输送带以及所述定子与机壳压装装置的动作。

相比现有的立式压装装置及其方法，本发明提供的定子与机壳压装装置及其方法、系统的有益效果是：

1.机壳定位基座与定子压入基座间隔相对设置形成开放式工作区，工件和工装进出工作区方便，操作简单，效率高。

2.操作安全性高，定子和机壳在吊装的过程中，不存着视角盲区，操作者操作安全，而且，在压装过程中，基本不需要翻转定子或机壳，降低了安全隐患。

3.定子固定模具的中心线与机壳固定模具的中心线水平且共线，在定子固定模具和机壳固定模具上分别安装上定子和机壳后，定子和机壳的位置已经对准，在压装过程中，定子上的绕组不易与机壳发生擦碰而造成损坏。

4.定子固定模具的中心线与机壳固定模具的中心线水平且共线形成了一种卧式压装工艺和设备，较易实现自动化，人工成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的定子与机壳压装装置的结构示意图。

图2为图1中机壳固定模具的结构示意图。

图3为图1中升降台的结构示意图。

图4为图1中定子固定模具的结构示意图。

图5为图4中法兰的结构示意图。

图标：100-定子与机壳压装装置；110-底座；120-机壳定位基座；130-定子压入基座；140-机壳固定模具；150-升降台；151-支撑板；152-螺杆；153-导向杆；154-电机；160-液压机；161-液压缸；162-活塞杆；163-导杆；170-定子固定模具；171-法兰；1711-螺孔；172-定子固定轴；173-环形侧壁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

图1为本发明第一实施例提供的定子与机壳压装装置100的结构示意图，请参阅图1。需要说明的是，所有附图中带箭头的附图标记是指代虚体结构，例如孔、槽、腔等，不带箭头的附图标记是指代实体结构。

本实施例提供了一种定子与机壳压装装置100。定子与机壳压装装置100包括底座110、机壳定位基座120、定子压入基座130、机壳固定模具140、升降台150、液压机160和定子固定模具170。机壳定位基座120与定子压入基座130间隔相对设置。机壳固定模具140设置在机壳定位基座120上靠近定子压入基座130的一侧。液压机160设置在定子压入基座130上，定子固定模具170设置在液压机160上。升降台150设置在机壳定位基座120与定子压入基座130之间，升降台150用于支撑并调整机壳的中心高度。

定子固定模具170的中心线与机壳固定模具140的中心线水平且共线，液压机160带动定子固定模具170相对机壳固定模具140水平移动。这里的水平是指定子固定模具170的中心线与机壳固定模具140的中心线均相对定子与机壳压装装置100所处的地面平行。

液压机160包括液压缸161、活塞杆162、导杆163、液压泵(图中未示出)、储油箱(图中未示出)。液压缸161设置在定子压入基座130上。活塞杆162的一端插入液压缸161，活塞杆162的另一端用于连接定子固定模具170。导杆163与活塞杆162平行设置、且固定连接。定子压入基座130上设置有套管，导杆163插入套管内、且可相对套管滑动，从而保证活塞杆162运动的稳定性和精准度。液压泵和储油箱均设置在定子压入基座130或底座110的内部，从而使整体结构紧凑、缩小占用空间。

将定子固定于定子固定模具170，将机壳固定于机壳固定模具140，控制液压机160推动定子固定模具170向机壳固定模具140移动，即可将定子压装入机壳内。这样，不仅使定子与机壳对位精准，而且定子与机壳压装效率高。

机壳定位基座120与定子压入基座130均设置在底座110上，三者可以一体成型，也可以分别成型之后组装成一体。本实施例提供的定子与机壳压装装置100整体上呈卧式结构。液压缸161横置，横向工作，工作区开口朝上。液压缸161、定子固定模具170和机壳固定模具140三者的中心线共线。

由于工作区开口朝上，无遮拦，液压缸161横置，带绕组的定子和机壳无需立起，可直接吊装进工作区，分别固定在定子固定模具170和机壳固定模具140上，操作时没有视角盲区，避免了由于操作人员协调不好带来的人员伤害和产品损伤。

图2为图1中机壳固定模具140的结构示意图，请参阅图2。

机壳固定模具140为阶梯轴，阶梯轴的直径从靠近机壳定位基座120的一端到远离机壳定位基座120的一端逐级递减。本实施例中，机壳固定模具140具有四个轴段，每个轴段的直径对应一种尺寸型号的机壳的止口，这样，机壳固定模具140能够用于固定四种尺寸型号的机壳，具有良好的适用性。

图3为图1中升降台150的结构示意图，请参阅图3。

升降台150包括支撑板151、螺杆152、导向杆153、齿轮(图中未示出)和电机154。支撑板151位于底座110的外部、且固定于螺杆152的一端，螺杆152的另一端穿入底座110的内部、且与齿轮啮合，齿轮套设在电机154的输出轴上，齿轮带动螺杆152垂直移动。

导向杆153的数量为两个，两个导向杆153位于螺杆152的两侧。导向杆153的一端连接于支撑板151，导向杆153的另一端穿入底座110的内部，导向杆153与螺杆152平行设置。控制电机正转或反转，则可带动螺杆152在竖直向上或竖直向下移动，从而带动支撑板151上下移动。这样，通过支撑板151和机壳固定模具140的配合，能够牢固地固定多种尺寸型号的机壳。

例如：固定H160机壳，首先将升降台150升至工作台面离机壳固定模具140的中心线160mm的位置，保证机壳的中心线与机壳固定模具140的中心线共线。机壳的止口直径为263mm，机壳固定模具140上具有与之相对应的轴段(直径为263mm)，这样，H160机壳的止口与机壳固定模具140的位置与形状均相适应，就可以方便的将机壳定位。

图4为图1中定子固定模具170的结构示意图，图5为图4中法兰171的结构示意图，请参阅图4和图5。

定子固定模具170包括法兰171、定子固定轴172和环形侧壁173。法兰171设置在定子固定轴172的一端，法兰171用于将定子固定轴172拆卸地安装于液压机160。定子套设在定子固定轴172上，即可实现了定子的定位。环形侧壁173的一端连接于法兰171，环形侧壁173围绕在定子固定轴172的外围、且与定子固定轴172间隔设置。

具体的，法兰171上均布有六个螺孔1711，螺孔1711用于将法兰171与液压机160可拆卸地连接。六个螺孔1711均匀布置在环形侧壁173与定子固定轴172之间形成的圆环上。这样，通过六个螺栓将定子固定轴172固定在活塞杆162上，可以根据不同尺寸规格的定子，快速更换定子固定模具170。

定子与机壳的压装过程中，定子套设在定子固定轴172上，环形侧壁173的一端压着定子的铁芯的外缘，将定子压进机壳，定子利用铁芯的内孔定位。环形侧壁173与定子固定轴172之间形成的空间能够容纳定子的绕组，防止绕组损坏。

此外，根据定子的2极、4极、6极铁芯的内径随着极数增加而增大，还可以设置以2极铁芯的内径为基准的快速变换套装，若压装完2极铁芯的定子后，需要更换4极铁芯的定子时，就可以在原来的定子固定模具170上套设一个相应尺寸的套装，通过螺栓就可将其固定，更换方便，可以提高生产效率，提高压装的质量。

本具体实施方式还提供一种定子与机壳压装方法，主要采用上述定子与机壳压装装置100完成定子与机壳的压装工序，并包括以下步骤：

步骤1：利用升降台150调整机壳的中心高度，使其与机壳固定模具140的中心高度相等。

步骤2：将机壳套设在机壳固定模具140上。

当然，需要先将机壳横着调入工作区，通过工作平台上的升降台150和工作区侧面的机壳固定模具140，利用机壳的止口定位。

步骤3：将定子套设在定子固定模具170上。

当然，需要先将带绕组的定子横着吊进工作区，通过定子的铁芯上的内圆定位在定子固定模具170上。

步骤4：控制液压机160将定子压入机壳内。

操作液压机160，将定子横着压入机壳。最后，将定子与机壳的组合体吊离工作区。

由于工作区的开口朝上，定子、机壳以及压好的二者组合体，都可以很方便的进出工作区，还省去了将压装好的组合体翻转到平放的过程，提高了生产效率。

容易理解的是，如果升降台150的原本高度已经满足要求，即可省略步骤1的操作。步骤2与步骤3并没有严格的先后要求，可以相互调换或者同时进行。

本实施例提供的定子与机壳压装装置100，首先，能够完成卧式压装工艺，较之传统的立式压装工艺，操作简单方便，一个人即可以轻松完成，降低了人工成本。其次，定子和机壳分别固定在定子固定模具170和机壳固定模具140上，压装之前，定子与机壳没有接触，可以有效避免定子上的绕组和机壳擦碰而损坏，保证了电机的质量。然后，机壳固定模具140和升降台150的配合，能够对机壳快速、精准地定位。最后，工作区开口朝上、无遮拦，为开放的形式，带绕组的定子和机壳无需立起，可直接吊装进机工作区，操作人员操作过程中没有视角盲区，进一步避免了人员伤害和产品损伤。

总之，本实施例提供的定子与机壳压装装置100和方法为电机制造厂保证电机质量、提高效率、降低成本提供很大的帮助，也为电机制造厂的自动化和智能化生产提供了帮助。

第二实施例

本实施例提供一种定子与机壳压装系统。定子与机壳压装系统包括定子输送带、机壳输送带、控制系统和第一实施例提供的定子与机壳压装装置，定子输送带用于向定子与机壳压装装置输送定子，机壳输送带用于向定子与机壳压装装置输送机壳，控制系统用于控制定子输送带、机壳输送带以及定子与机壳压装装置的动作。

控制系统可以包括伺服控制系统，利用伺服控制系统控制升降台和液压机的动作，可有效提高带绕组的定子压入机壳的精度，提高电机的质量。

此外，还可以设计机器人或机械手将定子运载到定子输送带上，将机壳运载到机壳输送带上。还可以加装视觉定位系统，设定为自动压装状态，对定子压入机壳实行自动作业。压装完成后的组合体也可以用机器人自动转运至总装流水线上，从而使这段工序实现全自动。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。