一种多头同步高效插磁钢组件的制作方法

本发明涉及永磁电机非标设备技术领域，尤其是一种多头同步高效插磁钢组件。

背景技术：

为了提高电机的转速和功率密度，新能源汽车驱动永磁电机向多极化、转子铁心向多段化发展，磁极形状由“一”形向“v”形、“w”形和其它混合形结构转变，单台永磁电机需要装配插入的磁钢片数增加十倍以上，无论采用传统的手工插磁钢工艺，还是采用转子铁芯转位的单头磁钢插入组件，其生产效率和产品品质均受到限制，难以满足大批量生产供货的需要。

发明专利内容

为了实现上述目的，本发明提供一种多头同步高效插磁钢组件，包括：

机身固定板；

中心导向轴，与所述机身固定板固定连接；

下压机构，包括支撑板、驱动元件、插刀分度盘和磁钢插刀，所述支撑板中部套设于所述中心导向轴外壁上并可沿所述中心导向轴的轴向上下滑动，所述驱动元件的固定部设于所述机身固定板上，所述驱动元件的活动伸缩部贯穿所述机身固定板与所述支撑板顶面连接，所述插刀分度盘中部套设于所述中心导向轴外壁上并可沿所述中心导向轴的轴向上下滑动，所述插刀分度盘与所述支撑板底面连接，所述插刀分度盘上沿所述中心导向轴周向均布排列设有n个第一通孔，n把所述磁钢插刀分别对应设于n个所述第一通孔中,所述磁钢插刀与所述第一通孔活动插接，所述磁钢插刀的数值n根据电机极数y和转子磁极形状进行配套设置，所述磁钢插刀的数值n取值范围为n≥2。

转子磁极形状的切向式、径向式、混合式结构均可采用本发明n≥2的多头同步高效插磁钢组件。

磁钢分度机构，包括磁钢分度盘和磁钢上料槽，所述磁钢分度盘中部套设于所述中心导向轴底端外壁上，所述磁钢分度盘上设有插接槽，所述磁钢上料槽圆周均布设于所述插接槽内，所述插接槽上方均正对一把所述磁钢插刀，所述磁钢上料槽和所述插接槽与所述磁钢插刀的位置对应处分别设有第一插口和第二插口，所述磁钢插刀依次穿过第一插口和第二插口将磁钢压入到转子铁芯中。

进一步地，磁极形状为“一”形，所述磁钢插刀的数值n取值范围为2≤n≤y，y为电机极数。

进一步地，磁极形状为“v”形，所述磁钢插刀的数值n取值范围为2≤n

≤2y，y为电机极数。

进一步地，磁极形状为“w”形，所述磁钢插刀数值n取值范围为2≤n≤4y，y为电机极数。

进一步地，所述磁钢插刀与所述支撑板底面之间设有压力传感器。

进一步地，所述磁钢分度盘中部与所述中心导向轴外壁之间采用转动连接。

进一步地，所述磁钢分度盘内部与所述磁钢上料槽的位置对应处设有磁钢极性检测元件。

进一步地，所述磁钢分度盘底面上设有用于转子铁芯定位的定位凸台。

进一步地，所述磁钢分度机构还包括磁钢挡板，所述磁钢挡板设于所述磁钢上料槽靠近所述磁钢分度盘的一端顶面，所述磁钢挡板与磁钢分度盘之间留有用于所述磁钢插刀插入的空隙。

进一步地，所述磁钢分度机构还包括插销和“l”形标记块，所述插销的一端与所述中心导向轴插接，所述“l”形标记块包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述插销的另一端插接，所述第二连接部与所述磁钢分度盘固定连接。

本发明的有益效果在于：

1、当把本发明的一种多头同步高效插磁钢组件装入到插磁钢非标设备中，开启设备后，下压机构上均布的n把多头磁钢插刀同步下降，把对应位置均布的磁钢快速同步压入到转子铁芯中，由于各个方向磁钢上料槽内预装排列的多片磁钢能够依次自动前移，从而实现转子铁芯插磁钢工序连续高效作业。

2、磁钢插刀上端与支撑板之间保持一定的距离，中间设置有压力传感器，预先设定压力和感应器，以保证工作中出现意外情况，超出压力范围或设定位置可以及时发出警报信号并停机，防止压裂磁钢。

3、磁钢分度盘内部圆周均布设置有磁钢极性检测元件，杜绝磁钢上料时发生南/北极性错误。

4、磁钢分度盘与所述中心导向轴之间采用转动连接，使磁钢上料槽和磁钢分度盘可以一起围绕中心导向轴圆周旋转，从而实现磁钢集中上料，“l”形标记块与磁钢分度盘固定连接，配置插销在中心导向轴上，通过插拨来保证磁钢上料槽在完成转位上料后，能够重新复位，并准确回到圆周起始位置，插拨方式可以采用手动插拨或者自动插拨。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图。

图2是本发明实施例的下压机构结构示意图。

图3是本发明实施例的插刀分度盘结构示意图

图4是本发明实施例磁钢分度机构的结构示意图。

图5是本发明实施例磁钢分度盘的结构示意图。

图6是本发明实施例磁钢上料槽的结构示意图。

图7是本发明实施例“l”形标记块的结构示意图。

图8是本发明实施例“v”形磁极转子铁芯的顶面结构示意图。

图中，机身固定板100；中心导向轴200；下压机构300，支撑板310，驱动元件320，插刀分度盘330，磁钢插刀340，导轴350；磁钢分度机构400，磁钢分度盘410，插接槽411，第二插口412，定位凸台413，磁钢上料槽420，第一插口421，磁钢挡板430，插销440，“l”形标记块450，第一连接部451，第二连接部452；转子铁芯500，定位槽510。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明一种多头同步高效插磁钢组件进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1-图8，在本发明所提供的一种具体实施方式中，多头同步高效插磁钢组件主要包括机身固定板100、中心导向轴200、下压机构300和磁钢分度机构400。

其中，机身固定板100主要为中心导向轴200和驱动元件320做固定支撑。

下压机构300主要包括支撑板310、驱动元件320、插刀分度盘330、磁钢插刀340和导轴350，支撑板310中部套设于中心导向轴200外壁上，并可沿中心导向轴的轴向上下滑动，驱动元件320可以为气缸、油缸，也可以为其它动力方式(例如伺服电机等)，驱动元件320可以采用一个中心布置，也可采用多个对称圆周均布，驱动元件320静止部分安装在机身固定板100顶部，活动伸缩部分安装在支撑板310上，在生产工作中，为了使驱动元件320的活动伸缩部分运行稳定不发生偏移，可以在支撑板310上对称均布多根导轴350，上端滑动配合贯穿在机身固定板100顶部，每根导轴350上端均设置有导轴限位板360，导轴350下端与支撑板310顶面连接，插刀分度盘330用于固定磁钢插刀340，插刀分度盘330中部套设于中心导向轴200外壁上并可沿中心导向轴200的轴向上下滑动，插刀分度盘330与支撑板310底面连接，插刀分度盘330沿中心导向轴200周向均布排列设有n个第一通孔331，根据转子极数和磁钢排列形状需要进行圆周排列，磁钢插刀340设有n把分别对应设在n个第一通孔331中，它们之间采用有间隙的活动插接，磁钢插刀340可在第一通孔331中上下滑动。

磁钢插刀340的数值为n≥2(正整数)的多头排列，根据电机极数y和磁极形状进行配套，转子磁极形状的切向式、径向式、混合式等结构均可采用本发明n≥2的多头同步高效插磁钢组件。

电机极数是南极/北极交替排列的，不同的磁极形状集中在同一处均为一个磁极，例如：“一”、“v”、“w”都是一个极性，也就是说“一”字形是一块磁钢代表一个磁极(例如8极电机为8块磁钢)，“v”字形是两块磁钢代表一个磁极(例如8极电机为16块磁钢)，“w”字形是四块磁钢代表一个磁极(例如8极电机为32块磁钢)，其它混合形的特殊磁极结构依次类推。

例如“一”形磁极，优选n＝y，只需要一台安装本组件的非标设备即可；n也可以小于y，但需要配置多台非标设备，只要多台非标设备的插刀总数之和等于y即可。

例如“v”形磁极，优选n＝y或者n＝2y；当n＝2y时，只需配置一台非标设备和两层磁钢上料槽；当n＝y时，需要配置两台非标设备和一层磁钢上料槽；n也可以设置为介于2～y、y～2y之间的正整数，只要所有非标设备的磁钢插刀总数之和等于2y即可。

例如“w”形磁极，相当于两个“v”形磁极的叠加，优选n＝y或者n＝2y；当n＝y时，需要配置四台非标设备和一层磁钢上料槽；当n＝2y时，需要配置两台非标设备和两层磁钢上料槽；当n＝4y时，只需配置一台非标设备和四层磁钢上料槽；n也可以设置为介于2～y、y～2y、2y～4y之间的正整数，只要所有非标设备的磁钢插刀总数之和等于4y即可。

对于其它特殊磁极形状的永磁电机，均可参照上述类似配置方法进行不同的组合变换，出于磁钢上料的工艺方便性考虑，一般配置一层或两层磁钢上料槽为宜，磁钢插刀340数值n也可以设置为小于极数y，但需要增加非标设备的数量。

磁钢分度机构400主要包括磁钢分度盘410和磁钢上料槽420，其中磁钢分度盘410中部套设于中心导向轴200底端外壁上，磁钢分度盘410上设有插接槽411，磁钢上料槽420固定设于插接槽411内，磁钢上料槽420的数量和位置与磁钢插刀340对应一致，每个插接槽411上方正对一把磁钢插刀340，磁钢上料槽420和插接槽411与磁钢插刀340的位置对应处分别设有第一插口421和第二插口412，磁钢插刀340依次穿过第一插口421和第二插口412将磁钢压入到转子铁芯500的磁钢插口中。

在本发明所提供的实施方式中，为了防止出现设备损坏或压裂磁钢的意外情况，可以在磁钢插刀340上端与支撑板310之间设置有压力传感器，通过预设压力和位置以防止工作中出现意外情况，超出压力范围或设定位置可以及时发出警报信号并停机，本发明的优选实施方式中压力传感器为缓冲弹簧。

请参见图4，在本发明所提供的实施方式中，为了实现集中上料，增加效率，磁钢分度盘410中部与中心导向轴200底端外壁之间可以采用转动连接，这里优选圆锥滚子轴承连接，使磁钢上料槽420和磁钢分度盘410可以一起围绕中心导向轴圆周旋转，圆锥滚子轴承可以更好地承受径向与轴向联合载荷。

在本发明所提供的实施方式中，为了防止磁钢上料时发生南/北极性错误，可以在磁钢分度盘410内部与磁钢上料槽420的位置对应处设有磁钢极性检测元件，根据磁极同性相斥，异性相吸的原理，极性错误的磁钢片无法装入磁钢槽中，从而避免磁钢上料出错，同时也使预装排列的多片磁钢能够依次自动前移，从而实现转子铁芯插磁钢工序连续高效作业。

请参见图5，在本发明所提供的实施方式中，为了减小磁钢进入转子铁芯槽内的推送阻力，我们在磁钢分度盘410底面上设有多个定位凸台413，与转子铁芯500上对应多个定位槽510实现精确定位。

请参见图4，在本发明所提供的实施方式中，因为每一个磁钢上料槽420内都整齐预装有多片磁钢，为了防止磁钢插刀退出升起时带起下一片待插磁钢，可以在每个磁钢上料槽420靠近磁钢分度盘410的一端顶面设有一块磁钢挡板430，磁钢挡板430与磁钢分度盘410之间留有空隙用于磁钢插刀340插入。

请参见图4，在本发明所提供的实施方式中，为了保证磁钢上料槽在完成转位上料后，能够重新复位，并准确回到圆周起始位置，可以设一根插销440，该插销440的一端与中心导向轴200插接，然后设一块“l”形标记块450，它的第一连接部451与插销440的另一端插接，它的第二连接部452与磁钢分度盘410固定连接，插销可以采用手动或者自动插拨。

需要提到的是本发明不仅仅只用来对转子铁芯进行插磁钢操作，也可以结合工业生产中的具体情况将本发明用于将某一部件规律性的多头压入到产品中，这可理解为受到了本发明的启示。

实施例一

多头同步高效插磁钢组件主要包括机身固定板、中心导向轴200、下压机构300和磁钢分度机构400，具体的构造和连接关系上面已经做了描述，在此不再赘述，电机磁极为“一”形，磁钢插刀数值n与电机磁级数y相等，设置一台非标设备即可完成转子铁芯一次插入多片磁钢，若n小于y,这就需要多台非标设备，这样增加了投入成本，且工作效率不如单台非标设备高。

实施例二

多头同步高效插磁钢组件主要包括机身固定板100、中心导向轴200、下压机构300和磁钢分度机构400，具体的构造和连接关系上面已经做了描述，在此不再赘述，电机磁极为“v”形，磁钢插刀数值n与电机磁级数y相等，设置两台非标设备，每一台非标设备的磁钢排列方向相反，每一台非标设备的磁钢分度盘410上只设一层磁钢上料槽420，这样工艺方便，结构简单。

实施例三

多头同步高效插磁钢组件主要包括机身固定板100、中心导向轴200、下压机构300和磁钢分度机构400，具体的构造和连接关系上面已经做了描述，在此不再赘述，电机磁极为“v”形，磁钢插刀数值n为电机磁级数y的两倍，只需设置一台非标设备，该非标设备的磁钢分度盘410上需要层叠两层排列相反的磁钢上料槽420，设备投入少，但对磁钢上料的方便性有一定的影响。

实施例四

多头同步高效插磁钢组件主要包括机身固定板100、中心导向轴200、下压机构300和磁钢分度机构400，具体的构造和连接关系上面已经做了描述，在此不再赘述，电机磁极为“w”形,磁钢插刀数值n与电机磁级数y相等，需要设置四台非标设备，每一台非标设备的磁钢分度盘410上只设有一层磁钢上料槽420，这样工艺方便，结构简单。

实施例五

多头同步高效插磁钢组件主要包括机身固定板100、中心导向轴200、下压机构300和磁钢分度机构400，具体的构造和连接关系上面已经做了描述，在此不再赘述，电机磁极为“w”形,磁钢插刀数值n为电机磁级数y的两倍，需要设置两台非标设备，每一台非标设备的磁钢分度盘410上设有两层磁钢上料槽420，两层可以反向排列，也可以同向不同位排列，设备投入少，但对磁钢上料的方便性有一定的影响。

本发明工作原理：该组件呈圆周分布多头排列n个磁钢上料槽420，槽内预装排列多片磁钢，并在其上方均正对一把磁钢插刀340，把本发明的多头同步高效插磁钢组件装入到插磁钢非标设备中，当转子铁芯到达指定位置并定位压紧以后，磁钢插刀340下降，把磁钢上料槽420内提前预装排列好的第一片磁钢同步快速压入到转子铁芯中，完成一次多头插磁钢工序；当磁钢插刀上升退出后，每一个磁钢上料槽420内预装排列的磁钢逐片自动前移，待装转子铁芯连续依次流入到位后，该组件能够连续不断地重复多头插入第二、三、四……n片磁钢，预装排列的磁钢插完以后重新上料，转子铁芯无需圆周转动，即可一次性快速完成多片磁钢装配，在保证产品质量的情况下，大幅度提升了生产效率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。