一种高速电机用平衡柱钉结构的制作方法

1.本发明属于电动机结构技术领域，具体涉及一种高速电机用平衡柱钉结构。


背景技术：

2.转子在围绕其轴线旋转时，由于材料气孔、缩孔等的不均匀、制造加工的误差、装配误差等，使得转子相对于轴线的质量分布不均匀而产生偏心。电机转轴的偏心，给轴系带来不平衡力和不平衡力矩，导致电机产生倍频振动及噪声，需设计平衡块，解决轴系不平衡问题。对于转速高达18000r/min的电机，离心力较大，安全、稳定且风摩耗小的平衡块设计成为必要考虑的难题。
3.目前，电机平衡块常用结构有：结构一，在电机端板、风扇座、平衡板等位置钻螺纹孔，根据动平衡需要，把合多件矩形、三角形、梯形、圆形、环形等平衡块；结构二，在电机端板等位置加工燕尾槽，将燕尾形平衡块安装于燕尾槽内，并通过紧定螺钉涨紧；结构三，高速旋转的转子可通过去重的方式完成动平衡。对于高转速转子，出于对电机安全性、可靠性的考虑，不易采用螺栓简易固定平衡块的方式完成动平衡，特别对于有密封要求的高速电机转轴，或者端板密度较小的高速电机，平衡块的设计成为困难。
4.专利202111623039.5公开一种水滴形平衡块，其背部风部为自邻近迎风部向远离迎风部宽度和高度逐渐减小的弧形。通过减小风阻的方式，降低振动和噪声，减小风摩耗。其结构较为复杂，加工安装不便。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：提供了一种高速电机用平衡柱钉结构，解决了现有高转速电机转子平衡块设计困难的问题。
6.本发明的目的通过下述技术方案来实现：
7.一种高速电机用平衡柱钉结构，包括端板和平衡柱钉，端板上设有平衡孔，平衡柱钉装于平衡孔内，平衡孔包括孔口圆和孔底圆，孔口圆的孔径小于孔底圆的孔径，平衡柱钉的内端通过塑性变形实现部分进入孔底圆孔径大于孔口圆孔径所形成的的扩容空间内。
8.进一步的，所述的端板上沿周向布置若干平衡孔，平衡孔为盲孔。
9.进一步的，所述的平衡柱钉为铜材质或铅材质。
10.进一步的，所述的平衡孔包括外端的圆柱孔和内端的小圆台孔，圆柱孔的孔径等于小圆台孔口处的孔径；或平衡孔包括外端的小圆柱孔和内端的大圆柱孔，小圆柱孔的孔径小于大圆柱孔的孔径；或平衡孔为圆台孔。
11.进一步的，所述的平衡柱钉包括外柱套和内柱套，外柱套包括外端面的外柱套外环面和内孔面的外柱套倾斜面，内柱套包括外端面的内柱套外圆面和圆周面的内柱套倾斜面，内柱套装在外柱套的孔内，外柱套外环面相对内柱套外圆面靠外，外柱套倾斜面与内柱套倾斜面配合。
12.进一步的，所述的外柱套的内端形成若干外柱套凸块。
13.进一步的，所述的平衡柱钉的长度大于平衡孔的深度，平衡柱钉位于平衡孔外部的部分为磨削部位。
14.进一步的，所述的端板与平衡柱钉之间通过样冲实现防松。
15.进一步的，所述的平衡孔包括螺纹段，平衡柱钉包括外柱套和内柱套，外柱套与平衡孔的螺纹段连接，外柱套的内孔面设有外柱套倾斜面，内柱套的圆周面设有内柱套倾斜面，外柱套倾斜面与内柱套倾斜面配合。
16.本发明的有益效果：提供了一种高速电机用平衡柱钉结构，特别适用于端板密度较小且有密封要求的高速电机转子。其结构简单，风阻小，具有减低风摩耗、提升效率的特点；可保证平衡块结构的连接强度及连接稳定性，且有效避免采用螺钉固定的平衡块结构在长时间运行后，存在的螺钉松动带来的振动、噪声、高速情况下螺钉飞出的危险。
17.前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；并且本发明(各非冲突选择)选择之间以及和其它选择之间可以自由组合。本领域技术人员在了解本方案后根据现有技术和公知常识可有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
附图说明
18.图1是实施例1端板的结构示意图。
19.图2是实施例1平衡孔的结构示意图。
20.图3是实施例1平衡柱钉的结构轴测图。
21.图4是实施例1平衡柱钉的结构剖视图(装配)。
22.图5是实施例1平衡柱钉的结构剖视图(拆分)。
23.图中：1-端板；2-平衡柱钉；100-平衡孔；101-平衡孔孔口圆；102-平衡孔孔底圆；201-外柱套；202-内柱套；203-外柱套外环面；204-外柱套倾斜面；205-外柱套凸块；206-内柱套外圆面；207-内柱套倾斜面；208-内柱套内圆面；209-外柱套内环面。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
25.实施例
26.参考图1～图5所示，一种高速电机用平衡柱钉结构，包括端板1和平衡柱钉2，端板1为铝合金材质，平衡柱钉2为弹塑性且材料密度比较大的材料，例如铜材质或铅材质。
27.端板1上沿周向布置若干平衡孔100，平衡孔100为盲孔，平衡孔100包括孔口处形成的平衡孔孔口圆101和孔底处形成的平衡孔孔底圆102，平衡孔孔口圆101的孔径尺寸小于平衡孔孔底圆102的孔径尺寸，以便在内部形成扩容空间。
28.具体的，平衡孔100包括外端的圆柱孔和内端的小圆台孔，圆柱孔的孔径等于小圆台孔口处的孔径。或平衡孔100包括外端的小圆柱孔和内端的大圆柱孔，小圆柱孔的孔径小于大圆柱孔的孔径。或平衡孔100为圆台孔。
29.平衡柱钉2装于平衡孔100内，平衡柱钉2的内端通过塑性变形实现部分进入平衡孔孔底圆102孔径大于平衡孔孔口圆101孔径所形成的的扩容空间内，利用该部分与扩容空间的卡设自锁作用，确保平衡柱钉2在平衡孔100内的固定。
30.具体的，平衡柱钉2包括外柱套201和内柱套202。外柱套201包括外端面的外柱套外环面203、内孔面的外柱套倾斜面204和内端面的外柱套内环面209，外柱套201的内端形成若干外柱套凸块205。内柱套202包括外端面的内柱套外圆面206、圆周面的内柱套倾斜面207和内端面的内柱套内圆面208。
31.内柱套202装于外柱套201的内孔内，外柱套外环面203相对内柱套外圆面206靠外，外柱套倾斜面204与内柱套倾斜面207配合，外柱套内环面209相对内柱套内圆面208靠外，同时内柱套内圆面208的外径小于外柱套外环面203的外径。
32.在外柱套201和内柱套202装于平衡孔100后，通过对外柱套201进行击打等方式作用向内的力，使外柱套201与内柱套202之间的倾斜面发生相互挤压，从而使得外柱套凸块205发生塑性变形，塑性变形后的外柱套凸块205的部分进入扩容空间内，形成卡设定位的结构。
33.或者平衡孔100包括螺纹段，外柱套201上设有外螺纹，通过螺纹紧固的方式产生向内的挤压力，使外柱套201与内柱套202之间的倾斜面发生相互挤压，从而使得外柱套凸块205发生塑性变形。
34.平衡柱钉2的长度大于平衡孔100的深度，平衡柱钉2位于平衡孔100外部的部分为磨削部位，在螺纹紧固完成后，将留在平衡孔100外部的部分磨削掉，避免平衡柱钉2凸出端板1的表面。
35.端板1与平衡柱钉2之间通过样冲防松。具体为采用圆头样冲将平衡块2与端板1冲紧，凹陷深度约1～1.5mm，每个平衡柱钉2圆周冲四处样冲。
36.前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高速电机用平衡柱钉结构，包括端板(1)和平衡柱钉(2)，端板(1)上设有平衡孔(100)，平衡柱钉(2)装于平衡孔(100)内，其特征在于：所述的平衡孔(100)包括平衡孔孔口圆(101)和平衡孔孔底圆(102)，平衡孔孔口圆(101)的孔径尺寸小于平衡孔孔底圆(102)的孔径尺寸，平衡柱钉(2)的内端通过塑性变形实现部分进入平衡孔孔底圆(102)孔径大于平衡孔孔口圆(101)孔径所形成的的扩容空间内。2.根据权利要求1所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的端板(1)上沿周向布置若干平衡孔(100)，平衡孔(100)为盲孔。3.根据权利要求1所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的平衡柱钉(2)为铜材质或铅材质。4.根据权利要求1或2所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的平衡孔(100)包括外端的圆柱孔和内端的小圆台孔，圆柱孔的孔径等于小圆台孔口处的孔径；或平衡孔(100)包括外端的小圆柱孔和内端的大圆柱孔，小圆柱孔的孔径小于大圆柱孔的孔径；或平衡孔(100)为圆台孔。5.根据权利要求1所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的平衡柱钉(2)包括外柱套(201)和内柱套(202)，外柱套(201)包括外端面的外柱套外环面(203)和内孔面的外柱套倾斜面(204)，内柱套(202)包括外端面的内柱套外圆面(206)和圆周面的内柱套倾斜面(207)，内柱套(202)装在外柱套(201)的孔内，外柱套外环面(203)相对内柱套外圆面(206)靠外，外柱套倾斜面(204)与内柱套倾斜面(207)配合。6.根据权利要求5所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的外柱套(201)的内端形成若干外柱套凸块(205)。7.根据权利要求1、5或6所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的平衡柱钉(2)的长度大于平衡孔(100)的深度，平衡柱钉(2)位于平衡孔(100)外部的部分为磨削部位。8.根据权利要求1、5或6所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的端板(1)与平衡柱钉(2)之间通过样冲实现防松。9.根据权利要求1所述的高速电机用平衡柱钉结构，其特征在于：所述的平衡孔(100)包括螺纹段，平衡柱钉(2)包括外柱套和内柱套，外柱套与平衡孔(100)的螺纹段连接，外柱套的内孔面设有外柱套倾斜面，内柱套的圆周面设有内柱套倾斜面，外柱套倾斜面与内柱套倾斜面配合。

技术总结
本发明公开了一种高速电机用平衡柱钉结构，包括端板和平衡柱钉，端板上设有平衡孔，平衡柱钉装于平衡孔内，平衡孔包括平衡孔孔口圆和平衡孔孔底圆，平衡孔孔口圆的孔径小于平衡孔孔底圆的孔径，平衡柱钉的内端通过塑性变形实现部分进入平衡孔孔底圆孔径大于平衡孔孔口圆孔径所形成的的扩容空间内。本发明的有益效果：提供了一种高速电机用平衡柱钉结构，特别适用于端板密度较小且有密封要求的高速电机转子。其结构简单，风阻小，具有减低风摩耗、提升效率的特点。同时可保证平衡块结构的连接强度及连接稳定性，且有效避免采用螺钉固定的平衡块结构在长时间运行后，存在的螺钉松动带来的振动及噪声，以及高速情况下螺钉飞出的危险。险。险。


技术研发人员：王占卫 冯国华 陈中洋 边汶佳 曹波 肖雷 田德见
受保护的技术使用者：东方电气集团东方电机有限公司
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/1/6