專利名稱：高速發(fā)電機中永磁轉(zhuǎn)子的軸向保持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電機軸上的永磁轉(zhuǎn)子的軸向保持裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電機通常包括安裝在轉(zhuǎn)子軸上的主發(fā)電機繞組裝置。該主發(fā)電機繞組在主定子 繞組附近旋轉(zhuǎn)，并在所述軸被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生電能。現(xiàn)代發(fā)電機的運行相當復雜，并包括控制和安全特征。永磁轉(zhuǎn)子也被固定到轉(zhuǎn)子 軸上，并被驅(qū)動以在其自己的定子附近旋轉(zhuǎn)。由永磁轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電能被用于控制或 安全功能。優(yōu)選地將永磁轉(zhuǎn)子在所述轉(zhuǎn)子軸上準確地定位，使得其相對于其定子在期望的 位置上。通常，永磁轉(zhuǎn)子干涉配合到轉(zhuǎn)子軸上。在一些高速且高振動的應(yīng)用中，這些應(yīng)用可 在飛機應(yīng)用中找到，作為示例，永磁轉(zhuǎn)子有時變得松散且不對齊。為了解決該問題，已經(jīng)使用了鎖緊調(diào)整片和螺紋鎖緊螺母來將永磁轉(zhuǎn)子保持在轉(zhuǎn) 子軸上。然而，這些系統(tǒng)并不總是適當?shù)劓i緊轉(zhuǎn)子本身，并還需要額外的部件，因此增加了 成本和組裝的復雜性，以及增加了發(fā)電機的長度和重量。

發(fā)明內(nèi)容
用于發(fā)電機中永磁轉(zhuǎn)子的轂，其包括轂體，轂體具有外周表面和以軸線為中心的 內(nèi)周孔。內(nèi)周孔具有在從第一端附近起的軸向尺寸的一部分上的螺紋。位于內(nèi)周孔上的引 導面(piloting diameter)的直徑大于螺紋的頂部的直徑，引導面用于在接收轂的軸上進 行引導。用在發(fā)電機上的永磁轉(zhuǎn)子，包括具有外周表面和以軸線為中心的內(nèi)周孔的轂。內(nèi) 周孔具有至少在軸向尺寸的一部分上的螺紋。永磁體安裝在轂的外周表面上。設(shè)置在這些 永磁體徑向外側(cè)的限制帶將永磁體和轂保持在一起。發(fā)電機轉(zhuǎn)子包括安裝在轉(zhuǎn)子軸上的主繞組轉(zhuǎn)子。永磁轉(zhuǎn)子包括具有外周表面和內(nèi) 周圓柱孔的轂，內(nèi)周圓柱孔的中心在軸線上。內(nèi)周孔具有至少在軸向尺寸的一部分上的螺 紋。永磁體安裝在轂的外周表面上，限制帶設(shè)置在這些永磁體的徑向外側(cè)，并將這些永磁體 和轂保持在一起。轉(zhuǎn)子軸具有被接收在內(nèi)周孔上的螺紋上的螺紋。發(fā)電機包括主繞組定子和用于永磁轉(zhuǎn)子的定子。主繞組轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)子軸上。永 磁轉(zhuǎn)子包括具有外周表面和以軸線為中心的內(nèi)周圓柱孔的轂。內(nèi)周孔具有至少在軸向尺寸 的一部分上的螺紋。永磁體安裝在轂的外周表面上。限制帶設(shè)置在這些永磁體的徑向外側(cè)， 并將這些永磁體和轂保持在一起。轉(zhuǎn)子軸具有被接收在內(nèi)周孔上的螺紋上的螺紋。從以下說明和附圖能最佳地理解本發(fā)明的這些和其它特征，以下部分是簡要描 述。


圖1是發(fā)電機的視圖。圖2是永磁轉(zhuǎn)子的分解圖。圖3是發(fā)電機的部件的分解圖。圖4是穿過組裝后的永磁轉(zhuǎn)子的截面圖。
具體實施例方式圖1中圖示的發(fā)電機20具有固定在轉(zhuǎn)子軸23上的永磁轉(zhuǎn)子22。當軸23被驅(qū)動 旋轉(zhuǎn)時永磁轉(zhuǎn)子22旋轉(zhuǎn)，并且靠近定子24。永磁轉(zhuǎn)子22在定子24附近的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能， 如已知，該電能可被用于控制或安全裝置。主繞組裝置26在主定子裝置28附近旋轉(zhuǎn)，并產(chǎn) 生例如在飛機上使用的電能。圖1中示出的發(fā)電機的一個通常的應(yīng)用是由噴氣飛機的氣輪 機驅(qū)動。圖2是永磁轉(zhuǎn)子22的分解視圖。如所示，限制帶30包圍多個永磁體32。轂34包 括多個外面36，每個外面安裝一個磁體32。由于多個面36，轂34的外周是多邊形的。轂 34的內(nèi)孔包括弓I導環(huán)部(pilotingboss) 38和螺紋40。如所示，弓丨導環(huán)部在孔的一端，并在 螺紋40之外。圖3示出了組裝后的永磁轉(zhuǎn)子22。如所能看見的，引導環(huán)部38面對軸23，并且螺 紋40在軸向更外處。螺紋52形成在軸23上，并且引導面50也被形成。為了將永磁轉(zhuǎn)子 22組裝到軸23上，引導面38最初被設(shè)置在引導面50上。這使轉(zhuǎn)子22在軸23上準確地對 準中心。接著，轉(zhuǎn)矩工具孔54接收轉(zhuǎn)矩工具，然后轉(zhuǎn)矩工具可被驅(qū)動以將永磁轉(zhuǎn)子22旋轉(zhuǎn) 到軸23上，使得螺紋40接合在螺紋52上，使永磁轉(zhuǎn)子22在軸23上鎖定并準確定位。如圖4中所示，當組裝后，軸23的中心軸線C延伸通過軸23和轂34。如從圖4中 能理解的，在轂34的內(nèi)徑上的螺紋40與磁體32部分軸向?qū)R。換句話說，可以定義一個 垂直于軸線C的平面，該平面同時延伸穿過螺紋40和磁體32部分。如圖4中所示，可將第一直徑Dl定義在軸23上螺紋52的根部。該相同直徑實際 上等于轂34上螺紋40的頂部?？蓪⒌诙睆紻2定義在軸23上螺紋52的頂部，或轂34上螺紋40的根部。 第三直徑D3延伸到引導表面。在這些直徑之間存在微小的差別，關(guān)于軸23上的直徑， Dl 在 1. 8730” (47. 574mm)禾口 1. 8798” (47. 746mm)之間。D2 在 1. 9294” (49. 007mm)和 1. 9375” (49. 212mm)之間并且 D3 在 2. 0165” (51. 219mm)和 2. 0160” (51. 20mm)之間。在 實施例中，Dl與D3的比率在1. 07和1. 08之間。該比率對轂以及軸來說也成立。優(yōu)選的是，螺紋52和40的設(shè)計使得當在運行過程中在期望的方向上驅(qū)動永磁轉(zhuǎn) 子22時，永磁轉(zhuǎn)子22上的轉(zhuǎn)矩會進一步使永磁轉(zhuǎn)子22在軸23上擰緊，而不是在相反的松 開方向。在一個實施例中，螺紋的每英寸螺紋數(shù)是20。轂上使用的螺紋是自鎖螺紋，該螺紋 可以商標名Spiralok商購。為了組裝永磁轉(zhuǎn)子32，磁體可被燒結(jié)。對各個磁體進行磁化、檢測和穩(wěn)定。然后可 用環(huán)氧基樹脂將它們粘結(jié)到轂的平面上。轂可由適合的鋼制成。磁體的外徑可被機械加工 到規(guī)定尺寸。要求環(huán)氧基樹脂粘結(jié)劑在該機械加工過程中將磁體固定住。然后加熱限制帶 30并將其圍繞磁體組裝。隨著帶的冷卻，它形成干涉配合，從而將磁體、轂和限制帶保持在
5一起。當然，可以使用其它方法。 雖然公幵了本發(fā)明的實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到某些變型也在本發(fā)明的 范圍內(nèi)。因此，應(yīng)當研究所附權(quán)利要求以確定本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種轂，其作為發(fā)電機中永磁轉(zhuǎn)子的一部分，所述轂包括轂體，其具有外周表面和以軸線為中心的內(nèi)周孔，所述內(nèi)周孔具有在從第一端附近起的軸向尺寸的一部分上的螺紋；和位于所述內(nèi)周孔上的引導面，所述引導面的直徑大于所述螺紋的頂部的直徑，所述引導面用于在接收所述轂的軸上進行引導。
2.如權(quán)利要求1所述的轂，其中所述轂的外周表面具有多邊形形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的轂，其中所述轂內(nèi)包括用于接收轉(zhuǎn)矩工具以將所述轂驅(qū)動到轉(zhuǎn) 子軸上的轉(zhuǎn)矩工具孔。
4.如權(quán)利要求1所述的轂，其中所述引導面的所述直徑與所述螺紋的所述頂部的所述 直徑的比率在1. 07和1. 08之間。
5.一種用在發(fā)電機上的永磁轉(zhuǎn)子，包括轂，具有外周表面和以軸線為中心的內(nèi)周孔，所述內(nèi)周孔具有至少在軸向尺寸的一部 分上的螺紋；安裝在所述轂的所述外周表面上的永磁體；設(shè)置在這些永磁體徑向外側(cè)的限制帶，所述限制帶將所述永磁體和所述轂保持在一起。
6.如權(quán)利要求5所述的永磁轉(zhuǎn)子，其中所述內(nèi)周孔在所述螺紋之外的一端上還包括引導表面。
7.如權(quán)利要求6所述的永磁轉(zhuǎn)子，其中所述引導表面的直徑與所述螺紋的內(nèi)周頂部的 直徑的比率在1. 07和1. 08之間。
8.如權(quán)利要求5所述的永磁轉(zhuǎn)子，其中能夠垂直于所述軸線定義一個平面，所述平面 延伸通過所述內(nèi)周孔上的所述螺紋，并通過所述永磁體。
9.如權(quán)利要求5所述的永磁轉(zhuǎn)子，其中所述轂具有轉(zhuǎn)矩工具孔，這些轉(zhuǎn)矩工具孔用于 接收轉(zhuǎn)矩工具以驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸上的所述永磁轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子軸將接收所述永磁轉(zhuǎn)子。
10.一種發(fā)電機轉(zhuǎn)子，包括安裝在轉(zhuǎn)子軸上的主繞組轉(zhuǎn)子；和永磁轉(zhuǎn)子，其包括具有外周表面和以軸線為中心的內(nèi)周圓柱孔的轂，所述內(nèi)周孔具有 至少在軸向尺寸的一部分上的螺紋，永磁體安裝在所述轂的所述外周表面上，限制帶設(shè)置 在這些永磁體的徑向外側(cè)，并將這些永磁體和所述轂保持在一起，所述轉(zhuǎn)子軸具有被接收 在所述內(nèi)周孔上的所述螺紋上的螺紋。
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其中所述轂的所述內(nèi)周孔在所述螺紋之外的所 述轂的一端上包括弓I導表面，并且所述轉(zhuǎn)子軸還具有配合弓I導表面。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其中所述引導表面的所述直徑與所述轂上的所 述螺紋的內(nèi)周頂部的直徑的比率在1. 07和1. 08之間。
13.如權(quán)利要求10所述的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其中能夠垂直于所述軸線定義一個平面，所述 平面將延伸通過所述轉(zhuǎn)子軸上的所述螺紋、所述轉(zhuǎn)子轂的所述內(nèi)周孔上的所述螺紋，并通 過所述永磁體。
14.如權(quán)利要求10所述的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，其中所述轂具有轉(zhuǎn)矩工具孔，這些轉(zhuǎn)矩工具孔 用于接收轉(zhuǎn)矩工具以將所述永磁轉(zhuǎn)子驅(qū)動到所述轉(zhuǎn)子軸上。
15.一種發(fā)電機，包括主繞組定子，和用于永磁轉(zhuǎn)子的定子；安裝在轉(zhuǎn)子軸上的主繞組轉(zhuǎn)子；和永磁轉(zhuǎn)子，其包括具有外周表面和以軸線為中心的內(nèi)周圓柱孔的轂，所述內(nèi)周孔具有 至少在軸向尺寸的一部分上的螺紋，永磁體安裝在所述轂的所述外周表面上，限制帶設(shè)置 在這些永磁體的徑向外側(cè)，并將這些永磁體和所述轂保持在一起，所述轉(zhuǎn)子軸具有被接收 在所述內(nèi)周孔上的所述螺紋上的螺紋。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)電機，其中所述轂的所述內(nèi)周孔在所述螺紋之外的所述轂 的一端上包括弓I導表面，并且所述轉(zhuǎn)子軸還具有配合弓I導表面。
17.如權(quán)利要求16所述的發(fā)電機，其中所述引導表面的所述直徑與所述轂上的所述螺 紋的內(nèi)周頂部的直徑的比率在1. 07和1. 08之間。
18.如權(quán)利要求15所述的發(fā)電機，其中能夠垂直于所述軸線定義一個平面，所述平面 將延伸通過所述轉(zhuǎn)子軸上的所述螺紋、所述轉(zhuǎn)子轂的所述內(nèi)周孔上的所述螺紋，并通過所 述永磁體。
19.如權(quán)利要求15所述的發(fā)電機，其中所述轂具有轉(zhuǎn)矩工具孔，這些轉(zhuǎn)矩工具孔用于 接收轉(zhuǎn)矩工具以將所述永磁轉(zhuǎn)子驅(qū)動到所述轉(zhuǎn)子軸上。
全文摘要
高速發(fā)電機中永磁轉(zhuǎn)子的軸向保持裝置。永磁轉(zhuǎn)子包括具有外周表面和以軸線為中心的內(nèi)周孔的轂。內(nèi)周孔具有至少在軸向尺寸的一部分上的螺紋。永磁體安裝在所述轂的所述外周表面上。限制帶設(shè)置在這些永磁體徑向外側(cè)，并將所述永磁體和所述轂保持在一起。轂、包括永磁轉(zhuǎn)子的發(fā)電機轉(zhuǎn)子、和包括永磁轉(zhuǎn)子的發(fā)電機都在本申請中公開并要求保護。
文檔編號H02K21/14GK101882826SQ201010173830
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者G·C·萊默斯, R·D·拉斯穆森, S·R·加農(nóng) 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司