大功率密度鼠笼发电机转子结构及其装配方法

技术领域

本发明涉及一种鼠笼电机转子结构，特别涉及一种大功率密度的鼠笼发电机转子的结构及其转配方法。

背景技术

功率密度较大的鼠笼发电机一般具有体积小、功率大的特点，对该类电机的转子强度要求和转子通风散热的要求，都比较高，这就要求它的转子转轴具有较高的刚度，其转轴的挠度变化应在设计范围内，并且轴向通风面积要大，以满足散热的要求；这种电机的转子转轴一般是采用光轴，光轴为实心轴，若要达到上述强度要求，需要将光轴设计得很粗，导致轴的成本高，外径较大的光轴，挤占了转子的轴向通风面积，常常出现转轴强度和轴向通风面积不能兼顾的设计矛盾；在无法采用光轴的情况下，设计人员会采用轮辐轴，常规的轮辐轴是由小直径光轴和轮辐板构成的，轮辐板为长方形钢板，4-6块轮辐板呈放射性地等间隔弧度地固定焊接在小直径光轴的外圆侧面上，在轮辐板的外圆顶面上，过盈配合套接有转子铁芯，在转子铁芯中设置有转子导条，转子导条的两端分别连接有前端环和后端环，由于轮辐板与转子铁芯的过盈配合面积较小，大功率密度转子转轴在工作时，扭矩较大，轮辐板与转子铁芯过盈配合的面积，无法满足较大扭矩的传递要求；另外，轮辐板的厚度一般约为几十毫米厚，轮辐板与小直径光轴之间的焊接是通过两道焊缝来实现连接的，存在轮辐板底端中央未焊透的现象，存在从小直径光轴到轮辐板传递大扭矩时，其焊接连接强度不够的问题。

发明内容

本发明提供了一种大功率密度鼠笼发电机转子结构及其转配方法，解决了在设计中如何兼顾大功率密度鼠笼发电机转子的刚度和较大的通风面积及传递大扭矩的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：加大鼠笼发电机转子轮辐轴的轮辐板与电机铁心的过盈配合面积；在轮辐板上设置与小直径光轴焊接的焊接坡口，加强轮辐板与小直径光轴之间的焊接强度。

一种大功率密度鼠笼发电机转子结构，包括光轴、轮辐板和转子铁芯，在转子铁芯中设置有导条，在转子铁芯的左端设置有左端环，在转子铁芯的右端设置有右端环，在转子铁芯上设置有电机转子径向通风道，轮辐板的外侧端为扇形柱状，轮辐板的内侧端为锥形柱状，轮辐板的扇形柱状的外侧端的外圆侧面与转子铁芯过盈配合连接在一起，轮辐板的锥形柱状的内侧端的内侧面，顶接在光轴的外圆侧面上，在轮辐板的内侧端与光轴的外圆侧面之间所形成的焊接坡口中，设置有堆焊缝，在相邻的两轮辐板之间设置有电机转子轴向通风道，在轮辐板的左端面上设置有焊接应力左消除凹槽，在轮辐板的右端面上设置有焊接应力右消除凹槽，电机转子径向通风道与电机转子轴向通风道连通在一起。

轮辐板的锥形柱状的内侧端的内侧面为长方形，它的宽度为2毫米；在轮辐板的扇形柱状的外侧端的外圆侧面连接处，设置有台阶面。

一种大功率密度鼠笼发电机转子结构的装配方法，其特征在于以下步骤：

第一步、加工轮辐板，将长方形的轮辐板的上端加工成扇形柱状，轮辐板横截面的上端的为扇形，轮辐板通过该扇形的外圆侧面与转子铁芯过盈配合套接在一起，将长方形的轮辐板的下端加工成锥形柱状，轮辐板横截面的下端为锥形，该锥形柱状下端形成了宽度为2毫米的长方形的内侧面；在轮辐板的左端面上设置焊接应力左消除凹槽，在轮辐板的右端面上设置焊接应力右消除凹槽；

第二步、在光轴的外圆侧面上均布焊接第一步加工好的六块轮辐板，轮辐板通过内侧面顶接在光轴的外圆侧面上，在轮辐板的下端两侧的坡口中，焊接堆焊缝，使轮辐板的下端与光轴焊接在一起，焊接应力左消除凹槽和焊接应力右消除凹槽将焊接过程形成的应力消除掉；

第三步、将转子铁芯通过过盈配合套接在六块轮辐板上的扇形柱状的外侧端的外圆侧面上；

第四步、在转子铁芯上装配导条，在转子铁芯的左端安装左端环，在转子铁芯的右端安装右端环；完成转子的装配。

本发明即保证了大功率密度鼠笼发电机的转轴大扭矩的可靠传递，又满足了转子散热的要求，制造成本低，装配工艺简单。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明在右视方向上的结构示意图；

图3是本发明的轮辐板9在横截面上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种大功率密度鼠笼发电机转子结构，包括光轴1、轮辐板9和转子铁芯2，在转子铁芯2中设置有导条3，在转子铁芯2的左端设置有左端环4，在转子铁芯2的右端设置有右端环5，在转子铁芯2上设置有电机转子径向通风道6，轮辐板9的外侧端11为扇形柱状，轮辐板9的内侧端14为锥形柱状，轮辐板9的扇形柱状的外侧端11的外圆侧面与转子铁芯2过盈配合连接在一起，轮辐板9的锥形柱状的内侧端14的内侧面15，顶接在光轴1的外圆侧面上，在轮辐板9的内侧端14与光轴1的外圆侧面之间所形成的焊接坡口中，设置有堆焊缝10，在相邻的两轮辐板9之间设置有电机转子轴向通风道12，在轮辐板9的左端面上设置有焊接应力左消除凹槽8，在轮辐板9的右端面上设置有焊接应力右消除凹槽7，电机转子径向通风道6与电机转子轴向通风道12连通在一起。

轮辐板9的锥形柱状的内侧端14的内侧面15为长方形，它的宽度为2毫米；在轮辐板9的扇形柱状的外侧端11的外圆侧面连接处，设置有台阶面13，也就是说在扇形外圆面上设置一个厚度为台阶面13高度的圆环状筒体，以加强扇形面两端的强度，使扭转力从轮辐板的外侧端传递到转子铁芯上。

一种大功率密度鼠笼发电机转子结构的装配方法，其特征在于以下步骤：

第一步、加工轮辐板9，将长方形的轮辐板9的上端加工成扇形柱状，轮辐板横截面的上端的为扇形，轮辐板9通过该扇形的外圆侧面与转子铁芯2过盈配合套接在一起，将长方形的轮辐板9的下端加工成锥形柱状，轮辐板横截面的下端为锥形，该锥形柱状下端形成了宽度为2毫米的长方形的内侧面15；在轮辐板9的左端面上设置焊接应力左消除凹槽8，在轮辐板9的右端面上设置焊接应力右消除凹槽7，也就是说，长方形的轮辐板9，从横截面上看，像一个大头尖脚的铁钉，其顶端面为圆弧形柱面，与转子铁芯的内圆过盈配合套接在一起，加大了转子铁芯与轮辐板的接触面积，保证了转轴通过轮辐板对转子铁芯力矩的可靠传递，而不会发生转子铁芯与轮辐板之间发生相对转动的问题；

第二步、在光轴1的外圆侧面上均布焊接第一步加工好的六块轮辐板9，轮辐板9通过内侧面15顶接在光轴1的外圆侧面上，在轮辐板9的下端两侧的坡口中，焊接堆焊缝10，使轮辐板9的下端与光轴1焊接在一起，焊接应力左消除凹槽8和焊接应力右消除凹槽7将焊接过程形成的应力消除掉；轮辐板下端的楔形设计，使轮辐板下端形成近视三角棱柱状，为轮辐板与光轴的焊接形成了焊接坡口，解决了传统的轮辐板与光轴焊接时存在焊不透的缺陷，提高了轮辐板与光轴的连接强度，保证了大扭矩力的可靠传递；

第三步、将焊接完成的转子铁芯轮辐板9扇形外圆侧面加工至规定尺寸，将转子铁芯2通过过盈配合套接在六块轮辐板9上的扇形柱状的外侧端11的外圆侧面上；

第四步、在转子铁芯2上装配导条3，在转子铁芯2的左端安装左端环4，在转子铁芯2的右端安装右端环5；完成转子的装配。