一種用於直線步進電機的轉子的製作方法

2023-11-01 07:04:42

本實用新型涉及一種用於直線步進電機的轉子。

背景技術：

目前，小型直線步進電機因其結構簡單，效率高，生產成本低等優點，在辦公自動化機器等領域、汽車領域中有著廣闊的應用前景。在小型直線步進電機的轉子中，使用螺杆7和軸套過盈配合聯接是其中一種結構，如圖1所示，這種配合會使得螺杆7和軸套同時旋轉，在直線步進電機運行的過程中，螺母運行到螺杆7底端，經常出現螺母和螺杆7嚙合擰緊力過大導致轉矩大於電機額定轉矩而螺杆7無法正常啟動的問題，對於此問題，螺杆7和軸套過盈配合聯接的結構通常設計新的驅動器，電機啟動時在電路板中加載過載電流，使得電機獲得過載轉矩來克服過大的擰緊力，但是存在四個問題：

1、加載過載電流會減少電路板的使用壽命。電機啟動後正常運行時依然使用過載電流，不僅存在資源浪費，對電機長時間施加過載電流會導致發熱溫度過高，損毀電機的現象。

2、使用特別編寫的驅動程序增加了成本。

3、螺杆7是細長軸，在壓入軸套過程中容易出現彎曲變形，報廢率高的現象。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種用於直線步進電機的轉子，它能夠在啟動時，使轉動軸獲得大於額定轉矩的轉矩，克服了擰緊力轉矩，實現了轉動軸的良好轉動。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是：一種用於直線步進電機的轉子，它包括：

轉子本體，所述轉子本體具有主體部分以及安裝在主體部分內的支承元件；

轉動軸，所述轉動軸支承在支承元件上，並且轉動軸和轉子本體之間具有一定的相對轉動自由度；

連接件，所述連接件固定設置在轉動軸上；

彈性件，所述彈性件分別與所述轉子本體和連接件相連接，當轉子本體轉動時，所述轉子本體通過彈性件和連接件帶動所述轉動軸轉動。

進一步，所述支承元件為軸套，所述彈性件分別與所述轉子本體的軸套和連接件相 連接。

進一步，所述支承元件為滑動軸承和端蓋，所述彈性件分別與所述主體部分和連接件相連接。

進一步提供了一種主體部分的具體結構，所述主體部分包括襯套和磁環，所述磁環固定設置在襯套的外周壁上。

進一步不僅為了增加磁環和襯套之間的粘接牢度，而且可以使磁環和襯套之間的間隙做的更小，甚至是接近於無間隙，提高磁環和襯套的同心度，所述磁環粘接在襯套的外周壁上，並且所述襯套的外周壁上設置有至少一道用於存儲粘接劑的環形槽。

進一步提供了一種彈性件的具體結構，所述彈性件為扭力彈簧，所述扭力彈簧套在轉動軸上，並且所述扭力彈簧與所述轉動軸的外周壁之間具有一定的間隙。

進一步為了避免卡軸現象以及提高轉子轉動精度，所述間隙為10～15μm。

進一步提供了一種連接件與扭力彈簧的連接方式，所述連接件上設置有彈簧端部容置槽，並且連接件上設置有與彈簧端部容置槽相連通的彈簧臂卡槽，所述扭力彈簧的一端部容置於所述彈簧端部容置槽內，並且彈簧的該端部的彈簧臂的頭部卡入所述彈簧臂卡槽內。

進一步，所述彈簧臂卡槽的寬度比彈簧臂的直徑大0～0.15mm。

進一步提供了一種連接件與轉動軸的連接結構，所述連接件和所述轉動軸注塑在一起。

進一步，所述連接件過盈配合在轉動軸的外周壁上。

進一步，所述襯套的端部設置有擋部，所述連接件的軸向端部與所述擋部的軸向端部抵接在一起。

進一步，軸套與所述轉動軸的外周壁之間為間隙配合；和/或所述軸套與所述襯套之間為過盈配合；和/或所述連接件與所述轉動軸的外周壁之間為過盈配合。

進一步，所述端蓋與所述轉動軸的外周壁之間和/或所述滑動軸承與所述轉動軸的外周壁之間為間隙配合。

採用了上述技術方案後，本實用新型具有以下的有益效果：

1、無需過載電流啟動，保證了電機及電路板的正常使用壽命。

2、使用普通驅動器即可實現電動機的啟動，無需另編寫驅動程序，降低了成本。

3、同時適用於擰緊力轉矩過大和轉矩正常的這兩種情況。

4、克服了螺杆壓入軸套變形，報廢率高的問題。

附圖說明

圖1為現有技術中的用於直線步進電機的轉子的結構示意圖；

圖2為本實施例一的用於直線步進電機的轉子的剖視圖；

圖3為本實施例一的用於直線步進電機的轉子的裝配爆炸圖；

圖4為本實施例一的連接件的立體圖。

圖5為本實施例二的用於直線步進電機的轉子的結構剖視圖；

圖6為本實施例二的用於直線步進電機的轉子的立體圖；

圖7為本實施例二的連接件的立體圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

實施例一

如圖2～4所示，一種用於直線步進電機的轉子，它包括：

轉子本體，所述轉子本體具有主體部分以及安裝在主體部分內的軸套101；

轉動軸，所述轉動軸支承在軸套101上，並且轉動軸和轉子本體之間具有一定的相對轉動自由度；所述轉動軸為螺杆7；

連接件2，所述連接件2固定設置在轉動軸上；

彈性件，所述彈性件分別與所述軸套101和連接件2相連接，當轉子本體轉動時，所述轉子本體通過彈性件和連接件2帶動所述轉動軸轉動。

如圖2所示，所述主體部分包括襯套3和磁環4，所述磁環4固定設置在襯套3的外周壁上。

如圖2所示，所述磁環4粘接在襯套3的外周壁上，並且所述襯套3的外周壁上設置有至少一道用於存儲粘接劑的環形槽31。環形槽31的設置不僅可以增加磁環4和襯套3之間的粘接牢度，而且可以使磁環4和襯套3之間的間隙做的更小，甚至是接近於無間隙，提高磁環4和襯套3的同心度。

如圖2所示，所述彈性件為扭力彈簧5，所述扭力彈簧5套在轉動軸上，並且所述扭力彈簧5與所述轉動軸的外周壁之間具有一定的間隙，所述間隙可以為10～15μm，優先12μm，小於10μm容易卡軸，大於15μm轉子轉動精度降低，螺杆7將產生較大的行程誤差，且轉子啟動時存在較大的振動。

如圖4所示，所述連接件2上設置有彈簧端部容置槽21，並且連接件2上設置有與彈簧端部容置槽21相連通的彈簧臂卡槽22，所述扭力彈簧5的一端部容置於所述彈簧端部容置槽21內，並且扭力彈簧5的該端部的彈簧臂的頭部卡入所述彈簧臂卡槽22內。

所述彈簧臂卡槽22的寬度比彈簧臂的直徑大0～0.15mm。扭力彈簧5選用彈性材料：碳素結構鋼、矽錳彈簧鋼、彈簧用不鏽鋼等等，優先選用碳素結構鋼。熱處理：HRC42-48， 優選HRC45，彈簧臂的直徑可以採用0.5mm的，彈簧臂卡槽22的寬為0.5-0.65mm,優選0.6mm，如果槽寬小於0.5mm,彈簧臂無法放入彈簧臂卡槽22內，大於0.65mm彈簧臂容易脫離彈簧臂卡槽22，在優選的間隙範圍能可以起到更為理想的啟動效果。

所述連接件2和所述轉動軸注塑在一起。

如圖2所示，所述襯套3的端部設置有擋部32，所述連接件2的軸向端部與所述擋部32的軸向端部抵接在一起。在襯套3上設置擋部32是為了能夠防止轉動軸的軸向竄動。

所述軸套101與所述轉動軸的外周壁之間為間隙配合；和/或所述軸套101與所述襯套3之間為過盈配合；和/或所述連接件2與所述轉動軸的外周壁之間為過盈配合。

本實施例一的工作原理如下：

螺杆7與螺母之間的擰緊力轉矩大於電機的額定轉矩時，電機以額定電壓啟動，由於螺杆7與襯套3上的軸套之間為間隙配合，轉子本體先轉動獲得動能，帶動扭力彈簧5轉動，藉助轉子本體的慣性，使螺杆7獲得大於額定轉矩的轉矩，克服了擰緊力轉矩，實現螺杆7的轉動。

實施例二

如圖5～7所示，一種用於直線步進電機的轉子，它包括：

轉子本體，所述轉子本體具有主體部分以及安裝在主體部分內的滑動軸承10202和端蓋103；

轉動軸，所述轉動軸支承在滑動軸承10202和端蓋103上，並且轉動軸和轉子本體之間具有一定的相對轉動自由度；所述轉動軸為螺杆7；

連接件2，所述連接件2固定設置在轉動軸上；本實施例中的連接件2為注塑體；

彈性件，所述彈性件分別與所述轉子本體和連接件2相連接，當轉子本體轉動時，所述轉子本體通過彈性件和連接件2帶動所述轉動軸轉動。

如圖2所示，所述主體部分包括襯套3和磁環4，所述磁環4固定設置在襯套3的外周壁上。

如圖2所示，所述磁環4粘接在襯套3的外周壁上，並且所述襯套3的外周壁上設置有至少一道用於存儲粘接劑的環形槽31。

如圖2所示，所述彈性件為扭力彈簧5，所述扭力彈簧5套在轉動軸上，並且所述扭力彈簧5與所述轉動軸的外周壁之間具有一定的間隙，所述間隙可以為10～15μm，優先12μm,小於10μm容易卡軸,大於15μm轉子轉動精度降低，螺杆7將產生較大的行程誤差，且轉子啟動時存在較大的振動。

如圖4所示，所述連接件2上設置有彈簧端部容置槽21，並且連接件2上設置有與 彈簧端部容置槽21相連通的彈簧臂卡槽22，所述扭力彈簧5的一端部容置於所述彈簧端部容置槽21內，並且扭力彈簧5的該端部的彈簧臂的頭部卡入所述彈簧臂卡槽22內。

所述彈簧臂卡槽22的寬度比彈簧臂的直徑大0～0.15mm。扭力彈簧5選用彈性材料：碳素結構鋼、矽錳彈簧鋼、彈簧用不鏽鋼等等，優先選用碳素結構鋼。熱處理：HRC42-48，優選HRC45，彈簧臂的直徑可以採用0.5mm的，彈簧臂卡槽22的寬為0.5-0.65mm,優選0.6mm，如果槽寬小於0.5mm,彈簧臂無法放入彈簧臂卡槽22內，大於0.65mm彈簧臂容易脫離彈簧臂卡槽22，在優選的間隙範圍能可以起到更為理想的啟動效果。

所述連接件2過盈配合在轉動軸的外周壁上。

所述端蓋103與所述轉動軸的外周壁之間和/或所述滑動軸承10202與所述轉動軸的外周壁之間為間隙配合。

另外，本實用新型的端蓋103在襯套3上為可拆卸結構，端蓋103可以從襯套3上拆卸下來，從而可以更換連接件2和扭力彈簧5。

本實施例二的工作原理如下：

螺杆7與螺母之間的擰緊力轉矩大於電機的額定轉矩時，電機以額定電壓啟動，由於螺杆7與襯套3上的端蓋103和滑動軸承10202之間為間隙配合，轉子本體先轉動獲得動能，帶動扭力彈簧5轉動，藉助轉子本體的慣性，使螺杆7獲得大於額定轉矩的轉矩，克服了擰緊力轉矩，實現螺杆7的轉動。

以上所述的具體實施例，對本實用新型解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。