一種電機主軸與編碼器的連接裝置的製作方法
2024-02-14 11:19:15
專利名稱：一種電機主軸與編碼器的連接裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電機轉軸的聯軸器，確切地說，涉及一種大功率電機 主軸與編碼器的連接裝置，屬於高壓變頻器的智能調速設備技術領域。
背景技術：
編碼器是一種用於速度控制或位置控制系統的檢測元件，其中光電編碼器 是通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數字量的傳感器， 通常用來測量電機轉速。光電編碼器由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是 在一定直徑的圓板上等分地開設若干個圓弧形通孔。由於光電碼盤與電機同軸， 電機旋轉時，光柵盤與電機同軸同速旋轉，經發光二極體等電子元件組成的檢 測裝置檢測輸出若干脈沖信號，再通過計算光電編碼器每秒輸出的脈衝個數就 能反映該電機的當前轉速。其技術參數主要有每轉的脈沖個數(數十個到幾千 個都有)和供電電壓等。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。單路輸出是指光電
編碼器的輸出是一組脈衝，而雙路輸出的光電編碼器輸出相位相差90度的兩組 脈衝，通過這兩組脈衝不4又可以測量電才幾轉速，還可判斷電4幾旋轉的方向。
現在，編碼器已經廣泛用於高壓變頻器驅動的大功率電機的轉速測量和控 制，將編碼器測量得到的轉速數據反饋給高壓變頻器，從而對該大功率電機實 現智能調節轉速的目的。
當前，編碼器大都採用其附帶的配件-軟連接器(硬橡膠材料製成)或剛 性彈簧的連接方式與電機主軸結合為一體。由此帶來的問題是電機主軸通過軟 連接器或剛性彈簧聯接主軸進行高速旋轉時，該電機主軸的軸向串動都將會通 過軟連接器或剛性彈簧傳遞給編碼器，對精密儀器-編碼器造成損壞，大大縮 短編碼器的使用壽命。另外，編碼器通常用於小功率電機或步進電機的控制， 現在將其連接到大、中功率電機主軸上，由於兩者的連接不甚適宜和精準，也使得測量得到的轉速數值與實際數據存在較大誤差在電機開始旋轉的啟動瞬
間，有測量滯後的現象，而在電機旋轉的停止瞬間，則有測量超前的誤差。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種電機主軸與編碼器的連接裝置，該裝 置能夠較好地解決電機高速旋轉時，主軸軸向移動對編碼器造成的損害，而且， 體積小巧，結構簡單，製造容易，成本低廉，操作與維護方便，傳動精度高， 響應快，動態穩定性好。
為了達到上述目的，本發明提供了一種電機主軸與編碼器的連接裝置，包
括編碼器的附件硬橡膠材料製成的軟連接器；其特徵在於，該連接裝置還包 括下述零件緊固連接在電機主軸軸端的聯軸檔蓋，在該聯軸檔蓋中間通孔中 貫穿而滑動連接的一個方圓連接軸，該方圓連接軸的另 一端伸入與編碼器緊固 為一體的軟連接器的通孔內，兩者藉由螺釘鎖固連接，藉由該方圓連接軸和軟 連接器將電機主軸的旋轉傳遞給編碼器，並吸收、抵消主軸的軸向移動；在電 機主軸軸承外環的機殼上螺固安裝的軸承蓋，藉由該軸承蓋的中間通孔周邊螺 孔的螺栓而螺固的法蘭盤，該法蘭盤為中空薄壁圓筒，該法蘭盤的另一端與編 碼器的殼體緊固連接。
所述電機主軸的軸端工藝中心孔在其軸向和徑向都被作了拓深和擴展，其
深度和直徑都要大於所述方圓連接軸的軸向移動和徑向移動的最大尺寸。
所述聯軸檔蓋是個中間為圓柱凸臺的薄壁蓋狀零件，圓柱凸臺的中心設有 用於貫穿方圓連接軸的方孔，該檔蓋藉由其徑向均布的通孔中的螺栓螺固在電 才幾主軸的端面。
所述軸承蓋固裝在電機主軸軸承外環的機殼上後，其中間通孔的中心線與 電才幾主軸的同軸誤差要小於0.05mm。
所述法蘭盤的一端的定位凸臺的中心線與其另 一端通孔內徑的同軸誤差小 於0.05mm，以便藉由該定位凸臺與軸承蓋的中間通孔的精準配合、以及通過法 蘭盤另一端通孔內徑與編碼器外殼的精準定位，使得編碼器與電機主軸位於同一軸線。
所述方圓連接軸是一端為帶有螺固平面的圓柱體、另 一端為正四方體的柱
狀零件，該零件材料為中碳鋼，表面光潔度不低於V6，且有滲碳硬化層，與其 它零件的裝配間隙小於0.05mm。
所述聯軸檔蓋中間通孔的形狀是正四邊形或其它正多邊形；如果該聯軸檔 蓋中間通孔的形狀為正多邊形時，則方圓連接軸的另 一端是與該通孔形狀對應 的正多邊形的柱狀零件。
所述聯軸檔蓋、軸承蓋、法蘭盤的材料都是中碳鋼。
所述電機是l.lkW以上的大、中功率電才幾。
本發明是一種電機主軸與編碼器的連接裝置，特別適用於高壓變頻器的大、 中功率電機的轉速測量的智能調節。該裝置較好地解決了大、中功率電機主軸 在高速旋轉時，主軸軸向移動時對編碼器造成的損害，該裝置結構新穎、簡單、 實用，製造、使用和維護的成本低廉，能夠將電機主軸的轉動連接精準地傳遞 給編碼器，精度高、響應快、動態穩定性好，而且，保護功能完善、體積小巧、 拆裝、操作與維護方便。
圖l是本發明電機主軸與編碼器的連接裝置裝配圖。 圖2是圖1的局部(B)放大圖。
圖3是本發明電機主軸與編碼器的連接裝置方圓連接軸的軸測圖。 圖4是編碼器的硬橡膠軟連接器的軸測圖。
圖5 (A)、 (B)分別是本發明電機主軸與編碼器的連接裝置的聯軸檔蓋的 兩個不同方位軸測圖。
圖6 (A)、 (B)分別是是本發明電機主軸與編碼器的連接裝置的聯法蘭盤 的兩個不同方位軸測圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作 進一步的詳細描述。
參見各個附圖，介紹本發明電機主軸與編碼器的連"^妻裝置的結構組成，該
連接裝置包括下列零件(參見圖1和圖2 ):緊固連接在電機主軸2軸端的聯軸 檔蓋1,在該聯軸檔蓋1中間通孔中貫穿而滑動連接的一個方圓連接軸4(參見 圖3)，該方圓連接軸4的另一端伸入與編碼器6緊固為一體的、作為編碼器件 的硬橡膠材的軟連接器7 (參見圖4)的通孔內，兩者藉由鎖固螺釘連接，藉由 該方圓連接軸4和軟連接器7將電機主軸2的旋轉傳遞給編碼器6，並吸收、 抵消電機主軸2的軸向移動；在電機主軸2軸承外側的機殼上螺固安裝的軸承 蓋4，藉由該軸承蓋4的中間通孔周邊螺孔的螺栓而螺固的法蘭盤5，該法蘭盤 5為中空薄壁圓筒，該法蘭盤5的另一端與編碼器6的殼體緊固連接。本發明 通過相關零件的定位凸臺或止口以及其它幾何尺寸的精細加工，能夠保證編碼 器6與電機主軸2的同軸精度。其中的方圓連接器4是關鍵零件，既用於傳遞 電機的扭距，又能夠軸向自由滑動，正是通過它的滑動，能夠吸收電機主軸2 的軸向移動，從而保護編碼器6免遭該軸向力的損害。
從圖l和圖2可見，本發明的電機主軸2的軸端的工藝中心孔在其軸向和 徑向都^皮作了拓深和擴展，其深度和直徑都要大於方圓連^l妄軸4的軸向移動和 徑向移動的最大尺寸。需要說明的是本發明特別適用於UkW以上的大、中功 率電機與編碼器的轉速測量。
下面簡單介紹本發明的幾個主要零件
參見圖3,方圓連接軸4是一端為帶有螺固平面的圓柱體、另一端為正四 方體的柱狀零件，該零件材料為中碳鋼，表面光潔度不低於V6，且有滲碳硬化 層，與其它零件的裝配間隙小於0.05mm。
參見圖5,聯軸檔蓋1是個中間為圓柱凸臺的薄壁蓋狀零件，圓柱凸臺的 中心設有用於貫穿方圓連接軸4的方形通孔，該檔蓋藉由其徑向均布的三個通孔中的螺栓螺固在電機主軸2的端面。聯軸檔蓋1中間通孔的形狀是正四邊形
或其它正多邊形；如果該聯軸檔蓋中間通孔的形狀為正多邊形時，則方圓連接 軸4的另一端是與該通孔形狀對應的正多邊形的柱狀零件。
本發明的軸承蓋3固裝在電機主軸2軸承外側的機殼上後，其中間通孔的 中心線與電機主軸2的同軸誤差要小於0.05mm。
參見圖6,法蘭盤的一端的定位凸臺的中心線與其另一端通孔內徑的同軸 誤差小於0.05mm，以便藉由該定位凸臺與軸承蓋的中間通孔的精準配合、以及 通過法蘭盤另一端通孔內徑與編碼器外殼的精準定位，使得編碼器與電機主軸 位於同一軸線。本發明的聯軸檔蓋、軸承蓋、法蘭盤的材料都是中碳鋼。
本發明已經試製出樣機並進行了試驗實施，試驗實施是在6kV/245kW的異 步電動機上進行的，該連接裝置的試驗運轉的效果非常顯著，傳動精度高、響 應快、動態穩定性好，達到了預期的發明目的。
權利要求
1、一種電機主軸與編碼器的連接裝置，包括編碼器的附件硬橡膠材料製成的軟連接器；其特徵在於，該連接裝置還包括下述零件緊固連接在電機主軸軸端的聯軸檔蓋，在該聯軸檔蓋中間通孔中貫穿而滑動連接的一個方圓連接軸，該方圓連接軸的另一端伸入與編碼器緊固為一體的軟連接器的通孔內，兩者藉由螺釘鎖固連接，藉由該方圓連接軸和軟連接器將電機主軸的旋轉傳遞給編碼器，並吸收、抵消主軸的軸向移動；在電機主軸軸承外環的機殼上螺固安裝的軸承蓋，藉由該軸承蓋的中間通孔周邊螺孔的螺栓而螺固的法蘭盤，該法蘭盤為中空薄壁圓筒，該法蘭盤的另一端與編碼器的殼體緊固連接。
2、 根據權利要求1所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵在於所 述電機主軸的軸端工藝中心孔在其軸向和徑向都被作了拓深和擴展，其深度和 直徑都要大於所述方圓連接軸的軸向移動和徑向移動的最大尺寸。
3、 根據權利要求1所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵在於所 述聯軸檔蓋是個中間為圓柱凸臺的薄壁蓋狀零件，圓柱凸臺的中心設有用於貫 穿方圓連接軸的方孔，該檔蓋藉由其徑向均布的通孔中的螺栓螺固在電機主軸 的端面。
4、 根據權利要求1所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵在於所 述軸承蓋固裝在電機主軸軸承外環的機殼上後，其中間通孔的中心線與電機主 軸的同軸誤差要小於0.05mm。
5、 根據權利要求1或4所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵在於 所述法蘭盤的一端的定位凸臺的中心線與其另一端通孔內徑的同軸誤差小於 0.05mm,以便藉由該定位凸臺與軸承蓋的中間通孔的精準配合、以及通過法蘭 盤另一端通孔內徑與編碼器外殼的精準定位，使得編碼器與電機主軸位於同一 軸線。
6、 根據權利要求1所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵在於所 述方圓連接軸是一端為帶有螺固平面的圓柱體、另一端為正四方體的柱狀零件，該零件材料為中碳鋼，表面光潔度不低於V6，且有滲碳硬化層，與其它零件的 裝配間隙小於0.05mm。
7、 根據權利要求1或6所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵在於 所述聯軸檔蓋中間通孔的形狀是正四邊形或其它正多邊形；如果該聯軸檔蓋中 間通孔的形狀為正多邊形時，則方圓連接軸的另 一端是與該通孔形狀對應的正 多邊形的柱狀零件。
8、 根據權利要求1所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵在於所 述聯軸檔蓋、軸承蓋、法蘭盤的材料都是中碳鋼。
9、 根據權利要求1所述的電機主軸與編碼器的連接裝置，其特徵用於所 述電機是UkW以上的大、中功率電機。
全文摘要
一種電機主軸與編碼器的連接裝置，包括下述零件編碼器的硬橡膠軟連接器，緊固連接在電機主軸軸端的聯軸檔蓋，在該聯軸檔蓋中間通孔中貫穿而滑動連接的方圓連接軸，該方圓連接軸的另一端伸入與編碼器緊固為一體的軟連接器的通孔內，兩者藉由螺釘鎖固連接，藉由該方圓連接軸和軟連接器將電機主軸的旋轉傳遞給編碼器，並吸收、抵消主軸的軸向移動；在電機主軸軸承外側的機殼上螺固的軸承蓋，藉由該軸承蓋的中間通孔周邊螺栓而螺固的法蘭盤，該法蘭盤為中空薄壁圓筒，其另一端與編碼器殼體緊固連接。該裝置解決了電機旋轉產生的軸向移動損害編碼器的問題，體積小，結構簡單，製造容易，成本低，操作與維護方便，傳動精度高，響應快，動態穩定性好。
文檔編號H02K29/06GK101299564SQ20081010200
公開日2008年11月5日 申請日期2008年3月14日 優先權日2008年3月14日
發明者齊雲凱 申請人:北京合康億盛科技有限公司