限制转子平衡中的径向扩展制造技术

一种转子，包括：轴；包括至少一个端环和转子杆的结构，其中至少端环包括在转子平衡过程时经受从轴径向向外的扩展或运动的材料，转子平衡过程涉及结构的旋转；至少部分包围转子杆的芯；以及用于限制结构的径向向外的扩展或运动的装置。一种方法，包括：提供包括至少一个端环和转子杆的结构，其中至少端环包括在结构的旋转时经受从轴径向向外的扩展或运动的材料；由结构和芯组装转子，其中芯至少部分包围转子杆；使转子在转子平衡过程中旋转；以及在转子平衡过程中限制结构径向向外的扩展或运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】限制转子平衡中的径向扩展相关串请的交叉引用本申请要求2013年6月17 日提交的题为“Limiting Radial Expans1n in RotorBalancing”的美国申请第13/919，585号的优先权，其内容通过引用合并于此。
技术介绍
电动机通常包括在定子内安装在轴上的转子。转子可以具有沿着其外围放置的有时被称为转子杆的传导元件。转子杆可以与轴平行并且可以相对于轴而被倾斜。在转子的每个端部，端环可以被连接到转子杆的相应端部，例如在所谓的鼠笼式转子中实现的。转子杆和端环由诸如铜之类的某种合适的材料制成。由于转子在正常操作中将旋转，所以重要的是在电动机能够被使用之前将转子正确地平衡。平衡通常包括使转子以相对较高的速度旋转。这在转子部件上施加了很高的负荷。例如，在16，OOOrpm下的旋转可能使铜转子杆经受1kN数量级的负荷。同样，也可以由铜制成的端环可能经受181MPa数量级的很高的向心剪切力。这些幅度的负荷可以影响转子平衡。例如，端环材料(例如铜)可能由于受旋转影响的负荷而向外扩展。也就是说，端环的外径可能由于高强度旋转而增加，使得端环比初始大。作为另一示例，端环可能平移，使得其不再与转子轴同轴，引起转子变得不平衡。有时尝试通过从端环选择性地去除少量材料来抵消这些和其他不平衡源。在这样的去除之后，转子再次以很高的速度被旋转以确定调节是否充分。然而，这样的额外旋转过程可能再次引入一定量的不平衡，如以上所讨论的。
技术实现思路
在第一方面中，一种转子包括:轴；包括至少一个端环和转子杆的结构，其中至少端环包括在转子平衡过程时经受从轴径向向外的扩展或运动的材料，转子平衡过程涉及结构的旋转；至少部分包围转子杆的芯；以及用于限制结构的径向向外的扩展或运动的装置。实现方式可以包括以下特征中的任何或全部特征。装置包括在结构和芯中的一个上的突出部以及在结构和芯中的另一个上的槽，其中突出部的径向最外部分与槽的径向最外表面之间初始存在有间隙，并且其中结构的径向向外的扩展或运动在突出部的径向最外部分与槽的径向最外表面接触时被限制。突出部的径向最外部分与槽的径向最外表面具有共同的曲率。装置包括彼此等间隔的三个突出部-槽对。突出部在端环上并且槽在芯上。芯包括叠片的堆叠并且槽包括至少穿过叠片中的最外叠片的开口。芯将转子杆完全包围在杆槽内，其中装置包括被定位在如下的杆槽组中的转子杆组，与所述杆槽中的其他杆槽相比，所述杆槽组中的杆槽相对轴较近地轴向扩展，并且其中结构的径向向外的扩展或运动在转子杆组中的每个转子杆与杆槽组中的对应的一个杆槽接触时被限制。转子杆组中的每个转子杆与其余转子杆相同。杆槽组是彼此等间隔的三个杆槽。材料主要由铜组成并且芯主要由钢组成。在第二方面中，一种方法包括:提供包括至少一个端环和转子杆的结构，其中至少端环包括在结构的旋转时经受从轴径向向外的扩展或运动的材料；由结构和芯组装转子，其中芯至少部分包围转子杆；使转子在转子平衡过程中旋转；以及在转子平衡过程中限制结构径向向外的扩展或运动。实现可以包括以下特征中的任何或全部特征。结构和芯中的一个包括突出部，并且结构和芯中的另一个包括槽，其中突出部的径向最外部分与槽的径向最外表面之间初始存在有间隙，并且其中限制结构的径向向外的扩展或运动包括使突出部的径向最外部分与槽的径向最外表面接触。芯将转子杆完全包围在杆槽内，其中转子杆组被定位在如下的杆槽组中，与所述杆槽中的其他杆槽相比，所述杆槽组中的杆槽相对轴较近地轴向扩展，并且其中限制结构的径向向外的扩展或运动包括转子杆组中的每个转子杆与杆槽组中的对应的一个杆槽接触。【附图说明】图1示出具有轴、端环和芯的转子的示例截面。图2示出具有突出部的图1中的转子的端环的示例。图3示出具有杆和定位特征槽的图1中的转子的端部叠片的示例。图4A示出在平衡过程之前的图3的端部叠片与来自图2的端环的组装的示例。图4B示出在转子已经被旋转到高rpm之后的图4A的端部叠片与来自图2的端环的组装的示例。图5示出具有轴、端环和芯的转子的另一示例截面。图6A示出在平衡过程之前的图5的叠片的示例。图6B示出在平衡过程之后的图6A的叠片的示例。【具体实施方式】本文档描述用于在被执行作为转子平衡过程的部分的高rpm旋转中限制转子部件的径向向外的扩展或运动的系统和技术。在一些实现方式中，使用限制端环的轴向扩展或运动的突出部-槽布置。在一些实现方式中，旋转芯设置有用于限制对应的转子杆的径向向外运动的一些缩短的杆槽。图1示出具有轴102、端环104和芯106的转子100的示例截面。芯和端环围绕轴。芯可以具有在端环上的一个或多个容纳环108。芯106可以由单块材料制成，或者其可以由被组装成堆叠的叠片构成。在一些实现方式中，芯的内部部分可以由薄的叠片110(为了清楚，在此示出了其中一个)以及在堆叠的每个端部处的一个或多个厚的端部叠片112构成。在本示例中，端环104具有突出部114，其与厚的端部叠片中的对应的槽(例如沟槽或开口)一起工作以限制端环的径向向外的扩展或运动。转子100的部件可以使用任意合适的技术来组装。完全或部分包围在芯106中的转子杆116(例如由铜制成)可以被铜焊或电子束焊接到端环104，这里仅给出两个示例。图2示出具有突出部114的图1中的转子的端环104的示例。突出部被上升到端环的面对叠片的表面以上。例如，当端环被加工或铸型时，突出部可以作为铸型/加工过程的部分而被形成。作为另一示例，突出部可以在稍后通过诸如铜焊、焊接或插入而被附上，并且可以由与端环相同的材料制成或者由不同的材料制成。在本示例中，围绕端环存在彼此等距地间隔的三个突出部。在其他实现中，可以使用更多或更少的突出部。突出部用于限制端环的轴向向外扩展或运动。突出部可以从凹陷200(例如沟槽或开口 )轴向向内定位，凹陷200将在组装时容置转子杆的相应端部。这个以及其他图示中的特征的尺寸仅出于说明示例的目的，并且在其他实现方式中可以不同。图3示出具有槽300的图1中的转子的端部叠片112的示例。槽被设计成使得突出部能够在组装时装配到其中以及在转子作为平衡的一部分而被旋转时限制突出部的径向向外运动。通过具有最少3个槽，能够抑制端环径向移动，因为每个突出部在特定的角度上限制径向运动并且其中三个突出部完全抑制端环以免其沿着任何方向径向移动。槽还部分限制端环的径向扩展。例如，槽可以是穿过端部叠片的开口，其可以作为制造(例如冲压)叠片的部分而被形成或者可以稍后形成(例如通过在叠片中冲孔)。在一些实现方式中，槽是凹陷或者没有延伸穿过叠片的整个厚度的其他凹部。如果使用多个端部叠片，则至少外面的端部叠片可以具有突出部延伸穿过其的孔。端部叠片30具有杆槽302，相应的转子杆将穿过杆槽302。例如，这样的转子杆的外端部可以附接到端环。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子，包括：轴；包括至少一个端环和转子杆的结构，其中至少所述端环包括在转子平衡过程时经受从所述轴径向向外的扩展或运动的材料，所述转子平衡过程涉及所述结构的旋转；至少部分包围所述转子杆的芯；以及用于限制所述结构的所述径向向外的扩展或运动的装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·E·巴顿，
申请(专利权)人：特斯拉汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US