一种高速电机转子结构的制作方法

本技术涉及高速电机转子结构，具体为一种高速电机转子结构。

背景技术：

1、在电机技术领域，转轴与转子铁芯之间的连接结构对电机的运行性能、可靠性和使用寿命具有至关重要的影响。传统的高速电机转子通常采用转轴与转子铁芯之间通过过渡配合并辅以键联接的方式实现连接，或采用过盈配合通过液压机冷压装配，这些方式在常规工况下能够满足基本使用要求。

2、然而，随着电机转速的不断提高，转子系统所受离心力显著增大，同时转子温度升高导致材料热膨胀。在此条件下，传统的过渡配合加键联接结构易产生配合间隙，会导致转轴与转子铁芯之间发生圆周方向的相对滑动，不仅引起异常噪声，还影响电机的结构强度与nvh（噪声、振动与声振粗糙度）性能。若为了增强连接可靠性而进一步增大过盈量，则会导致转子铁芯承受过大的装配应力，引起铁芯变形，严重时会造成定子与转子之间的扫膛现象，危及电机安全运行。

3、因此，现有技术中缺乏一种能够在高速和高温工况下有效补偿转轴与转子铁芯之间尺寸公差，以及防止圆周打滑并避免铁芯变形的转子连接结构，亟需提出一种高速电机转子结构，以解决上述技术矛盾，提升高速电机的运行稳定性与可靠性。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种高速电机转子结构，具有结构稳定、抗离心力强、能自动补偿热变形及装配公差的优点，解决了现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种高速电机转子结构，包括转轴和套装在所述转轴上的转子铁芯，还包括一环形的公差补偿环以及用于对所述公差补偿环进行轴向限位的轴向限位结构；所述公差补偿环设置在所述转轴与所述转子铁芯之间，且由弹性材料制成，其内圆周面与外圆周面中的至少设置有一个凹凸配合结构，用于在受压时发生弹性变形以补偿所述转轴与所述转子铁芯之间的装配公差。

4、优选的，所述轴向限位结构包括分别设置于所述转子铁芯两端的平衡环，所述平衡环固定套装在所述转轴上。

5、值得注意的是，该结构通过平衡环实现对公差补偿环的轴向限位，有效防止在高速运转过程中因离心力或温度变化导致的轴向位移，确保转子组件的整体稳定性和连接可靠性，平衡环固定套装在转轴上，提供了坚固的支撑点，避免了公差补偿环的松动或脱落，从而提升了电机的运行安全性和寿命。此外，平衡环的设置便于转子动平衡的调整，有助于减少振动和噪声。

6、优选的，所述平衡环与所述转轴之间通过过盈配合热套固定。

7、值得注意的是，过盈配合热套固定方式提供了高强度的连接，确保平衡环与转轴之间在高速旋转和高温条件下仍保持紧密接触，可以防止因离心力或热膨胀导致的松动，该结构能有效传递扭矩和轴向力，减少了连接部位的应力集中，提高了转子的整体刚度和耐久性。

8、优选的，所述轴向限位结构包括加工于所述转轴上的卡环槽以及与所述卡环槽相适配的轴用挡圈，所述轴用挡圈卡设于所述卡环槽内并位于所述公差补偿环的轴向端部。

9、值得注意的是，该结构采用卡环槽和轴用挡圈实现轴向限位，具有安装便捷、可拆卸和调整灵活的优点，便于维护和更换公差补偿环，降低了电机的维护成本，轴用挡圈能有效承受轴向力，防止公差补偿环在高速运转中移位，确保了连接的稳定性。

10、优选的，所述轴向限位结构包括一体成型于所述转轴一端侧壁的轴肩、以及螺纹连接于所述转轴另一端侧壁的锁紧螺母，所述公差补偿环与所述转子铁芯被轴向压紧于所述轴肩与所述锁紧螺母之间。

11、值得注意的是，该结构通过轴肩和锁紧螺母实现可调节的轴向压紧，能自动补偿不同装配公差和热变形，从而确保公差补偿环与转子铁芯之间的紧密接触，防止相对滑动，锁紧螺母可以提供均匀的压紧力，减少了局部应力集中，避免了铁芯变形，提高了转子的结构完整性和安全性。

12、优选的，所述公差补偿环采用弹簧钢制成。

13、值得注意的是，弹簧钢具有高弹性模量和优良的疲劳强度，能使公差补偿环在高速和高温条件下保持稳定的弹性变形能力，可以有效补偿转轴与转子铁芯之间的尺寸变化和装配公差。

14、优选的，所述凹凸配合结构为波形环状结构。

15、值得注意的是，波形环状结构提供了均匀分布的凹凸特征，能在受压时产生多向弹性变形，更好地补偿圆周方向的公差和热膨胀，防止转轴与转子铁芯之间的相对滑动。

16、优选的，所述转轴上与所述公差补偿环对应的位置设置有用于安装定位的配合档；所述配合档为环形凸肩，所述环形凸肩与所述转轴一体成型，其外径大于所述公差补偿环的内径，用于对所述公差补偿环进行径向支撑与轴向定位。

17、值得注意的是，配合档提供了精确的安装定位点，可确保公差补偿环在转轴上的位置准确，避免了装配误差导致的性能下降。

18、优选的，所述转子铁芯与所述转轴之间为过盈配合。

19、值得注意的是，过盈配合提供了高强度的连接，能有效传递扭矩和承受离心力，防止转轴与转子铁芯之间的相对运动，确保了电机的运行稳定性。

20、与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

21、1、本实用新型通过设置在转轴与转子铁芯之间的公差补偿环，该环由弹性材料制成并具有凹凸配合结构，在装配和运行过程中，当转子因离心力或温升产生尺寸变化时，公差补偿环能够发生可控的弹性变形，自动填充并补偿因热膨胀和加工公差导致的配合间隙，这一特性有效消除了转轴与转子铁芯在高速工况下因间隙产生的圆周方向相对滑动，从根本上解决了异常噪声和振动问题，显著提升了电机的nvh性能；

22、2、通过轴向限位结构（如平衡环、轴用挡圈或锁紧螺母与轴肩的组合）与公差补偿环的协同作用，在实现可靠轴向固定的同时，允许公差补偿环在径向自由地发生弹性变形，这种设计既保证了转子组件在高速旋转下的整体稳定性，防止部件松脱，又避免了为追求连接强度而过度增大过盈量，从而杜绝了因装配应力过大导致的转子铁芯变形及潜在的扫膛风险，确保了电机的运行安全性与结构完整性；

23、3、本实用新型将过盈配合的连接可靠性与弹性补偿的适应性融为一体，转子铁芯与转轴之间的基础过盈配合负责传递主扭矩并抵抗离心力，而公差补偿环则专司补偿动态公差与吸收振动，两者相辅相成，使得该转子结构在具备高连接强度和抗离心力能力的同时，兼具优异的公差补偿与抗冲击振动特性，解决了高速、高温工况下的技术矛盾，提升了电机的运行稳定性与可靠性。

1.一种高速电机转子结构，包括转轴（2）和套装在所述转轴（2）上的转子铁芯（3），其特征在于：还包括一环形的公差补偿环（1）以及用于对所述公差补偿环（1）进行轴向限位的轴向限位结构；所述公差补偿环（1）设置在所述转轴（2）与所述转子铁芯（3）之间，且由弹性材料制成，其内圆周面与外圆周面中的至少设置有一个凹凸配合结构，用于在受压时发生弹性变形以补偿所述转轴（2）与所述转子铁芯（3）之间的装配公差。

2.根据权利要求1所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述轴向限位结构包括分别设置于所述转子铁芯（3）两端的平衡环（4），所述平衡环（4）固定套装在所述转轴（2）上。

3.根据权利要求2所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述平衡环（4）与所述转轴（2）之间通过过盈配合热套固定。

4.根据权利要求1所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述轴向限位结构包括加工于所述转轴（2）上的卡环槽（5）以及与所述卡环槽（5）相适配的轴用挡圈（6），所述轴用挡圈（6）卡设于所述卡环槽（5）内并位于所述公差补偿环（1）的轴向端部。

5.根据权利要求1所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述轴向限位结构包括一体成型于所述转轴（2）一端侧壁的轴肩（7）、以及螺纹连接于所述转轴（2）另一端侧壁的锁紧螺母（8），所述公差补偿环（1）与所述转子铁芯（3）被轴向压紧于所述轴肩（7）与所述锁紧螺母（8）之间。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述公差补偿环（1）采用弹簧钢制成。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述凹凸配合结构为波形环状结构。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述转轴（2）上与所述公差补偿环（1）对应的位置设置有用于安装定位的配合档；所述配合档为环形凸肩（9），所述环形凸肩（9）与所述转轴（2）一体成型，其外径大于所述公差补偿环（1）的内径，用于对所述公差补偿环（1）进行径向支撑与轴向定位。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种高速电机转子结构，其特征在于：所述转子铁芯（3）与所述转轴（2）之间为过盈配合。