CN114413725B - 一种在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，是预先确立计算式和供参照的定子与转子之间的间隙合格值范围，在定子完成在电机壳体内的装配时，能够利用计算式，通过测量、运算获得定子端部相对于转子的最大偏离量，再由获得的最大偏离量对照间隙合格值范围来判定产品是否合格。其优点在于，只需在定子压装到电机壳体之前，沿定子上端面绘制一个与定子同心的圆，在定子压装到电机壳体之后用量具在该圆上通过测高找到一个最高点和一个最低点，测量出两个点的高度，便可套用创建的计算式进行计算，将计算结果代入判断式即可判定该产品是否合格。若据此逆运算获得经验公式，则只需计算最高点和最低点的差值即可做出判断。

Description

一种在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法

技术领域

本发明涉及一种在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，属于电机检测技术领域。

背景技术

电机作为电动汽车的动力来源，是电动汽车的核心零部件。因此电机质量会影响电动汽车的质量。电机质量不仅由设计决定，装配工艺也对电机质量影响也很大。其中定子热套工艺是电机装配中最关键工序之一，这其中最难把控的是筒状的定子以热套方式套装在电机壳体时发生倾斜，热套成型后定子中心线与壳体中心线的同轴度低，常导致位于筒状定子内空间的转子上端的一侧和下端的另一侧分别与定子内壁相贴或相贴近，在转子转动时发生业内所称的扫膛现象。

一般，通过测量定子中心线与壳体中心线的同轴度或者定子端面与壳体中心线的垂直度可以判定定子与转子之间的间隙是否满足设计要求。但是同轴度和垂直度的测量需要上三坐标设备才能测得。由于三坐标设备昂贵且效率很低，无法在产线上应用，除此之外也一直没有找到其他简易可行的检测方法，因而总是难免有不合格产品在最终测试时被检出，但此时已经完成了其他方面的装配，付出了很大的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何能够在产线上及时排查出存在扫膛风险的电机，有效提高电机装配合格率的问题。

针对上述问题，本发明提出的技术方案是：

一种在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，是预先确立计算式和供参照的定子与转子之间的间隙合格值范围，在定子完成在电机壳体内的装配时，能够利用计算式，通过测量、运算获得定子端部相对于转子的最大偏离量，再由获得的最大偏离量对照间隙合格值范围来判定产品是否合格。

有益效果：只需在定子压装到电机壳体之前，沿定子上端面绘制一个与定子同心的圆，在定子压装到电机壳体之后用量具在该圆上通过测高找到一个最高点和一个最低点，测量出两个点的高度（两个点之间的间距即该圆的直径，可视为已知），便可套用创建的计算式进行计算，将计算结果代入判断式即可判定该产品是否合格。

如果根据该规格创建的计算式进行逆运算，还可以创建检测该规格产品的经验公式，应用时只需算出一个最高点和一个最低点的差值即可判断该产品是否合格，其检测就更加简便。

附图说明

图1为与所述电机壳体、定子、转子结构结合的用于计算的几何视图；

图2为所述定子上端面俯视示意图。

图中：1、电机壳体；2、定子；3、转子；4、圆。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步的描述：

如图1所示，电机包括柱状的转子3、定子2和电机壳体1。定子2具有圆柱形的空腔，定子2压装在电机壳体内，转子3安装在定子2的圆柱形的空腔内，转子3的外周与定子2内壁之间具有间隙。

本申请所述定子2的热套工艺，是在高温下将定子2压入电机壳体1内，由于材料的热变形性和入装角度的差异，很难保证完成压装的定子2的轴心线M与转子3和电机壳体1共同的轴心线N完全重合，也就是压装时发生了定子2装偏。

压装时定子2装偏严重会导致转子3在定子2的空腔内扫膛。装偏的定子2的上端面相对于电机壳体1的上端面会出现一侧高而另一侧低。转子3在定子2的空腔内扫膛会出现在定子2上端面高的一侧的下端和上端面低的一侧的上端。

由于在热套装配线上很难判定定子2的轴心线M与转子3和 电机壳体1共同的轴心线N的同轴度，因此，本申请把解决问题的关键放在如何获知定子2的上端面相对于转子3的最大偏离量。

实施例一

本申请提供一种在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，是预先确立计算式和供参照的定子2与转子3之间的间隙合格值范围，在定子2完成在电机壳体内的装配时，能够利用计算式，通过测量、运算获得定子2端部相对于转子3的最大偏离量，再由获得的最大偏离量对照间隙合格值范围来判定产品是否合格。

所述预先确立计算式和供参照的定子2与转子3之间的间隙合格值范围包括如下步骤：

步骤一、绘制与产品结构结合的用于计算的几何视图：

步骤二、确立最大偏离量计算式；

步骤三、引入最低安全系数，确立包含间隙合格值范围的合格判断式；

步骤四、初检；

步骤五、复检，调整间隙合格值范围。

如图1所示，步骤一所述绘制与电机结构结合的用于计算的几何视图，是绘制定子轴心线M与转子轴心线N在截面上的电机壳体1、定子2和转子3的轴向截面示意图，并使装偏的定子2的上端面相对于电机壳体1的上端面的最高一侧和最低一侧分别在该截面示意图的两侧；在最低一侧的定子2的端面上设定测量点A, 在最高一侧的定子2的端面上设定测量点B；作连接电机壳体1两侧上端面的直线X，过点A和点B作直线X的垂线AD和BE，过点B作垂直于直线AD的直线BC；线段AB与CB的夹角为∠1；定子轴心线M相对于转子轴心线N的偏转夹角为∠2 ；在定子2最低一侧内壁的侧线的上端和下端分别标定点H和点K；在靠近定子2最低一侧的转子3的侧边线的下端设定点J ；自点J作线段KH的平行线JF，使线段KH的长度等于线段JF的长度；自点F作转子3点J所在侧边的垂直线FG；线段FJ与相对于线段GJ的偏转夹角为∠3。

步骤二所述确立最大偏离量计算式包括如下分步骤：

a）设：AC的长度为L1，线段AD、BE的高度分别为h1 、 h2，线段AB的长度为L2，线段FJ的长度为L3，线段FG的长度为L4；

b）根据分步骤a确立计算式一：L1=h1 – h2

h1、h2通过测量得到；

c）根据分步骤b确立计算式二：sin∠1= L1/ L2

L2通过测量得到；

d）根据分步骤c确立计算式三：∠3=∠1=∠2

∠1、∠2、∠3均为同一物体同向转动的角度，所以均相等；

e）根据分步骤d确立计算式四：L4=sin∠3×L3

L3为已知定子的高度；

所述L4为定子2端部相对于转子3的最大偏离量。

这里要说明的是，L4代表线段FG的长度，这是为了便于识图和计算，而实际上，L4代表的是定子2上端面点H到转子3点I的偏离量，由于点H到点I的距离是定子2的上端面到转子3的最大距离，所以定子2上端面点H到转子3点I的偏离量是本文所述的定子2端部相对于转子3的最大偏离量。

步骤三所述引入最低安全系数，确立合格判断式包括如下分步骤：

f）已知σ为设计的理想间隙（转子3的外周与定子2内壁之间间距处处相等的间隙），引入最低安全系数n，设定n∈（0,1），通常将n值设定为0.3、0.4、0.5。

g）确定合格判断式：L4∈[σ，n×σ]

当L4值落入间隙合格值范围[σ，n×σ]时，判断产品合格。

步骤四所述初检包括如下分步骤：

i）测量：分别测量线段AD、BE、AB，获取h1、h2、L2的值；

j）计算：根据分步骤i测得的h1、h2、L2的值，以及已知的L3的值，依次利用计算式一、计算式二、计算式三、计算式四进行计算，求得最大偏离量L4的值；

k）合格判断：根据分步骤j求得的L4的值，利用判断式L4∈[σ，n×σ]对比，若L4的值落入间隙合格值范围[σ，n×σ]时，初检产品合格，反之，初检不合格。

在n∈（0,1）中，（）表示不包含两端值，即不包含0和1，全文同此。

在[σ，n×σ] 中，[]中表示包含两端值，即包含σ和n×σ，全文中[]的含义同此。

如图1、2所示，上述步骤四中分步骤i所述分别测量线段AD、BE、AB，获取h1、h2、L2的值，是在装配前，先在定子2的端面上画出圆4，使圆的圆心位于定子2的轴心线上，并准确测定圆4的直径；当定子2完成压装后，用量具在圆4上选择不同的点测定这些点到电机壳体1顶端面的垂直高度，以最大高度值h1的测定点为该圆4的最低点A；以最小高度值h2的测定点为该圆4的最高点B；由于点A和点B分别是在该园上的最低点和最高点，因此点A到点B的线段必过圆4的圆心，线段AB的长度L2为圆4的直径。

步骤五所述复检，调整间隙合格值范围是利用三坐标设备对经过步骤四初检的产品进行复检，当有不合格产品漏检时，则调高最低安全系数n的值；当有合格产品被当做不合格产品时，则调低最低安全系数n的值，从而获得之后用于装配线检测时供参照的可靠的间隙合格值范围。

通过上述步骤，获得可直接套用的计算式一、二、三、四和判断式，判断式中的间隙合格值范围是通过复检确定的可靠的间隙合格值范围。

实际应用时，先同样按照上述方法测量，即在装配前，先在定子2的端面上画出圆4，使圆的圆心位于定子2的轴心线上，并准确测定好圆4的直径；当定子2完成压装后，用量具最好是带数据显示的高精度量具在圆4上最低点A和最高点B，然后分别测量点A和点B相对于电机壳体上端面的高度h1、h2；点A到点B的长度L2为圆4的直径。这样，我们获得了h1、h2、 L2的值。然后，利用计算式一、二、三、四和判断式，就能够在电机定子热套装配线上判定定子装配是否合格。

对于同一规格的产品，装配前在定子2的端面上画出的圆4的大小可以固定下来，这样就只需一次测定直径，后续应用中就直接得到了L2的值，只需测量最低点A和最高点B获取h1、h2的，使检测变得很方便。

实施例二

如图1、2所示，一种电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，其与实施例一的不同之处在于：按复检后确定的L4的间隙合格值范围[σ，n×σ]，利用获取的计算式一、计算式二、计算式三、计算式四进行逆运算，获取用于简化运算的经验公式，其包括如下步骤：

第1步：使L4= n×σ，依次利用计算式四、计算式三、计算式二、计算式一进行计算，获得L1=x。

使L4=σ，依次利用计算式四、计算式三、计算式二、计算式一进行计算，获得L1=y;

第2步：根据第1步创建L1的合格值范围[x，y]；

第3步：由于L1=h1 - h2, 根据第2步合格值范围[x，y]，创建经验公式：

h1 - h2∈[x，y]

当h1 - h2的值落入合格值范围[x，y]时，即可判定产品合格，反之，则判断为不合格。

上述步骤简述：

sin∠3=L3/L4

∠1=∠2=∠3

L1=sin∠1× L2

由于L1=h1 – h2

h1 – h2=sin∠1× L2

当sin∠1× L2为n×σ代入sin∠3=L3/L4 中 L4后，经计算得到的值为x，

h1 – h2=x；

当sin∠1× L2为σ代入sin∠3=L3/L4 中 L4后，经计算得到的值为y，

h1 – h2=y，

也就是，当h1 – h2=x时产品合格，

当h1 – h2=y时产品合格，

由于n∈（0,1），且x、y均为正值，x为代入n×σ所得，y为代入σ所得，

所以，x<y，

由此可以创建h1 – h2的合格值范围[x，y]，

这样获得判断产品合格的经验公式：h1 - h2∈[x，y]

与实施例一相比，本实施例只需测量获得h1 、 h2的值，就可利用经验公式h1 -h2∈[x，y]进行计算检测，免去了实施例一中的多次运算，使检测变得更加方便。但是，本实施例经验公式h1 - h2∈[x，y]是利用实施例一的计算式逆运算得来的，因此实施例一与实施例二在运算关系上密不可分。

同时需要说明的是，实施例二的合格值范围[x，y]由某一规格产品的技术参数决定，也只能应用于该产品的检测。也就是，不同规格的产品，需要分别做逆运算获得合格值范围[x，y]，因为不同规格产品，其技术参数不一样，如定子高度L3的值会有不同。

上述实施例只用于更清楚的描述本发明，而不能视为限制本发明涵盖的保护范围，任何等价形式的修改都应视为落入本发明涵盖的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，其特征在于，是预先确立计算式和供参照的定子（2）与转子（3）之间的间隙合格值范围，在定子（2）完成在电机壳体内的装配时，能够利用计算式，通过测量、运算获得定子（2）端部相对于转子（3）的最大偏离量，再由获得的最大偏离量对照间隙合格值范围来判定产品是否合格；所述预先确立计算式和供参照的定子（2）与转子（3）之间的间隙合格值范围包括如下步骤：

步骤一、绘制与产品结构结合的用于计算的几何视图：

步骤二、确立最大偏离量计算式；

步骤三、引入最低安全系数，确立包含间隙合格值范围的合格判断式；

步骤四、初检；

步骤五、复检，调整间隙合格值范围；

步骤一所述绘制与产品结构结合的用于计算的几何视图，是绘制定子轴心线M与转子轴心线N在截面上的电机壳体（1）、定子（2）和转子（3）的轴向截面示意图，并使装偏的定子（2）的上端面相对于电机壳体（1）的上端面的最高一侧和最低一侧分别在该截面示意图的两侧；在最低一侧的定子（2）的端面上设定测量点A, 在最高一侧的定子（2）的端面上设定测量点B；作连接电机壳体（1）两侧上端面的直线X，过点A和点B作直线X的垂线AD和BE，过点B作垂直于直线AD的直线BC；线段AB与CB的夹角为∠1 ；定子轴心线M相对于转子轴心线N的偏转夹角为∠2 ；在定子（2）最低一侧内壁的侧线的上端和下端分别标定点H和点K；在靠近定子（2）最低一侧的转子（3）的侧边线的下端设定点J ；自点J作线段KH的平行线JF，使线段KH的长度等于线段JF的长度；自点F作转子（3）点J所在侧边的垂直线FG；线段FJ与相对于线段GJ的偏转夹角为∠3；

步骤二所述确立最大偏离量计算式包括如下分步骤：

a）设：AC的长度为L1，线段AD、BE的高度分别为h1 、 h2，线段AB的长度为L2，线段FJ的长度为L3，线段FG的长度为L4；

b）根据分步骤a确立计算式一：L1=h1 – h2

h1、h2通过测量得到；

c）根据分步骤b确立计算式二：sin∠1= L1/ L2

L2通过测量得到；

d）根据分步骤c确立计算式三：∠3=∠1=∠2

∠1、∠2、∠3均为同一物体同向转动的角度；

e）根据分步骤d确立计算式四：L4=sin∠3×L3

L3为已知定子的高度；

所述L4为定子（2）端部相对于转子（3）的最大偏离量；

步骤三所述引入最低安全系数，确立合格判断式包括如下分步骤：

f）已知σ为设计的理想间隙，引入最低安全系数n，设定n∈（0,1）

g）确定合格判断式：L4∈[σ，n×σ]

当L4值落入间隙合格值范围[σ，n×σ]时，判断产品合格。

2.根据权利要求1所述的在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，其特征在于，步骤四所述初检包括如下分步骤：

i）测量：分别测量线段AD、BE、AB，获取h1、h2、L2的值；

j）计算：根据分步骤i测得的h1、h2、L2的值，以及已知的L3的值，依次利用计算式一、计算式二、计算式三、计算式四进行计算，求得最大偏离量L4的值；

k）合格判断：根据分步骤j求得的L4的值，利用判断式L4∈[σ，n×σ]对比，若L4值落入间隙合格值范围[σ，n×σ]时，初检产品合格，反之，初检不合格。

3.根据权利要求2所述的在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，其特征在于，步骤五所述复检，调整间隙合格值范围是利用三坐标设备对经过步骤四初检的产品进行复检，当有不合格产品漏检时，则调高最低安全系数n的值；当有合格产品被当做不合格产品时，则调低最低安全系数n的值，从而获得之后用于装配线检测时供参照的可靠的间隙合格值范围。

4.根据权利要求3所述的在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，其特征在于，所述由获得的最大偏离量对照间隙合格值范围来判定产品是否合格，是利用合格判断式L4∈[σ，n×σ]来判定产品是否合格，其中[σ，n×σ]是经过复检确定的可靠的间隙合格值范围。

5.根据权利要求4所述的在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，其特征在于，步骤四中分步骤i所述分别测量线段AD、BE、AB，获取h1、h2、L2的值，是在装配前，先在定子（2）的端面上画出圆（4），使圆的圆心位于定子（2）的轴心线上，并准确测定圆（4）的直径；当定子（2）完成压装后，用量具在圆（4）上选择不同的点测定这些点到电机壳体（1）顶端面的垂直高度，以最大高度值h1的测定点为该圆（4）的最低点A；以最小高度值h2的测定点为该圆（4）的最高点B；点A到点B的线段过圆（4）的圆心，线段AB的长度L2为圆（4）的直径。

6.根据权利要求3所述的在电机定子热套装配线上判定定子装配合格的方法，其特征在于，按复检后确定的L4的间隙合格值范围[σ，n×σ]，利用获取的计算式一、计算式二、计算式三、计算式四进行逆运算，获取用于简化运算的经验公式，其包括如下步骤：

第1步：使L4= n×σ，依次利用计算式四、计算式三、计算式二、计算式一进行计算，获得L1=x；

使L4=σ，依次利用计算式四、计算式三、计算式二、计算式一进行计算，获得L1=y；

第2步：根据第1步创建L1的合格值范围[x，y]；

第3步：由于L1=h1 - h2, 根据第2步合格值范围[x，y]，创建经验公式：

h1 - h2∈[x，y]

当h1 - h2落入合格值范围[x，y]时，即可判定产品合格，反之，则判断为不合格。