專利名稱：一種電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)轉(zhuǎn)軸的聯(lián)軸器，確切地說，涉及一種大功率電機(jī) 主軸與編碼器的連接裝置，屬于高壓變頻器的智能調(diào)速設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
編碼器是一種用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測(cè)元件，其中光電編碼器 是通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器， 通常用來測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速。光電編碼器由光柵盤和光電檢測(cè)裝置組成。光柵盤是 在一定直徑的圓板上等分地開設(shè)若干個(gè)圓弧形通孔。由于光電碼盤與電機(jī)同軸， 電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電機(jī)同軸同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢 測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)，再通過計(jì)算光電編碼器每秒輸出的脈沖個(gè)數(shù)就 能反映該電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。其技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)的脈沖個(gè)數(shù)(數(shù)十個(gè)到幾千 個(gè)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沖，而雙路輸出的光電編碼器輸出相位相差90度的兩組 脈沖，通過這兩組脈沖不4又可以測(cè)量電才幾轉(zhuǎn)速，還可判斷電4幾旋轉(zhuǎn)的方向。
現(xiàn)在，編碼器已經(jīng)廣泛用于高壓變頻器驅(qū)動(dòng)的大功率電機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量和控 制，將編碼器測(cè)量得到的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)反饋給高壓變頻器，從而對(duì)該大功率電機(jī)實(shí) 現(xiàn)智能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。
當(dāng)前，編碼器大都采用其附帶的配件-軟連接器(硬橡膠材料制成)或剛 性彈簧的連接方式與電機(jī)主軸結(jié)合為一體。由此帶來的問題是電機(jī)主軸通過軟 連接器或剛性彈簧聯(lián)接主軸進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，該電機(jī)主軸的軸向串動(dòng)都將會(huì)通 過軟連接器或剛性彈簧傳遞給編碼器，對(duì)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，編碼器通常用于小功率電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)的控制， 現(xiàn)在將其連接到大、中功率電機(jī)主軸上，由于兩者的連接不甚適宜和精準(zhǔn)，也使得測(cè)量得到的轉(zhuǎn)速數(shù)值與實(shí)際數(shù)據(jù)存在較大誤差在電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)的啟動(dòng)瞬
間，有測(cè)量滯后的現(xiàn)象，而在電機(jī)旋轉(zhuǎn)的停止瞬間，則有測(cè)量超前的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，該裝 置能夠較好地解決電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主軸軸向移動(dòng)對(duì)編碼器造成的損害，而且， 體積小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本低廉，操作與維護(hù)方便，傳動(dòng)精度高， 響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，包
括編碼器的附件硬橡膠材料制成的軟連接器；其特征在于，該連接裝置還包 括下述零件緊固連接在電機(jī)主軸軸端的聯(lián)軸檔蓋，在該聯(lián)軸檔蓋中間通孔中 貫穿而滑動(dòng)連接的一個(gè)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(nèi)，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(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給編碼器，并吸收、抵消主軸的軸向移動(dòng)；在電 機(jī)主軸軸承外環(huán)的機(jī)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(jī)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(kuò)展，其
深度和直徑都要大于所述方圓連接軸的軸向移動(dòng)和徑向移動(dòng)的最大尺寸。
所述聯(lián)軸檔蓋是個(gè)中間為圓柱凸臺(tái)的薄壁蓋狀零件，圓柱凸臺(tái)的中心設(shè)有 用于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(jī)主軸軸承外環(huán)的機(jī)殼上后，其中間通孔的中心線與 電才幾主軸的同軸誤差要小于0.05mm。
所述法蘭盤的一端的定位凸臺(tái)的中心線與其另 一端通孔內(nèi)徑的同軸誤差小 于0.05mm，以便藉由該定位凸臺(tái)與軸承蓋的中間通孔的精準(zhǔn)配合、以及通過法 蘭盤另一端通孔內(nèi)徑與編碼器外殼的精準(zhǔn)定位，使得編碼器與電機(jī)主軸位于同一軸線。
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，表面光潔度不低于V6，且有滲碳硬化層，與其 它零件的裝配間隙小于0.05mm。
所述聯(lián)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(lián)軸檔 蓋中間通孔的形狀為正多邊形時(shí)，則方圓連接軸的另 一端是與該通孔形狀對(duì)應(yīng) 的正多邊形的柱狀零件。
所述聯(lián)軸檔蓋、軸承蓋、法蘭盤的材料都是中碳鋼。
所述電機(jī)是l.lkW以上的大、中功率電才幾。
本發(fā)明是一種電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，特別適用于高壓變頻器的大、 中功率電機(jī)的轉(zhuǎn)速測(cè)量的智能調(diào)節(jié)。該裝置較好地解決了大、中功率電機(jī)主軸 在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，主軸軸向移動(dòng)時(shí)對(duì)編碼器造成的損害，該裝置結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單、 實(shí)用，制造、使用和維護(hù)的成本低廉，能夠?qū)㈦姍C(jī)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)連接精準(zhǔn)地傳遞 給編碼器，精度高、響應(yīng)快、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好，而且，保護(hù)功能完善、體積小巧、 拆裝、操作與維護(hù)方便。


圖l是本發(fā)明電機(jī)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(fā)明電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置方圓連接軸的軸測(cè)圖。 圖4是編碼器的硬橡膠軟連接器的軸測(cè)圖。
圖5 (A)、 (B)分別是本發(fā)明電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置的聯(lián)軸檔蓋的 兩個(gè)不同方位軸測(cè)圖。
圖6 (A)、 (B)分別是是本發(fā)明電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置的聯(lián)法蘭盤 的兩個(gè)不同方位軸測(cè)圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作 進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參見各個(gè)附圖，介紹本發(fā)明電機(jī)主軸與編碼器的連"^妻裝置的結(jié)構(gòu)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(jī)主軸2軸端的聯(lián)軸 檔蓋1,在該聯(lián)軸檔蓋1中間通孔中貫穿而滑動(dòng)連接的一個(gè)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(nèi)，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(jī)主軸2的旋轉(zhuǎn)傳遞給編碼器6，并吸收、 抵消電機(jī)主軸2的軸向移動(dòng)；在電機(jī)主軸2軸承外側(cè)的機(jī)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(fā)明 通過相關(guān)零件的定位凸臺(tái)或止口以及其它幾何尺寸的精細(xì)加工，能夠保證編碼 器6與電機(jī)主軸2的同軸精度。其中的方圓連接器4是關(guān)鍵零件，既用于傳遞 電機(jī)的扭距，又能夠軸向自由滑動(dòng)，正是通過它的滑動(dòng)，能夠吸收電機(jī)主軸2 的軸向移動(dòng)，從而保護(hù)編碼器6免遭該軸向力的損害。
從圖l和圖2可見，本發(fā)明的電機(jī)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(kuò)展，其深度和直徑都要大于方圓連^l妄軸4的軸向移動(dòng)和 徑向移動(dòng)的最大尺寸。需要說明的是本發(fā)明特別適用于UkW以上的大、中功 率電機(jī)與編碼器的轉(zhuǎn)速測(cè)量。
下面簡(jiǎn)單介紹本發(fā)明的幾個(gè)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，表面光潔度不低于V6，且有滲碳硬化 層，與其它零件的裝配間隙小于0.05mm。
參見圖5,聯(lián)軸檔蓋1是個(gè)中間為圓柱凸臺(tái)的薄壁蓋狀零件，圓柱凸臺(tái)的 中心設(shè)有用于貫穿方圓連接軸4的方形通孔，該檔蓋藉由其徑向均布的三個(gè)通孔中的螺栓螺固在電機(jī)主軸2的端面。聯(lián)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(lián)軸檔蓋中間通孔的形狀為正多邊形時(shí)，則方圓連接 軸4的另一端是與該通孔形狀對(duì)應(yīng)的正多邊形的柱狀零件。
本發(fā)明的軸承蓋3固裝在電機(jī)主軸2軸承外側(cè)的機(jī)殼上后，其中間通孔的 中心線與電機(jī)主軸2的同軸誤差要小于0.05mm。
參見圖6,法蘭盤的一端的定位凸臺(tái)的中心線與其另一端通孔內(nèi)徑的同軸 誤差小于0.05mm，以便藉由該定位凸臺(tái)與軸承蓋的中間通孔的精準(zhǔn)配合、以及 通過法蘭盤另一端通孔內(nèi)徑與編碼器外殼的精準(zhǔn)定位，使得編碼器與電機(jī)主軸 位于同一軸線。本發(fā)明的聯(lián)軸檔蓋、軸承蓋、法蘭盤的材料都是中碳鋼。
本發(fā)明已經(jīng)試制出樣機(jī)并進(jìn)行了試驗(yàn)實(shí)施，試驗(yàn)實(shí)施是在6kV/245kW的異 步電動(dòng)機(jī)上進(jìn)行的，該連接裝置的試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的效果非常顯著，傳動(dòng)精度高、響 應(yīng)快、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好，達(dá)到了預(yù)期的發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1、一種電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，包括編碼器的附件硬橡膠材料制成的軟連接器；其特征在于，該連接裝置還包括下述零件緊固連接在電機(jī)主軸軸端的聯(lián)軸檔蓋，在該聯(lián)軸檔蓋中間通孔中貫穿而滑動(dòng)連接的一個(gè)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(nèi)，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(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給編碼器，并吸收、抵消主軸的軸向移動(dòng)；在電機(jī)主軸軸承外環(huán)的機(jī)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(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征在于所 述電機(jī)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(kuò)展，其深度和 直徑都要大于所述方圓連接軸的軸向移動(dòng)和徑向移動(dòng)的最大尺寸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征在于所 述聯(lián)軸檔蓋是個(gè)中間為圓柱凸臺(tái)的薄壁蓋狀零件，圓柱凸臺(tái)的中心設(shè)有用于貫 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(jī)主軸 的端面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征在于所 述軸承蓋固裝在電機(jī)主軸軸承外環(huán)的機(jī)殼上后，其中間通孔的中心線與電機(jī)主 軸的同軸誤差要小于0.05mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征在于 所述法蘭盤的一端的定位凸臺(tái)的中心線與其另一端通孔內(nèi)徑的同軸誤差小于 0.05mm,以便藉由該定位凸臺(tái)與軸承蓋的中間通孔的精準(zhǔn)配合、以及通過法蘭 盤另一端通孔內(nèi)徑與編碼器外殼的精準(zhǔn)定位，使得編碼器與電機(jī)主軸位于同一 軸線。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征在于所 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，表面光潔度不低于V6，且有滲碳硬化層，與其它零件的 裝配間隙小于0.05mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征在于 所述聯(lián)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(lián)軸檔蓋中 間通孔的形狀為正多邊形時(shí)，則方圓連接軸的另 一端是與該通孔形狀對(duì)應(yīng)的正 多邊形的柱狀零件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征在于所 述聯(lián)軸檔蓋、軸承蓋、法蘭盤的材料都是中碳鋼。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)主軸與編碼器的連接裝置，其特征用于所 述電機(jī)是UkW以上的大、中功率電機(jī)。
全文摘要
一種電機(jī)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(jī)主軸軸端的聯(lián)軸檔蓋，在該聯(lián)軸檔蓋中間通孔中貫穿而滑動(dòng)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(nèi)，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(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給編碼器，并吸收、抵消主軸的軸向移動(dòng)；在電機(jī)主軸軸承外側(cè)的機(jī)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(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的軸向移動(dòng)損害編碼器的問題，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，成本低，操作與維護(hù)方便，傳動(dòng)精度高，響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)H02K29/06GK101299564SQ20081010200
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月14日
發(fā)明者齊云凱 申請(qǐng)人:北京合康億盛科技有限公司