作者：周兰生
来源：《中外企业家·下半月》 2010年第4期
周兰生
（兰州石化职业技术学院机械工程系，甘肃 兰州 730060）
摘 要：在充分消化吸收西门子公司交流伺服电机制造工艺技术的基础上，通过对影响伺服电机电气性能指标的零部件的装配工艺分析，建立了伺服电机的工艺尺寸链，制订了关键部件的加工工艺，实测结果表明所采取的工艺措施达到了预期的效果。
关键词：伺服电机；工艺分析；尺寸链
中图分类号：TM301.3 文献标识码：A 文章编号：1000-8772（2010）08-0151-02
由电机学知道，定、转子之间的气隙磁场是产生电枢反应的重要环节，气隙的均匀度对电机运行性能影响很大，因此保证气隙磁场的均匀性是整个电机制造和装配的关键。
伺服电机装配后，通过测量前端盖安装法兰止口的径向圆跳动和法兰端面的轴向圆跳动，可以间接地反映气隙磁场的均匀程度，同时，前端盖安装法兰止口的径向跳动和端面跳动影响伺服电机安装后的旋转精度，这是建立伺服电机装配尺寸链的基本出发点。
1伺服电机装配工艺
1.1伺服电机的基本结构
由图1可知，伺服电机基本结构由三部分组成，即定子、转子和前、后端盖。
1.2伺服电机的装配工艺
装配时以定子内止口为装配定位基准，先将转子装入前端盖，然后装入定子铁芯，最后装入后端盖，以定子铁芯的两内止口定位，通过四根螺杆将电机固紧。装配完成后手动旋转，检查转动是否均匀。安装时以前端盖的法兰止口定位，通过前端盖的四个孔紧固。
2伺服电机装配工艺尺寸链的建立
由电机学知道，定、转子之间的气隙磁场是产生电枢反应的重要环节，气隙的均匀度对电机运行性能影响很大，因此保证气隙磁场的均匀性是整个电机制造和装配的关键。
建立伺服电机装配尺寸链的目的是为了找到影响气隙磁场均匀性的零部件，在对伺服电机零部件装配结构关系进行充分分析的基础上，确定了两个装配尺寸链的封闭环，如图下页2和下页图3所示，这两个装配尺寸链的建立是由气隙磁场的均匀性和对称性决定的。根据建立尺寸链时环数最少原则，用相关零部件或组件代替相关零件，可以减少尺寸链环数，提高装配精度。
图 中：
e1:转子前轴承档部位回转轴线与前端盖轴承室轴线的同轴度
e2: 前端盖轴承室轴线与前端盖止口轴线的同轴度
e3: 前端盖止口轴线与定子铁芯前止口轴线的同轴度
e4:定子铁芯前止口轴线与前端盖法兰端面止口轴线的同轴度
e5: 前端盖法兰端面止口轴线与转子电枢部位轴线的同轴度（因转子冲片通过楔键与转轴紧密联结,因此可将转轴的轴线作为转子冲片的轴线）
e6: 转子电枢部位轴线与定子铁芯后止口轴线的同轴度
e7: 定子铁芯后止口轴线与后端盖止口轴线的同轴度
e8后端盖止口轴线与后端盖轴承室轴线的同轴度
e9: 后端盖轴承室轴线与转子后轴承档部位回转轴线的同轴度
A0:气隙（封闭环）
A1:转子冲片半径
A2:定子铁芯冲片宽度
A3:定子机壳内止口宽度
A4:前轴承盖止口半径
A5:后端盖止口半径
B1: 转子前轴承档部位回转轴线
B2: 前端盖轴承室轴线
B3: 前端盖止口轴线
B4: 定子铁芯前止口轴线
B5: 前端盖法兰端面止口轴线
B6: 转子电枢部位轴线
B7: 定子铁芯后止口轴线
B8: 后端盖止口轴线
B9: 后端盖轴承室轴线
B10: 转子后轴承档部位回转轴线
通过影响轴向窜动的相关零部件建立如图3所示的装配尺寸链
图中：
e1：前端盖法兰止口端面与前端盖和定子铁芯接合止口端面之间的轴向跳动
e2：前端盖法兰止口端面与前端盖轴伸套筒端面之间的轴向跳动
e3：定子铁芯后端止口端面与后端盖和定子铁芯后端面接合止口端面之间的轴向跳动
A0：后轴承室装配间隙（封闭环）
A1：后端盖轴承室底部端面与后端盖和定子铁芯后端面接合止口端面之间的轴向尺寸
A2：定子铁芯后端止口端面与定子铁芯前端止口端面的轴向尺寸
A3：前端盖和定子铁芯接合止口端面与前端盖法兰止口端面的轴向尺寸
A4: 前端盖轴伸套筒端面与后轴承室右侧端面的轴向尺寸
B1：前端盖法兰止口端面
B2：前端盖和铁芯接合止口端面
B3：定子铁芯前端止口端面
B4：定子铁芯后端止口端面
B5：后端盖和定子铁芯后端面接合止口端面
B6：后端盖轴承室底部端面
B7：后轴承室右侧端面
B8：前端盖轴伸套筒端面
3伺服电机关键零部件加工工艺的制订
由装配尺寸链可知，由于定子铁芯内止口是装配基准，定子铁芯内止口的径向圆跳动和端面圆跳动是影响气隙均匀程度的主要因素，因此，保证定子铁芯内止口的径向圆跳动和端面圆跳动是伺服电机加工的关键。制订定子铁芯加工工艺如下：
机壳热套铁芯→冷却→以涨胎芯轴一次定位车两内止口和两端面→检验
按此方案总装后，检测前端盖安装法兰止口的径向跳动和端面跳动实测统计平均数值如表2所示。
通过建立影响气隙均匀度的相关零部件的装配尺寸链，制订了关键零部件的加工工艺，实测结果表明，所采用的工艺措施是有效的，为解决类似问题提供了借鉴。
参考文献：
[1] 郑修本.机械制造工艺学[M]. 北京：高等教育出版社，2001.
[2] 周兰生，陈兰新.伺服电机安装法兰全跳动误差偏大的工艺因素[J].兰州石化职业技术学院学报，2009，（4）；10-13.
[3] 王润孝.先进制造技术导论[M]. 北京：科学出版社,2004.
（责任编辑:袁凌云）
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