[发明专利]在预平衡旋转过程中控制端环平衡

说明书

一种转子包括：轴；在轴周围的芯；连接到至少部分包围在芯中的转子杆的至少一个端环；以及用于在预平衡旋转过程中使端环在轴周围平衡的装置。一种方法包括：组装转子杆使得转子杆至少部分包围在转子的芯中；向转子杆的端部连接端环；向芯中插入轴；用于在预平衡旋转过程中使端环在轴周围平衡的步骤，预平衡旋转过程涉及旋转转子；以及在预平衡旋转过程中旋转转子。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月19日提交的题为“Controlling End Ring Balance inPre-Balancing Spinning Process”的美国申请第13/921,772号的优先权，其内容通过引用合并于此。

背景技术

电动机通常包括安装在定子内的轴上的转子。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关于轴被倾斜。在转子的每个端部，端环可以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，所以重要的是电动机在能够被使用之前将转子正确地平衡。平衡之前有时是以相对较高的速度来旋转转子。这在转子部件上施加了很高的负荷。例如，在16,000rpm下的旋转可能使铜转子杆经受10kN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。

发明内容

在第一方面中，一种转子包括：轴；围绕轴的芯；连接到至少被部分包围在芯中的转子杆的至少一个端环；以及用于在预平衡旋转过程中使端环围绕轴平衡的装置。

实现方式可以包括以下特征中的任何或全部特征。用于使端环围绕轴平衡的装置包括在旋转过程之前在端环上施加预负荷的圆锥形楔。装置包括两个圆锥形楔并且通过加工轴来产生圆锥形楔之一。转子还包括限制圆锥形楔沿着轴移动的卡环。用于使端环围绕轴平衡的装置包括在端环内部的内部支架，内部支架具有与端环和与轴的过盈配合。内部支架是具有朝着轴的柱状内表面、和朝着端环的柱状外表面、和在柱状内表面和柱状外表面之间的环形沟槽的圆环。轴具有被配置用于在向轴上组装端环和内部支架时使用的倒角。用于使端环围绕轴平衡的装置包括具有与轴的过盈配合的外部支架，其中外部支架和端环中的一个具有突出部，并且外部支架和端环中的另一个具有对应于突出部的槽。

在第二方面中，一种方法包括：组装转子杆，使得转子杆至少被部分包围在转子的芯中；将端环连接到转子杆的端部；将轴插入到芯中；用于在涉及旋转转子的预平衡旋转过程中使端环围绕轴平衡的步骤；以及在预平衡旋转过程中旋转转子。

实现可以包括以下特征中的任何或全部特征。在将端环连接到转子杆的端部之前将轴插入到芯中。用于使端环围绕轴平衡的步骤包括在预平衡旋转过程之前将圆锥形楔组装到轴上，圆锥形楔在端环上施加预负荷。方法还包括加工轴以产生圆锥形楔。用于使端环围绕轴平衡的步骤包括在端环内部组装内部支架，内部支架具有与端环和与轴的过盈配合。内部支架是具有朝着轴的柱状内表面、和朝着端环的柱状外表面、和在柱状内表面与柱状外表面之间的环形沟槽的圆环。方法还包括在向轴上组装端环和支架时在轴上使用倒角。用于使端环围绕轴平衡的步骤包括使用过盈配合向轴上组装外部支架，其中外部支架和端环中的一个具有突出部，并且外部支架和端环中的另一个具有对应于所述突出部的槽。方法还包括在预平衡旋转过程之后确定转子是否不平衡，并且如果不平衡则通过在端环上添加或去除材料来使转子平衡。