非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套的固定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套的固定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]非晶合金材料具有磁導(dǎo)率高、交流鐵芯損耗低的優(yōu)點(diǎn)，在高速電機(jī)或多極對(duì)數(shù)的高頻電機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用得到越來越多的關(guān)注。但是非晶合金材料對(duì)于機(jī)械應(yīng)力比較敏感，加工或裝配時(shí)過大的機(jī)械應(yīng)力會(huì)大大降低非晶合金材料的導(dǎo)磁性能。
[0003]傳統(tǒng)硅鋼片電機(jī)的定子鐵芯通常是在定子沖片的外圓沖壓出兩個(gè)到多個(gè)缺口，在軸向上對(duì)多層定子沖片施加一定壓力進(jìn)行疊壓的情況下通過在外圓缺口電焊的辦法將多層置片固定成完整的定子鐵芯。
[0004]還有定子鐵芯成型方法是在硅鋼片沖片的外圓上均勻分布沖壓出多個(gè)燕尾槽，多層定子沖片疊壓成為定子鐵芯，將彈性窄鋼板軸向穿入燕尾槽內(nèi)，在定子鐵芯端部將彈性窄鋼板折彎成為壓緊扣片，從而將多層定子沖片壓緊為一個(gè)完整的定子鐵芯。
[0005]又或者對(duì)于定子外徑稍大一些的電機(jī)，在定子沖片外圓上均勻分布沖壓出6到8個(gè)長(zhǎng)方形槽，多層定子沖片疊壓成為定子鐵芯，定子鐵芯兩端靠近外圓處放置鋼制圓環(huán)形壓環(huán)，在定子鐵芯的軸向長(zhǎng)方形槽中放入窄鋼板，在兩端的圓環(huán)形壓環(huán)外將窄鋼板折彎并和壓環(huán)搭接，在對(duì)圓環(huán)形壓環(huán)和定子鐵芯施加一定軸向壓力的情況下，通過電焊將窄鋼板和端部圓環(huán)形壓環(huán)焊接起來，從而使定子鐵芯既成為一個(gè)整體，又滿足一定的疊壓系數(shù)要求。
[0006]這三種方式壓緊定子沖片都存在一定的缺陷，無論是電焊焊接線、還是定子壓緊扣片，或者是軸向長(zhǎng)方形槽中的窄鋼板對(duì)定子鐵芯外圓的漏磁場(chǎng)來說都相當(dāng)于鼠籠導(dǎo)條，會(huì)產(chǎn)生和定子繞組同樣頻率的電動(dòng)勢(shì)，并直接和定子沖片或定子兩端的鋼制圓環(huán)形壓環(huán)短接，在定子沖片之間形成額外的電流，增大了定子鐵芯的渦流損耗。為了避免定子扣片與定子鐵芯的接觸，增加額外的渦流損耗，有采用對(duì)鋼制壓緊扣片套絕緣套的方式使扣片與定子鐵芯不直接接觸。
[0007]傳統(tǒng)硅鋼片定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座和冷卻水套的裝配方法是在機(jī)座或冷卻水套上徑向安裝一個(gè)或多個(gè)螺釘頂絲直接對(duì)定子鐵芯外圓施加徑向力，以防止定子鐵芯軸向和徑向串動(dòng)。
[0008]以上硅鋼片定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套的固定方法顯然不適合非晶合金定子鐵芯的固定，機(jī)座或冷卻水套上的螺釘頂絲直接施加局部的徑向力在非晶合金定子鐵芯外圓上，使定子鐵芯的局部壓強(qiáng)顯著增大，機(jī)械應(yīng)力集中，可能將非晶合金定子鐵芯局部壓碎，也可能使整個(gè)定子鐵芯產(chǎn)生微小變形，機(jī)械應(yīng)力使非晶合金定子鐵芯的導(dǎo)磁性能顯著下降。
[0009]發(fā)明專利CN201010211940.7以常規(guī)非晶合金粉末為原料，將非晶合金粉末與粘結(jié)劑充分混合，再將混合粘結(jié)劑后的非晶合金粉末置于模具中加壓成型為非晶合金定子鐵芯。該非晶合金定子鐵芯外圓光滑，發(fā)明專利CN201010211940.7沒有提供與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套固定的方法。
[0010]發(fā)明專利CN2008100007282.2公布了一種非晶合金帶材非晶合金定子鐵芯的制備方法，非晶合金帶材經(jīng)過切割、疊壓形成具有預(yù)定厚度的非晶合金片層疊棒，并對(duì)層疊棒進(jìn)行退火、粘結(jié)劑浸漬、固化，最后對(duì)層疊棒以預(yù)定形狀和尺寸進(jìn)行切割，形成所需形狀和尺寸的定子鐵芯。該專利制備的定子鐵芯外圓光滑，并沒有提供定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套之間的固定方法。
[0011]實(shí)際應(yīng)用中有研究人員通過過盈配合將非晶合金定子鐵芯直接壓入電機(jī)機(jī)座或冷卻水套，這樣機(jī)座或冷卻水套會(huì)對(duì)非晶合金定子鐵芯施加機(jī)械應(yīng)力，引起鐵芯磁性能下降，增加鐵損并引起額外的震動(dòng)噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套固定的方法，目的是在定子鐵芯的軸向和徑向方向上與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套均多點(diǎn)接觸，并且不采用過盈配合硬壓入的方法，避免裝配工藝和方法施加給非晶合金定子鐵芯局部過大的壓力和壓強(qiáng)，從而使因裝配引起的機(jī)械應(yīng)力對(duì)非晶合金定子鐵芯導(dǎo)磁性能的影響降低到最小，充分發(fā)揮非晶合金定子鐵芯磁導(dǎo)率高、損耗低的優(yōu)勢(shì)。
[0013]非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套的固定方法，非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套在圓周方向上通過多個(gè)圓柱銷釘固定；電機(jī)機(jī)座或冷卻水套內(nèi)有限位臺(tái)階，軸向方向上，非晶合金定子鐵芯一端由電機(jī)機(jī)座或冷卻水套的限位臺(tái)階固定，另一端由多個(gè)前端光滑的徑向沉頭螺釘擋在非晶合金定子鐵芯端部進(jìn)行限位固定。
[0014]所述的非晶合金定子鐵芯的外圓上均勻分布半圓形定位槽，所述的半圓形定位槽從定子槽底的位置開始，沿非晶合金定子鐵芯軸向切割或模壓出三個(gè)或多個(gè)半徑相同的半圓形定位槽，半圓形定位槽的軸線與非晶合金定子鐵芯內(nèi)圓的軸線平行，半圓形定位槽的槽口沿定子鐵芯半徑方向朝外。
[0015]所述的電機(jī)機(jī)座或冷卻水套在內(nèi)壁上也有定位槽，所述的電機(jī)機(jī)座或冷卻水套定位槽與非晶合金定子鐵芯的半圓型定位槽的半徑相同、位置相對(duì)，所述的電機(jī)機(jī)座或冷卻水套定位槽和非晶合金定子鐵芯的半圓形定位槽組成一個(gè)完整圓形的定位槽，所述的定位槽用于安裝圓柱銷釘。
[0016]所述的圓柱銷釘，由稀釋的環(huán)氧樹脂膠粘接在定位槽內(nèi)并固化，圓柱銷釘半徑小于定位槽的半徑。
[0017]所述的圓柱銷釘由不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁的材料制成。具體的，圓柱銷釘由環(huán)氧玻璃纖維、或聚四氟乙烯或改性尼龍PA66等材料制成。
[0018]所述的圓柱銷釘?shù)拈L(zhǎng)度等于或大于所述的非晶合金定子鐵芯長(zhǎng)度，在非晶合金定子鐵芯由限位臺(tái)階固定的一端，圓柱銷釘頂端與非晶合金定子鐵芯該端面平齊;在非晶合金定子鐵芯的另一端，圓柱銷釘另一端與非晶合金定子鐵芯的該端面平齊，或者圓柱銷釘長(zhǎng)度達(dá)到或超過繞組端部。
[0019]具體的，機(jī)座或冷卻水套，在內(nèi)圓、安裝定子鐵芯的左端位置加工時(shí)保留一個(gè)比非晶合金定子鐵芯外圓直徑小6至12毫米的限位臺(tái)階，用來在左端限位固定非晶合金定子鐵芯。機(jī)座或冷卻水套的限位臺(tái)階需要清根，以保證非晶合金定子鐵芯的左端面和限位臺(tái)階充分接觸，避免局部接觸非晶合金定子鐵芯使機(jī)械應(yīng)力集中。
[0020]電機(jī)機(jī)座或冷卻水套在內(nèi)圓圓周上均勻分布地、沿軸向加工出定位槽，定位槽個(gè)數(shù)與非晶合金定子鐵芯外圓上半圓型定位槽相等，定位槽半徑和定子鐵芯上半圓型定位槽半徑相同，機(jī)座或冷卻水套內(nèi)壁上定位槽的軸線均與機(jī)座或冷卻水套內(nèi)圓軸線平行。
[0021]在電機(jī)機(jī)座或冷卻水套右端與非晶合金定子鐵芯右端對(duì)齊稍靠右的位置，圓周方向上與所述機(jī)座或冷卻水套內(nèi)壁的半圓型定位槽相差一定角度，均勻分布地徑向加工三個(gè)或多個(gè)M5至Ml 2的沉頭螺釘通孔，用來在軸向上對(duì)定子鐵芯進(jìn)行定位。
[0022]用于軸向定位非晶合金定子鐵芯的沉頭螺釘，軸向上沉頭和螺紋的長(zhǎng)度比所述機(jī)座或冷卻水套內(nèi)壁厚度稍短一些，螺紋前端留有長(zhǎng)度為4mm到8mm的光滑圓柱，圓柱直徑比沉頭螺釘?shù)穆菁y部分直徑稍小，用來對(duì)非晶合金定子鐵芯右端面進(jìn)行阻擋、限位。
[0023]圓柱銷釘與機(jī)座或冷卻水套內(nèi)圓上的定位槽對(duì)齊情況下，將非晶合金定子鐵芯從右端裝入機(jī)座或冷卻水套，直到非晶合金定子鐵芯的左端面和機(jī)座或冷卻水套左端的定位臺(tái)階緊密接觸為止。然后用帶防水密封墊的沉頭螺釘擰入電機(jī)機(jī)座或冷卻水套右端的限位螺釘孔，直到沉頭螺釘?shù)穆菁y部分與機(jī)座或冷卻水套的內(nèi)壁對(duì)齊為止。
[0024]本發(fā)明提供的非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套的固定方法，具有以下特占.V.
[0025]1.非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座或冷卻水套的安裝不再是靠機(jī)座或冷卻水套上的定位螺釘頂絲或過盈配合固定，避免了螺釘頂絲對(duì)非晶合金定子鐵芯局部的壓力和壓強(qiáng)過大，局部壓碎非晶合金定子鐵芯；也避免了因擰入螺釘頂絲或過盈配合壓入電機(jī)機(jī)座或冷卻水套引起的機(jī)械應(yīng)力對(duì)非晶合金定子導(dǎo)磁性能產(chǎn)生的不利影響。
[0026]2.非晶合金定子鐵芯圓周方向上由三個(gè)或多個(gè)環(huán)氧玻璃纖維、或聚四氟乙烯或改性尼龍PA66等不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁材料制成的圓柱銷釘固定，使得非晶合金定子鐵芯與機(jī)座或冷卻水套是多點(diǎn)接觸，既在圓周方向上傳遞了扭矩，使定子鐵芯不會(huì)在圓周方向上串動(dòng)，又避免了傳統(tǒng)固定方法的局部受力對(duì)定子鐵芯導(dǎo)磁性能的影響。
[0027]3.非晶合金定子鐵芯左端靠機(jī)座或冷卻水套內(nèi)壁的限位臺(tái)階固定，右端靠多個(gè)前端光滑的徑向沉頭螺釘限位固定，徑向沉頭螺釘并不直接頂在定子鐵芯外圓上，而是擋在定子鐵芯端部進(jìn)行限位，從而保證非晶合金定子鐵芯不會(huì)在軸向上串動(dòng)。
[0028]4.非晶合金定子鐵芯與機(jī)座或冷卻水套在圓周方向上用環(huán)氧玻璃纖維、或聚四氟乙烯或改性尼龍PA66等不導(dǎo)電、不導(dǎo)磁的圓柱銷釘固定，避免了金屬固定銷釘在定子外圓上成為鼠籠導(dǎo)條從而引起附加的渦流損耗，進(jìn)一步降低因裝配引起的定子鐵芯渦流損耗。
【附圖說明】
[0029]圖1是實(shí)施例1的非晶合金定子鐵芯的截面圖；
[0030]圖2是實(shí)施例1的非晶合金電機(jī)冷卻水套的剖面圖；
[0031]圖3是實(shí)施例1的非晶合金定子與電機(jī)冷卻水套裝配的示意圖；
[0032]圖4是實(shí)施例1的非晶合金定子鐵芯與電機(jī)冷卻水套裝配的截面圖；
[0033]圖5是實(shí)施例2的非晶合金粉末模壓成型的定子鐵芯截面圖；
[0034]圖6是實(shí)施例2的非晶合金電機(jī)機(jī)座的剖面圖；
[0035]圖7是實(shí)施例2的模壓成型非晶合金定子與電機(jī)機(jī)座裝配的示意圖；
[0036]圖8是實(shí)施例2的模壓成型非晶合金定子鐵芯與電機(jī)機(jī)座裝配的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明說明如下:
[0038]實(shí)施例1
[0039]將非晶合金帶材Fe83.5B15Cul.5經(jīng)過剪切成長(zhǎng)250mm、寬140mm的薄片，同時(shí)剪切一定數(shù)量、長(zhǎng)寬尺寸與非晶合金薄片一樣的、0.2mm厚的硅鋼片;然后對(duì)非晶合金薄片和硅鋼片雙面涂耐溫500攝氏度的硅酸鹽高溫膠水，高溫膠水的涂抹厚度小于I微米，通過加入濃度大于98%以上的無水乙醇調(diào)節(jié)高溫膠水