CN104393721A - 磁滞电机磁环制备方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁滞电机磁环制备方法及其装置。该方法是将铁钴钒磁滞合金带材预制成磁环坯，然后将磁环坯置于一个可将磁环固定的装置内进行热处理，加热至570～630℃温度，保温15～35分钟后，冷却取出磁环而制成。该方法使用的装置由一个中间沿纵向开有一个内径与磁环外径相同的模孔的外模和一根置于外模模孔内外径与磁环外径相同、并在其上设有若干个与磁环大小相同的环槽的芯轴组成，通过紧固件紧固在一起，外模和芯轴用耐热模具钢制成。采用本发明可制成尺寸精度高、椭圆度小、扭矩强等的磁滞合金环，适合高性能磁滞电机使用，所采用的装置具有结构简单，容易操作等优点。

Description

磁滞电机磁环制备方法及其装置

技术领域

本发明涉及磁滞电机零件制造的技术领域，特别是一种磁滞电机磁环制备方法及其装置。

背景技术

磁滞电机是一种有自起动能力的同步电机。磁滞电机利用由磁滞材料制成的磁滞转子的磁滞和感生的涡流损耗来产生转子力矩。电机的旋转是靠定子旋转磁场的作用，使转子产生磁滞转矩，将电机起动并牵入同步运行。磁滞电机的典型特征是扭矩大、运行平稳、结构简单、噪音低、启动电流小、耐高温。在仪器仪表、家用电器、自动控制、国防工业等领域广泛应用。

磁滞材料是制造磁滞电机转子磁环的关键材料, 其磁性能的优劣直接影响电机的电气性能。在已有技术中，磁滞转子磁环常用的制造方法是采用马氏体钢等带材冲压成型再处理后直接成电机转子使用，其磁性能低，因此带来磁滞电机的扭矩较小，性能低，无法满足特殊行业的使用需求。FeCoV磁滞合金具有优良的磁滞特性，用FeCoV磁滞合金来制造磁滞转子磁环，其磁滞电机的扭矩大，性能高。但FeCoV合金因含Co量高，延伸率低。有人采用将FeCoV合金通过焊接或拉伸成管以及用带材冲压成型而制备磁环，工艺比较困难；亦有人采用将FeCoV合金制备丝材再经绕成型而制成磁环，其成本高，效果不佳。同时FeCoV合金材料必须经过600℃左右的回火热处理后才能获得良好的磁滞性能。处理后的磁环因热处理方法操作不当易产生变形，环椭圆度较大，尺寸精度不佳，出现磁滞性能一致性差、成品率低，从而影响磁滞电机性能和稳定性。这正是已有技术一直存在的不足之处。

发明内容

本发明的目的在于解决现有制备磁滞电机磁环存在的上述问题，提供一种磁滞电机磁环制备方法及其装置。采用该方法和装置生产的磁环，椭圆度小，开口部位完全闭合，尺寸精确，容易与转子塑料外壳装配，大大提高磁滞合金环的扭矩，具有良好的磁滞性能；磁滞电机的转子磁环结构采用带材径向卷接方式结构，既利用高性能铁钴钒磁滞合金带材沿轧制方向的最佳磁性能, 又大幅度提高材料利用率, 可制成较佳性价比的高效率磁滞电机。此外，该方法和装置操作方便，结构简单，容易实现。

本发明的任务是以这样的方式实现的：

一种磁滞电机磁环制备方法，其步骤如下：

1. 磁滞电机磁环材料选用铁钴钒磁滞合金带材，根据磁滞电机磁环的展开尺寸将铁钴钒磁滞合金带材分条，切成相应的长度，然后卷接预制成开口的磁环坯。

2.用含铌耐热模具钢制造一根外径与磁环外径相同的芯轴，并在芯轴上等距离开有若干个尺寸大小与磁环相同的定型环槽。

3.将预制成型的磁环坯分别套入芯轴的定型环槽内。

4.用含铌耐热模具钢制造一个外模，其中心沿纵向开有一个内径与磁环外径相同的模孔，该外模由对称的两个上半模和下半模结合而成。

5.将套了磁环的芯轴放置于外模的下半模的半个模孔内，然后将上半模的半轴孔朝下扣接在下半模上，调整好紧固孔，最后经定位后用紧固件将上半模和下半模紧固在一起。

6.将固定好的外模和芯轴连同已装好的磁环一起放入热处理炉内进行热处理，升温至570～630℃、保温15～35分钟后，出炉冷却。

7.拆除外模，取出芯轴，卸下经过热处理的磁环便可。

所述的铁钴钒磁滞合金带材的成份（重量百分比）以Co51～53%，V12.5～13.5%，Fe余量为合适。

本发明的磁滞电机磁环制备方法所用装置：其特征是由外模、芯轴和紧固件组成，所述的外模的中间沿纵向设有一个内径与磁环外径相同的模孔，整个外模由对称的上半模和下半模接合而成，在上半模和下半模两外侧设有凸棱，在凸棱上设有紧固孔，通过紧固件穿过紧固孔将上半模和下半模紧固在一起，所述的芯轴的外径与磁环的外径相同，在其上等距离设有若干个尺寸与磁环大小相同的环槽，整根芯轴设置于外模的模孔内，外模和芯轴用耐热模具钢制成。

在上述技术方案中，还可以采取如下措施进一步完善。

在芯轴上以设置4～8个环槽，环槽间距为3～5毫米比较合适。

在芯轴一端设有一个限位法兰以便于安装。

所述的热处理炉为空气电阻炉或气氛保护炉。

所述的外模和芯轴用含铌耐热模具钢制成，以保证在热处理过程中不发生变形。

本装置是这样使用的：使用时将预制成型的磁环放到芯轴的环槽内，然后将装有磁环的芯轴放到外模的下模块的半个模孔内，接着将上模块模孔向下扣接在下模块上，通过紧固件的螺栓穿过其紧固孔，用螺母紧固将上下模块和装有磁环的芯轴固定在一起，放入热处理炉内进行热处理，热处理温度570～630℃、保温时间15～35分钟，最后出炉空冷，拆开上下模块，取出芯轴，脱出磁环便可。

本发明的有益技术效果是：由于预制成型的磁环在整个热处理过程中受同一耐热材料的含铌耐热模具钢制成的外模和芯轴所固定，基本上不发生变形，所制成的磁环尺寸精度高，椭圆度小，大大提高其扭矩（即磁滞特性），其扭矩值达14牛顿米以上。磁滞电机磁环结构采用带材料径向卷接结构，既能充分利用铁钴钒磁滞合金带材沿轧制方向的最佳磁性能, 又大幅度提高材料利用率, 可制造性能要求较高的磁滞电机。从而有效地克服已有技术一直存在的不足之处。本发明的专用装置还具有结构简单，容易操作的优点。

附图说明

图1磁滞合金环的外形图。

图2为一种磁滞电机磁滞合金环热处理装置的剖视图。

图3为图1下模块（1B）的俯视图。

图4为图1中去除芯轴（2）沿A-A线的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的制备方法作进一步的说明

实施例1

本发明的磁滞电机磁环制备方法包括以下步骤：

1.根据磁滞电机磁环的展开尺寸将FeCoV磁滞合金带材分条切成相应的长度，然后卷接预制成开口的磁环坯。

2.用含铌耐热模具钢制造一根外径与磁环外径相同的芯轴，并在芯轴上等距离开有4个尺寸大小与磁环相同、间距为3毫米的定型环槽。

3.将预制成型的磁环分别套入芯轴的定型环槽内。

4.用含铌耐热模具钢制造一个外模，其中心沿纵向开有一个内径与磁环外径相同的模孔，该外模由对称的两个上半模和下半模结合而成。

5.将套了磁环的芯轴放置于外模的下半模的半个轴孔内，然后将上半模的半模孔朝下扣接在下半模上，调整好紧固孔，经定位后用紧固件将上半模和下半模紧固在一起。

6.将固定好的外模和芯轴连同已装好的的磁环一起放入空气电阻炉炉内进行热处理，升温至600℃、保温25分钟后，出炉冷却。

7.拆除外模，取出芯轴，卸下经过热处理的磁环便可。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

1.根据磁滞电机磁环的展开尺寸将FeCoV磁滞合金带材分条切成相应的长度，然后卷接预制成开口的磁环坯。

2.用含铌耐热模具钢制造一根外径与磁环外径相同的芯轴，并在芯轴上等距离开有6个尺寸大小与磁环相同间距为4毫米的定型环槽。

3.将预制成型的磁环分别套入芯轴的定型环槽内。

4.用含铌耐热模具钢制造一个外模，其中心沿纵向开有一个内径与磁环外径相同的模孔，该外模由对称的两个上半模和下半模结合而成。

5.将套了磁环的芯轴放置于外模的下半模的半个轴孔内，然后将上半模的半模孔朝下扣接在下半模上，调整好紧固孔，经定位后用紧固件将上半模和下半模紧固在一起。

6.将固定好的外模和芯轴连同已装好的的磁环一起放入空气电阻炉炉内进行热处理，升温至580℃、保温30分钟后，出炉冷却。

7.拆除外模，取出芯轴，卸下经过热处理的磁环便可。

实施例3

本实施例包括以下步骤：

1.根据磁滞电机磁环的展开尺寸将FeCoV磁滞合金带材分条切成相应的长度，然后卷接预制成开口的磁环坯。

2.用含铌耐热模具钢制造一根外径与磁环外径相同的芯轴，并在芯轴上等距离开有8个尺寸大小与磁环相同间距为5毫米的定型环槽。

3.将预制成型的磁环分别套入芯轴的定型环槽内。

4.用含铌耐热模具钢制造一个外模，其中心沿纵向开有一个内径与磁环外径相同的模孔，该外模由对称的两个上半模和下半模结合而成。

5.将套了磁环的芯轴放置于外模的下半模的半个轴孔内，然后将上半模的半模孔朝下扣接在下半模上，调整好紧固孔，经定位后用紧固件将上半模和下半模紧固在一起。

6.将固定好的外模和芯轴连同已装好的的磁环一起放入空气电阻炉炉内进行热处理，升温至620℃、保温20分钟后，出炉冷却。

7.拆除外模，取出芯轴，卸下经过热处理的磁环便可。

如图2～图4所示，本发明的磁滞电机磁环制备方法的专用装置的特征是：该项装置由外模1、芯轴2和紧固件3组成，所述的外模1的中间沿纵向设有一个内径与磁环外径相同的模孔4，整个外模1由对称的上半模1A和下半模1B接合而成，在上半模1A和下半模1B两外侧设有凸棱5，在凸棱5上设有紧固孔，通过紧固件穿过紧固孔将上半模1A和下半模1B紧固在一起，所述的芯轴2的外径与磁环的外径相同，在其上等距离设有4～8个尺寸与磁环大小相同的环槽6，整根芯轴2设置于外模的模孔4内，外模1和芯轴2用含铌耐热模具钢制成。

在实施时，有如下实施例：

1.在芯轴2上设有6个环槽6。

2.在芯轴2一端设有一个限位法兰7。

Claims (4)

1.一种磁滞电机磁环制备方法，其特征是按如下步骤进行：

1）磁滞电机磁环材料选用铁钴钒磁滞合金带材；

2）根据磁滞电机磁环的展开尺寸将FeCoV磁滞合金带材分条，切成相应的长度，然后预制成开口的磁环坯；

2）用含铌耐热模具钢制造一根外径与磁环外径相同的芯轴，并在芯轴上等距离开有若干个尺寸大小与磁环相同的定型环槽；

3）将预制成型的磁环坯分别套入芯轴的定型环槽内；

4）用含铌耐热模具钢制造一个外模，其中心沿纵向开有一个内径与磁环外径相同的模孔，该外模由对称的两个上半模和下半模结合而成；

5）将套了磁环坯的芯轴放置于外模的下半模的半个模孔内，然后将上半模的半轴孔朝下扣接在下半模上，调整好紧固孔，最后经定位后用紧固将上半模和下半模紧固在一起；

6）将固定好的外模和芯轴连同已装好的磁环一起放入热处理炉内，升温至570～630℃、保温时间15～35分钟后，出炉冷却；

7）拆除外模，取出芯轴，卸下经过热处理的磁环便可。

2.根据权利要求1所述的磁环制备方法，其特征是：铁钴钒磁滞合金带材成分（重量百分比）为Co 51～53%、V 12.5～13.5%、Fe余量。

3.一个与权利要求1所述的磁环制备方法使用的装置，其特征是由外模（1）、芯轴（2）和紧固件（3）组成，所述的外模（1）的中间沿纵向设有一个内径与磁环外径相同的模孔（4），整个外模（1）由对称的上半模（1A）和下半模（1B）接合而成，在上半模（1A）和下半模（1B）两外侧设有凸棱（5），在凸棱（5）上设有紧固孔，通过紧固件穿过紧固孔将上半模（1A）和下半模（1B）紧固在一起，所述的芯轴（2）的外径与磁环的外径相同，在其上等距离设有若干个尺寸与磁环大小相同的环槽（6），整根芯轴（2）设置于外模的模孔（4）内，所述的外模（1）和芯轴（2）用含铌耐热模具钢制成。

4. 根据权利要求3所述的磁环热处理装置，其特征是：在芯轴（2）上设有4～8个间距为3～5毫米的环槽（6）。