CN106100251A - 一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法 - Google Patents

一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,包括线圈绕制、排线工序、初步增强加固、焊接、加热定型以及二次增强加固等步骤;其中二次增强加固包括对绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理,冷却脱模之后得到直绕组薄壁空心转子杯。解决了现有技术中直绕组薄壁空心转子杯存在着强度不高、有气孔以及杯壁均匀度差的问题,提高了直绕组薄壁空心转子杯的成型率和产品的合格率。

Description

一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法
技术领域
本发明属于永磁直流伺服电动机技术领域,涉及电动机的薄壁空心转子杯装置,尤其是一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法。
背景技术
空心杯电枢永磁直流伺服电动机作为一种平滑电枢的直流电动机,除具有一般永磁直流电动机的优点如线性的机械特性、速度调节特性、转矩—电流特性等外;在伺服方面还具有转动惯量小,动态特性优良、力矩波动小(可以控制在2%以内)等特点。因此这种电机应用在需要快速动作、频繁启动和正反转系统中,比如汽车变速等。但是这种电机转子无铁心,也就意味着绕组在转子上无骨架支撑,是由柔性绕组导线通过特殊的工艺技术制成一个旋转部件即为空心转子杯。由于电机在高速运行中空心转子杯要承受离心力的作用,在向负载传递力矩的过程中要承受电磁力的作用,在运行时还会处于频繁的启停状态,电机要承受数倍于额定电流的大电流冲击,空心转子杯会处于一种高频率的冷热冲击状态,空心转子杯在内、外定子间的气隙中旋转,杯子壁较薄并为悬臂梁结构等,因此要求空心转子杯应具有相当的刚度和强度,这给制造带来较大的难度。
目前空心杯转子有斜绕组和直绕组两种类型,直绕组从导线的排列及杯子强度上优于斜绕组,但较斜绕组制造难度大。现有直绕组空心转子杯制造中存在有气孔、强度不高以及杯壁的均匀度差等问题,影响了产品合格率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法。解决了现有技术中直绕组薄壁空心转子杯存在着强度不高、有气孔以及杯壁均匀度差的问题,提高了直绕组薄壁空心转子杯的成型率和产品的合格率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
这种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,包括以下步骤:
步骤1,进行线圈绕制;所用线圈导线为自粘自焊性聚氨酯漆包线;
步骤2,在步骤1之后进行排线工序;具体过程是,按照绕组展开图的要求进行排线;
步骤3,对步骤2得到的绕组线圈进行初步增强加固,得到加固的绕组线圈,具体过程是,在线圈外圆上均匀缠绕无碱玻璃纤维丝带;
步骤4,在加固的绕组线圈中压入换向器,将换向器的出线头与换向器焊接牢固;
步骤5,对步骤4中得到的绕组线圈进行加热定型;具体过程是,将步骤4中得到的绕组线圈带模具心轴装入整形模具压板和锥套,然后加热170-200℃,1-2h后取出;
步骤6,对步骤5中得到的定型的绕组线圈进行二次增强加固;具体过程是,对步骤5中得到的绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理,冷却脱模之后得到直绕组薄壁空心转子杯。
更进一步的,本发明的特点还在于,
其中步骤6中的绝缘灌封的具体过程是,在预热后的灌封模具中涂抹脱模剂或硅脂,然后将灌封料灌封在设置有绕组线圈的灌封模具中。
其中灌封料为绝缘材料环氧树脂,将灌封料融化之后进行灌封。
其中步骤6中的真空逸气处理的具体过程是,灌封之后,将绕组线圈放置在真空干燥箱中,真空度为-0.095MPa,时间为10-15min,期间至少放气3次。
其中步骤6中的分步固化处理的具体过程是,采用温度逐渐提高的方式,具体的温度从85℃升至160℃。
其中分步固化处理的具体过程是,85℃固化1h,110℃固化2h,130℃固化3h,160℃固化1h。
其中步骤3中在线圈外缘上均匀缠绕5-10圈无碱玻璃纤维丝带。
其中制造直绕组薄壁空心转子杯的转子支架采用工程塑料塑压而成。
本发明的有益效果是:采用两次增强加固措施,使空心转子杯能耐受高频率的冷热冲击,使直绕组薄壁空心转子杯的使用时间更长;并且采用真空逸气处理方法克服了直绕组薄壁空心转子杯有气孔的问题,并且提高了杯壁的均匀度;使用分步固化方法,避免了在绝缘灌封中产生爆聚的问题;使用自粘自焊性聚氨酯漆包线,解决了线圈在初步固化、定型后的线圈会散乱的问题。提高了直绕组薄壁空心转子杯的成型率和产品的合格率。
更进一步的,对灌封模具进行预热,使灌封料的流动性好,并且使用脱模剂或硅脂,解决了绕组固化后不易脱模的问题。
更进一步的,使用绝缘材料环氧树脂为灌封料,在真空逸气处理和分步固化处理过程中,能够克服直绕组薄壁空心转子杯缺料同心度和杯壁均匀度差的问题。
更进一步的,提供了使用真空干燥箱的真空度、时间和放气次数,进一步解决了空心转子杯成型后有气孔的问题。
更进一步的,采用温度逐渐提高方法的分步固化法,避免了温度一次到位之后工件会发生爆聚的问题。
更进一步的,缠绕5-10圈无碱玻璃纤维丝带能够对绕组线圈进行初步增强加固。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细描述:
本发明公开了一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,具体包括以下步骤:
步骤1,使用自粘自焊性聚氨酯漆包线的导线进行线圈绕制工序;
步骤2,按照制造的直绕组薄壁空心转子杯的绕组展开图的要求进行排线,心轴上的任意一个定位销与转子支架上的任意一个固线销在一条水平线上,用以挂线,确定虚槽,槽内不得有交叉;并且制造本发明的直绕组薄壁空心转子杯的转子支架为工程塑料塑压而成的,固线销的个数与电机槽数相同;
步骤3,对步骤2中得到的绕组线圈的外圆上均匀缠绕无碱玻璃纤维丝带5-10圈,其中线圈大端根部多缠绕2圈,得到加固的绕组线圈;
步骤4,在步骤3中得到的加固的绕组线圈中压入换向器,并且将绕组线圈的出线头和换向器焊接牢固,然后检查片间电阻;
步骤5,将步骤4中得到的绕组线圈带带模具心轴装入整形模具压板和锥套,然后加热170-200℃,加热时间为1-2h,然后将绕组线圈取出;
步骤6,对步骤5中得到的绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理,冷却脱模之后得到直绕组薄壁空心转子杯。
绝缘灌封的具体过程是,使用现有的灌封装置进行灌封,将灌封模具加热,然后在灌封模具中涂抹脱模剂或硅脂,再将融化后的灌封料灌封在设置有绕组线圈的灌封模具中,灌封料为绝缘材料环氧树脂。
真空逸气处理的具体过程是,灌封之后,将绕组线圈放置在真空干燥箱中,真空度为-0.095MPa,时间为10-15min,期间至少放气3次。
分步固化处理的具体过程是,采用温度逐渐提高方法的分步固化处理,将温度从85℃升至160℃,具体的为85℃固化1h,110℃固化2h,130℃固化3h,160℃固化1h。
实施例1
一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,具体过程是:
步骤1,使用自粘自焊性聚氨酯漆包线的导线进行线圈绕制工序;
步骤2,按照制造的直绕组薄壁空心转子杯的绕组展开图的要求进行排线,心轴上的任意一个定位销与转子支架上的任意一个固线销在一条水平线上,用以挂线,确定虚槽,槽内不得有交叉;并且制造本发明的直绕组薄壁空心转子杯的转子支架为工程塑料塑压而成的,固线销的个数与电机槽数相同;
步骤3,对步骤2中得到的绕组线圈的外圆上均匀缠绕无碱玻璃纤维丝带5圈,其中线圈大端根部多缠绕2圈,得到加固的绕组线圈;
步骤4,在步骤3中得到的加固的绕组线圈中压入换向器,并且将绕组线圈的出线头和换向器焊接牢固,然后检查片间电阻;
步骤5,将步骤4中得到的绕组线圈带带模具心轴装入整形模具压板和锥套,然后加热170℃,加热时间为1h,然后将绕组线圈取出;
步骤6,对步骤5中得到的绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理;绝缘灌封的具体过程是,使用现有的灌封装置进行灌封,将灌封模具加热,然后在灌封模具中涂抹脱模剂或硅脂,再将融化后的灌封料灌封在设置有绕组线圈的灌封模具中,灌封料为绝缘材料环氧树脂;真空逸气处理的具体过程是,灌封之后,将绕组线圈放置在真空干燥箱中,真空度为-0.095MPa,时间为10min,期间放气3次;分步固化处理的具体过程是,采用温度逐渐提高方法的分步固化处理,将温度从85℃升至160℃,具体的为85℃固化1h,110℃固化2h,130℃固化3h,160℃固化1h;
步骤7,经过步骤6之后,冷却脱模之后即得到直绕组薄壁空心转子杯。
实施例2
一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,具体过程是:
步骤1,使用自粘自焊性聚氨酯漆包线的导线进行线圈绕制工序;
步骤2,按照制造的直绕组薄壁空心转子杯的绕组展开图的要求进行排线,心轴上的任意一个定位销与转子支架上的任意一个固线销在一条水平线上,用以挂线,确定虚槽,槽内不得有交叉;并且制造本发明的直绕组薄壁空心转子杯的转子支架为工程塑料塑压而成的,固线销的个数与电机槽数相同;
步骤3,对步骤2中得到的绕组线圈的外圆上均匀缠绕无碱玻璃纤维丝带10圈,其中线圈大端根部多缠绕2圈,得到加固的绕组线圈;
步骤4,在步骤3中得到的加固的绕组线圈中压入换向器,并且将绕组线圈的出线头和换向器焊接牢固,然后检查片间电阻;
步骤5,将步骤4中得到的绕组线圈带带模具心轴装入整形模具压板和锥套,然后加热200℃,加热时间为1h,然后将绕组线圈取出;
步骤6,对步骤5中得到的绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理;绝缘灌封的具体过程是,使用现有的灌封装置进行灌封,将灌封模具加热,然后在灌封模具中涂抹脱模剂或硅脂,再将融化后的灌封料灌封在设置有绕组线圈的灌封模具中,灌封料为绝缘材料环氧树脂;真空逸气处理的具体过程是,灌封之后,将绕组线圈放置在真空干燥箱中,真空度为-0.095MPa,时间为15min,期间放气5次;分步固化处理的具体过程是,采用温度逐渐提高方法的分步固化处理,将温度从85℃升至160℃,具体的为85℃固化1h,115℃固化2h,125℃固化3h,160℃固化1h;
步骤7,经过步骤6之后,冷却脱模之后即得到直绕组薄壁空心转子杯。
实施例3
一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,具体过程是:
步骤1,使用自粘自焊性聚氨酯漆包线的导线进行线圈绕制工序;
步骤2,按照制造的直绕组薄壁空心转子杯的绕组展开图的要求进行排线,心轴上的任意一个定位销与转子支架上的任意一个固线销在一条水平线上,用以挂线,确定虚槽,槽内不得有交叉;并且制造本发明的直绕组薄壁空心转子杯的转子支架为工程塑料塑压而成的,固线销的个数与电机槽数相同;
步骤3,对步骤2中得到的绕组线圈的外圆上均匀缠绕无碱玻璃纤维丝带8圈,其中线圈大端根部多缠绕2圈,得到加固的绕组线圈;
步骤4,在步骤3中得到的加固的绕组线圈中压入换向器,并且将绕组线圈的出线头和换向器焊接牢固,然后检查片间电阻;
步骤5,将步骤4中得到的绕组线圈带带模具心轴装入整形模具压板和锥套,然后加热180℃,加热时间为1.5h,然后将绕组线圈取出;
步骤6,对步骤5中得到的绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理;绝缘灌封的具体过程是,使用现有的灌封装置进行灌封,将灌封模具加热,然后在灌封模具中涂抹脱模剂或硅脂,再将融化后的灌封料灌封在设置有绕组线圈的灌封模具中,灌封料为绝缘材料环氧树脂;真空逸气处理的具体过程是,灌封之后,将绕组线圈放置在真空干燥箱中,真空度为-0.095MPa,时间为12min,期间至少放气4次;分步固化处理的具体过程是,采用温度逐渐提高方法的分步固化处理,将温度从85℃升至160℃,具体的为85℃固化1h,110℃固化2h,130℃固化3h,160℃固化1h;
步骤7,经过步骤6之后,冷却脱模之后即得到直绕组薄壁空心转子杯。
实施例4
一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,具体过程是:
步骤1,使用自粘自焊性聚氨酯漆包线的导线进行线圈绕制工序;
步骤2,按照制造的直绕组薄壁空心转子杯的绕组展开图的要求进行排线,心轴上的任意一个定位销与转子支架上的任意一个固线销在一条水平线上,用以挂线,确定虚槽,槽内不得有交叉;并且制造本发明的直绕组薄壁空心转子杯的转子支架为工程塑料塑压而成的,固线销的个数与电机槽数相同;
步骤3,对步骤2中得到的绕组线圈的外圆上均匀缠绕无碱玻璃纤维丝带6圈,其中线圈大端根部多缠绕2圈,得到加固的绕组线圈;
步骤4,在步骤3中得到的加固的绕组线圈中压入换向器,并且将绕组线圈的出线头和换向器焊接牢固,然后检查片间电阻;
步骤5,将步骤4中得到的绕组线圈带带模具心轴装入整形模具压板和锥套,然后加热170℃,加热时间为1.5h,然后将绕组线圈取出;
步骤6,对步骤5中得到的绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理;绝缘灌封的具体过程是,使用现有的灌封装置进行灌封,将灌封模具加热,然后在灌封模具中涂抹脱模剂或硅脂,再将融化后的灌封料灌封在设置有绕组线圈的灌封模具中,灌封料为绝缘材料环氧树脂;真空逸气处理的具体过程是,灌封之后,将绕组线圈放置在真空干燥箱中,真空度为-0.095MPa,时间为13min,期间放气3次;分步固化处理的具体过程是,采用温度逐渐提高方法的分步固化处理,将温度从85℃升至160℃,具体的为85℃固化1h,110℃固化2h,130℃固化3h,160℃固化1h;
步骤7,经过步骤6之后,冷却脱模之后即得到直绕组薄壁空心转子杯。

Claims (8)

1.一种直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,进行线圈绕制;所用线圈导线为自粘自焊性聚氨酯漆包线;
步骤2,在步骤1之后进行排线工序;具体过程是,按照绕组展开图的要求进行排线;
步骤3,对步骤2得到的绕组线圈进行初步增强加固,得到加固的绕组线圈,具体过程是,在线圈外圆上均匀缠绕无碱玻璃纤维丝带;
步骤4,在加固的绕组线圈中压入换向器,将换向器的出线头与换向器焊接牢固;
步骤5,对步骤4中得到的绕组线圈进行加热定型;具体过程是,将步骤4中得到的绕组线圈带模具心轴装入整形模具压板和锥套,然后加热170-200℃,1-2h后取出;
步骤6,对步骤5中得到的定型的绕组线圈进行二次增强加固;具体过程是,对步骤5中得到的绕组线圈依次进行绝缘灌封、真空逸气处理和分步固化处理,冷却脱模之后得到直绕组薄壁空心转子杯。
2.根据权利要求1所述的直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,所述步骤6中的绝缘灌封的具体过程是,在预热后的灌封模具中涂抹脱模剂或硅脂,然后将灌封料灌封在设置有绕组线圈的灌封模具中。
3.根据权利要求2所述的直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,所述灌封料为绝缘材料环氧树脂,将灌封料融化之后进行灌封。
4.根据权利要求1所述的直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,所述步骤6中的真空逸气处理的具体过程是,灌封之后,将绕组线圈放置在真空干燥箱中,真空度为-0.095MPa,时间为10-15min,期间至少放气3次。
5.根据权利要求1所述的直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,所述步骤6中的分步固化处理的具体过程是,采用温度逐渐提高的方式,具体的温度从85℃升至160℃。
6.根据权利要求5所述的直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,所述分步固化处理的具体过程是,85℃固化1h,110℃固化2h,130℃固化3h,160℃固化1h。
7.根据权利要求1所述的直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,所述步骤3中在线圈外缘上均匀缠绕5-10圈无碱玻璃纤维丝带。
8.根据权利要求1所述的直绕组薄壁空心转子杯的制造方法,其特征在于,所述制造直绕组薄壁空心转子杯的转子支架采用工程塑料塑压而成。
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