CN107465283A - 一种汽车起动机用高转速转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车起动机用高转速转子及其制造方法，包括电枢轴，电枢组件，换向器。电枢组件与换向器依次安装在电枢轴中部，电枢组件由多个电枢片压合而成，电枢片中部环状均匀开有散热孔，铜线在绕线槽内交错缠绕4层，电枢片的封闭部将铜线封闭在绕线槽内，电枢片端部突起经滚压后形成封闭部，封闭部将铜线限制在绕线槽内，换向器外圆周有与绕线槽同等数量的U型槽，铜线起始端与终止端叠放在U型槽内，铜线之间、铜线与绕线槽的间隙均有凝固的8411无溶剂环氧树脂漆。本发明结构牢固可靠，避免了汽车起动机电机在使用中，高温状态下，造成铜线的变形、松动，甚至甩出，而造成电机短路，增加了电机的使用寿命。

Description

一种汽车起动机用高转速转子及其制造方法

技术领域

本发明属于起动机技术领域，具体涉及一种汽车起动机用高转速转子及其制造方法。

背景技术

汽车起动机属于汽车中贵重部件，汽车起动系统将储存在蓄电池内的电能变成机械能，要实现这种转换，必须使用起动机。起动机的功用是由直流电动机产生动力，经传动机构带动发动机曲轴转动，从而实现发动机的起动。迪克斯汽车电器上海有限公司的实用新型专利201520218047.5已公开汽车启动机转子结构。此专利披露的铜线卷绕方法“转子安装沿轴向设有多个安装槽，并在安装槽上依次卷绕”代表典型的传统铜线卷绕方式，即只在电枢片安装槽内卷绕，再将铜线圈焊接在转向器U型槽内。这种方法在转速不高时运行稳定，但若在对汽车百公里加速时间要求较高时，或其他要求高速启动的情况时，如使用转速15000r/min，破坏性试验转速30000r/min，铜线受离心力等容易脱出。

而宁波韵升股份有限公司披露的申请号为201310003352.8的发明专利，电枢片采用“铁芯主体由中心向圆周方向开设条状槽，条状槽宽度在接近圆周处缩小”，“条状槽在宽度缩小处与铁芯封闭片通过相互之间的突起、凹槽结构将铁芯封闭片限制在铁芯主体上”方式，通过电枢片条状槽上部宽度小于底部，由于上窄下宽，铜线无法从上至下绕入，因此往往采用从侧面穿入的方式，这导致铜线只能穿入一层，卷绕长度和卷绕力打了折扣，即使采用封闭片限制，实验效果也不好。

发明内容

针对现有技术所存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种汽车起动机用高转速转子及其制造方法，它通过独立研发的电枢片闭合技术，有效解决转子高速转动时铜线甩出的问题。本发明采用如下技术方案：一种汽车起动机用高转速转子及其制造方法，包括电枢轴，电枢组件，半塑换向器。电枢轴右端加工有花键，电枢组件与半塑换向器依次安装在电枢轴中部，挡片安装在半塑换向器左侧；电枢组件由多个电枢片压合而成，电枢片中部环状均匀开有散热孔，电枢片内环有键槽，电枢片内环与电枢轴中部过盈配合，键槽与电枢轴相配合，电枢组件外圆周有一定数量的绕线槽，铜线在绕线槽内交错缠绕4层，电枢片的封闭部将铜线封闭在绕线槽内，两个封闭部之前间隙小于铜线直径，半塑换向器外圆周有一定数量的U型槽，半塑换向器的U型槽之间有绝缘片，铜线起始端与终止端叠放在U型槽内，第一固定环将铜线右侧紧固，第二固定环将铜线终止端紧固在半塑换向器上。

进一步地，绕线槽数量根据功率要求而定，绕线槽数量、铜线数量、半塑换向器外圆周U型槽数量三者相同，每个绕线槽中心对准半塑换向器绝缘片中心。

进一步地，铜线之间、铜线与绕线槽的间隙均有凝固的8411无溶剂环氧树脂漆。

进一步地，铜线起始端、终止端与半塑换向器U型槽采用直纹焊接，焊点要求整齐清洁。

进一步地，绕线槽和铜线之间塞有绝缘纸。

进一步地，铜线从换向器U型槽起始，隔开2.5个U型槽绕入绕线槽，绕至电枢轴右侧隔开4个绕线槽往左绕，铜线绕回起始的绕线槽沿原路绕第二层，铜线终止端所在U型槽距起始U型槽隔开9个U型槽。

相应地，还提供上述汽车起动机用高速转子的制造方法：

1)将电枢片重叠放置冲压成电枢组件；

2)用定位销定位电枢组件，将电枢组件用油压机压入电枢轴；

3)先在上压模上放上半塑换向器，用刻槽定位，在下模放入电枢轴，用绝缘冲片定位，用气压机将半塑换向器压入电枢轴，绕线槽要与半塑换向器U型槽位置对应；

4)将裁好的绝缘纸塞入绕线槽内；

5)检查槽纸有没有漏塞、卷角、槽纸长度是否异常，将电枢轴放在底座上，按转子绕线原理图将相应根数绕组分布进行手动绕线；

6)对半塑换向器片进行检查是否有被铜线翘起现象，用仪表车床车铜线线头至半塑换向器端面，吹扫铜屑，再将铜线与半塑换向器焊接在一起；

7)启动滚床，摇动拖板将电枢组件端部突起滚压成封闭部，公差正负0.1mm；

8)把转子放入压环模具下模，将第一固定环、第二固定环套入转子相应位置，盖上压环模具上模，气压机压下；

9)利用DS720电机电枢综合测试仪，依次对转子绕组对地电压，闸间电压，焊接电阻等项目测试；

10)根据粘度表和当天温度，用稀释剂配比8411无溶剂环氧树脂漆，用伏特杯和秒表进行粘度测试直至合格，开机，并打开四个加热开关，等4个区域温度达到要求温度后才能装转子滚漆，当温度达到要求温度时，开始装夹转子，转子通过机器自动模式运转滚漆，转子一圈转完后已经烘干，取出转子；

11)按图尺寸车削转子电枢片及半塑换向器外圆、端面；

12)在拉槽机工装上放上转子，转子前端顶住，开启机器手动操作，自检合格后通过工序首检就可以把设备调整到自动模式工作，对半塑换向器拉槽，然后精车半塑换向器；

13)将起动机转子进行动平衡测试，并进行去重，使之小于0.15g；

14)在转子的轴段外露部分涂上防锈油，以防生锈，用刷子沾上自干漆后涂在铁芯外圆表面，保证绝缘。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、可通过多层卷绕铜线的方式，保证铜线工作长度与汽车起动机转子运行效率；

2、滚压电枢片端部突起，使之封闭绕线槽内铜线，在汽车起动机转子高速转动时铜线也很难脱出。

本发明区别于传统汽车起动机转子的结构与加工方式，改为滚压电枢片突起，使之封闭线圈，并通过环氧树脂树脂增加封闭力，经两年研发与实验，经过验证，本发明结构牢固可靠。避免了汽车起动机电机在使用中，高温状态下，造成铜线的变形、松动，甚至甩出，而造成电机短路，增加了电机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明前视图；

图2为本发明电枢部分剖视图；

图3为本发明电枢片截面图；

图4为本发明电枢组件前视图；

图5为本发明电枢片端部局部A的放大视图；

图6描述为图5中的突起滚压后的视图；

图7为本发明半塑换向器左视图；

图8为传统电枢片外圆周绕线槽上下同宽结构；

图9为传统电枢片外圆周绕线槽上窄下宽结构；

图10为铜线绕线原理图。

图中：1电枢片，102键槽，103散热孔，104封闭部，105绕线槽，2电枢组件，3铜线，4电枢轴，5第一固定环，6第二固定环，7半塑换向器，8挡片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。

如图8所示，传统电枢片最常见的是绕线槽上下同宽的结构，铜线3可交错环绕，但是在转子高速转动时，比如15000r/min—30000r/min，此时运行环境温度也较高，铜线3容易受离心力而脱出，电机转子与定子间隙一般都小于0.5mm，如果转子铜线稍有松动，就会与定子产生摩擦，发生短路，损坏电磁开关及转子和定子，还有可能损坏汽车线路。

如图9所示，传统电枢片绕线槽常见的另一种上窄下宽结构，铜线3无法从外侧卷入，只能从侧面穿入绕线槽，而这种结构的铜线3往往是一层，达不到高端汽车起动机铜线3长度要求，对功率造成影响，且卷绕力大打折扣。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示一种汽车起动机用高转速转子，包括电枢轴4，电枢组件2，半塑换向器7；电枢轴4右端加工有花键，电枢组件2与半塑换向器7依次安装在电枢轴4中部，挡片8安装在半塑换向器7左侧；电枢组件2由多个电枢片1压合而成，电枢片1中部环状均匀开有散热孔103，电枢片1内环有键槽102，电枢片1内环与电枢轴4中部过盈配合，键槽102与电枢轴4相配合，电枢组件2外圆周有一定数量的绕线槽105，铜线3在绕线槽105内交错缠绕4层，电枢片1的封闭部104将铜线3封闭在绕线槽105内，两个封闭部104之前间隙小于铜线3直径，半塑换向器外圆周有一定数量的U型槽，半塑换向器的U型槽之间有绝缘片，铜线3起始端与终止端叠放在U型槽内，第一固定环5将铜线3右侧紧固，第二固定环6将铜线3终止端紧固在半塑换向器7上。

在实际应用中，所述绕线槽105数量根据功率要求而定，绕线槽105数量、铜线3数量、半塑换向器7外圆周U型槽数量三者相同，每个绕线槽105中心对准半塑换向器7绝缘片中心。

在实际应用中，所述绕线槽105和铜线3之间塞有绝缘纸。

如图10所示，在实际应用中，所述铜线3从半塑换向器7的U型槽起始，顺时针方向错开2.5个U型槽绕入绕线槽105，绕至电枢轴4右侧隔开4个绕线槽105往电枢轴4左侧绕，铜线3绕回起始的绕线槽沿原路绕第二层，第二次到达电枢轴4左侧后，顺时针错开2.5个U型槽绕在半塑换向器7的U型槽内，铜线终止端所在U型槽距起始U型槽隔开9个U型槽。

在实际应用中，所述铜线3起始端、终止端与半塑换向器7的U型槽采用直纹焊接，焊点要求整齐清洁。

在实际应用中，所述铜线3之间、铜线3与绕线槽105的间隙均有凝固的8411无溶剂环氧树脂漆。

所述一种汽车起动机用高转速转子的制造方法方法，包括如下步骤：

1)将电枢片1重叠放置冲压成电枢组件2；

2)用定位销定位电枢组件2，将电枢组件2用油压机压入电枢轴4；

3)先在上压模上放上半塑换向器7，用刻槽定位，在下模放入电枢轴4，用绝缘冲片定位，用气压机将半塑换向器7压入电枢轴4，绕线槽105要与半塑换向器7的U型槽位置对应；

4)将裁好的绝缘纸塞入绕线槽105内；

5)检查槽纸有没有漏塞、卷角、槽纸长度是否异常，将电枢轴4放在底座上，按转子绕线原理图将相应根数绕组分布进行手动绕线；

6)对半塑换向器7片进行检查是否有被铜线3翘起现象，用仪表车床车铜线3线头至半塑换向器7端面，吹扫铜屑，再将铜线3与半塑换向器7焊接在一起；

7)启动滚床，摇动拖板将电枢组件2端部突起滚压为封闭部104，公差正负0.1mm；

8)把转子放入压环模具下模，将第一固定环5、第二固定环6套入转子相应位置，盖上压环模具上模，气压机压下；

9)利用DS720电机电枢综合测试仪，依次对转子绕组对地电压，闸间电压，焊接电阻等项目测试；

10)根据粘度表和当天温度，用稀释剂配比8411无溶剂环氧树脂漆，用伏特杯和秒表进行粘度测试直至合格，开机，并打开四个加热开关，等4个区域温度达到要求温度后才能装转子滚漆，当温度达到要求温度时，开始装夹转子，转子通过机器自动模式运转滚漆，转子一圈转完后已经烘干，取出转子；

11)按图尺寸车削转子电枢片1及半塑换向器7外圆、端面；

12)在拉槽机工装上放上转子，转子前端顶住，开启机器手动操作，自检合格后通过工序首检就可以把设备调整到自动模式工作，对半塑换向器7拉槽，然后精车半塑换向器7；

13)将起动机转子进行动平衡测试，并进行去重，使之小于0.15g；

14)在转子的轴段外露部分涂上防锈油，以防生锈，用刷子沾上自干漆后涂在铁芯外圆表面，保证绝缘。

综上所述，本发明结构牢固可靠。避免了汽车起动机电机在使用中，高温状态下，造成铜线的变形、松动，甚至甩出，而造成电机短路，增加了电机的使用寿命。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种汽车起动机用高转速转子，包括电枢轴(4)，电枢组件(2)，半塑换向器(7)，其特征在于：电枢轴(4)右端加工有花键，电枢组件(2)与半塑换向器(7)依次安装在电枢轴(4)中部，挡片(8)安装在半塑换向器(7)左侧；电枢组件(2)由多个电枢片(1)压合而成，电枢片(1)中部环状均匀开有散热孔(103)，电枢片(1)内环有键槽(102)，电枢片(1)内环通过键槽(102)、键与电枢轴(4)相配合，电枢组件(2)外圆周有一定数量的绕线槽(105)，铜线(3)在绕线槽(105)内交错缠绕4层，电枢片(1)的封闭部(104)将铜线(3)封闭在绕线槽(105)内，两个封闭部(104)之前间隙小于铜线(3)直径，半塑换向器外圆周有一定数量的U型槽，半塑换向器的U型槽之间有绝缘片，铜线(3)起始端与终止端叠放在U型槽内，第一固定环(5)将铜线(3)右侧紧固，第二固定环(6)将铜线(3)终止端紧固在半塑换向器(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种汽车起动机用高转速转子，其特征在于：述绕线槽105数量根据功率要求而定，绕线槽105数量、铜线3数量、半塑换向器(7)外圆周U型槽数量三者相同，每个绕线槽105中心对准半塑换向器7绝缘片中心。

3.根据权利要求1所述的一种汽车起动机用高转速转子，其特征在于：所述绕线槽(105)和铜线(3)之间塞有绝缘纸。

4.根据权利要求1所述的一种汽车起动机用高转速转子，其特征在于：所述铜线3从半塑换向器7的U型槽起始，顺时针方向错开2.5个U型槽绕入绕线槽105，绕至电枢轴4右侧隔开4个绕线槽105往电枢轴4左侧绕，铜线3绕回起始的绕线槽沿原路绕第二层，第二次到达电枢轴4左侧后，顺时针错开2.5个U型槽绕在半塑换向器7的U型槽内，铜线终止端所在U型槽距起始U型槽隔开9个U型槽。

5.根据权利要求1所述的一种汽车起动机用高转速转子，其特征在于：所述铜线(3)起始端、终止端与半塑换向器(7)U型槽采用直纹焊接，焊点要求整齐清洁。

6.根据权利要求1所述的一种汽车起动机用高转速转子，其特征在于：所述铜线(3)之间、铜线(3)与绕线槽(105)的间隙均有凝固的8411无溶剂环氧树脂漆。

7.权利要求1-6任一项所述的汽车起动机用高转速转子的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将电枢片(1)重叠放置冲压成电枢组件(2)；

2)用定位销定位电枢组件(2)，将电枢组件(2)用油压机压入电枢轴(4)；

3)先在上压模上放上半塑换向器(7)，用刻槽定位，在下模放入电枢轴(4)，用绝缘冲片定位，用气压机将半塑换向器(7)压入电枢轴(4)，绕线槽(105)要与半塑换向器(7)U型槽位置对应；

4)将裁好的绝缘纸塞入绕线槽(105)内；

5)检查槽纸有没有漏塞、卷角、槽纸长度是否异常，将电枢轴(4)放在底座上，按转子绕线原理图将相应根数绕组分布进行手动绕线；

6)对半塑换向器(7)片进行检查是否有被铜线(3)翘起现象，用仪表车床车铜线(3)线头至半塑换向器(7)端面，吹扫铜屑，再将铜线(3)与半塑换向器(7)焊接在一起；

7)启动滚床，摇动拖板将电枢组件(2)端部突起滚压为封闭部104，公差正负0.1mm；

8)把转子放入压环模具下模，将第一固定环(5)、第二固定环(6)套入转子相应位置，盖上压环模具上模，气压机压下；

9)利用DS720电机电枢综合测试仪，依次对电枢组件(2)的对地电压、闸间电压、焊接电阻进行测试；

10)根据粘度表和当天温度，用稀释剂配比8411无溶剂环氧树脂漆，用伏特杯和秒表进行粘度测试直至合格，开机，并打开四个加热开关，等4个区域温度达到要求温度后才能装转子滚漆，当温度达到要求温度时，开始装夹转子，转子通过机器自动模式运转滚漆，转子一圈转完后已经烘干，取出转子；

11)按图尺寸车削转子电枢片(1)及半塑换向器(7)外圆、端面；

12)在拉槽机工装上放上转子，转子前端顶住，开启机器手动操作，自检合格后通过工序首检就可以把设备调整到自动模式工作，对半塑换向器(7)拉槽，然后精车半塑换向器(7)；

13)将起动机转子进行动平衡测试，并进行去重，使之小于0.15g；

14)在转子的轴段外露部分涂上防锈油，以防生锈，用刷子沾上自干漆后涂在铁芯外圆表面，保证绝缘。