CN107947406A - 一种绝缘减振注胶转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无刷直流电动机技术领域，具体的，涉及一种绝缘减振注胶转子，所述转子铁芯包括转子内铁芯和套在转子内铁芯外部的转子外铁芯，所述转子内铁芯和转子外铁芯之间经由弹性橡胶体粘接形成一体式绝缘减振注胶转子，所述转子外铁芯外圈周向表面上设有凸部；如此，优化了磁钢在转子铁芯圆周上分布不均匀，降低电机运行时产生的振动和噪音；转子内铁芯与转子外铁芯之间用注塑工艺，弹性橡胶体具有减振作用，有效降低了电机在整机运行时的共振噪音；弹性橡胶体具有绝缘作用，使转子铁芯和转轴之间不会有感生电流产生，克服轴承的电腐蚀缺陷，避免轴承因电腐蚀产生噪音，提高电机的使用寿命。

Description

一种绝缘减振注胶转子
技术领域：
本发明涉及无刷直流电动机技术领域，具体的，涉及一种绝缘减振注胶转子。
背景技术：
永磁无刷直流电机是家用空调、商用领域量大面广的应用产品，电机是空调整机中非常关键的部件之一。
目前永磁无刷直流电机，利用胶水将转子磁钢粘结在转子铁芯表面，因永磁磁钢制造工艺特性因素，磁钢的机械尺寸精度较低，磁钢胶水粘贴后，磁钢在转子铁芯圆周上分布不均匀，转子平衡性较差，电机运行时产生一定的振动和噪音。
永磁无刷电机在整机负载时，在特定的转速点下，永磁无刷电机会与整机产生共振，从而产生共振噪音。
同时，由于转子为整块式铁芯，永磁无刷电机在16-22KHz的高频PWM控制下，在定子铁芯、转子铁芯、转轴、轴承、端盖再到定子铁芯之间形成感生电流回路，该感生电流使得轴承内的油脂放电，导致轴承内外轮上的滚珠滚道和滚珠发生电腐蚀，从而使轴承产生轴承噪音，影响电机的寿命。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于克服转子平衡性差，永磁无刷电机在整机运行时产生共振噪音以及轴承内发生电腐蚀的缺陷，提供一种绝缘减振注胶转子。
本发明所要解决的问题采用以下技术方案实现：一种绝缘减振注胶转子，包括转子铁芯，所述转子铁芯包括转子内铁芯和套在转子内铁芯外部的转子外铁芯，所述转子内铁芯和转子外铁芯之间经由弹性橡胶体粘接形成一体式绝缘减振注胶转子；
所述转子外铁芯外圈周向表面上均匀设有用于磁钢定位的凸部。
优选的，所述转子外铁芯包括第一外铁芯和分别设在第一外铁芯两端的第二外铁芯，所述第一外铁芯和第二外铁芯均为圆环状且圆心位于同一轴线上；
第一外铁芯内圈周向表面上均匀设有凸台，所述的凸台中彼此间隔的凸台上设有通孔。
优选的，所述转子内铁芯外圈圆周上均匀设有不规则的凸角，所述凸角的数量为2-4个。
优选的，在所述的凸角中相邻凸角之间布置带有通孔的凸台，所述凸台的数量和设在第一外铁芯内圈圆周上的凸台相同。
优选的，所述转子外铁芯外圈圆周上设有用于定位转子铁芯在注胶模具内位置的凹槽。
优选的，所述的弹性橡胶体由以下重量份数组成：丁腈橡胶：100份，硫化剂：1.5～2.0份，橡胶助硫化剂和耐热添加剂：30.0份，橡胶促进剂：1.5～2.0份，活化体系：8.5份，补强剂：20.0～30.0份，白炭黑：20.0～30.0份，防老剂：4.2份，增塑剂：10.0～12.0份；其中，丁腈橡胶中丁二烯的含量为55％，丙烯腈的含量为45％。
优选的，所述的硫化为二硫化二甲基秋兰姆，所述的橡胶助硫化剂和耐热添加剂为甲基丙烯酸锌，所述的橡胶促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，所述的活化体系由氧化锌和硬脂酸组成，其中氧化锌：硬脂酸的重量比为2.5:1；所述的补强剂为白炭黑N220；
所述的防老剂为N，N’-二苯基对苯二胺、N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物中的一种、或两种以上的混合物；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
优选的，所述的弹性橡胶体由以下重量份数组成：丁腈橡胶：100份，硫化剂：1.5份，橡胶助硫化剂和耐热添加剂：30.0份，橡胶促进剂：2.0份，活化体系：8.5份，补强剂：30.0份，白炭黑：30.0份，防老剂：4.2份，增塑剂：12.0份。
优选的，本发明还提供了上述弹性橡胶体的制备工艺，它按照以下步骤顺序进行：
1)密闭式炼胶
将丁腈橡胶投入密封式炼胶机内，加入橡胶助硫化剂，密炼室压力为0.45MPa、温度为75℃以下，密炼2min；
再投入活化体系、补强剂、白炭黑、防老剂和增塑剂，密炼室压力为0.45MPa、温度为80℃以下，密炼4min；
最后投入硫化剂和橡胶促进剂，密炼室压力为0.45MPa、温度为75℃以下，密炼30s，排料到开放式炼胶机；
2)开放式炼胶
将上述胶料放在8mm辊距的开放式炼胶机上，使胶料通过辊筒2遍，然后打5个三角包(即将胶料左右折叠形成类似三角形状，目的是使胶料内各个部位材料分布均匀)，下机冷却，得目标产品—弹性橡胶体。
本发明的有益效果为：
1、转子外铁芯外径圆周上均匀设有用于磁钢定位的凸部，凸部与磁钢内侧的定位圆角相配合，使磁钢在转子外铁芯外径圆周方向上的可移动量减到最小，优化了磁钢在转子铁芯圆周上分布不均匀，降低电机运行时产生的振动和噪音；
2、转子内铁芯与转子外铁芯之间用注塑工艺，将高性能的弹性橡胶体注入其中，弹性橡胶体具有减振作用，有效降低了电机在整机运行时的共振噪音；
3、转子内铁芯与转子外铁芯之间用注塑工艺，将高性能的弹性橡胶体注入其中，弹性橡胶体具有绝缘作用，使转子铁芯和转轴之间不会有感生电流产生，克服轴承的电腐蚀缺陷，避免轴承因电腐蚀产生噪音，提高电机的使用寿命；
4、转子铁芯上的凸台以及凸角增大了与弹性橡胶体的接触面积，增大转子内铁芯与转子外铁芯在轴向和径向的剪切力，提高了绝缘减震注胶转子的使用寿命和稳定性。
5、使用中等丙烯腈含量的半饱和丁腈橡胶作为主体橡胶材料，与有效硫化体系结合，生产出的耐高温的弹性橡胶体，使得转子内铁芯和转子外铁芯之间稳固粘接在一起，同时耐高温的弹性橡胶体，能够避免在高温环境中，转子内铁芯和转子外铁芯之间因弹性橡胶体软化而松动脱离，保证了永磁无刷直流电机在长期高速工作时的性能。
附图说明：
图1为本发明内外铁芯组合体结构示意图；
图2为本发明绝缘减振注胶转子结构示意图；
图3为图2的剖视图；
图4为本发明转子内铁芯结构示意图；
图5为本发明第一外铁心结构示意图；
图6为本发明第二外铁心结构示意图；
图7为本发明第一外铁芯和第二外铁芯组合结构示意图；
图中：1-转子内铁芯；11-凸角；2-转子外铁芯；21-第一外铁芯；22-第二外铁芯；23-凸部；24-凹槽；3-弹性橡胶体；41-通孔。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐明本发明。
实施例1：
如图1和图3所示，一种绝缘减振注胶转子，包括转子铁芯，转子铁芯包括转子内铁芯1和套在转子内铁芯2外部的转子外铁芯2，转子内铁芯1和转子外铁芯2之间经由弹性橡胶体3粘接形成一体式绝缘减振注胶转子；转子外铁芯2外圈周向表面上均匀设有用于磁钢定位的凸部23。
传统的永磁无刷直流电机的转子生产时，利用胶水将转子磁钢粘结在转子铁芯表面，因永磁磁钢制造工艺特性因素，磁钢的机械尺寸精度较低，磁钢胶水粘贴后，磁钢在转子铁芯圆周上分布不均匀，转子平衡性较差，电机运行时产生一定的振动和噪音，同时在特定的转速点下，永磁无刷电机会与整机产生共振，从而产生共振噪音，永磁无刷电机在16-22KHz的高频PWM控制下，在定子铁芯、转子铁芯、转轴、轴承、端盖再到定子铁芯之间形成感生电流回路，该感生电流使得轴承内的油脂放电，导致轴承内外轮上的滚珠滚道和滚珠发生电腐蚀，从而使轴承产生轴承噪音，影响电机的寿命。本发明提供的绝缘减震注胶转子，通过在转子外铁芯2外圈周向表面上均匀设有用于磁钢定位的凸部23，凸部23与磁钢内侧的定位圆角相配合，使磁钢在转子外铁芯2外圈周向表面上的可移动量减到最小，优化了磁钢在转子铁芯圆周上分布不均匀现象，降低电机运行时产生的振动和噪音；在转子内铁芯1与转子外铁芯2之间用注塑工艺，将高性能的弹性橡胶体3注入其中，利用弹性橡胶体3具有减振作用，有效降低了电机在整机运行时的共振噪音；在转子内铁芯1与转子外铁芯2之间用注塑工艺，弹性橡胶体3具有绝缘作用，使转子铁芯和转轴之间不会有感生电流产生，克服轴承的电腐蚀缺陷，避免轴承因电腐蚀产生噪音，提高电机的使用寿命；同时，转子铁芯上的凸台以及凸角11增大了与弹性橡胶体3的接触面积，增大转子内铁芯1与转子外铁芯2在轴向和径向的剪切力，提高了绝缘减震注胶转子的使用寿命和稳定性。
如图3、5、6所示，转子外铁芯2包括第一外铁芯21和分别设在第一外铁芯21两端的第二外铁芯22，第一外铁芯21和第二外铁芯22均为圆环状且圆心位于同一轴线上；第一外铁芯21内圈周向表面上均匀设有凸台，凸台中彼此间隔的凸台上设有通孔41，如此，将弹性橡胶体3通过凸台上的通孔41注入，弹性橡胶体3和转子内铁芯1上的弹性橡胶体3结合形成一体，增大内外铁芯结合力，提高剪切力和轴向力，转子外铁芯2上的凸台增大了与弹性橡胶体3的接触面积，提高了绝缘减震注胶转子的使用寿命和稳定性。
如图2所示，转子内铁芯1外圈圆周上均匀设有不规则的凸角11，凸角11的数量为3个，如此，凸角11增大了与弹性橡胶体3的接触面积，提高了绝缘减震注胶转子的使用寿命和稳定性。
如图2和图5所示，在凸角11中相邻凸角11之间布置带有通孔41的凸台，凸台的数量和设在第一外铁芯21内圈圆周上的凸台相同，如此，通过凸台上的通孔41注入弹性橡胶体3，弹性橡胶体3和转子外铁芯2内的弹性橡胶体3结合形成一体，增大了内外铁芯的结合力。
转子外铁芯2外圈圆周上设有用于定位转子铁芯在注胶模具内位置的凹槽24，如此，便于在对外转子铁芯注塑模具内定位，在提高了装配效率同时降低了生产成本。
弹性橡胶体由以下重量份数组成：丁腈橡胶：100份，硫化剂：1.5份，橡胶助硫化剂和耐热添加剂：30.0份，橡胶促进剂：2.0份，活化体系：8.5份，补强剂：30.0份，白炭黑：30.0份，防老剂：4.2份，增塑剂：12.0份。
硫化为二硫化二甲基秋兰姆，所述的橡胶助硫化剂和耐热添加剂为甲基丙烯酸锌，所述的橡胶促进剂为N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，所述的活化体系由氧化锌和硬脂酸组成，其中氧化锌：硬脂酸的重量比为2.5:1；所述的补强剂为白炭黑N220；所述的防老剂为N，N’-二苯基对苯二胺、N-异丙基-N’-苯基-对苯二胺或2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合物中的一种、或两种以上的混合物；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
上述弹性橡胶体的制备工艺，它按照以下步骤顺序进行：
(1)将100g丁腈橡胶投入密炼机内，加入30.0g甲基丙烯酸锌，在压力为0.45MPa，75℃下密炼2min；
再投入6.0g氧化锌和2.5g硬脂酸、25.0g炭黑N220、30.0g白炭黑、0.2g N，N’-二苯基对苯二胺和12.0g邻苯二甲酸辛酯，在压力为0.45MPa，80℃下密炼4min；
最后投入1.5g二硫化二甲基秋兰姆和2.0gN-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺，在压力为0.45MPa，75℃下密炼30s，排料到开炼机。
上述胶料在8mm辊距的开炼机上，使胶料通过辊筒2遍，然后打5个三角包，下机冷却，制得弹性橡胶体。
实施例2-5：
实施例2-5的制备工艺与实施例1的不同之处，仅在于所涉及的主要成分的种类和用量不同(如表1所示)，其它内容相同。
表1实施例1-5中所涉及的各种主要成分的用量
实施例1-5所制弹性橡胶体的性能指标如表2所示：
表2实施例1-5所制弹性橡胶体的性能指标
本发明所提供的弹性橡胶体的性能指标如下：
耐磨强度(磨痕长度)：≤6mm(符合GB/T 3903.2-1994标准)
耐折强度(预割口5mm，连续曲挠4万次)：≤8.0mm(符合GB/T 3903.1-1994标准)
剥离强度：≥100N(符合GB/T 3903.3-1994标准)
耐高温强度：≥250℃(符合GB/T 20991-20078.7标准)
如此，本发明的弹性橡胶体具有耐250℃高温、粘合强度稳定在100N以上的特点。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种绝缘减振注胶转子，包括转子铁芯，其特征在于，所述转子铁芯包括转子内铁芯(1)和套在转子内铁芯(1)外部的转子外铁芯(2)，所述转子内铁芯(1)和转子外铁芯(2)之间经由弹性橡胶体粘接形成一体式绝缘减振注胶转子；
所述转子外铁芯(2)外圈周向表面上均匀设有用于磁钢定位的凸部(23)。
2.根据权利要求1所述的绝缘减振注胶转子，其特征在于，所述转子外铁芯(2)包括第一外铁芯(21)和分别设在第一外铁芯(21)两端的第二外铁芯(22)，所述第一外铁芯(21)和第二外铁芯(22)均为圆环状且圆心位于同一轴线上；
第一外铁芯(21)内圈周向表面上均匀设有凸台，所述的凸台中彼此间隔的凸台上设有通孔(41)。
3.根据权利要求1所述的绝缘减振注胶转子，其特征在于，所述转子内铁芯(1)外圈周向表面上均匀设有不规则的凸角(11)，所述凸角(11)的数量为2-4个。
4.根据权利要求3所述的绝缘减振注胶转子，其特征在于，在所述的凸角(11)中相邻凸角(11)之间布置带有通孔(41)的凸台，所述凸台的数量和设在第一外铁芯(21)内圈圆周上的凸台的数量相同。
5.根据权利要求2所述的绝缘减振注胶转子，其特征在于，所述转子外铁芯(2)外圈圆周上设有用于定位转子铁芯在注胶模具内位置的凹槽(24)。
6.根据权利要求1所述的绝缘减震注胶转子，其特征在于，所述的弹性橡胶体由以下重量份数组成：丁腈橡胶：100份，硫化剂：1.5～2.0份，橡胶促进剂：1.5～2.0份，活化体系：8.5份，橡胶助硫化剂和耐热添加剂：30.0份，补强剂：20.0～30.0份，白炭黑：20.0～30.0份，防老剂：4.2份，增塑剂：10.0～12.0份；其中，丁腈橡胶中丁二烯的含量为55％，丙烯腈的含量为45％。
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