CN108566058B - 电机铁芯固定装置及电机铁芯固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机铁芯固定装置及电机铁芯固定方法，涉及定子铁芯制作技术领域。电机铁芯固定装置包括：底座。第一压板，第一压板的中部具有限位止口。模芯组件，模芯组件包括内模芯、外模芯、弹性收束件、涨紧螺杆和限位板，外模芯的内表面与内模芯的外表面锥面配合。外模芯具有板槽，限位板位于板槽内，涨紧螺杆的一端可转动地卡设于限位板，涨紧螺杆与内模芯螺纹配合。槽样棒，槽样棒用于在插设在冲片的槽内。第二压板，第二压板与第一压板用于在冲片的叠积方向挤压冲片。压力传导件，压力传导件用于在叠积时将外部加载装置的作用力均匀地传递给第二压板。电机铁芯固定装置及电机铁芯固定方法能够提高定子铁芯制造的精度以及可靠性。

Description

电机铁芯固定装置及电机铁芯固定方法

技术领域

本发明涉及定子铁芯制作技术领域，具体而言，涉及一种电机铁芯固定装置及电机铁芯固定方法。

背景技术

冲片叠压是制作定子铁芯的常用方式，当磁场穿过硅钢片的时候，沿着硅钢片的径向进入后，按照右手定则，可以看到垂直于径向的面上，感生出电流，一组一组的闭合回路。从而产生出电机的涡流损耗。涡流损耗的大小，直观来看，与磁通大小以及受磁面乘正比。

磁通，在磁密一定的条件下，也是与受磁面正相关。也就是硅钢片的厚度与硅钢片的宽度的乘积。硅钢片的宽度，可以理解成电机的定子内径，这个确定之后，只有改变电机的硅钢片厚度。那么很显然，采用叠压的形式会是很好的选择。

现有的定子铁芯叠压时的固定装置在铁芯的叠压过程中仍然存在着一些问题：

冲片在叠压时易变性，铁芯质量不能保证；

操作繁琐，影响使用的可靠性，也影响效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机铁芯固定装置，其能够保障冲片叠积的精度，并且保证冲片不变形，使用操作简单，避免定子铁芯变形以及散开。

本发明的另外一个目的在于提供一种电机铁芯固定方法，其使用了上述电机铁芯固定装置，其能够更好地固定冲片，制作精度更高的定子铁芯。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种电机铁芯固定装置，包括：

底座；

第一压板，所述第一压板的中部具有限位止口；

模芯组件，所述模芯组件包括内模芯、外模芯、弹性收束件、涨紧螺杆和限位板，所述外模芯包括多个模芯单元，多个所述模芯单元通过所述弹性收束件收束成所述外模芯，所述外模芯的内表面与所述内模芯的外表面锥面配合，所述外模芯位于所述限位止口内且所述外模芯的外表面能与所有的冲片的内圆面贴合；

所述外模芯的靠近所述第一压板的部分具有板槽，所述限位板位于所述板槽内，所述涨紧螺杆的一端可转动地卡设于所述限位板，所述涨紧螺杆的远离所述限位板的部分与所述内模芯螺纹配合，旋拧所述涨紧螺杆能够使得所述内模芯沿所述涨紧螺杆的轴向移动；

槽样棒，所述槽样棒用于在插设在冲片的槽内；

第二压板，所述第二压板与所述第一压板用于在冲片的叠积方向挤压冲片；

压力传导件，所述压力传导件用于在叠积时将外部加载装置的作用力在冲片的叠积方向均匀地传递给所述第二压板；

焊接时，所述第二压板环设于所述外模芯的外侧且与所述第一压板将冲片夹持，所述第二压板与所述第一压板通过弹性螺杆和螺母连接。

另外，根据本发明的实施例提供的电机铁芯固定装置，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述限位止口的轮廓呈圆形，圆形所述限位止口的直径与要叠压的冲片的内圆直径基本尺寸相同。

在本发明的可选实施例中，所述外模芯的内表面的锥度与所述内模芯的外表面的锥度相同且均为6°-10°。

在本发明的可选实施例中，所述弹性螺杆的数量为多个，多个所述弹性螺杆在所述第一压板的周向均匀布设。

在本发明的可选实施例中，所述模芯单元的外表面具有键槽，所述模芯组件还包括定位键，所述定位键固定于所述键槽内且用于限制所述第一压板、所述第二压板以及冲片的周向旋转。

本发明的实施例提供了一种电机铁芯固定方法，使用了上述任一项所述的电机铁芯固定装置，该方法包括：

在所述第一压板上叠积冲片至铁芯成型；

旋拧所述涨紧螺杆，使得所述内模芯的远离所述底座一侧的平面与所述外模芯的远离所述底座一侧的平面齐平；

在叠积完成后的铁芯顶部依次放置所述第二压板和所述压力传导件并用外部加载装置对铁芯加压；

采用所述弹性螺杆和所述螺母连接所述第一压板和所述第二压板，使得冲片被预夹持，外部加载装置泄压后，对称旋紧所述螺母至规定力矩；

将铁芯的外圆部分进行焊接。

在本发明的可选实施例中，在所述第一压板上叠积冲片至铁芯成型的步骤中：

先在所述第一压板上旋入端板定位销；

再放上铁芯的端板并通过端板定位销定位；

然后在端板上叠积部分冲片；

然后在冲片的槽内插入槽样棒；

继续叠积冲片至规定数量后再在顶部放置铁芯的另一个端板。

在本发明的可选实施例中，在叠积完成后的铁芯顶部依次放置所述第二压板和所述压力传导件的步骤中：

所述第二压板上同样旋入端板定位销并将铁芯的另一个端板定位。

在本发明的可选实施例中，在旋拧所述涨紧螺杆的步骤中：

所述内模芯的远离所述底座一侧的平面与所述外模芯的远离所述底座一侧的平面齐平时，所述外模芯的外圆恰与所述限位止口抵接。

在本发明的可选实施例中，该方法还包括取芯步骤：

先旋拧所述涨紧螺杆至所述外模芯与铁芯的内圆分离，将所述模芯组件取出；

再松脱所述弹性螺杆与所述螺母；

最后取出所述第二压板以及所述槽样棒即可转移铁芯。

本发明的有益效果是：

电机铁芯固定装置及方法能够很好地解决技术问题，提高定子铁芯制造的精度以及可靠性，对于提升效率也很有帮助。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的电机铁芯固定装置的爆炸图；

图2为图1的剖视图；

图3为本发明的实施例提供的电机铁芯固定装置的剖视图；

图4为模芯组件的爆炸图；

图5为图4的剖视图；

图6为本发明的实施例提供的电机铁芯固定装置所固定的定子铁芯的示意图。

图标：100-电机铁芯固定装置；1-压圈；2-涨紧螺杆；3-第二压板；4-螺母；5-弹性螺杆；6-内模芯；7-外模芯；8-轴向限位销；9-限位板；10-卡箍；11-冲片；12-端板；13-第一压板；14-端板定位销；15-底座；16-限位销；17-定位键；18-螺钉；19-槽样棒；101-板槽；102-键槽；200-定子铁芯；201-定位槽；202-焊接槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1至图6，本实施例提供了一种电机铁芯固定装置100，包括：

底座15；

第一压板13，第一压板13的中部具有限位止口；

模芯组件，模芯组件包括内模芯6、外模芯7、弹性收束件、涨紧螺杆2和限位板9，外模芯7包括多个模芯单元，多个模芯单元通过弹性收束件收束成外模芯7，外模芯7的内表面与内模芯6的外表面锥面配合，外模芯7位于限位止口内且外模芯7的外表面能与所有的冲片11的内圆面贴合，外模芯7的外圆面垂直第一压板13的平面；

外模芯7的靠近第一压板13的部分具有板槽101，限位板9位于板槽101内，涨紧螺杆2的一端可转动地卡设于限位板9。详细的，涨紧螺杆2通过两个轴向限位销8限位在限位板9上，避免轴向移动。涨紧螺杆2的远离限位板9的部分与内模芯6螺纹配合，旋拧涨紧螺杆2能够使得内模芯6沿涨紧螺杆2的轴向移动；

槽样棒19，槽样棒19用于在插设在冲片11的槽内；

第二压板3，第二压板3与第一压板13用于在冲片11的叠积方向挤压冲片11；

压力传导件，压力传导件用于在叠积时将外部加载装置的作用力在冲片11的叠积方向均匀地传递给第二压板3；

焊接时，第二压板3环设于外模芯7的外侧且与第一压板13将冲片11夹持，第二压板3与第一压板13通过弹性螺杆5和螺母4连接。

其中，本实施例的模芯单元的数量为3片或者4片，使用的弹性收束件为卡箍10。围合成的外模芯7的内表面的锥度与内模芯6的外表面的锥度相同且均为6°-10°。可以想见的是，模芯单元的数量还可以有其他数值，例如2片、5片、6片等等，只要能围合成外模芯7并且在使用时能够涨开，涨开后仍然具有外圆轮廓即可。

具体的，限位止口的轮廓呈圆形，圆形限位止口的直径与要叠压的冲片11的内圆直径基本尺寸相同。这样可以保证外模芯7涨开后的外圆尺寸恰好合乎定子铁芯200的制作需求。当外模芯7涨开到外圆与限位止口抵接时，第二压板3的内圆与外模芯7之间具有小的间隙，使得外模芯7在径向能够有微动的余地，保证模芯组件取出时方便，不影响冲片11。

具体的，限位板9在板槽101内不影响模芯单元的开、合，外模芯7上设置有限位销16，用于限制限位板9的转动。

具体的，模芯单元的外表面具有键槽102，模芯组件还包括定位键17，定位键17通过螺钉18固定于键槽102内且用于限制第一压板13、第二压板3以及冲片11的周向旋转。可以是所有的模芯单元都设置键槽102，也可以是其中部分设置键槽102，只要能进行周向限位即可。

当转动涨紧螺杆2时，内模芯6能够在涨紧螺杆2的带动下移动，向下移动时，外模芯7涨开，直径变大；向上移动时，外模芯7在卡箍10的收束下直径变小。

具体的，弹性螺杆5的数量为多个，多个弹性螺杆5在第一压板13的周向均匀布设。

具体的，本实施例使用的压力传导件为压圈1，这样对第二压板3施加的力更为均匀，避免冲片11受力不均而变形。本实施例所用的外部加载装置为油压机，油压机可以参照现有技术，此处不再赘述。

应用上述电机铁芯固定装置100的电机铁芯固定方法包括：

在第一压板13上叠积冲片11至铁芯成型；

旋拧涨紧螺杆2，使得内模芯6的远离底座15一侧的平面与外模芯7的远离底座15一侧的平面齐平；

在叠积完成后的铁芯顶部依次放置第二压板3和压力传导件并用外部加载装置对铁芯加压；

采用弹性螺杆5和螺母4连接第一压板13和第二压板3，使得冲片11被预夹持，外部加载装置泄压后，对称旋紧螺母4至规定力矩；

将铁芯的外圆部分进行焊接。

详细的，油压机加载的压力依据要制作的定子铁芯200的不同而不同，例如外径∮600mm的定子铁芯200，压力为180kN～210kN。在加压到规定压力后，测量定子铁芯200长度，根据铁芯长度增减冲片11数量。

进一步的，对称旋紧时的规定力矩，也是根据定子铁芯200的不同而不同，例如外径∮600mm的定子铁芯200，旋紧力矩为45Nm～50Nm。

其中，在第一压板13上叠积冲片11至铁芯成型的步骤中：

先在第一压板13上旋入端板定位销14；

再放上铁芯的端板12并通过端板定位销14定位；

然后在端板12上叠积部分冲片11；

然后在冲片11的槽内插入槽样棒19；

继续叠积冲片11至规定数量后再在顶部放置铁芯的另一个端板12。

详细的，本实施例使用的槽样棒19的数量为三个，保障要制作的定子铁芯200的槽型整齐。

其中，在叠积完成后的铁芯顶部依次放置第二压板3和压力传导件的步骤中：

第二压板3上同样旋入端板定位销14并将铁芯的另一个端板12定位。

详细的，第一压板13和第二压板3上均有与端板定位销14配合的销孔，定子铁芯200的端板12、冲片11上均有尺寸相同的定位槽201，定位槽201也兼做记号槽，便于端板定位销14的使用，方便定子铁芯200的端板12定位。

其中，在旋拧涨紧螺杆2的步骤中：

内模芯6的远离底座15一侧的平面与外模芯7的远离底座15一侧的平面齐平时，外模芯7的外圆恰与限位止口抵接。这样可以便于观察外模芯7是否涨开到位，同时也不会对冲片11的内圆造成过分挤压，简单方便。

在焊接的步骤中，可以是在该固定工位进行焊接，也可以是运至铁芯专用焊接工位进行。定子铁芯200上有焊接槽202，清理检查焊缝后，冷却3-5分钟即可进行后续操作。

该方法还包括取芯步骤：

先旋拧涨紧螺杆2至外模芯7与铁芯的内圆分离，将模芯组件取出；

再松脱弹性螺杆5与螺母4；

最后取出第二压板3以及槽样棒19即可转移铁芯。

本发明的用作冲片11內圆定位的模芯组件能保证所有的冲片11的内圆都能同时与外模芯7接触，定位精度高，保证冲片11不变形，保证定子铁芯200高精度。模芯组件的涨开、收缩结构简单，易于操作且易于观察，十分方便。根据冲片11间的需求压力，采用不同的弹性螺杆5。例如外径∮600mm铁芯，选用M12的弹性螺栓。由于弹性螺杆5的柔性大，定子铁芯200外圆焊接时定子铁芯200受热膨胀变形，弹性螺杆5相应变长，定子铁芯200温度冷却，弹性螺杆5相应变短。弹性螺杆5防止定子铁芯200长度方向变形受限而其它方向变形，而造成定子铁芯200的冲片11间不整齐的问题发生，和定子铁芯200各处长度偏差超差的问题发生。同时，由于解决了定子铁芯200的端板12与冲片11的定位问题，使得制作的定子铁芯200也更合乎要求，产品质量更好。最终通过先取出模芯组件再转运定子铁芯200的方式，进一步确保定子铁芯200的端板12和冲片11不变形、不散开。

综上所述，电机铁芯固定装置100及方法能够很好地解决技术问题，提高定子铁芯200制造的精度以及可靠性，对于提升效率也很有帮助。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机铁芯固定装置，其特征在于，包括：

底座；

第一压板，所述第一压板的中部具有限位止口；

模芯组件，所述模芯组件包括内模芯、外模芯、弹性收束件、涨紧螺杆和限位板，所述外模芯包括多个模芯单元，多个所述模芯单元通过所述弹性收束件收束成所述外模芯，所述外模芯的内表面与所述内模芯的外表面锥面配合，所述外模芯位于所述限位止口内且所述外模芯的外表面能与所有的冲片的内圆面贴合；

所述外模芯的靠近所述第一压板的部分具有板槽，所述限位板位于所述板槽内，所述涨紧螺杆的一端可转动地卡设于所述限位板，所述涨紧螺杆的远离所述限位板的部分与所述内模芯螺纹配合，旋拧所述涨紧螺杆能够使得所述内模芯沿所述涨紧螺杆的轴向移动；

槽样棒，所述槽样棒用于在插设在冲片的槽内；

第二压板，所述第二压板与所述第一压板用于在冲片的叠积方向挤压冲片；

压力传导件，所述压力传导件用于在叠积时将外部加载装置的作用力在冲片的叠积方向均匀地传递给所述第二压板；

焊接时，所述第二压板环设于所述外模芯的外侧且与所述第一压板将冲片夹持，所述第二压板与所述第一压板通过弹性螺杆和螺母连接。

2.根据权利要求1所述的电机铁芯固定装置，其特征在于，所述限位止口的轮廓呈圆形，圆形所述限位止口的直径与要叠压的冲片的内圆直径尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的电机铁芯固定装置，其特征在于，所述外模芯的内表面的锥度与所述内模芯的外表面的锥度相同且均为6°-10°。

4.根据权利要求1所述的电机铁芯固定装置，其特征在于，所述弹性螺杆的数量为多个，多个所述弹性螺杆在所述第一压板的周向均匀布设。

5.根据权利要求1所述的电机铁芯固定装置，其特征在于，所述模芯单元的外表面具有键槽，所述模芯组件还包括定位键，所述定位键固定于所述键槽内且用于限制所述第一压板、所述第二压板以及冲片的周向旋转。

6.一种电机铁芯固定方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的电机铁芯固定装置，该方法包括：

在所述第一压板上叠积冲片至铁芯成型；

旋拧所述涨紧螺杆，使得所述内模芯的远离所述底座一侧的平面与所述外模芯的远离所述底座一侧的平面齐平；

在叠积完成后的铁芯顶部依次放置所述第二压板和所述压力传导件并用外部加载装置对铁芯加压；

采用所述弹性螺杆和所述螺母连接所述第一压板和所述第二压板，使得冲片被预夹持，外部加载装置泄压后，对称旋紧所述螺母至规定力矩；

将铁芯的外圆部分进行焊接。

7.根据权利要求6所述的电机铁芯固定方法，其特征在于，在所述第一压板上叠积冲片至铁芯成型的步骤中：

先在所述第一压板上旋入端板定位销；

再放上铁芯的端板并通过端板定位销定位；

然后在端板上叠积部分冲片；

然后在冲片的槽内插入槽样棒；

继续叠积冲片至规定数量后再在顶部放置铁芯的另一个端板。

8.根据权利要求7所述的电机铁芯固定方法，其特征在于，在叠积完成后的铁芯顶部依次放置所述第二压板和所述压力传导件的步骤中：

所述第二压板上同样旋入端板定位销并将铁芯的另一个端板定位。

9.根据权利要求6所述的电机铁芯固定方法，其特征在于，在旋拧所述涨紧螺杆的步骤中：

所述内模芯的远离所述底座一侧的平面与所述外模芯的远离所述底座一侧的平面齐平时，所述外模芯的外圆恰与所述限位止口抵接。

10.根据权利要求6所述的电机铁芯固定方法，其特征在于，该方法还包括取芯步骤：

先旋拧所述涨紧螺杆至所述外模芯与铁芯的内圆分离，将所述模芯组件取出；

再松脱所述弹性螺杆与所述螺母；

最后取出所述第二压板以及所述槽样棒即可转移铁芯。