CN109698590A - 一种永磁电机转子真空灌胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁电机转子真空灌胶方法，包括以下步骤：S1铁芯压型处理：沿永磁电机轴向施加压力将各铁芯冲片压紧；S2胶液配置；将双组份环氧树脂胶的A组分和B组分混合均匀；S3真空灌胶：将转子置于真空腔室内并抽真空然后进行灌胶；S4加热固化：将灌胶后的转子置于隧道式烘道内分段进行烘干。本发明具有灌胶效率高，不易出现齿张、胶液流失现象，产品质量满足永磁电机转子填充技术要求等优点。

Description

一种永磁电机转子真空灌胶方法
技术领域
本发明涉及永磁电机转子装配方法，具体公开了一种永磁电机转子真空灌胶方法。
背景技术
永磁电机转子主要由铁芯1、磁钢2和转轴4组成。如附图1所示，磁钢2嵌装在铁芯冲片11的安装槽内，由于磁钢2嵌装后留下一定间隙，电机运行时，转子将会高速旋转，转子内未固定的磁钢2存在产生位移或碎裂的风险，同时磁钢2移动还会破坏转子动平衡，从而影响电机运行的稳定性和可靠性，因此磁钢2嵌装后的间隙填充非常重要，间隙被充分填充后才能保证磁钢2在铁芯1槽内相对固定。目前磁钢2固定(或称间隙填充)主要采用注塑或灌胶的方式，由于注塑工艺需要根据产品结构设计相应的注塑模具，模具制造成本过高，适用于大批量生产，不适用于试制或小批量生产；而灌胶工艺一般采用手工作业和自然干燥的方法，比较适用于试制或小批量生产。灌胶工艺根据胶水成分的不同主要分为以下两种：
方案一：采用单组份乙烯基类聚合物厌氧胶进行手工灌胶：将储胶塑料容器尖嘴前端插入磁钢2和铁芯冲片11的间隙，深度约10-15mm，通过手工挤压塑料容器将胶液挤入空隙。灌胶结束后，自然干燥20-36h后转入下一道工序作业。
该方案不足之处在于：乙烯基类聚合物厌氧胶粘度较大，室温下(25℃)约13000～15000mPa·s，同时因为胶液内气泡及转子槽内潮气未经排除，在等压情况下，胶液流动缓慢，且容易形成气孔，尤其对于铁芯较长的产品，更加难以操作，无法保证胶液充分填充间隙；自然干燥时间较长，存在胶液渗出铁芯冲片11的现象，胶液流失较多，难以保证填充充分和灌胶质量，且灌胶效率较低，劳动强度较大。
方案二：采用双组份环氧树脂胶(通常简称为AB双组分胶，A组分为本胶，B组分为固化剂，当两种组分混合后胶水才会开始固化)进行手工灌胶。通过手工挤压塑料容器将胶液挤入空隙。灌胶结束后，自然干燥20-36h后转入下工序作业。
该方案不足之处在于：除了上述的粘度过大等问题之外，通过手工操作灌胶工具进行胶液混合难以保证混合的均匀性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种灌胶效率高，不易出现齿张、胶液流失现象，产品质量满足永磁电机转子填充技术要求的永磁电机转子真空灌胶方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种永磁电机转子真空灌胶方法，包括以下步骤：
S1铁芯压型处理：沿永磁电机轴向施加压力将各铁芯冲片压紧；
S2胶液配置；将双组份环氧树脂胶的A组分和B组分混合均匀；
S3真空灌胶：将转子置于真空腔室内并抽真空然后进行灌胶；
S4加热固化：将灌胶后的转子置于隧道式烘道内分段进行烘干。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S2中：将A、B组分分别放置在不同的容器内，将A组分加热至50～60℃，A组分输料管道加热至40～50℃，设定A组分：B组分质量配制比例为2～3：1，A组分输料速度为0.55～0.65g/s，然后将抽出的A组分、B组分混合均匀，配置得到的胶液室温下粘度为1800～2000mPa·s，胶液25-30℃时的粘度增长拐点为120～140min，且在70～100℃温度范围内固化时间≤45min。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S2中，A组分和B组分均采用供料泵供料，供料泵气压值为0.5～0.6Mpa；A组分和B组分在螺旋混胶管内混合，螺旋混胶管直径为8～10mm，长度为200～220mm。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S3中按预设路径先后进行两次灌胶，第一次灌胶真空度为300～350Pa，抽真空时间40～60s，保压20～30s，注胶速度为0.4～0.6g/s，第一次灌胶量为总量的60～70％；第二次灌胶真空度为500～550Pa，抽真空时间30～50s，保压10～20s，第二阶段注胶量为总量的30～40％。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S4中分三段依次进行烘干：第一段烘焙区间温度为70～80℃，烘焙时间8-12min；第二段烘焙区间温度为80～90℃，烘焙时间12-18min；第三段烘焙区间温度为90～100℃，烘焙时间16-25min，且三段总的烘干时间≤45min。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S1转子铁芯压型处理通过铁芯压型装置实现，所述铁芯压型装置包括同轴布置的外压环、内压环及压盖，所述外压环设于铁芯端部，外压环上设有铁芯定位沉孔并与铁芯外周面定位配合，所述内压环位于所述外压环内侧，所述外压环与所述内压环之间通过多根辐条相连，各磁钢位于各辐条之间的间隙内，所述压盖套设于转轴外周，压盖开口端与所述内压环相抵，封闭端与转轴端面通过紧固件相连。
作为上述技术方案的进一步改进：所述压盖封闭端设有转轴定位沉孔并与转轴外周面定位配合。
作为上述技术方案的进一步改进：铁芯远离铁芯压型装置的一端设有载板，所述载板上部与铁芯同一端的转子压圈通过定位销相连，载板下部通过导杆与生产线连接板相连。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S1转子铁芯压型处理通过铁芯压型装置实现，所述铁芯压型装置包括上压板、下压板、以及用于拉紧上压板和下压板的拉紧组件，所述上压板上设有阶梯孔并套装于铁芯与上端的转子压圈之间的台阶面处，所述下压板上设有阶梯孔并套装于铁芯与下端的转子压圈之间的台阶面处。
作为上述技术方案的进一步改进：所述下压板上部与下端的转子压圈通过定位销相连，下压板下部通过导杆与生产线连接板相连。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的永磁电机转子真空灌胶方法，在灌胶之前进行铁芯压型处理，通过压型处理将铁芯冲片压紧，减少各铁芯冲片之间的缝隙，有利于防止灌胶过程中发生齿张及胶液流失；灌胶时，通过抽真空可去除胶液内气泡和永磁转子内潮气，并使磁钢的安装槽内处于负压状态，提高了注胶流动速度，也有利于提高胶液的填充性，达到充分填充间隙的目的，且光滑平整无气孔，灌胶效率可大幅度提升；加热固化时，采用隧道式烘道进行烘干，可根据配置的胶液的凝胶特性，灵活设置各区段的温度和烘干时间，有利于缩短凝胶所需时间，保证固化质量，试验表明本发明公开的灌胶方法固化后产品性能满足永磁转子磁钢填充技术要求。
附图说明
图1是永磁转子的结构示意图。
图2是本发明永磁电机转子真空灌胶方法的流程图。
图3是本发明实施例一中的铁芯压型装置的主视结构示意图。
图4是本发明实施例一中的铁芯压型装置的立体结构示意图。
图5是本发明实施例一中的铁芯压型装置与生产线连接的结构示意图。
图6是本发明实施例二中的铁芯压型装置的主视结构示意图。
图7是图6中的局部放大图。
图8是本发明设定的灌胶轨迹的示意图。
图9是本发明中的胶液凝胶时间-温度曲线示意图。
图中各标号表示：1、铁芯；11、铁芯冲片；12、转子压圈；13、填充物；2、磁钢；31、外压环；311、铁芯定位沉孔；32、内压环；33、压盖；331、转轴定位沉孔；34、辐条；4、转轴；5、紧固件；61、载板；62、定位销；63、导杆；64、生产线连接板；71、上压板；72、下压板；73、拉紧组件。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
图2至图5、图8和图9示出了本发明的一种实施例，本实施例的永磁电机转子真空灌胶方法，包括以下步骤：
S1转子铁芯1压型处理：沿永磁电机轴向施加压力将各铁芯冲片11压紧；
S2胶液配置；将双组份环氧树脂胶的A组分和B组分混合均匀；
S3真空灌胶：将转子置于真空腔室内并抽真空然后进行灌胶；
S4加热固化：将灌胶后的转子置于隧道式烘道内分段进行烘干。
该永磁电机转子真空灌胶方法，在灌胶之前进行铁芯1压型处理，通过压型处理将铁芯冲片11压紧，减少各铁芯冲片11之间的缝隙，有利于防止灌胶过程中发生齿张及胶液流失；灌胶时，通过抽真空可去除胶液内气泡和永磁转子内潮气，并使磁钢2的安装槽内处于负压状态，提高了注胶流动速度，也有利于提高胶液的填充性，达到充分填充间隙的目的，且光滑平整无气孔，灌胶效率可大幅度提升；加热固化时，采用隧道式烘道进行烘干，可根据配置得到的胶液的凝胶特性，灵活设置各区段的温度和烘干时间，有利于缩短凝胶所需时间，保证固化质量，试验表明该灌胶方法固化后产品性能满足永磁转子磁钢填充技术要求。
作为进一步优选的技术方案，本实施例中，步骤S2时：将A、B组分分别放置在不同的容器(例如储料桶)内，将A组分加热至50～60℃，A组分输料管道加热至40～50℃，设定A组分：B组分质量配制比例为2～3：1，A组分输料速度为0.55～0.65g/s，然后将抽出的A组分、B组分混合均匀，配置得到的胶液室温下(25℃)粘度为1800～2000mPa·s，胶液25-30℃时的粘度增长拐点为120～140min，且在70～100℃温度范围内固化时间≤45min。该胶液配置方法得到的胶液粘度低，流动性好，有利于胶液的填充，并可缩短灌胶时间；粘度增长拐点得到延长，当灌胶作业短时间停歇时，胶液不会在管道内凝胶而造成管道堵塞；且在70～100℃温度范围内固化时间短，有利于提升生产效率。
更进一步地，本实施例中，步骤S2中，A组分和B组分均采用供料泵供料，供料泵气压值为0.5～0.6Mpa；A组分和B组分在螺旋混胶管内混合，螺旋混胶管直径为8～10mm，长度为200～220mm。该种胶液输送方式能满足前述胶液配置要求；该种胶液混合方式，操作方便，混合均匀性好，劳动强度低。
更进一步地，本实施例中，步骤S3中按预设路径先后进行两次灌胶，第一次灌胶真空度为300～350Pa，抽真空时间40～60s，保压20～30s，注胶速度为0.4～0.6g/s，第一次灌胶量为总量的60～70％；第二次灌胶真空度为500～550Pa，抽真空时间30～50s，保压10～20s，第二阶段注胶量为总量的30～40％。相比一次全部罐完的的方式，采用前后两次灌胶的方式，由于胶液具有一定的粘度，胶液在前后两次的间隔时间内，能够充分地流动、完成填充，尤其是铁芯1较长时，整体灌胶时间可有效缩短，且填充质量更好。试验表明两次灌胶设定的参数，既能够满足第一次灌入的胶液的流动、填充需求，又不会产生时间间隙，可最大程度地提升灌胶效率。
更进一步，本实施例中，步骤S4中分三段依次进行烘干：第一段烘焙区间温度为70～80℃，烘焙时间8-12min；第二段烘焙区间温度为80～90℃，烘焙时间12-18min；第三段烘焙区间温度为90～100℃，烘焙时间16-25min，且三段总的烘干时间≤45min。该烘干固化方式，与配置得到的胶液凝胶时间-温度曲线相匹配，能满足生产线节拍要求，固化后产品性能能满足永磁电机转子磁钢2填充技术要求。
作为进一步优选的技术方案，本实施例中，步骤S1转子铁芯1压型处理通过铁芯压型装置实现，铁芯压型装置包括同轴布置的外压环31、内压环32及压盖33，外压环31设于铁芯1端部，外压环31上设有铁芯定位沉孔311并与铁芯1外周面定位配合，内压环32位于外压环31内侧，外压环31与内压环32之间通过多根辐条34相连，各磁钢2位于各辐条34之间的间隙内，压盖33套设于转轴4外周，压盖33开口端与内压环32相抵，封闭端与转轴4端面通过紧固件5相连。工作时，拧紧紧固件5可使得压盖33压紧内压环32，内压环32通过各辐条34将铁芯1端面压紧，外压环31可实现准确定位，进而保证铁芯1端面的平整度。该铁芯压型装置零部件少，结构较简单，各辐条34之间的间隙可为灌胶提供开阔的作业空间。优选地，可在压盖33封闭端中心设置中心孔，并沿中心孔周向设置多个周边孔，中心孔可用来与转轴4相连，周边孔用作吊装工艺孔；或周边孔用来与转轴4相连，中心孔用作吊装工艺孔。
更进一步地，本实施例中，压盖33封闭端设有转轴定位沉孔331并与转轴4外周面定位配合，有利于压盖33快速组装、定位，并保证各向压力一致，进而保证将铁芯1端面压平。
更进一步地，本实施例中，铁芯1远离铁芯压型装置的一端(附图中为下端)设有载板61，载板61上部与铁芯1同一端(即下端)的转子压圈12通过定位销62相连，载板61下部通过导杆63与生产线连接板64相连。通过该结构可实现转子与生产线的连接。
实施例二
图6和图7示出了本发明的一种实施例，本实施例的灌胶方案与实施例一基本相同，不同之处在于：本实施例中，铁芯压型装置包括上压板71、下压板72、以及用于拉紧上压板71和下压板72的拉紧组件73，上压板71上设有阶梯孔并套装于铁芯1与上端的转子压圈12之间的台阶面处，下压板72上设有阶梯孔并套装于铁芯1与下端的转子压圈12之间的台阶面处。其中，拉紧组件73可采用拉螺杆以及配套的锁紧螺母，拉紧组件73设置为四组并分布在四角位置，锁紧拉紧组件73后，可压紧并压平转子两端面，解决了铁芯冲片11存在齿张、铁芯冲片11件存在缝隙等问题，避免了胶液流失。由于上压板71、下压板72均套装在铁芯1与转子压圈12之间的台阶面处，可在不拆除上压板71、下压板72的情况下，也即保持铁芯冲片11处于压紧状态下装配转子压圈12，保证了转子在灌胶、装转子压圈12等整个过程中不发生齿张问题。
更进一步，本实施例中，下压板72上部与下端的转子压圈12通过定位销62相连，下压板72下部通过导杆63与生产线连接板64相连。也即，下压板72同时起到实施例一中的载板61的功能，实现转子与生产线的连接。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1铁芯(1)压型处理：沿永磁电机轴向施加压力将各铁芯冲片(11)压紧；
S2胶液配置；将双组份环氧树脂胶的A组分和B组分混合均匀；
S3真空灌胶：将转子置于真空腔室内并抽真空然后进行灌胶；
S4加热固化：将灌胶后的转子置于隧道式烘道内分段进行烘干。
2.根据权利要求1所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：步骤S2中：将A、B组分分别放置在不同的容器内，将A组分加热至50～60℃，A组分输料管道加热至40～50℃，设定A组分：B组分质量配制比例为2～3:1，A组分输料速度为0.55～0.65g/s，然后将抽出的A组分、B组分混合均匀，配置得到的胶液室温下粘度为1800～2000mPa·s，胶液25-30℃时的粘度增长拐点为120～140min，且在70～100℃温度范围内固化时间≤45min。
3.根据权利要求2所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：步骤S2中，A组分和B组分均采用供料泵供料，供料泵气压值为0.5～0.6Mpa；A组分和B组分在螺旋混胶管内混合，螺旋混胶管直径为8～10mm，长度为200～220mm。
4.根据权利要求2所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：步骤S3中按预设路径先后进行两次灌胶，第一次灌胶真空度为300～350Pa，抽真空时间40～60s，保压20～30s，注胶速度为0.4～0.6g/s，第一次灌胶量为总量的60～70％；第二次灌胶真空度为500～550Pa，抽真空时间30～50s，保压10～20s，第二阶段注胶量为总量的30～40％。
5.根据权利要求4所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：步骤S4中分三段依次进行烘干：第一段烘焙区间温度为70～80℃，烘焙时间8-12min；第二段烘焙区间温度为80～90℃，烘焙时间12-18min；第三段烘焙区间温度为90～100℃，烘焙时间16-25min，且三段总的烘干时间≤45min。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：步骤S1转子铁芯压型处理通过铁芯压型装置实现，所述铁芯压型装置包括同轴布置的外压环(31)、内压环(32)及压盖(33)，所述外压环(31)设于铁芯(1)端部，外压环(31)上设有铁芯定位沉孔(311)并与铁芯(1)外周面定位配合，所述内压环(32)位于所述外压环(31)内侧，所述外压环(31)与所述内压环(32)之间通过多根辐条(34)相连，各磁钢(2)位于各辐条(34)之间的间隙内，所述压盖(33)套设于转轴(4)外周，压盖(33)开口端与所述内压环(32)相抵，封闭端与转轴(4)端面通过紧固件(5)相连。
7.根据权利要求6所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：所述压盖(33)封闭端设有转轴定位沉孔(331)并与转轴(4)外周面定位配合。
8.根据权利要求7所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：铁芯(1)远离铁芯压型装置的一端设有载板(61)，所述载板(61)上部与铁芯(1)同一端的转子压圈(12)通过定位销(62)相连，载板(61)下部通过导杆(63)与生产线连接板(64)相连。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：步骤S1转子铁芯压型处理通过铁芯压型装置实现，所述铁芯压型装置包括上压板(71)、下压板(72)、以及用于拉紧上压板(71)和下压板(72)的拉紧组件(73)，所述上压板(71)上设有阶梯孔并套装于铁芯(1)与上端的转子压圈(12)之间的台阶面处，所述下压板(72)上设有阶梯孔并套装于铁芯(1)与下端的转子压圈(12)之间的台阶面处。
10.根据权利要求9所述的永磁电机转子真空灌胶方法，其特征在于：所述下压板(72)上部与下端的转子压圈(12)通过定位销(62)相连，下压板(72)下部通过导杆(63)与生产线连接板(64)相连。
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