CN110460171B - 一种泵阀用电机定子及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泵阀用电机定子，至少包括：壳体；一体模压成型的中空环形铁芯，其内圈设有齿部；电路板；固定架，其包括多个定位槽，设于相邻定位槽之间的限位面；多个极靴，呈片状结构，极靴下表面与齿部的弧形切削面相贴合；轴承，具有至少部分与转子轴承套配合的弧面；轴承支架；定子外壳，上部开口外缘与壳体固定连接，外侧壁与极靴上表面贴合，中心形成凸起，定子外壳内侧壁形成便于流体流动的导流面。本发明还公开了泵阀用电机定子的装配方法。本发明铁芯和极靴是由彼此电绝缘的软磁复合材料模压而成，铁损低，且能设计成形状各异的产品；铁芯、极靴、定子外壳具有一定的弧形结构，对电机定子内部的空间具有更高的利用率；整体方便安装。

Description

一种泵阀用电机定子及其装配方法

技术领域

本发明属于泵阀技术领域，特别的可以是叶片泵，尤其是涉及一种泵阀用电机定子及其装配方法。

背景技术

现有的电机电子冲片都是用相同的矽钢片叠加起来的，每个冲片的形状一样，如果要做成圆弧形的，那么就要对矽钢片进行区分，且不同的矽钢片对应的冲压模具不同，制作成本高,工艺管控难。

如专利CN201420032873.6公开了一种电机用矽钢片，设置有一体成型的矽钢片本体，矽钢片本体的内缘或外缘设置有多个扣片；扣片沿矽钢片本体的周向延伸，多个扣片围成一圈，实现可拆卸，方便绕线。但铁芯还是由一系列相同的矽钢片叠加而成，形状单一，且铁芯与轴承的接触为圆柱面接触，接触面积大，具有较大的摩擦力及噪音。另一方面，定子与转子与外界都是有密封圈的作用，防止水进入定子部分，降热只能通过自然冷却，效果不好；影响磁钢的性能。

如专利CN 207382071公开了一种卷绕型电机定子铁芯，铁芯本体包括轭部外圆周均匀布置的极靴，轭部内圆周还设有加强部，通过增加轭部在内圆周径向上的厚度来提升轭部的强度，由此提高整个定子铁芯的可靠性和强度，同时加强部上开设有多个安装孔和变形槽，通过安装孔可将整个定子铁芯与发动机壳体固定连接，不再需要其他结构来进行辅助连接，降低制造成本，安装简单方便。但是铁芯还是由硅钢片或矽钢片制成，铁芯的加工工艺复杂，且容易发生变形。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种制作加工简单，精度高，电机启动转矩低，振动小，噪音低，使用寿命长，体积小的泵阀用电机定子及其装配方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种泵阀用电机定子，至少包括：

一壳体，呈一侧封闭的中空结构；

一体模压成型的中空环形铁芯，止转配合地设于壳体内，其内圈沿径向设有至少三个间隔布设的齿部，齿部上形成弧形切削面；

多个漆包线，绕扎于铁芯上，带有进线端和出线端；

一电路板，设于壳体内，分别与漆包线的进线端和出线端相连；

一固定架，内置于壳体，其包括多个供齿部自上而下插入的定位槽，设于相邻定位槽之间、与弧形切削面弧度相同的限位面，设于限位面上的限位条，及设于相邻限位面之间的定位斜面；

多个极靴，呈片状结构，其具有可与定位斜面相抵的下端面，可与一限位面上的限位条相抵的左端面，可与相邻限位面上的限位条相抵的右端面，与限位面贴合的极靴下表面，及极靴上表面，所述极靴下表面与齿部的弧形切削面相贴合；

一轴承，具有至少部分与转子轴承套配合的弧面；

一轴承支架，包括与轴承配合连接的上部体和与上部体相连的下部体；

一定子外壳，上部开口外缘与壳体固定连接，外侧壁与极靴上表面贴合，中心形成与轴承支架的下部体紧配合连接的凸起，定子外壳内侧壁形成便于流体流动的导流面。

定子外壳内侧壁与流体充分接触，能够带走铁芯产生的大部分热量，减少温度对此性能的影响，而且导流面的设计有利于流体的流动，不会产生较大的冲击，节约了电机定子的空间，铁芯的有效体积缩小。

作为优选，所述铁芯由彼此电绝缘的软磁复合材料模压而成，所述极靴也由彼此电绝缘的软磁复合材料模压而成。铁芯无需多个硅钢片或矽钢片上下叠合形成，加工工艺简单，涡流损耗低，精度能够得到保证；而且铁芯和极靴可以根据需要设计成不同的形状，增加铁芯及极靴的种类。

作为优选，所述固定架包括安装基板，垂直设于安装基板上表面的柱体，自柱体外周沿径向向外辐射分布的多个支撑筋，及分别与单个支撑筋相连的支撑脚，所述安装基板外周沿径向向外辐射形成所述的定位槽，该定位槽与支撑脚间隔交替分布；支撑脚上表面形成自内向外、自下而上的倾斜面，所述限位面与倾斜面相连，支撑脚的下底面与壳体相抵。

作为优选，所述定位槽包括与安装基板相连的底面，及自底面两侧垂直向上的左侧面和右侧面，所述定位斜面包括形成于左侧面顶面的左定位斜面，和形成于右侧面顶面的右定位斜面，该左定位斜面和右定位斜面的倾斜方向和倾斜角度相同。

作为优选，所述安装基板下表面形成连接柱，紧固件可穿过电路板上的安装孔与连接柱相连。

作为优选，所述电路板外周形成多个凹槽，所述漆包线绕扎于齿部或绕扎于相邻齿部之间的环形铁芯部分，其进线端和出线端分别与电路板上的凹槽焊接相连。电路板的凹槽和漆包线的进线端和出线端焊接实现了铁芯的轴向限位。

作为优选，所述铁芯外壁形成凹平面，所述壳体内壁形成可与凹平面止转配合的凸平面。

作为优选，所述定子外壳的凸起内胀铆设有支撑弹片，其将凸起沿径向向轴承支架的下部体内壁形成弹性挤压。支撑弹片保证了定子外壳和轴承支架的稳固连接。

作为优选，所述定子外壳由钣金一体拉深成型；所述轴承由陶瓷烧结而成；所述铁芯表面覆盖有绝缘层。轴承材质为特种陶瓷，其韧性高，摩擦系数低，磨损低，静音效果好，使用寿命长。

本发明还公开了一种泵阀用电机定子的装配方法，包括以下步骤：

A，将轴承装配入轴承支架的上部体后，将轴承支架的下部体与定子外壳装配连接；

B1，将电路板固定连接在固定架上；

B2，将绕扎有漆包线的铁芯自上而下置于固定架上，铁芯的齿部刚好卡设于固定架的定位槽内，漆包线与电路板焊接固定；

B3，将多个极靴分别卡设在固定架上，极靴下表面与固定架上的限位面粘接固定；

B4，将装配有电路板、铁芯和极靴的固定架整体放入壳体内，铁芯与壳体止转配合连接；

将装配完成后的A整体装配入B整体上，定子外壳的外侧壁与极靴上表面贴合，定子外壳的上部开口外缘与壳体顶部开口凸缘固定连接。

本发明的有益效果是：1）铁芯和极靴是由彼此电绝缘的软磁复合材料模压而成，与传统的矽钢片相比，铁损低，且能设计成形状各异的产品；2）铁芯、极靴、定子外壳具有一定的弧形结构，对电机定子内部的空间具有更高的利用率；3）轴承由特种陶瓷烧结而成，具有高强度，高韧性及低摩擦系数，与转子部分接触为弧面接触，接触面积小，摩擦力小，电机的启动转矩低，磨损低，静音效果好，寿命长；4）铁芯，极靴，电路板，通过固定架连接成一个整体后与壳体装配形成一个整体B，再与轴承、轴承支架和定子外壳连接形成的整体A进行装配，方便安装；5）定子外壳和铁芯之间相互隔开，电机运行时，定子外壳的导流面与流体接触，可以很大程度上带走铁芯的热量，对铁芯起到一定的降温作用。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明漆包线绕制在铁芯齿部的结构示意图。

图3为本发明漆包线绕制在铁芯齿部之间的结构示意图。

图4为本发明固定架的立体结构示意图。

图5为图4中的C处结构放大图。

图6为电路板的结构示意图。

图7为本发明极靴的立体结构示意图。

图8为本发明B整体除去壳体的剖面结构示意图。

图9为本发明定子外壳的结构示意图。

图10为本发明轴承支架的结构示意图。

图11为本发明定子外壳的剖面结构示意图。

图12为本发明壳体的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1-12所示，一种泵阀用电机定子，包括壳体1，止转配合地安装在壳体1内的铁芯2，绕扎在铁芯2上的多个漆包线3，与漆包线3的进线端31和出线端32焊接相连的电路板4，内置于壳体1内的固定架5，多个极靴6，与转子配合连接的轴承7，用于安装轴承7的轴承支架8，及定子外壳9。

具体的，如图12所示，壳体1为中空柱形结构，其底部封闭，底面带有引出线口12，顶部开口，开口向外垂直弯折形成凸缘13，壳体1的内侧壁上形成三个均匀间隔分布的凸平面11。

如图2、3所示，铁芯2为中空环形结构，其外壁沿高度方向形成三个与凸平面11止转配合的凹平面22， 其内壁沿径向向内凸起形成多个齿部21，齿部21的数量为至少三个，于本实施例中，齿部21的数量为六个，每个齿部21的结构相同，其均匀间隔布设，齿部21的截面为方形，其顶面和朝向中心的侧面的交界处形成弧形切削面211，弧形切削面211的弧面自下而上、自内向外延伸。如图2所示，漆包线3缠绕在齿部21靠近弧形切削面211的位置，其沿着齿部21的高度方向缠绕，漆包线3的进线端31和出线端32分别位于齿部21的两侧底部。当然如图3所示，漆包线3也可以缠绕在铁芯2上位于两个齿部21之间的位置，其沿着铁芯2的高度方向缠绕，漆包线3的进线端31和出线端32位于铁芯2底部内圈，分别靠近相邻的两个齿部。

铁芯2用彼此电绝缘的软磁复合材料模压一体成型，为防止电压击穿，在铁芯2表面覆盖有绝缘层，具体可以是在铁芯2上涂覆一层或者多层绝缘漆又或者装有绝缘槽纸。

如图4所示，固定架5包括圆形的安装基板54，位于安装基板54下表面的连接柱541，垂直设置在安装基板54上表面中心位置的柱体55，从柱体55外周表面沿着径向向外辐射分布的多个支撑筋56，及分别与单个支撑筋56相连的支撑脚57，安装基板54的外周沿径向向外辐射形成定位槽51，定位槽51和支撑脚57间隔交替分布，支撑筋56的高度与柱体55的高度相同，支撑脚57的上表面从支撑筋56的顶面开始自内向外、自下而上延伸形成倾斜面，当固定架5放置在壳体1内时，支撑脚57的下表面与壳体1内底面相抵接。

支撑脚57的倾斜面（图中未示出）上固定连接有限位面52，该限位面52的弧度与弧形切削面211的弧度相同，高度大于弧形切削面211的高度，其宽度小于等于相邻定位槽51之间的间距，在限位面52朝向中心的一侧面设置有两个限位条521，限位条521沿着限位面52的高度方向延伸，且限位条521朝向中心的一侧面也带有弧形结构，其弧度与限位面52的弧度相同。

如图5所示，定位槽51包括与安装基板54相连的底面511，从底面511一侧垂直向上的左侧面512，及从底面511另一侧垂直向上的右侧面513，底面511与安装基板54齐平设置，左侧面512和右侧面513相互平行，在左侧面512靠近安装基板54一侧的顶面形成左定位斜面531，在右侧面513靠近安装基板54一侧的顶面形成右定位斜面532，该右定位斜面532和左定位斜面531的倾斜方向和倾斜角度相同，都是自内向外、自上而下倾斜，上述左定位斜面531和右定位斜面532组合形成定位斜面53。

如图6所示，电路板4呈圆形结构，其靠近边缘位置形成对称的两个安装孔41，其外周均匀分布有多个凹槽42，该凹槽42的数量为至少是漆包线3数量的两倍。当漆包线3绕扎在铁芯2上后，漆包线3的进线端31和出线段32分别与电路板4上的凹槽42焊接固定。

如图7所示，极靴6呈片状结构，其具有下端面61，左端面62，与左端面62相对的右端面63，极靴下表面64，及极靴上表面65，极靴6的厚度与限位条521的厚度相当。极靴6由彼此电绝缘的软磁复合材料模压一体成型。

当铁芯2和固定架5、电路板4装配时，将齿部21自上而下一一插入定位槽51内，定位槽51的底面511、左侧面512和右侧面513在三个方向对齿部21形成支撑和限位作用，防止铁芯2和固定架5相对转动，此时齿部21的弧形切削面211与限位面52位于同一弧形面结构上，再将极靴6一一装配入相邻的限位面52之间，此时极靴6的下端面61与定位斜面53相抵，极靴6的左端面62与一个限位面52上的一个限位条521相抵，极靴6的右端面63与相邻的限位面上的一个限位条相抵，极靴下表面64与相邻的两个限位面分别贴合，并用胶水粘接固定，且极靴下表面64与齿部21的弧形切削面211也相贴合，极靴6的上端面与限位面52顶部基本齐平，此时保证了极靴6的中心轴线与铁芯2的中心轴线基本重合；同时，将电路板4上安装孔41的位置与固定架5下表面连接柱541的位置上下正对之后，通过两个紧固件542穿过安装孔41后与连接柱541内壁固定连接，实现电路板4和固定架5的固定装配，并将漆包线3的进线端31和出线端32分别与电路板4的凹槽42焊接形成Y型或者三角形的连接，由于焊接后，漆包线之间有张紧力的作用，铁芯2在轴向方向（高度）形成限位。

上述漆包线3、铁芯2、固定架5、电路板4和极靴6装配成一体后，再置入壳体1内，铁芯2外壁的凹平面22余壳体1内壁的凸平面11止转配合，形成B整体。

如图9-11所示，轴承7由陶瓷烧结而成，与转子轴承套（图中未示出）配合的一侧面为弧面71，弧面71的设计使得轴承7与转子轴承套的相互作用面积小，相对滑动的摩擦力小，电机克服摩擦阻力做功小，效率高，噪音低；其另一侧与轴承支架8配合连接；轴承支架8由钣金拉伸而成，其包括中空柱形的上部体81和与上部体81圆弧过渡连接的下部体82，上部体81和轴承7之间通过轴承胀铆形成紧配合连接，下部体82的内径略大于上部体81的内径。定子外壳9由钣金一体拉深成型，其上部开口形成外缘91，内部中心形成凸起93，外侧壁92与极靴上表面65的弧度相同，内侧壁94具有便于流体流动的导流面941，该导流面941为与外侧壁92的弧度相同的弧形面，导流面941与流体接触起到降低铁芯2温度的作用；当定子外壳9与轴承支架8装配连接时，下部体82套设在凸起93外部形成间隙配合，为了保证装配结构的稳固性，在凸起93内胀铆有一个支撑弹片95，支撑弹片95可以是铜片或其他薄钢片，支撑弹片95外周与凸起93的内周形成弹性挤压，从而形成一个将凸起93沿着径向向轴承支架8的下部体82内壁方向相抵的作用力，即反胀铆接形成紧配合。

装配时，先将轴承7装配在轴承支架8的上部体81，再将下部体82装配入定子外壳9的凸起93上，凸起93内壁胀铆支撑弹片95，形成一个A整体。将A整体自上而下装配入B整体内，此时定子外壳9的外侧壁92与极靴上表面65相贴合，再将定子外壳9上部开口的外缘91翻边包覆凸缘13后铆接固定，实现壳体1和定子外壳9的固定连接，实现整个电机电子的装配。

一种泵阀用电机定子的装配方法，包括以下步骤：

A1，将轴承7利用气压工装等方式压铆装配入轴承支架8的上部体81，两者胀铆形成紧配合连接，保证了轴承7和轴承支架8的稳固连接；

A2，将装配有轴承7的轴承支架8下部体82套设入定子外壳9的凸起93外部，两者形成间隙配合；

A3，将圆形支撑弹片95胀铆在凸起93内部，实现轴承支架8和定子外壳9的紧配合连接，保证了定子外壳9和轴承支架8的稳固连接；

装配完成后形成A整体，此时轴承支架8的上部体81与轴承7、轴承支架8的下部体82与定子外壳9均实现紧配合连接；

B1，将漆包线3绕扎在铁芯2上，可以是齿部21上，也可以是相邻齿部21之间的铁芯2侧壁上；

B2，将电路板4与固定架5的连接柱541通过紧固件542连接；

B3，将绕扎有漆包线3的铁芯2自上而下置入固定架5，齿部21刚好卡设在定位槽51内，漆包线3的进线端31和出线端32分别与电路板4上的凹槽42一一焊接固定；

B4，将极靴6一一卡设在相邻的限位面52上，极靴6的下端面61与定位斜面53相抵，左端面62与其中一个限位面52上的限位条521相抵，右端面63与相邻的另一个限位面52上的限位条521相抵，极靴下表面64与限位面52通过胶水粘接固定；

B5，将装配有电路板4、铁芯2和极靴6后的固定架5整体放入壳体1内，铁芯2外壁的凹平面22与壳体1内壁的凸平面11止转配合，固定架5的支撑脚57下底面与壳体1内底面相抵；

装配完成后形成B整体；

将装配完成后的A整体置入B整体上，定子外壳9的外侧壁与极靴上表面65相贴合，定子外壳9的上部开口外缘91与壳体1顶部开口凸缘13翻边包覆铆接固定，定子外壳9和壳体1形成相对封闭的空间。

上述A装配过程和B装配过程可以互换。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种泵阀用电机定子，其特征在于至少包括：

一壳体(1)，呈一侧封闭的中空结构；

一体模压成型的中空环形铁芯(2)，止转配合地设于壳体(1)内，其内圈沿径向设有至少三个间隔布设的齿部(21)，齿部(21)上形成弧形切削面(211)；

多个漆包线(3)，绕扎于铁芯(2)上，带有进线端(31)和出线端(32)；

一电路板(4)，设于壳体(1)内，分别与漆包线(3)的进线端(31)和出线端(32)相连；

一固定架(5)，内置于壳体(1)，其包括多个供齿部(21)自上而下插入的定位槽(51)，设于相邻定位槽(51)之间、与弧形切削面(211)弧度相同的限位面(52)，设于限位面(52)上的限位条(521)，及设于相邻限位面(52)之间的定位斜面(53)；

多个极靴(6)，呈片状结构，其具有可与定位斜面(53)相抵的下端面(61)，可与一限位面(52)上的限位条(521)相抵的左端面(62)，可与相邻限位面上的限位条相抵的右端面(63)，与限位面(52)贴合的极靴下表面(64)，及极靴上表面(65)，所述极靴下表面(64)与齿部(21)的弧形切削面(211)相贴合；

一轴承(7)，具有至少部分与转子轴承套配合的弧面(71)；

一轴承支架(8)，包括与轴承(7)配合连接的上部体(81)和与上部体(81)相连的下部体(82)；

一定子外壳(9)，上部开口外缘(91)与壳体(1)固定连接，外侧壁(92)与极靴上表面(65)贴合，中心形成与轴承支架(8)的下部体(82)紧配合连接的凸起(93)，定子外壳内侧壁(94)形成便于流体流动的导流面(941)。

2.根据权利要求1所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述铁芯(2)由彼此电绝缘的软磁复合材料模压而成，所述极靴(6)也由彼此电绝缘的软磁复合材料模压而成。

3.根据权利要求1所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述固定架(5)包括安装基板(54)，垂直设于安装基板(54)上表面的柱体(55)，自柱体(55)外周沿径向向外辐射分布的多个支撑筋(56)，及分别与单个支撑筋(56)相连的支撑脚(57)，所述安装基板(54)外周沿径向向外辐射形成所述的定位槽(51)，该定位槽(51)与支撑脚(57)间隔交替分布；支撑脚(57)上表面形成自内向外、自下而上的倾斜面，所述限位面(52)与倾斜面相连，支撑脚(57)的下底面与壳体(1)相抵。

4.根据权利要求3所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述定位槽(51)包括与安装基板(54)相连的底面(511)，及自底面(511)两侧垂直向上的左侧面(512)和右侧面(513)，所述定位斜面(53)包括形成于左侧面(512)顶面的左定位斜面(531)，和形成于右侧面(513)顶面的右定位斜面(532)，该左定位斜面(531)和右定位斜面(532)的倾斜方向和倾斜角度相同。

5.根据权利要求3所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述安装基板(54)下表面形成连接柱(541)，紧固件(542)可穿过电路板(4)上的安装孔(41)与连接柱(541)相连。

6.根据权利要求1所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述电路板(4)外周形成多个凹槽(42)，所述漆包线(3)绕扎于齿部(21)或绕扎于相邻齿部(21)之间的环形铁芯部分，其进线端(31)和出线端(32)分别与电路板(4)上的凹槽(42)焊接相连。

7.根据权利要求1所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述铁芯(2)外壁形成凹平面(22)，所述壳体(1)内壁形成可与凹平面(22)止转配合的凸平面(11)。

8.根据权利要求1所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述定子外壳(9)的凸起(93)内胀铆设有支撑弹片(95)，其将凸起(93)沿径向向轴承支架(8)的下部体(82)内壁形成弹性挤压。

9.根据权利要求1所述的泵阀用电机定子，其特征在于：所述定子外壳(9)由钣金一体拉深成型；所述轴承(7)由陶瓷烧结而成；所述铁芯(2)

表面覆盖有绝缘层。

10.一种泵阀用电机定子的装配方法，其特征在于包括以下步骤：

A，将轴承(7)装配入轴承支架(8)的上部体(81)后，将轴承支架(8)的下部体(82)与定子外壳(9)装配连接；完成A整体的装配；

B1，将电路板(4)固定连接在固定架(5)上；

B2，将绕扎有漆包线(3)的铁芯(2)自上而下置于固定架(5)上，铁芯(2)的齿部(21)刚好卡设于固定架(5)的定位槽(51)内，漆包线(3)与电路板(4)焊接固定；

B3，将多个极靴(6)分别卡设在固定架(5)上，极靴下表面(64)与固定架(5)上的限位面(52)粘接固定；

B4，将装配有电路板(4)、铁芯(2)和极靴(6)的固定架(5)整体放入壳体(1)内，铁芯(2)与壳体(1)止转配合连接；完成B整体的装配；

将装配完成后的A整体装配入B整体上，定子外壳(9)的外侧壁与极靴上表面(65)贴合，定子外壳(9)的上部开口外缘(91)与壳体(1)顶部开口凸缘(13)固定连接。

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