CN110601468B - 一种直流永磁电机铁芯的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机制造技术领域，具体的说是一种直流永磁电机铁芯的加工方法，该加工方法采用的夹取设备包括拉杆，拉杆顶部通过钢丝绳与龙门吊上的电葫芦连接；拉杆底部固连有固定架，固定架上铰接有一对弧形的抓手；抓手由一组耐低温的薄钢板叠加后通过铆钉固连而成；抓手外侧固连有一号铰支座，拉杆上靠近一号铰支座的一侧设有二号铰支座，一号铰支座与二号铰支座之间设有气缸，气缸的缸筒与二号铰支座铰接，气缸的活塞杆与一号铰支座铰接，气缸通过电磁阀与高压气源连通；本发明通过多片的薄钢板相互叠加形成的抓手，在低温环境下具有更好的韧性和强度，避免抓手断裂引发的安全事故，进而保证夹取设备安全稳定工作。

Description

一种直流永磁电机铁芯的加工方法

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体的说是一种直流永磁电机铁芯的加工方法。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。

电机在电路中是用字母M(旧标准用D)表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母G表示，它的主要作用是利用机械能转化为电能。

1.按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。

1)直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。

有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。

电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

2)其中交流电机还可划分：单相电机和三相电机。

2.按结构和工作原理可划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。

1)同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

2)异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。

感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。

交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

随着稀土永磁体材料-汝铁硼合金的广泛应用，永磁电机因其具有结构简单、运行可靠、体积小重量轻等优点而得到了快速发展，可广泛用于新能源汽车领域。目前，永磁电机的定子铁芯的加工方法急需改善。

现有定子铁芯的安装时，通常通过低温冷冻后装配，因抓取设备不耐低温，容易因低温而变脆降低强度，造成严重的安全隐患。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决勾头插入时形成较大空隙，导致固定装置无法固定、勾头在插入过程中受力面积过大，导致固定装置插入困难和固定装置掺入后的空隙为进行填充，混泥土干燥后无法对固定装置进行固定的问题，本发明提出的一种直流永磁电机铁芯的加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种直流永磁电机铁芯的加工方法，包括以下步骤：

S1：对定子铁心进行叠加，然后施加3MPa的叠压压力，分两次加压，叠压到400mm加压一次，最终再加压一次；

S2：将定子铁心放入烘炉中加热至200℃，保温2.5h；

S3：将转轴吊入冷冻设备冷冻至-120℃，保温25min；

S4：将定子铁心从烘炉中取出，置于油压机中心，同时将使用夹取装置将转轴从冷冻设备中取出后迅速套入铁心，必要时可利用液压机加压到位；

S5：配焊弧键及键，热套铁芯两端支撑板并焊接；

本发明采用的夹取设备包括拉杆，拉杆顶部通过钢丝绳与龙门吊上的电葫芦连接；所述拉杆底部固连有固定架，固定架上铰接有一对弧形的抓手；所述抓手由一组耐低温的薄钢板叠加后通过铆钉固连而成；所述抓手外侧固连有一号铰支座，拉杆上靠近一号铰支座的一侧设有二号铰支座，一号铰支座与二号铰支座之间设有气缸，气缸的缸筒与二号铰支座铰接，气缸的活塞杆与一号铰支座铰接，气缸通过电磁阀与高压气源连通；通过多片薄钢板叠加形成的抓手，提高了抓手的强度和耐低温性，保证夹取设备安全稳定工作；使用时，通过龙门吊将拉杆移动到冷冻设备正上方，然后控制电葫芦将拉杆下放到打开的冷冻设备内，之后通过控制器打开电磁阀，使得气缸的无杆腔通入压缩空气，将活塞杆向气缸外部推出，活塞杆带动一号铰支座和抓手绕固定架转动后夹紧转轴，然后通过控制电葫芦和龙门吊将低温的转轴吊运至定子铁芯所在位置进行安装，通过多片的薄钢板相互叠加形成的抓手，在低温环境下具有更好的韧性和强度，避免抓手断裂引发的安全事故，进而保证夹取设备安全稳定工作。

优选的，所述一号铰支座两侧的抓手上设有冷却管，冷却管通过阀门和管道与液氮储存罐连通；所述抓手上与冷却管对应位置均匀设有一组冷却孔，冷却孔通过连接管与冷却管连通；通过冷却孔喷出液氮，减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；当抓手抓紧转轴并移动转轴时，转轴暴露在室温的空气中，此时通过打开阀门，使得液氮经管道和冷却管后从冷却孔喷出，进而喷到转轴上，在保持转轴低温的同时隔绝转轴与空气的接触，进而减少转轴的温升，较少转轴升温后的膨胀，进而保证保证转轴顺利安装到定子铁芯内。

优选的，所述抓手前后两侧均匀开设有一组喷孔，喷孔底部通过气道相互连通；气道通过管道和气阀与高压气源连通；通过喷孔喷出空气形成空气幕，进一步减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；通过打开气阀，使得压缩空气经气道后从喷孔喷出，在转轴外周的轴线方向形成封闭的空气幕，进一步较少液氮的逸散，增加液氮对转轴的冷却效果，进一步减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内。

优选的，所述喷孔呈倾斜的螺旋形布置，通过螺旋形的喷孔，增大喷孔喷出空气幕的包裹范围，进一步减少转轴温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；当压缩空气从螺旋形的喷孔中喷出后，形成围绕转轴外周的螺旋形的空气幕，减少喷孔之间空气幕的间隙，进一步增加空气幕的完整性和封闭性，从而进一步减少转轴外的液氮层的逸散，进一步保证转轴顺利安装到定子铁芯内。

优选的，所述活塞杆的长度大于两倍活塞杆行程，通过加长的活塞杆减小低温对气缸的影响，延长气缸使用寿命，保证抓手正常工作；由于活塞杆的长度大于两倍活塞杆行程，增加气缸的缸筒与抓手的距离，进一步减少低温的抓手吸收气缸的热量，造成气缸温度下降，使得气缸的密封圈因低温而碎裂，进而降低气缸的气密性，降低气缸的使用效率，同时减少低温的活塞杆会对气缸的磨损，进而延长气缸使用寿命，保证抓手正常工作。

优选的，所述活塞杆靠近一号铰支座的一端设有F-聚四氟乙烯材料制成的隔热环，F- 聚四氟乙烯能在-180℃长期使用并保持韧性；通过隔热环进一步减少低温对气缸运行的影响，进一步延长气缸使用寿命，保证抓手正常工作；由于F-聚四氟乙烯具有很好的耐低温性和隔热性，使得F-聚四氟乙烯能在-180℃长期使用并保持韧性，增加活塞杆在低温环境的适应性，降低低温在活塞杆上的传导能力，进而使得气缸工作在正常的温度范围内，保证气缸正常高效工作，延长气缸的使用寿命，进一步保证抓手正常工作。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种直流永磁电机铁芯的加工方法，通过多片的薄钢板相互叠加形成的抓手，在低温环境下具有更好的韧性和强度，避免抓手断裂引发的安全事故，进而保证夹取设备安全稳定工作。

2.本发明所述的一种直流永磁电机铁芯的加工方法，通过打开阀门，使得液氮经管道和冷却管后从冷却孔喷出，进而喷到转轴上，在保持转轴低温的同时隔绝转轴与空气的接触，进而减少转轴的温升，较少转轴升温后的膨胀，进而保证保证转轴顺利安装到定子铁芯内。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明采用的夹取设备的等轴测视图；

图3是本发明采用的夹取设备的正视图；

图4是本发明采用的夹取设备的右视图；

图5是图4中A处局部放大图；

图中：拉杆1、固定架11、抓手12、铆钉13、一号铰支座14、二号铰支座15、气缸 16、活塞杆17、冷却管2、冷却孔21、连接管22、喷孔23、气道24、隔热环25。

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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种直流永磁电机铁芯的加工方法，包括以下步骤：

S1：对定子铁心进行叠加，然后施加3MPa的叠压压力，分两次加压，叠压到400mm加压一次，最终再加压一次；

S2：将定子铁心放入烘炉中加热至200℃，保温2.5h；

S3：将转轴吊入冷冻设备冷冻至-120℃，保温25min；

S4：将定子铁心从烘炉中取出，置于油压机中心，同时将使用夹取装置将转轴从冷冻设备中取出后迅速套入铁心，必要时可利用液压机加压到位；

S5：配焊弧键及键，热套铁芯两端支撑板并焊接；

本发明采用的夹取设备包括拉杆1，拉杆1顶部通过钢丝绳与龙门吊上的电葫芦连接；所述拉杆1底部固连有固定架11，固定架11上铰接有一对弧形的抓手12；所述抓手12 由一组耐低温的薄钢板叠加后通过铆钉13固连而成；所述抓手12外侧固连有一号铰支座 14，拉杆1上靠近一号铰支座14的一侧设有二号铰支座15，一号铰支座14与二号铰支座 15之间设有气缸16，气缸16的缸筒与二号铰支座15铰接，气缸16的活塞杆17与一号铰支座14铰接，气缸16通过电磁阀与高压气源连通；通过多片薄钢板叠加形成的抓手12，提高了抓手12的强度和耐低温性，保证夹取设备安全稳定工作；使用时，通过龙门吊将拉杆1移动到冷冻设备正上方，然后控制电葫芦将拉杆1下放到打开的冷冻设备内，之后通过控制器打开电磁阀，使得气缸16的无杆腔通入压缩空气，将活塞杆17向气缸16外部推出，活塞杆17带动一号铰支座14和抓手12绕固定架11转动后夹紧转轴，然后通过控制电葫芦和龙门吊将低温的转轴吊运至定子铁芯所在位置进行安装，通过多片的薄钢板相互叠加形成的抓手12，在低温环境下具有更好的韧性和强度，避免抓手12断裂引发的安全事故，进而保证夹取设备安全稳定工作。

作为本发明的一种实施方式，所述一号铰支座14两侧的抓手12上设有冷却管2，冷却管2通过阀门和管道与液氮储存罐连通；所述抓手12上与冷却管2对应位置均匀设有一组冷却孔21，冷却孔21通过连接管22与冷却管2连通；通过冷却孔21喷出液氮，减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；当抓手12抓紧转轴并移动转轴时，转轴暴露在室温的空气中，此时通过打开阀门，使得液氮经管道和冷却管2后从冷却孔21喷出，进而喷到转轴上，在保持转轴低温的同时隔绝转轴与空气的接触，进而减少转轴的温升，较少转轴升温后的膨胀，进而保证保证转轴顺利安装到定子铁芯内。

作为本发明的一种实施方式，所述抓手12前后两侧均匀开设有一组喷孔23，喷孔23 底部通过气道24相互连通；气道24通过管道和气阀与高压气源连通；通过喷孔23喷出空气形成空气幕，进一步减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；通过打开气阀，使得压缩空气经气道24后从喷孔23喷出，在转轴外周的轴线方向形成封闭的空气幕，进一步较少液氮的逸散，增加液氮对转轴的冷却效果，进一步减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内。

作为本发明的一种实施方式，所述喷孔23呈倾斜的螺旋形布置，通过螺旋形的喷孔 23，增大喷孔23喷出空气幕的包裹范围，进一步减少转轴温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；当压缩空气从螺旋形的喷孔23中喷出后，形成围绕转轴外周的螺旋形的空气幕，减少喷孔23之间空气幕的间隙，进一步增加空气幕的完整性和封闭性，从而进一步减少转轴外的液氮层的逸散，进一步保证转轴顺利安装到定子铁芯内。

作为本发明的一种实施方式，所述活塞杆17的长度大于两倍活塞杆17行程，通过加长的活塞杆17减小低温对气缸16的影响，延长气缸16使用寿命，保证抓手12正常工作；由于活塞杆17的长度大于两倍活塞杆17行程，增加气缸16的缸筒与抓手12的距离，进一步减少低温的抓手12吸收气缸16的热量，造成气缸16温度下降，使得气缸16的密封圈因低温而碎裂，进而降低气缸16的气密性，降低气缸16的使用效率，同时减少低温的活塞杆17会对气缸16的磨损，进而延长气缸16使用寿命，保证抓手12正常工作。

作为本发明的一种实施方式，所述活塞杆17靠近一号铰支座14的一端设有F-4聚四氟乙烯材料制成的隔热环25，F-4聚四氟乙烯能在-180℃长期使用并保持韧性；通过隔热环25进一步减少低温对气缸16运行的影响，进一步延长气缸16使用寿命，保证抓手12 正常工作；由于F-4聚四氟乙烯具有很好的耐低温性和隔热性，使得F-4聚四氟乙烯能在 -180℃长期使用并保持韧性，增加活塞杆17在低温环境的适应性，降低低温在活塞杆17 上的传导能力，进而使得气缸16工作在正常的温度范围内，保证气缸16正常高效工作，延长气缸16的使用寿命，进一步保证抓手12正常工作。

使用时，通过龙门吊将拉杆1移动到冷冻设备正上方，然后控制电葫芦将拉杆1下放到打开的冷冻设备内，之后通过控制器打开电磁阀，使得气缸16的无杆腔通入压缩空气，将活塞杆17向气缸16外部推出，活塞杆17带动一号铰支座14和抓手12绕固定架11转动后夹紧转轴，然后通过控制电葫芦和龙门吊将低温的转轴吊运至定子铁芯所在位置进行安装，通过多片的薄钢板相互叠加形成的抓手12，在低温环境下具有更好的韧性和强度，避免抓手12断裂引发的安全事故，进而保证夹取设备安全稳定工作；当抓手12抓紧转轴并移动转轴时，转轴暴露在室温的空气中，此时通过打开阀门，使得液氮经管道和冷却管 2后从冷却孔21喷出，进而喷到转轴上，在保持转轴低温的同时隔绝转轴与空气的接触，进而减少转轴的温升，较少转轴升温后的膨胀，进而保证保证转轴顺利安装到定子铁芯内；通过打开气阀，使得压缩空气经气道24后从喷孔23喷出，在转轴外周的轴线方向形成封闭的空气幕，进一步较少液氮的逸散，增加液氮对转轴的冷却效果，进一步减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；当压缩空气从螺旋形的喷孔23中喷出后，形成围绕转轴外周的螺旋形的空气幕，减少喷孔23之间空气幕的间隙，进一步增加空气幕的完整性和封闭性，从而进一步减少转轴外的液氮层的逸散，进一步保证转轴顺利安装到定子铁芯内；由于活塞杆17的长度大于两倍活塞杆17行程，增加气缸 16的缸筒与抓手12的距离，进一步减少低温的抓手12吸收气缸16的热量，造成气缸16 温度下降，使得气缸16的密封圈因低温而碎裂，进而降低气缸16的气密性，降低气缸16 的使用效率，同时减少低温的活塞杆17会对气缸16的磨损，进而延长气缸16使用寿命，保证抓手12正常工作；由于F-4聚四氟乙烯具有很好的耐低温性和隔热性，使得F-4聚四氟乙烯能在-180℃长期使用并保持韧性，增加活塞杆17在低温环境的适应性，降低低温在活塞杆17上的传导能力，进而使得气缸16工作在正常的温度范围内，保证气缸16 正常高效工作，延长气缸16的使用寿命，进一步保证抓手12正常工作。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图2为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，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保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种直流永磁电机铁芯的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对定子铁心进行叠加，然后施加3MPa的叠压压力，分两次加压，叠压到400mm加压一次，最终再加压一次；

S2：将定子铁心放入烘炉中加热至200℃，保温2.5h；

S3：将转轴吊入冷冻设备冷冻至-120℃，保温25min；

S4：将定子铁心从烘炉中取出，置于油压机中心，同时将使用夹取装置将转轴从冷冻设备中取出后迅速套入铁心，必要时可利用液压机加压到位；

S5：配焊弧键及键，热套铁芯两端支撑板并焊接；

采用的夹取设备包括拉杆(1)，拉杆(1)顶部通过钢丝绳与龙门吊上的电葫芦连接；所述拉杆(1)底部固连有固定架(11)，固定架(11)上铰接有一对弧形的抓手(12)；所述抓手(12)由一组耐低温的薄钢板叠加后通过铆钉(13)固连而成；所述抓手(12)外侧固连有一号铰支座(14)，拉杆(1)上靠近一号铰支座(14)的一侧设有二号铰支座(15)，一号铰支座(14)与二号铰支座(15)之间设有气缸(16)，气缸(16)的缸筒与二号铰支座(15)铰接，气缸(16)的活塞杆(17)与一号铰支座(14)铰接，气缸(16)通过电磁阀与高压气源连通；通过多片薄钢板叠加形成的抓手(12)，提高了抓手(12)的强度和耐低温性，保证夹取设备安全稳定工作；

所述一号铰支座(14)两侧的抓手(12)上设有冷却管(2)，冷却管(2)通过阀门和管道与液氮储存罐连通；所述抓手(12)上与冷却管(2)对应位置均匀设有一组冷却孔(21)，冷却孔(21)通过连接管(22)与冷却管(2)连通；通过冷却孔(21)喷出液氮，减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；

所述抓手(12)前后两侧均匀开设有一组喷孔(23)，喷孔(23)底部通过气道(24)相互连通；气道(24)通过管道和气阀与高压气源连通；通过喷孔(23)喷出空气形成空气幕，进一步减少抓取设备移动转轴过程中转轴的温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；

所述喷孔(23)呈倾斜的螺旋形布置，通过螺旋形的喷孔(23)，增大喷孔(23)喷出空气幕的包裹范围，进一步减少转轴温升，保证转轴顺利安装到定子铁芯内；

所述活塞杆(17)的长度大于两倍活塞杆(17)行程，通过加长的活塞杆(17)减小低温对气缸(16)的影响，延长气缸(16)使用寿命，保证抓手(12)正常工作；

所述活塞杆(17)靠近一号铰支座(14)的一端设有F-4聚四氟乙烯材料制成的隔热环(25)，F-4聚四氟乙烯能在-180℃长期使用并保持韧性；通过隔热环(25)进一步减少低温对气缸(16)运行的影响，进一步延长气缸(16)使用寿命，保证抓手(12)正常工作。

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