CN114567140B

CN114567140B - 一种直线电机及其生产工艺

Info

Publication number: CN114567140B
Application number: CN202210443647.6A
Authority: CN
Inventors: 左林; 曹建波; 杜勇; 程枝婷
Original assignee: Xingyu Electron Ningbo Co ltd
Current assignee: Xingyu Electron Ningbo Co ltd
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2042-04-26
Also published as: CN114567140A; CN115102340A

Abstract

本发明公开了一种直线电机及其生产工艺，直线电机包括定子和动子，所述动子包括外壳，所述外壳内部设有若干沿直线排布的铁芯单体，所述铁芯单体包括绕线部和拼接部，所述拼接部的两端分别设有榫头和榫眼，相邻的铁芯单体经榫头和榫眼的配合相拼接，所述拼接部上还设有T形槽，所述T形槽位于榫头和榫眼之间，包括竖边和横边，T形槽竖边的一端开放有槽口，另一端与横边相连接，以T形槽竖边的中心线为参考线，T形槽横边延伸至榫头侧的长度大于延伸至榫眼侧的长度。本发明的动子铁芯绕线便捷，且生产出来的直线电机能兼顾结构的稳定性以及高性能。

Description

一种直线电机及其生产工艺

技术领域

本发明涉及直线电机技术领域，特别是一种直线电机及其生产工艺。

背景技术

直线电机由于单体运行速度快、重复定位精度高、本体质量轻、占设备空间小、寿命长等特点，被广泛用于机械设备上，现有的直线电机动子普遍是一体式的铁芯，且绕线槽的槽口一般是较窄的束口结构，绕线极为不方便，虽然也有少数直线电机动子会做成分体式结构，但是分体式结构的铁芯稳定性较低，很难做到直线电机运行速度快、重复定位精度高的需求。因此，亟需研发一种方便绕线且稳定性高的直线电机，以解决目前所遇到的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种直线电机及其生产工艺。本发明的动子铁芯绕线便捷，且生产出来的直线电机能兼顾结构的稳定性以及高性能。

本发明的技术方案：一种直线电机，包括定子和动子，所述动子包括外壳，所述外壳内部设有若干沿直线排布的铁芯单体，所述铁芯单体包括绕线部和拼接部，所述拼接部的两端分别设有榫头和榫眼，相邻的铁芯单体经榫头和榫眼的配合相拼接，所述拼接部上还设有T形槽，所述T形槽位于榫头和榫眼之间，包括竖边和横边，T形槽竖边的一端开放有槽口，另一端与横边相连接，以T形槽竖边的中心线为参考线，T形槽横边延伸至榫头侧的长度大于延伸至榫眼侧的长度。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：本发明的铁芯为多个铁芯单体拼接而成的结构，这种分体式的结构可实现先在铁芯单体上绕线，再拼装，便于绕线，铁芯单体之间的拼装采用榫头和榫眼的配合方式，连接方便且连接牢靠，更为重要的是，在拼接部的榫头和榫眼之间还设有T形槽，T形槽为非对称式的结构，具体是横边延伸至榫头侧的长度大于延伸至榫眼侧的长度，可以改善整个铁芯单体的重心，使得重心不会过于偏向榫头侧，能提高拼装后铁芯整体的稳定性，最终达到在方便绕线的前提下还能实现直线电机的结构稳定性以及高性能。

前述的一种直线电机中，所述T形槽横边延伸至榫头侧的长度值与延伸至榫眼侧的长度值之间的比值为4:3.5。

前述的一种直线电机中，若干所述的铁芯单体中，有N个铁芯单体经布置在T形槽内的T形条与外壳相连接，N≥2，且相邻的两个T形槽中，至多仅有一个T形槽内设有T形条，也就是说，T形槽除了改善铁芯单体的重心，还能起到连接外壳与铁芯单体的作用，N≥2保证了连接的稳定性，而相邻的两个T形槽中，至多仅有一个T形槽内设有T形条则是保证了铁芯整体重心不会产生过多的偏移，有助于提高结构稳定性。

前述的一种直线电机中，所述绕线部的外侧裹有包塑层，起到绝缘作用，相比于常规铁芯绕线部采用绝缘纸绝缘的方式，本发明的绝缘更加彻底，使绕线后的漆包线不易产生位移或挤压。

前述的一种直线电机中，所述定子包括磁轭板和若干磁钢，若干磁钢等间隔、倾斜地布置在磁轭板上，单片磁钢的长度方向与磁轭板的长度方向之间成75°-85°的夹角，该设置能减小转矩脉动。

前述的一种直线电机中，所述磁轭板由多块子磁轭板拼接而成，子磁轭板设有多种长度规格，通用性高，便于制造不同长度的磁轭板。

一种直线电机的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、制作若干个铁芯单体；

步骤2、对各铁芯单体的绕线部分别进行包塑处理；

步骤3、在各铁芯单体的绕线部上单独绕线；

步骤4、将绕线后的若干个铁芯单体按榫头和榫眼的配合方式拼接成一个铁芯整体；

步骤5、在部分铁芯单体的T形槽内装入T形条，再通过T形条与外壳的连接将铁芯整体与外壳连接固定，完成动子的拼装；

步骤6、对拼装后的动子进行真空灌胶处理；

步骤7、铣磨加工；

步骤8、拼装定子与动子相配对；

步骤9、产品包装。

前述的一种直线电机的生产工艺中，所述步骤6具体包括以下子步骤：

子步骤6.1、将拼装后的动子放入预烘箱，预烘箱内温度调试在100-120℃，把动子放入预烘箱内保温10-15min；

子步骤6.2、调出真空灌胶机对应灌胶动子的型号，完成胶水的自动配比；

子步骤6.3、将拼装后的动子放入真空箱，对真空箱进行抽真空处理，使真空度大于95KPa，保真空度时间为10-15min；

子步骤6.4、由机械手按照设置好的灌胶量对动子进行自动点胶；

子步骤6.5、再次对真空箱进行抽真空处理，真空度保持在60-70KPa；

子步骤6.6、由机械手对动子进行二次补胶；

子步骤6.7、将二次补胶后的动子放入烘道固化，烘道的温度保持在60-80℃，时间为110-130min。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是动子的结构示意图；

图3是铁芯单体的结构示意图；

图4是铁芯单体绕线后的结构示意图；

图5是定子的结构示意图。

附图标记：1-定子，2-动子，11-磁轭板，12-磁钢，21-外壳，22-铁芯单体，200-T形条，221-绕线部，222-拼接部，300-包塑层，400-边端件，2221-榫头，2222-榫眼，2223-T形槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例：一种直线电机，结构如图1至图5所示，包括定子1和动子2，动子2包括外壳21，外壳21内部设有6个沿直线排布的铁芯单体22，铁芯单体22包括绕线部221和拼接部222，拼接部222的两端分别设有榫头2221和榫眼2222，相邻的铁芯单体22经榫头2221和榫眼2222的配合相拼接，拼接部222上还设有T形槽2223，T形槽2223位于榫头2221和榫眼2222之间，包括竖边和横边，T形槽2223竖边的一端开放有槽口，另一端与横边相连接，以T形槽2223竖边的中心线为参考线，T形槽2223横边延伸至榫头2221侧的长度大于延伸至榫眼2222侧的长度。

作为优选，T形槽2223横边延伸至榫头2221侧的长度值与延伸至榫眼2222侧的长度值之间的比值为4:3.5。

铁芯单体22与外壳21的固定是通过T形条200连接的，T形条200两侧与T形槽2223通过4:3.5偏心不均分的结构连接，变形受力的强度高，另外，由于T形槽2223两侧均需要设计工艺铆点，铆点的宽度尺寸太小会影响铆接牢固度，铆点的宽度尺寸太大会阻碍磁通回路，4:3.5偏心不均分的连接结构可保证铆点的宽度设计具有较大的选择范围，可兼顾到铆接牢固度与不阻碍磁通回路。

为了验证T形条200两侧与T形槽2223通过4:3.5偏心不均分结构的变形受力强度，取多组不同比例的偏心不均分结构以及均分结构作为对比，每组结构均试验5个样本，试验结果如下：

	样本1	样本2	样本3	样本4	样本5	平均值
							均分1:1受力强度（KN.m）	0.29	0.27	0.28	0.26	0.28	0.276
偏心4.5:3受力强度（KN.m）	0.26	0.24	0.27	0.24	0.25	0.252
							偏心4.4:3.1受力强度（KN.m）	0.26	0.24	0.28	0.25	0.26	0.258
偏心4.3:3.2受力强度（KN.m）	0.27	0.26	0.28	0.26	0.27	0.268
							偏心4.2:3.3受力强度（KN.m）	0.28	0.27	0.29	0.26	0.28	0.276
偏心4.1:3.4受力强度（KN.m）	0.30	0.30	0.29	0.28	0.29	0.292
							偏心4:3.5受力强度（KN.m）	0.33	0.31	0.33	0.32	0.33	0.324
偏心3.9:3.6受力强度（KN.m）	0.30	0.29	0.31	0.30	0.31	0.302
							偏心3.8:3.7受力强度（KN.m）	0.29	0.28	0.29	0.27	0.28	0.282

由以上对比试验可知，T形条200两侧与T形槽2223之间采用4:3.5偏心不均分的结构，变形受力强度比均分条件下高10%以上，比其它比例的偏心不均分条件下高至少6%以上，因此，4:3.5的偏心不均分结构为最佳比例结构。

作为优选，在6个铁芯单体22拼装后，所形成的绕线槽槽口均为由内至外逐渐变窄的束口结构。

作为优选，6个铁芯单体22拼装后，在最外侧的铁芯单体22外侧设有边端件400。

作为优选，6个铁芯单体22中，有2个铁芯单体22经布置在T形槽2223内的T形条200与外壳21相连接，且两个T形条200之间间隔有两个空的T形槽2223。

作为优选，T形条200的竖边朝上，向上与外壳21的顶部连接。

作为优选，绕线部221的外侧裹有包塑层300，通过注塑形成包塑层300。

作为优选，定子1包括磁轭板11和若干磁钢12，若干磁钢12等间隔、倾斜地布置在磁轭板11上，单片磁钢12的长度方向与磁轭板11的长度方向之间成80°的夹角。

作为优选，磁轭板11由多块子磁轭板拼接而成，子磁轭板设有多种长度规格。

本发明直线电机的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、制作6个铁芯单体22。

步骤2、对各铁芯单体22的绕线部221分别进行包塑处理。

步骤3、在各铁芯单体22的绕线部221上单独绕线。

步骤4、将绕线后的6个铁芯单体22按榫头2221和榫眼2222的配合方式拼接成一个铁芯整体。

步骤5、在2个铁芯单体22的T形槽2223内装入T形条200，再通过T形条200与外壳21的连接将铁芯整体与外壳21连接固定，完成动子2的拼装。

步骤6、对拼装后的动子2进行真空灌胶处理。

真空灌胶具体包括以下子步骤：

子步骤6.1、将拼装后的动子2放入预烘箱，预烘箱内温度调试在110℃，把动子放入预烘箱内保温12min，确保环氧树脂胶水在动子2内部的流动性更好，将空气全部排出；

子步骤6.2、调出真空灌胶机对应灌胶动子的型号，胶水自动配比；

子步骤6.3、将拼装后的动子2放入真空箱，对真空箱进行抽真空处理，真空度保持在100KPa，保真空度时间为12min，确保动子2内部空气全部排出；

子步骤6.4、由机械手按照设置好的灌胶量对动子2进行自动点胶；

子步骤6.5、再次对真空箱进行抽真空处理，真空度保持在65KPa，二次抽真空，真空度不易太大，避免抽出来的气泡喷洒出胶水；

子步骤6.6、通过胶水的渗入，动子2平面凹下，由机械手对动子2进行二次补胶；

子步骤6.7、将二次补胶后的动子2放入烘道固化，烘道的温度为70℃，时间为120min。

步骤7、对灌胶后的动子2灌胶面进行铣磨加工。

步骤8、拼装定子1与动子2相配对。

步骤9、产品包装。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种直线电机，包括定子（1）和动子（2），其特征在于：所述动子（2）包括外壳（21），所述外壳（21）内部设有若干沿直线排布的铁芯单体（22），所述铁芯单体（22）包括绕线部（221）和拼接部（222），所述拼接部（222）的两端分别设有榫头（2221）和榫眼（2222），相邻的铁芯单体（22）经榫头（2221）和榫眼（2222）的配合相拼接，所述拼接部（222）上还设有T形槽（2223），所述T形槽（2223）位于榫头（2221）和榫眼（2222）之间，包括竖边和横边，T形槽（2223）竖边的一端开放有槽口，另一端与横边相连接，T形槽（2223）为非对称式的结构，以T形槽（2223）竖边的中心线为参考线，T形槽（2223）横边延伸至榫头（2221）侧的长度值与延伸至榫眼（2222）侧的长度值之间的比值为4:3.5；

若干所述的铁芯单体（22）中，有N个铁芯单体（22）经布置在T形槽（2223）内的T形条（200）与外壳（21）相连接，N≥2，且相邻的两个T形槽（2223）中，至多仅有一个T形槽（2223）内设有T形条（200）。

2.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于：所述绕线部（221）的外侧裹有包塑层（300）。

3.根据权利要求1所述的一种直线电机，其特征在于：所述定子（1）包括磁轭板（11）和若干磁钢（12），若干磁钢（12）等间隔、倾斜地布置在磁轭板（11）上，单片磁钢（12）的长度方向与磁轭板（11）的长度方向之间成75°-85°的夹角。

4.根据权利要求3所述的一种直线电机，其特征在于：所述磁轭板（11）由多块子磁轭板拼接而成，子磁轭板设有多种长度规格。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种直线电机的生产工艺，包括以下步骤：

步骤1、制作若干个铁芯单体（22）；

步骤2、对各铁芯单体（22）的绕线部（221）分别进行包塑处理；

步骤3、在各铁芯单体（22）的绕线部（221）上单独绕线；

步骤4、将绕线后的若干个铁芯单体（22）按榫头（2221）和榫眼（2222）的配合方式拼接成一个铁芯整体；

步骤5、在部分铁芯单体（22）的T形槽（2223）内装入T形条（200），再通过T形条（200）与外壳（21）的连接将铁芯整体与外壳（21）连接固定，完成动子（2）的拼装；

步骤6、对拼装后的动子（2）进行真空灌胶处理；

步骤7、铣磨加工；

步骤8、拼装定子（1）与动子（2）相配对；

步骤9、产品包装。

6.根据权利要求5所述的一种直线电机的生产工艺，其特征在于：所述步骤6具体包括以下子步骤：

子步骤6.1、将拼装后的动子（2）放入预烘箱，预烘箱内温度调试在100-120℃，把动子（2）放入预烘箱内保温10-15min；

子步骤6.3、将拼装后的动子（2）放入真空箱，对真空箱进行抽真空处理，使真空度大于95KPa，保真空度时间为10-15min；

子步骤6.4、由机械手按照设置好的灌胶量对动子（2）进行自动点胶；

子步骤6.6、由机械手对动子（2）进行二次补胶；

子步骤6.7、将二次补胶后的动子（2）放入烘道固化，烘道的温度保持在60-80℃，时间为110-130min。