CN117411257A - 转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子及其制造方法。制造方法包括：将多个铁芯片层叠结合在一起；以及对层叠结合在一起的多个铁芯片加热并使加热后的多个铁芯片与转子轴结合，其中，形成铁芯片的钢板具有自粘接层，并且自粘接层在加热时产生粘接效果，从而将多个铁芯片进一步粘接在一起。该制造方法在不改变现有转子制造工艺的基础上有效提高了转子的刚度，工艺简单，生产成本较低，生产效率较高。

Description

转子及其制造方法

技术领域

本发明涉及电机转子制造工艺技术领域，更具体而言，涉及一种用于电机的转子及其制造方法。

背景技术

目前，电机的转子铁芯一般由铁芯片叠压形成，其中，铁芯片之间施用有涂层以保证铁芯片之间的绝缘电阻，从而减小电机的损耗。铁芯片之间铆扣结合以使铁芯保持为一个整体，从而保证转子的刚度，进而提高转子的固有振动频率。但是在很多情况下普通的铆扣工艺难以保证转子具有足够的刚度，从而造成转子的固有频率低，共振点偏低，进而影响电机的振动噪音特性。

因此，需要提供转子的制造方法，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种转子的制造方法，所述制造方法包括：将多个铁芯片层叠结合在一起；以及对层叠结合在一起的多个所述铁芯片加热并使加热后的多个所述铁芯片与转子轴结合，其中，形成所述铁芯片的钢板具有自粘接层，并且所述自粘接层在加热时产生粘接效果，从而将多个所述铁芯片进一步粘接在一起。

优选地，所述自粘接层包括丙烯酸树脂。

优选地，对所述层叠在一起的多个铁芯片进行加热的步骤是转子轴热装工序，在所述转子轴热装工序过程中所述多个铁芯片被所述自粘接层进一步粘接在一起。

优选地，所述自粘接层还包括无机磷酸盐，其中，所述自粘接层中丙烯酸树脂的重量百分比含量是20％-40％。

优选地，在对层叠结合在一起的多个所述铁芯片进行加热的过程中，所述铁芯片被加热至150℃-300℃，加热时间为6分钟-18分钟。

优选地，所述自粘接层设置在所述钢板的上表面和下表面的至少一者上。

优选地，利用自粘接材料施用装置以喷涂或者涂抹方式在所述钢板上形成所述自粘接层。

优选地，所述制造方法还包括：利用多个冲裁机构对具有所述自粘接层的所述钢板进行相应冲裁以形成规定形状的所述铁芯片。

优选地，所述制造方法还包括：在由所述多个冲裁机构进行的多个冲裁工序之前、之间或者紧邻对所述铁芯片进行下料的工序之前，在所述钢板上形成所述自粘接层。

优选地，多个所述铁芯片以铆扣的方式层叠结合在一起。

根据本发明的另一方面，提供一种通过上述方法制造的转子。

根据本发明的方案，铁芯片上的自粘接层中的自粘接材料能够在转子轴热装工序本身的加热过程中受热产生粘接效果，从而在不改变和增加转子的其他制造工艺的情况下使各个铁芯片更加紧密粘接在一起。在该方案中，无需利用额外的加热工序，工艺简单，生产成本较低，并且生产效率较高，同时能够有效提升转子的刚度，进而使得转子的固有频率大幅提升，显著改善了由于转子固有频率导致的噪声。

附图说明

以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施例，其中：

图1示出根据本发明的优选实施例来在钢板上施用自粘接材料以及利用多个冲裁机构对具有自粘接层的钢板依次进行相应冲裁以形成规定形状的铁芯片的工序；

图2示出根据本发明的优选实施例来对层叠结合在一起的多个铁芯片加热并使加热后的多个铁芯片与转子轴结合的工序；以及

图3示出转子的沿A-A线的剖视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本发明的第一方面中，提供一种转子的制造方法。首先结合图1至图3概括说明根据本发明的优选实施例来制造转子的方法，其中，图1示出根据本发明的优选实施例来在钢板上施用自粘接材料以及利用多个冲裁机构对具有自粘接层的钢板依次进行相应冲裁以形成规定形状的铁芯片120的工序；图2示出根据本发明的优选实施例来对层叠结合在一起的多个铁芯片120加热并使加热后的多个铁芯片120与转子轴400结合的工序，图3示出转子的沿A-A线的剖视图。

如图1所示，将钢板121、图示为带状钢板、沿下料方向E输送，在沿下料方向E输送钢板121的同时，自粘接材料施用装置20对钢板121的上表面施用自粘接材料，从而在钢板121的上表面形成自粘接层。这里的自粘接材料和自粘接层是指在低温(低于使自粘接材料或自粘接层产生粘接效果的温度)状态下，不具有粘接作用。而在遇到加热工序的情况下，能够遇热而自行产生粘接效果，从而无需额外的粘接剂即可将多个铁芯片粘接在一起，因此本发明中的粘接材料称为“自粘接材料”，包含此粘接材料的粘接层称为“自粘接层”。同时，又由于本发明中的加热工序为将在下文中详述的热装转子轴过程中的加热工序，在此过程中，加热温度远远低于额外高温加热步骤中的温度，所以本文中所述的“自粘接层”也可称为“低温粘接层”。

接着，冲裁机构111、112和113分别沿冲裁方向F、G和I对形成有自粘接层的钢板121进行相应冲裁，从而最终将形成有自粘接层的钢板121冲裁出规定形状的铁芯片120。随后将具有规定形状的各铁芯片120以铆扣的方式层叠结合在一起，并将层叠在一起的各铁芯片120传送至转子轴热装装置30中。

如图2所示，在转子轴热装装置30中，利用加热机构310对层叠结合在一起的多个铁芯片120进行加热，并将转子轴400沿装配方向H移动装入已被加热的铁芯片120。其中，在加热机构310对预定数量的铁芯片120进行加热的过程中，自粘接材料受热产生粘接效果，使得本就铆扣结合的各铁芯片120进一步粘接在一起以形成自粘接层叠铁芯，自粘接层叠铁芯与转子轴结合形成如图3所示的转子100。需要注意的是，虽然本申请中为了描述方便将自粘接层叠铁芯与转子轴的结合体称作转子100，但应该明了的是，转子除了包括自粘接层叠铁芯与转子轴之外，还包括未示出的绕组等，在此不再展开详细赘述。

由于现有技术中转子的常规制造工艺本身就需要对转子铁芯进行加热从而将轴热装至转子铁芯，本发明正是利用了现有技术中已经存在的这一加热工序使得自粘接层中的自粘接材料遇热自行产生粘接效果，无需额外的高温加热步骤以及额外的粘接剂。由此，根据本发明的转子的制造方法，在不改变现有工艺的基础上有效提高了转子的刚度并改善了转子的固有频率。

接下来详细说明根据本发明优选实施例来制造转子的方法的各个步骤。

具体地，根据本发明的转子的制造方法，如图1至图3所示，包括在钢板上施用自粘接材料以形成自粘接层、利用多个冲裁机构冲裁出规定形状的铁芯片、将规定形状的各铁芯片以铆扣的方式层叠结合在一起以及将层叠结合在一起的各铁芯片加热并使加热后的各铁芯片与转子轴结合。需要说明的是，除了此处提到的各个工序，制造出完整的转子还需要其他一些工序，例如绕组工序，对此本领域普通技术人员已经熟知，因此本文不再进行赘述。

首先介绍形成自粘接层的工序。如图1所示，输送装置(图中未示出)将钢板121沿下料方向E输送，与此同时，自粘接材料施用装置20在钢板121的上表面上喷涂自粘接材料，随后进行加热固化，从而形成自粘接层。在本发明的实施例中，自粘接材料包括丙烯酸树脂以及无机盐。在本发明中，丙烯酸树脂起粘接剂的作用，无机盐使得各铁芯片之间绝缘。丙烯酸树脂也可以由能够实现粘接效果的其他粘接剂替代，无机盐包括能够实现绝缘效果的各种盐，例如各种磷酸盐(包括磷酸氢铝)、磷酸盐和二氧化硅的混合物等，只要可以实现本发明目的即可。

另外，可以理解的是，自粘接材料的施用方式，除了喷涂之外，也可以适用涂抹方式。自粘接层除了可以如图所示形成在钢板的上表面上，也可以形成在钢板的下表面上，或者可以形成在钢板的上表面和下表面二者上。

可选地，作为构成粘接剂的有机树脂，除了丙烯酸树脂之外，还可以具有聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、硅树脂、氟树脂等中的至少一种。

为了兼顾涂层工艺和粘接效果，在自粘接层中，丙烯酸树脂的重量百分比含量可以是约20％-40％，优选是约25％-35％，更优选是约28％-32％，进一步优选是约30％。需要说明的是，若丙烯酸树脂的含量过低，则容易造成各铁芯片120之间的粘接强度(即，相邻铁芯片120之间的分离强度)较低，使得粘接效果不佳；若丙烯酸树脂的含量过高，则容易造成粘接剂的粘度过高，从而容易导致各铁芯片120之间的自粘接层不平坦。考虑涂层的绝缘要求以及受热后的粘接性能要求，优选地，自粘接层的厚度可以为0.5μm-1.5μm。若自粘接层的厚度小于0.5μm，则将无法确保各铁芯片120之间的足够的粘接强度；而若自粘接层的厚度超过1.5μm，则容易导致由于自粘接层热固化时的收缩而引起钢板121的应变量的大幅增加等不良状况。更优选地，自粘接层的厚度可以为1.0μm。

下面介绍利用多个冲裁机构对具有自粘接层的钢板依次进行相应冲裁以形成规定形状的铁芯片的工序。钢板121在如上所述地形成有自粘接层之后，被进一步沿着传送方向传送至步进式冲裁装置以便进行冲裁。在冲裁过程中，冲裁装置包括的各冲裁机构111、112和113分别沿冲裁方向F、G和I对形成有自粘接层的钢板121依次进行相应冲裁，最终冲裁出规定形状的铁芯片120。冲裁机构111、112和113可以通过冲压、激光、线切割等方式中的至少一种将钢板121冲裁成规定形状的铁芯片120。

需要说明的是，虽然附图中示出了冲裁装置包括三个冲裁机构111、112和113，但可以理解的是，图中的各冲裁机构111、112和113的数目和位置以及铁芯片120的结构都仅仅是为了说明本发明的原理，并不严格对应于转子的相应实际加工工艺步骤，冲裁装置包括的各冲裁机构的数目、类型、操作顺序等依赖于铁芯片120的最终规定形状，因此可以根据铁芯片120的最终规定形状调整和适配。

如图1所示，在冲裁出规定形状的铁芯片之后，将冲裁出的各铁芯片120层叠结合在一起。可选地，在铁芯片具有铆扣结构的情况下，各铁芯片优选地以铆扣的方式层叠结合在一起。具体地，将后冲裁出的铁芯片120叠置在上一个冲裁出的铁芯片120上方，即，后冲裁出的铁芯片120的下表面与上一个冲裁出的铁芯片120的上表面抵接。在如图所示仅铁芯片120的上表面设置有自粘接层的情况下，后冲裁出的铁芯片120的下表面与上一个冲裁出的铁芯片120的上表面上设置的自粘接层抵接。这样，在下文详述的对层叠在一起的多个铁芯片进行加热的转子轴热装工序中，每一铁芯片120的上表面上形成的自粘接层包含的自粘接材料受热具有粘接效果，从而将该铁芯片120与位于其上方的另一铁芯片120进一步粘接在一起，进而最终提升了转子的刚度。

可替代地，仅铁芯片120的下表面设置有自粘接层的情况下，后冲裁出的铁芯片120的下表面上设置的自粘接层与上一个冲裁出的铁芯片120的上表面抵接，每一铁芯片120的下表面上形成的自粘接层包含的自粘接材料受热具有粘接效果，从而将该铁芯片120与位于其下方的另一铁芯片120进一步粘接在一起。在铁芯片120的上表面和下表面均设置有自粘接层的情况下，后冲裁出的铁芯片120的下表面上设置的自粘接层与上一个冲裁出的铁芯片120的上表面上设置的自粘接层抵接，每一铁芯片120的上表面和下表面上形成的自粘接层包含的自粘接材料均因受热而具有粘接效果，从而将该铁芯片120与位于其下方的另一铁芯片120进一步粘接在一起。

接下来说明将层叠结合在一起的多个铁芯片120和转子轴400热结合的工序。具体地，如图2至图3所示，在转子轴热装工序中，加热机构310能够对层叠的铁芯片120进行加热，使得施用在铁芯片120上的自粘接材料受热而产生粘接效果，从而将铆扣结合地层叠在一起的各铁芯片120进一步紧密粘接在一起以形成自粘接层叠铁芯。随后转子轴400沿移动方向H移动以与自粘接层叠铁芯完成热装，从而形成转子100。

需要说明的是，在对铁芯片120进行加热的过程中，如果加热温度过高，则容易造成自粘接层受热不均匀，使得粘接效果不佳；如果加热温度过低，则容易造成自粘接层受热软化效果不佳，使得需要较长的加热时间，从而导致生产效率的降低。另外，对铁芯片120的加热温度和加热时间还取决于粘接剂中的丙烯酸树脂的含量。

根据本发明的实施例，在对转子轴进行热装的过程中，对铁芯片120的加热温度范围为约150℃-300℃，加热时间为约6分钟-18分钟。例如，在一个实施例中，自粘接层中丙烯酸树脂的重量百分比含量是约25％-35％，在转子轴热装工序中，铁芯片被加热至约180℃-250℃，加热时间为约8分钟-15分钟。在另一个实施例中，自粘接层中丙烯酸树脂的重量百分比含量是约28％-32％，在转子轴热装工序中，铁芯片被加热至约225℃-235℃，加热时间为约9分钟-11分钟。在又一个实施例中，自粘接层中丙烯酸树脂的重量百分比含量是约30％，在转子轴热装工序中，铁芯片被加热至约230℃，加热时间为约10分钟。

可以理解的是，在本发明的实施例中，在自粘接层的成分和厚度相同的情况下，转子轴热装装置30的加热机构310对层叠的铁芯片120进行加热的温度和时间的关系可以按这样的关系变化：加热温度越高，加热时间越短。例如，当加热温度为约230℃时，需对铁芯片120加热约10分钟；当加热温度为约270℃时，需对铁芯片120加热约8分钟；当加热温度为约300℃时，需对铁芯片120加热约6分钟。

此外，虽然上文结合附图说明了在形成自粘接层之前对铁芯片120进行冲裁，但可以理解的是，形成自粘接层的工序可以设置在对铁芯片120进行冲裁的工序之前、之间或者在紧邻对铁芯片进行下料的工序之前，即，自粘接材料施用装置20可以设置于步进式冲裁装置的以下任一位置处：入料端(如图中所示)、冲裁机构之间和下料前端。具体地，在本发明的实施例中，如图1所示，自粘接材料施用装置20设置于步进式冲裁装置的入料端，也就是说，自粘接材料施用装置20设置于冲裁机构111之前，使得钢板121在被冲裁之前已经施用有自粘接材料。然而，在本发明的未示出的其他实施例中，自粘接材料施用装置20还可以设置于冲裁机构之间，例如，自粘接材料施用装置20可以设置于冲裁机构111和112之间。此外，自粘接材料施用装置20可以设置于下料前的位置处，例如，自粘接材料施用装置20可以设置于冲裁机构112和113之间。

还需要说明的是，在本发明中，虽然结合附图说明了在钢板上形成自粘接层的工序，但可以理解的是，本发明可以省略形成自粘接层的工序，即，可以利用已经形成有自粘接层的钢板来直接加工转子。

在本发明的第二方面中，提供一种转子100。该转子100通过上述转子的制造方法进行制造。

尽管结合实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。

Claims (11)

1.一种转子的制造方法，所述制造方法包括：

将多个铁芯片层叠结合在一起；以及

对层叠结合在一起的多个所述铁芯片加热并使加热后的多个所述铁芯片与转子轴结合，

其特征在于，形成所述铁芯片的钢板具有自粘接层，并且所述自粘接层在加热时产生粘接效果，从而将多个所述铁芯片进一步粘接在一起。

2.根据权利要求1所述的转子的制造方法，其特征在于，所述自粘接层包括丙烯酸树脂。

3.根据权利要求1所述的转子的制造方法，其特征在于，对所述层叠在一起的多个铁芯片进行加热的步骤是转子轴热装工序，在所述转子轴热装工序过程中所述多个铁芯片被所述自粘接层进一步粘接在一起。

4.根据权利要求2所述的转子的制造方法，其特征在于，所述自粘接层还包括无机磷酸盐，其中，所述自粘接层中丙烯酸树脂的重量百分比含量是20％-40％。

5.根据权利要求1所述的转子的制造方法，其特征在于，在对层叠结合在一起的多个所述铁芯片进行加热的过程中，所述铁芯片被加热至150℃-300℃，加热时间为6分钟-18分钟。

6.根据权利要求1所述的转子的制造方法，其特征在于，所述自粘接层设置在所述钢板的上表面和下表面的至少一者上。

7.根据权利要求1所述的转子的制造方法，其特征在于，利用自粘接材料施用装置以喷涂或者涂抹方式在所述钢板上形成所述自粘接层。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的转子的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

利用多个冲裁机构对具有所述自粘接层的所述钢板进行相应冲裁以形成规定形状的所述铁芯片。

9.根据权利要求8所述的转子的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：

在由所述多个冲裁机构进行的多个冲裁工序之前、之间或者紧邻对所述铁芯片进行下料的工序之前，在所述钢板上形成所述自粘接层。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的转子的制造方法，其特征在于，多个所述铁芯片以铆扣的方式层叠结合在一起。

11.一种转子，通过根据权利要求1至10中任一项所述的转子的制造方法来制造。