CN1244195C - 线性同步电机长定子的连续制造方法 - Google Patents

Abstract

一种线性同步电机长定子的连续制造方法，包括下列步骤：步骤一：将表面涂覆有粘结剂的电工钢板冲出具有特定横截面形状的电工钢片；步骤二：将多个电工钢片加压形成一个叠片包；步骤三：将该叠片包进行热处理，使粘接剂固化以形成铁芯；步骤四：将长定子铁芯装模；步骤五：在长定子铁芯外部形成一层环氧层，其特点是：步骤二是将该多个电工钢片置入一叠装模具内再进行加压；步骤三是将叠片包和叠装模具一同在140℃～220℃温度下进行加热，并保持0.4～4小时，再脱模形成具有良好刚度和强度的长定子铁芯；步骤四是将长定子铁芯装入三片模中，该三片模是由上模、左半模和右半模构成的，步骤五是在真空中对长定子铁芯形成一层环氧层。

Description

线性同步电机长定子的连续制造方法

技术领域

本发明有关一种线性同步电机长定子的制造方法，尤其是一种用于磁悬浮铁路的线性同步电机长定子的连续制造方法。

背景技术

长定子线性电机是高速磁悬浮列车路轨系统主要的承载和驱动部件，为磁悬浮列车提供悬浮力和驱动力。现有技术中线性同步电机中电磁构造组件长定子的制造技术可参见1997年8月14日公开出版的德国专利DE41 15 936 A1。该专利提出了一种电磁构造组件的制作方法，所得到的产品为磁悬浮铁路上的磁极形式，或是长定子线性发电机的长定子铁芯形式。

该专利所提供的制造方法大致为：冲出特定形状的原始电工钢片，热压黏结后构成叠片铁芯；在该叠片铁芯的上部缺口处插入连接件，再把铁芯置入左、右二片模中，合拢，再通过液压装置由下向上顶住连接件；然后将硬化性的混合剂(如环氧树脂)浇注到模具中，并将混合剂进行硬化或时效硬化，于是将叠片铁芯封裹起来，并使之与连接件固定一体形成长定子构造组件，从而使该电磁构造组件总体上具有最终的电、磁及力学上的特性。

但是，该现有的技术方案采用二片模的形式，在环氧加热固化工艺后，为了能把长定子从模具中脱出，需要缩下液压装置，这样就可能使处于软化状态的环氧落在模具内腔中，直接造成环氧变形。同时，在脱模的时候也容易造成损坏环氧的情况发生。另外，在浇注步骤时，由于环氧树脂中加入了硬化剂和石英粉，使得环氧浇注材料的黏度非常高，在模具中流动性差；而且由于在浇注过程中，不可避免地会有气体存在于浇注熔液中，因而会在长定子的表面形成气泡状缺陷，造成局部环氧层偏薄，降低其耐腐蚀性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种有效解决环氧损伤和表面气泡问题的线性同步电机长定子的连续制造方法。

本发明的技术解决方案要点是：一种线性同步电机长定子的连续制造方法，包括下列步骤：步骤一：将表面涂覆有粘结剂的电工钢板冲出电工钢片；步骤二：将多个电工钢片加压形成一个叠片包；步骤三：将该叠片包进行热处理，使粘接剂固化以形成铁芯；步骤四：将铁芯装模；步骤五：在铁芯外部形成一层环氧层，其特点是：步骤二是将该多个电工钢片置入一叠装模具内再进行加压；步骤三是将叠片包和叠装模具一同在140℃～220℃温度下进行加热，并保持0.4～4小时，再脱模形成铁芯；步骤四是将铁芯装入三片模中；步骤五是在真空中对铁芯形成一层环氧层。

该三片模由上模、左半模和右半模构成。

步骤四中的装模包括下列过程：在铁芯的上部缺口中插入燕尾状连接件，再通过螺栓把连接件与三片模的上模连接起来，将铁芯吊装在上模上；

将上模和铁芯放置在支架上；在清洁干净的左右半模的内表面上喷涂含硅基的脱模剂；再将左右半模进行合拢，再把上模及左右半模通过螺栓连结成一体；

将装有铁芯、合模后的三片模在160～200℃的炉温中，把三片模及铁芯预热到100℃以上，然后放入一真空室内。

步骤五是通过浇注系统来对处于真空室内中的铁芯外部浇注形成一层环氧层，其具体过程如下：

用真空泵通过软管使模具和真空室的真空度抽至1000Pa以下；

将环氧封装材料搅拌均匀后，放入浇注系统，浇注系统的温度保持小于100℃，在浇注系统内进行搅拌并适当抽真空，去除其中的气泡，然后加压到1～6kgf，加压时不能搅拌；

打开连接环氧浇注系统的阀门，保持抽真空的状态，然后开始进行环氧浇注，待连接真空系统的冒出口出现环氧后，关闭真空系统的阀门，停止环氧浇注，环氧浇注系统的阀门保持打开状态，保压1～30分钟，再关闭浇注系统的阀门，停止浇注；

停止浇注后，打开真空室，卸除连接软管，将三片模及包裹有环氧层的铁芯从真空室内中移出，放入加热炉内，在100～200℃左右的环境中，固化约1～10小时后，从炉内将模具移出，进行冷却。

待冷却至40～100℃后，把三片模及包裹有环氧层的铁芯一同放置并固定在固定架上；先脱开左右半模，再把包裹有环氧层的铁芯连同上模一起从固定架上拆下，放置在固化模具上，卸除上模，再将长定子在100～200℃的温度环境中，固化约1～20小时。

本发明线性同步电机长定子连续制造方法，通过采用三片模的形式，在真空室进行环氧浇注，对各工序进行温度控制，并控制相应的真空度或压力等，有效地解决了现有技术中的脱模和气泡等问题。

附图说明

图1是本发明长定子电工钢片的立体组合示意图。

图2是本发明电工钢片在叠片模具内的叠放状态示意图。

图3是本发明长定子铁芯的立体分解示意图。

图4是本发明三片模和长定子铁芯的立体分解示意图。

图5是本发明三片模合模后的侧视图。

图6是本发明三片模的半模的局部剖视图。

图7是本发明三片模合模后的剖视图。

图8是本发明长定子的立体结构示意图。

图9是本发明长定子的局部剖视放大图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明线性同步电机长定子的连续制造方法作进一步详细说明。

本发明线性同步电机长定子的连续制造方法包括以下步骤：

步骤一：将两面或单面带有粘结性涂层的带状电工钢开卷后，送到冲压机(未图示)，经过冲压刀具，冲剪成一定形状的电工钢片1，如图1所示。

步骤二：把一定数量的电工钢片经过清洁，放置到一个叠装模具2(请参阅图2)内，将该一定数量的电工钢片1加压形成一个叠片包30。该叠装模具2包括一个安装基板24、一个压板21和若干个定位柱23；定位柱23装设于安装基板24和压板21之间及叠片包30周围，各定位柱23靠近压板21一端设置有一个弹簧22。将叠片包30放入叠装模具2内后，通过该设于上部的压板21，给叠片包30提供6～10bar左右的压力。此处对电工钢片施加的压力可以为6bar、7bar、8bar或者10bar，以实现对这些电工钢片1加压形成一个叠片包30，由于电工钢片1上的涂层在自粘结后，厚度会降低，所以通过在定位柱23靠近压板21一侧设置弹簧22，以保证自粘结涂层在固化过程中，始终处于一定的压力下，使得电工钢片1之间的自粘结涂层可以充分反应。

步骤三：将该叠片包30和叠装模具2一同放入加热炉(未图示)内，在140～220℃温度下，可以为140、150、160、190、220℃等任何处于140℃～220℃范围的温度值，经过一定时间(0.4～4小时)，使粘接剂固化，形成具有良好刚度和强度的长定子铁芯3(如图3)。

步骤四：如图3～图6所示，在长定子铁芯3的上部缺口31中插入燕尾状连接件4，再通过螺栓把连接件4与三片模5的上模51上对应的孔连接起来，将长定子铁芯3吊装在上模51上。通过三片模的支架54上的导柱将上模51和长定子铁芯3放置在固定的支架54上；然后喷涂含硅基的脱模剂于清洁干净的左右半模52、53的内表面上，左右半模52、53的中部留有一定的间隙或储气槽(未图示)；再将左右半模52、53进行合拢，以螺栓58进行固定，如图5所示通过螺栓55把上模51及左右半模52、53固定于一体。图6中59是左右半模中形成电缆槽61的芯模。

将合模后的三片模5放入加热炉内，在炉温160～200℃的环境中，把三片模5及长定子铁芯3预热到100℃以上，如120℃、150℃等，然后放入真空室(未图示)内。真空室上部安装真空度表，用软管连接环氧浇注系统(未图示)和抽真空系统，把真空室密封，阀门关闭。用真空泵通过软管把模具和真空室抽真空至真空度在1000Pa以下。

步骤五：将环氧封装材料搅拌均匀后，放入浇注系统。浇注系统的温度保持小于100℃，如60℃、80℃或95℃等，在浇注系统内进行搅拌并适当抽真空，去除其中的气泡，然后加压到了1～6kgf，加压时不能搅拌。

打开连接环氧浇注系统的阀门，保持抽真空的状态，然后开始进行环氧浇注，待连接真空系统的冒出口出现环氧后，关闭真空系统的阀门，停止环氧浇注，环氧浇注系统的阀门保持打开状态，保压1～30分钟，再关闭浇注系统的阀门，停止浇注。

打开真空室的密封，卸除连接软管，把浇注模具及包裹有环氧层的长定子铁芯3从真空室内移出，放入加热炉内进行加热固化。在炉温100～200℃左右的环境中，如100℃、120℃、150℃、185℃或200℃等任何处于100～120℃范围内的温度下固化约1～10小时后，从炉内把三片模5移出，进行冷却。

待冷却至40～100℃后，把三片模5及包裹有环氧层的长定子铁芯3一同放置在固定架8上(参阅图7)，通过螺栓55把上模51和固定架8相连，以防止脱模时模具移动而损坏长定子铁芯3上的环氧层。此处的冷却温度可以是40℃、55℃、75℃、85℃、95℃、100℃等任何处于40℃～100℃范围内的温度均可。

卸除左右半模52、53的连接螺栓和上模51上的螺栓56，脱开左右半模52、53。左右半模52、53脱开后，卸除固定架8上的固定螺栓81，把包裹有环氧层62(图9)的长定子铁芯3连同上模一起从固定架8上拆离，并放置在固化模具(未图示)上，卸除长定子铁芯3与上模51间的螺栓55。

参阅图8及图9，脱模结束后，长定子铁芯3外部即包裹了一层环氧层62、形成长定子6。将长定子6放入加热炉(未图示)内进行固化，在炉温100～200℃的环境中，固化约1～20小时，就可得到外层包裹有环氧层62、具有良好耐腐蚀性、形状固定的长定子6。在长定子6下部的电缆槽61处适当地嵌入电缆7，可以产生所需之电磁场。电缆槽61的尺寸应确保电缆7既能顺利嵌入其中、又不会损伤电缆外皮，同时可以保证电缆7嵌入后被固定，不会滑落下来。

本发明线性同步电机长定子连续制造方法，通过采用三片模的形式，追加真空室装置，对各工序进行温度控制，并控制相应的真空度或压力等，有效地解决了现有技术中的脱模、气泡等问题。

Claims (4)

1、一种线性同步电机长定子的连续制造方法，包括下列步骤：

步骤一：将表面涂覆有粘结剂的电工钢板冲出电工钢片(1)；

步骤二：将多块电工钢片(1)加压形成一个叠片包(30)；

步骤三：将该叠片包(30)进行热处理，使粘接剂固化以形成长定子铁芯(3)；

步骤四：将长定子铁芯(3)装模；

步骤五：在长定子铁芯(3)外部形成一层环氧层(62)；

其特征在于：步骤二是将该多块电工钢片(1)置入一叠装模具(2)内再进行加压；步骤三是将叠片包(30)和叠装模具(2)一同在140℃～220℃温度下进行加热，并保持0.4～4小时，再脱模形成长定子铁芯；步骤四是将长定子铁芯(3)装入三片模(5)中；步骤五是在真空中对长定子铁芯(3)外部形成一层环氧层(62)。

2、根据权利要求1所述的线性同步电机长定子的连续制造方法，其特征是：步骤四中采用的三片模(5)是由上模(51)、左半模(52)和右半模(53)构成。

3、根据权利要求2所述的线性同步电机长定子的连续制造方法，其特征是：步骤四中的装模包括下列过程：在长定子铁芯(3)的上部缺口(31)中插入燕尾状连接件(4)，再通过螺栓把连接件(4)与三片模(5)的上模(51)连接起来，将长定子铁芯(3)吊装在上模(51)上；

将上模(51)和长定子铁芯(3)放置在支架(54)上；在清洁干净的左右半模(52)、(53)的内表面上喷涂含硅基的脱模剂；再将左右半模(52)、(53)进行合拢，再把上模(51)及左右半模(52)、(53)通过螺栓连结成一体；

将装有长定子铁芯(3)、合模后的三片模(5)在160～200℃的炉温中，把三片模(5)及铁芯(3)预热到100℃以上，然后放入一真空室内。

4、根据权利要求1或3所述的线性同步电机长定子的连续制造方法，其特征在于：步骤五是通过浇注系统来对处于真空室内中的长定子铁芯(3)外部浇注形成一层环氧层，其具体过程如下：

用真空泵通过软管使模具和真空室的真空度抽至1000Pa以下；

将环氧封装材料搅拌均匀后，放入浇注系统，浇注系统的温度保持小于100℃，在浇注系统内进行搅拌并适当抽真空，去除其中的气泡，然后加压到1～6kgf，加压时不能搅拌；

打开连接环氧浇注系统的阀门，保持抽真空的状态，然后开始进行环氧浇注，待连接真空系统的冒出口出现环氧后，关闭真空系统的阀门，停止环氧浇注，环氧浇注系统的阀门保持打开状态，保压1～30分钟，再关闭浇注系统的阀门，停止浇注；

停止浇注后，打开真空室，卸除连接软管，将三片模(5)及包裹有环氧层(62)的长定子铁芯(3)从真空室内中移出，放入加热炉内，在100～200℃左右的环境中，固化约1～10小时后，从炉内将模具移出，进行冷却。

待冷却至40～100℃后，把三片模(5)及包裹有环氧层(62)的长定子铁芯(3)一同放置并固定在固定架(8)上；先脱开左右半模(52)、(53)，再把包裹有环氧层(62)的长定子铁芯(3)连同上模(51)一起从固定架(8)上拆下，放置在固化模具上，卸除上模(51)，再将长定子(6)在100～200℃的温度环境中，固化约1～20小时。

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