CN204633567U - 一种直线电机初级铁心 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直线电机初级铁心，包括：初级冲片、拉板、螺杆和齿压板，拉板设置在初级冲片的背部，齿压板设置在初级冲片沿直线电机初级铁心宽度方向的两侧，螺杆穿过齿压板、初级冲片。在齿压板、初级冲片背部沿直线电机初级铁心的宽度方向设置有与拉板底部相配合的紧固结构，紧固结构使初级冲片产生施加于拉板的压力。设置在齿压板、初级冲片背部的紧固结构采用连接槽，在拉板的底部设置有与连接槽相配合的连接头。本实用新型能够使得直线电机初级铁心在制造过程中将焊接变形控制在设计要求内，保证产品满足设计技术要求，同时制造工艺简单，提高了生产效率、降低了成本。

Description

一种直线电机初级铁心

技术领域

    本实用新型涉及一种电机技术领域，尤其是涉及一种应用于中低速磁悬浮车辆的直线电机初级铁心。

背景技术

电机根据运动形式分旋转电机与直线电机两种，旋转电机电机工作时，不旋转部件称为定子。直线电机工作时运动部件（相当于旋转电机定子）沿直线运动，直线感应电动机初级相当于电机的定子，当定子通电后，铺装在定子对应位置的感应板产生感应磁场，对定子产生推力推动定子沿铺装有感应板的区域直线移动。

应用于磁悬浮车辆的直线感应电动机初级（以下简称直线电机初级），因为受到车辆轻量化的要求，其重量、安装空间受车辆限制而导致结构刚度先天不足。同时，车辆运行时直线电机初级铁心底面与次级感应板之间的运行间隙在10mm左右，车辆的运行速度很高（在100km/h）。因此，车辆系统对直线电机初级铁心底面平面度有严格要求（平面度小于1mm）。应用于中低速磁悬浮车辆的直线电机类型通常为直线感应电动机，其初级安装在车辆转向架上，次级安装在轨道上。在重量、安装空间的限制下，现有直线电机初级的工艺制造方法是难以满足要求的。

直线电机初级主要包括初级铁心、初级绕组。初级铁心是直线电机初级的基础，起着承载直线电机初级重量，承受车辆运行时的振动与冲击。直线感应电动机初级悬挂结构在直线感应电动机初级上用于连接安装位置。初级铁心产品质量的优劣、工艺方法的难易直接决定整机产品的质量及制造成本。焊接是通过加热使两件或两件以上同种或异种金属熔化，经原子或分子结合扩散连结为一体的工艺过程。因为焊接过程中热量的输入，焊缝及其附近区域材料收缩会产生热变形，热变形往往使产品焊后尺寸超出设计要求而不合格不能使用。当焊后部件结构产生超过技术要求的变形时应采取措施进行矫正或预防，但这种方法要对每件完成焊接后的产品进行矫正，耗时费力效率低。

在现有技术当中，目前主要有两种直线电机初级铁心结构的技术方案：

现有技术1为应用于唐山磁浮试验线的直线电机初级铁心结构，如附图1所示。直线电机初级铁心主要包括：初级冲片1、拉板2、内悬挂板10和螺杆3。通过纵向分布的螺杆3将初级冲片1及内悬挂板10拉紧，拉板2与内悬挂板10进行焊接形成整体。该结构方案存在的主要问题是：

（1）内悬挂板10要加工成齿槽的形状与初级冲片1一起叠压，加工工艺比较复杂；

（2）内悬挂板10占用初级铁心的宽度，内悬挂板10上产生的涡流损耗降低了电机的推力输出；

（3）初级铁心的刚度比较差，初级铁心的底面变形超差严重。

现有技术2为日本磁悬浮车辆应用的直线电机初级铁心结构，如附图2所示。直线电机初级铁心主要包括：初级冲片1、拉板2、外悬挂板11和螺杆3。采用螺杆3穿过初级冲片1、外悬挂板11，初级冲片1与外悬挂板11紧固在一起，再通过拉板2和外悬挂板11的平面焊接而成。现有技术2的缺陷在于：外悬挂板11在焊接后产生焊接变形，从而带动整个铁心产生扭转，使得直线感应电动机初级铁工作面的平面度严重超差，不能满足产品的技术要求。这种结构的直线电机初级铁心要对每件完成焊接后的产品进行矫正，耗时、费力，且工作效率低。

现有结构的直线电机初级铁心需要在铁心焊接后对每件产品实施矫正，生产效率低、劳动强度高。随着工件的不同部位变形量不同，需要对产品进行逐一矫正、随时检测，工作量大，有些产品更是需要反复矫正、检测，不能满足直线感应电动机初级铁心大批量生产的要求。同时，现有的焊接变形预防措施是通过设计专用夹具，利用夹具夹持力的作用抑制焊接后的热变形。因为受到焊接件结构的限制，现有的方法目前仅在结构简单小尺寸焊接件中少量使用，且专用夹具要随焊接件一同冷却，夹具需要量大，矫正不能完全保证产品合格，因此也不适合于大批量生产。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种直线电机初级铁心，在制造过程中将焊接变形控制在设计要求内，保证产品满足设计技术要求，同时制造工艺简单，提高了生产效率、降低了成本。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型具体提供了一种直线电机初级铁心的技术实现方案，直线电机初级铁心，包括：初级冲片、拉板、螺杆和齿压板。所述拉板设置在所述初级冲片的背部，所述齿压板设置在所述初级冲片沿所述直线电机初级铁心宽度方向的两侧，所述螺杆穿过所述齿压板、初级冲片。在所述齿压板、初级冲片背部沿所述直线电机初级铁心的宽度方向设置有与所述拉板底部相配合的紧固结构，所述紧固结构使所述初级冲片产生施加于所述拉板的压力。

优选的，设置在所述齿压板、初级冲片背部的紧固结构采用连接槽，在所述拉板的底部设置有与所述连接槽相配合的连接头。

优选的，所述连接槽采用燕尾槽或T形槽或三角形槽，所述连接头采用与所述连接槽相配合的燕尾结构或T形结构或倒三角形结构。

优选的，所述直线电机初级铁心还包括螺钉，所述螺钉设置在所述初级冲片与拉板之间，通过拧紧所述螺钉顶起所述拉板。当所述连接槽采用燕尾槽时，所述拉板的燕尾结构的斜面与所述初级冲片、齿压板的燕尾槽结构的斜面配合紧密，使所述拉板受到所述初级冲片、齿压板施加的压力。

优选的，在所述拉板两侧与所述齿压板燕尾槽结构的接合处施焊有焊缝，对所述拉板的横向位移进行限制。

优选的，所述螺杆穿过所述初级冲片和齿压板上的通孔，再通过螺母进行紧固，所述螺杆的螺母与所述齿压板之间焊接固定。

优选的，所述齿压板、初级冲片背部沿所述直线电机初级铁心的宽度方向还设置有第一减重槽，所述紧固结构与所述第一减重槽间隔设置，所述第一减重槽采用梯形槽或矩形槽或T形槽或三角形槽或燕尾槽结构。

优选的，所述拉板上设置有第二减重槽，所述第二减重槽采用梯形槽或矩形槽或三角形槽或弧形槽结构。

优选的，所述齿压板的外侧焊接有固定杆，所述固定杆用于支撑所述直线电机初级线圈突出于所述初级铁心的侧边线圈部分，并加固所述初级线圈。

优选的，所述固定杆采用圆形固定杆或方形固定杆结构。

通过实施上述本实用新型提供的直线电机初级铁心，具有如下有益效果：

（1）本实用新型通过设计拉板穿过铁心冲片，齿压板、初级冲片与拉板之间设置紧固结构的连接紧固方式使得原本拉板与初级冲片焊接后焊缝承受冲片向下的拉力改变为初级冲片对拉板的压力，避免了焊缝承受拉力断裂的风险，铁心结构更为可靠；

（2）本实用新型拉板只需与齿压板焊接固定，大量减少了焊接量，解决了产品焊接后因为热量输入的影响产生变形而使直线感应电动机初级铁心扭转导致铁心平面度不合格的技术问题，比现有的焊后矫正措施或焊接变形预防措施效率更高、投入成本更低；

（3）本实用新型无需设计专用夹具，通过夹具夹持力的作用抑制焊接后的热变形，因为不受焊接件结构的限制，所以矫正完全能够保证产品合格，适合于直线电机初级铁心的大批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是现有技术1的直线电机初级铁心结构示意图；

图2是现有技术2的直线电机初级铁心结构示意图；

图3是本实用新型直线电机初级铁心一种具体实施方式的剖面结构示意图；

图4是本实用新型直线电机初级铁心一种具体实施方式的侧面结构示意图；

图5是本实用新型直线电机初级铁心一种具体实施方式的立体结构示意图；

图中：1-初级冲片，2-拉板，3-螺杆，4-螺钉，5-齿压板，6-固定杆，7-第一减重槽，8-第二减重槽，9-焊缝，10-内悬挂板，11-外悬挂板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在当前应用场合重量、安装空间要求的限制下，直线电机初级铁心的现有制造工艺难以满足要求，本实用新型具体实施例提出一种直线电机初级铁心的结构，在满足现有重量及安装空间限制要求的前提下，能够通过采用较为简单的制造工艺，使直线电机初级铁心满足车辆系统的整体要求，在制造过程中能够控制焊接变形在设计要求内，保证产品满足设计的技术要求。同时，制造工艺简单、提高了生产效率、降低了成本。

如附图3至附图5所示，给出了本实用新型直线电机初级铁心的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图3所示，一种直线电机初级铁心的具体实施例，包括：初级冲片1、拉板2、螺杆3和齿压板5。拉板2设置在初级冲片1的背部，齿压板5设置在初级冲片1沿直线电机初级铁心宽度方向（附图3和5中H所示方向）的两侧，螺杆3穿过齿压板5、初级冲片1。在齿压板5、初级冲片1背部沿直线电机初级铁心的宽度方向设置有与拉板2底部相配合的紧固结构，紧固结构使初级冲片1产生施加于拉板2的压力。具体实施例描述的直线电机初级铁心通过设计拉板穿过铁心冲片，齿压板、初级冲片与拉板之间设置紧固结构的连接紧固方式使得原本拉板与初级冲片焊接后焊缝承受冲片向下的拉力改变为初级冲片对拉板的压力，避免了焊缝承受拉力断裂的风险，铁心结构更为可靠。

如附图4所示，设置在齿压板5、初级冲片1背部的紧固结构采用连接槽，在拉板2的底部设置有与连接槽相配合的连接头。连接槽采用燕尾槽或T形槽或三角形槽，连接头采用与连接槽相配合的燕尾结构或T形结构或倒三角形结构。作为本实用新型一种典型的具体实施例，连接槽采用燕尾槽结构，连接头采用与连接槽相配合的燕尾结构，初级冲片1、拉板2和齿压板5均加工成燕尾结构。直线电机初级铁心组装时，在初级冲片1，以及两端的齿压板5处于保压状态下，拉板2穿过初级冲片1，螺杆3穿过初级冲片1和齿压板5。直线电机初级铁心的主体是初级冲片1和齿压板5，初级冲片1叠压在两块齿压板5的中间，齿压板5置于初级冲片1的两侧，通过螺杆3穿过初级冲片1和齿压板5将其压紧。拉板2穿过初级冲片1和齿压板5的燕尾槽，通过设计燕尾结构的拉板2穿过初级冲片1、齿压板5的燕尾槽连接紧固结构，使得原本拉板2与初级冲片1焊接后焊缝承受初级冲片1向下的拉力改变成初级冲片1对拉板2的燕尾结构向下的压力，从而实现反向受力的连接方式。

如附图3所示，直线电机初级铁心还包括螺钉4，螺钉4设置在初级冲片1与拉板2之间，通过拧紧螺钉4顶起拉板2。作为本实用新型一种典型的具体实施例，当连接槽采用燕尾槽时，拉板2的燕尾结构的斜面与初级冲片1、齿压板5的燕尾槽结构的斜面配合紧密，使拉板2受到初级冲片1、齿压板5施加的压力。通过采用螺钉使拉板2和初级冲片1、齿压板5之间涨紧，防止拉板2在初级冲片1、齿压板5的燕尾槽内出现松动。拉板2的上平面为安装平面，用于连接磁悬浮车辆的转向架，拉板2的燕尾结构用于穿过初级冲片1、齿压板5的燕尾槽，承受初级冲片1和齿压板5的压力。

如附图4所示，在拉板2两侧与齿压板5燕尾槽结构的接合处施焊有焊缝9，对拉板2的横向（附图3和5中H所示方向）位移进行限制。螺杆3穿过初级冲片1和齿压板5上的通孔，再通过螺母进行紧固，螺杆3的螺母与齿压板5之间焊接固定。直线电机初级铁心采用带燕尾槽结构的拉板2穿过铁心的初级冲片1的连接紧固方式，能够保证结构可靠，且拉板2无需和初级冲片1进行焊接。拉板2只需与齿压板5焊接固定，大量减少了焊接量，保证了结构的简单可靠且能够控制焊接变形，确保产品满足技术要求。本实用新型具体实施例描述的直线电机初级铁心不需要常规的焊接后矫正等影响生产效率的工作，提高了生产效率和产品质量。

如附图5所示，齿压板5、初级冲片1背部沿直线电机初级铁心的宽度方向还设置有第一减重槽7，紧固结构与第一减重槽7间隔设置，第一减重槽7采用梯形槽或矩形槽或T形槽或三角形槽或燕尾槽结构。作为本实用新型一种典型的具体实施例，第一减重槽7采用梯形槽结构。通过在齿压板5、初级冲片1上设计梯形减重槽进行减重的方式，使得直线电机初级铁心重量减小且不影响结构刚度。

拉板2的上平面上还进一步设置有第二减重槽8，第二减重槽8采用梯形槽或矩形槽或三角形槽或弧形槽结构。作为本实用新型一种典型的具体实施例，第二减重槽8采用下凹方形槽结构。通过在拉板2上设计下凹方形减重槽的方式进行减重，使得直线电机初级铁心重量减小且不影响结构刚度。

齿压板5的外侧沿直线电机初级铁心的长度方向（附图5中L所示方向，也即纵向）还进一步焊接有固定杆6，固定杆6用于支撑直线电机初级线圈突出于初级铁心的侧边线圈部分，并加固初级线圈，增强线圈的抗振动冲击能力。固定杆6可以采用圆形固定杆或方形固定杆结构等形式，也可以布置在其它的位置。

本实用新型具体实施例描述的直线电机初级铁心制作流程具体如下：

S100：利用叠压工装将加工有燕尾槽和减重槽的初级冲片1、齿压板5叠压整齐，保证直线电机初级铁心平面的平面度，并用叠压工装将初级冲片1、齿压板5叠压结构的左右两端面压紧，通过螺杆3穿过初级冲片1和齿压板5上的通孔，再利用螺母进行紧固；

S101：将拉板2的燕尾结构穿过初级冲片1、齿压板5的燕尾槽，再拧紧螺钉4，顶起拉板2，使得拉板2的燕尾结构斜面和初级冲片1、齿压板5的燕尾槽斜面配合紧密，使拉板2受到初级冲片1、齿压板5的压力，不再松动；

S102：在拉板2的两端、齿压板5的燕尾槽位置施焊2条焊缝9，如附图4所示，使得拉板2不能在左右两侧向移动；

S103：完成直线电机初级铁心共7处拉板2两侧位置的焊接；

S104：将10根固定杆6焊接在齿压板5的两侧；

S105：对7处拉板2的上平面进行一次装夹一次加工，保证7处拉板2上平面的平面度；

S106：转入下一道工序。

通过实施本实用新型具体实施例描述的直线电机初级铁心，能够达到以下技术效果：

（1）本实用新型具体实施例描述的直线电机初级铁心通过设计拉板穿过铁心冲片，齿压板、初级冲片与拉板之间设置紧固结构的连接紧固方式使得原本拉板与初级冲片焊接后焊缝承受冲片向下的拉力改变为初级冲片对拉板的压力，避免了焊缝承受拉力断裂的风险，铁心结构更为可靠；

（2）本实用新型具体实施例描述的直线电机初级铁心拉板只需与齿压板焊接固定，大量减少了焊接量，解决了产品焊接后因为热量输入的影响产生变形而使直线感应电动机初级铁心扭转导致铁心平面度不合格的技术问题，比现有的焊后矫正措施或焊接变形预防措施效率更高、投入成本更低；

（3）本实用新型具体实施例描述的直线电机初级铁心无需设计专用夹具，通过夹具夹持力的作用抑制焊接后的热变形，因为不受焊接件结构的限制，所以矫正完全能够保证产品合格，适合于直线电机初级铁心的大批量生产。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种直线电机初级铁心，其特征在于，包括：初级冲片（1）、拉板（2）、螺杆（3）和齿压板（5），所述拉板（2）设置在所述初级冲片（1）的背部，所述齿压板（5）设置在所述初级冲片（1）沿所述直线电机初级铁心宽度方向的两侧，所述螺杆（3）穿过所述齿压板（5）、初级冲片（1）；在所述齿压板（5）、初级冲片（1）背部沿所述直线电机初级铁心的宽度方向设置有与所述拉板（2）底部相配合的紧固结构，所述紧固结构使所述初级冲片（1）产生施加于所述拉板（2）的压力。

2.根据权利要求1所述的直线电机初级铁心，其特征在于：设置在所述齿压板（5）、初级冲片（1）背部的紧固结构采用连接槽，在所述拉板（2）的底部设置有与所述连接槽相配合的连接头。

3.根据权利要求2所述的直线电机初级铁心，其特征在于：所述连接槽采用燕尾槽或T形槽或三角形槽，所述连接头采用与所述连接槽相配合的燕尾结构或T形结构或倒三角形结构。

4.根据权利要求3所述的直线电机初级铁心，其特征在于：所述直线电机初级铁心还包括螺钉（4），所述螺钉（4）设置在所述初级冲片（1）与拉板（2）之间，通过拧紧所述螺钉（4）顶起所述拉板（2）；当所述连接槽采用燕尾槽时，所述拉板（2）的燕尾结构的斜面与所述初级冲片（1）、齿压板（5）的燕尾槽结构的斜面配合紧密，使所述拉板（2）受到所述初级冲片（1）、齿压板（5）施加的压力。

5.根据权利要求3或4所述的直线电机初级铁心，其特征在于：在所述拉板（2）两侧与所述齿压板（5）燕尾槽结构的接合处施焊有焊缝（9），对所述拉板（2）的横向位移进行限制。

6.根据权利要求5所述的直线电机初级铁心，其特征在于：所述螺杆（3）穿过所述初级冲片（1）和齿压板（5）上的通孔，再通过螺母进行紧固，所述螺杆（3）的螺母与所述齿压板（5）之间焊接固定。

7.根据权利要求1至4，6中任一项所述的直线电机初级铁心，其特征在于：所述齿压板（5）、初级冲片（1）背部沿所述直线电机初级铁心的宽度方向还设置有第一减重槽（7），所述紧固结构与所述第一减重槽（7）间隔设置，所述第一减重槽（7）采用梯形槽或矩形槽或T形槽或三角形槽或燕尾槽结构。

8.根据权利要求7所述的直线电机初级铁心，其特征在于：所述拉板（2）上设置有第二减重槽（8），所述第二减重槽（8）采用梯形槽或矩形槽或三角形槽或弧形槽结构。

9.根据权利要求1至4，6、8中任一项所述的直线电机初级铁心，其特征在于：所述齿压板（5）的外侧焊接有固定杆（6），所述固定杆（6）用于支撑所述直线电机初级线圈突出于所述初级铁心的侧边线圈部分，并加固所述初级线圈。

10.根据权利要求9所述的直线电机初级铁心，其特征在于：所述固定杆（6）采用圆形固定杆或方形固定杆结构。