电机制造工艺关键技术

文章来源:玩转电机设计 发布时间:2021-05-21
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电动机的技术经济指标在很大程度上与其制造材料、制造工艺有关。

引子


电动机的技术经济指标在很大程度上与其制造材料、制造工艺有关。在电动机制造厂中,同样的设计结构,同一批原材料所制成的产品,其质量往往相差甚大。没有先进的制造工艺技术,很难生产出先进的产品。今天我们来看看电机制造中的那些关键工艺。

1
机座
a.各加工部位尺寸公差和粗糙度应符合图纸规定。 
b.各加工面的形位公差应符合图纸规定。其中两端止口与内圆的同轴度,两端面对止口轴心线的跳度是机座加工关键。内圆与铁心配合应有适当紧度,以确保电动机运行过程定子铁心无松动、串动。 
c.对于有底脚的电机,底脚平面应与轴心线平行。底脚孔对机座中心线的距离应左右对称,且符合规定公差。
2
端盖
端盖结构的刚度、止口与轴承室的尺寸精度和形位偏差,将影响定子与转子之间的空气隙的均匀度。应在设计和加工时注意。
a.轴承室的尺寸公差、圆柱度与粗糙度。
b.止口的尺寸公差、圆柱度与粗糙度。 
c.轴承室与止口的同轴度。 
d.端面对止口轴心线的跳度。 
e.止口端面至轴承室的深度。端盖壁厚一般不应小于5mm,端盖止口应倒角,加工余量在3mm以上。
3
电机转轴
主轴常用45优质碳素结构钢或40Cr合金钢。主轴加工分预备加工和成形加工两阶段。 预备加工即圆钢调直、毛胚下料,平端面和打中心孔。 成形加工即粗车、半精车、磨外圆、铣键槽等。

转轴的铁心档直径、轴承档直径和粗糙度,转子铁心外径尺寸和粗糙度,两端轴承档间距,铁心外圆与转轴同轴度等均是加工关键。转轴与铁心、风叶配合应有适当紧度,以确保电动机运转过程转子铁心、风叶无松动、串动。此外,轴伸与键槽尺寸公差等应符合相关产品标准对安装尺寸公差的要求。
4
定子铁芯
对冲片的要求如下:
a.冲片应达到图纸规定的尺寸公差。 
b.冲片表面应光滑,厚薄均匀。定子、转子冲片毛刺≤0.05mm。 
c.冲片内圆或中心孔与外圆的同轴度:内外圆一次冲Φ0.04 ~ 0.06mm,内外圆两次冲适当放宽。 
d.冲片槽齿分布不均匀度,即最大与最小齿宽之差为3、4级。 
e.槽中心线应通过圆心,不应有明显的歪斜。 
f.冲片表面绝缘层应薄而均匀,且有足够的介电、耐油、防潮性能。
g.有缺边的冲片数量不得超过2%,缺边高度不得超过磁轭高度的 20%。
冲片叠压的要求如下:
铁芯压装的任务就是将一定数量的冲片理齐、压紧,固定成一个尺寸准确、外形整齐、紧密适宜的整体。
a.铁心重量或叠压系数要符合图纸规定。 铁芯重量不足将使磁感应强度增加,导致电动机铁耗增加、激磁电流增大,功率因数和效率降低。
b.压力应均匀,紧密度要适宜。  铁芯在机械振动,电磁和热力综合作用下,不应出现松动和变形。铁芯过松,则一定长度内冲片数减少,不仅导磁截面不足,而且引起振动噪音,损坏绝缘;如果压的过紧,使片间绝缘电阻降低,甚至损坏片间绝缘,将使铁耗剧增。压力不均,过紧处绝缘易损坏,过松处往往造成铁芯松动。
c.几何尺寸应准确。铁心总长度、槽形尺寸及径向通风槽的尺寸和位置等均应符合规定要求,铁心外径公差应保证外压装定子铁心同轴度的工艺要求。 
d.形状要求。铁心同轴度应在规定范围,压装后冲片不应出现波浪形。铁心边缘,特别是齿部不应翘起。 
e.铁心轴向中心线位置应符合规定要求,以保证定、转子中心对称。 
f.铁心片间绝缘不应被破坏。
5
转子铸铝
表面质量要求:
a.端环、风叶及平衡柱不得有裂纹。 
b.端环表面缩孔的大小及深度应小于端环高度的20%,最大不大于3mm,每端只允许出现一处。 
c.风叶、尖角残缺应小于3mm。 
尺寸要求:

a.转子铁心长度公差。

      铁心长L<160mm,允许公差+2.0mm;

      铁心长L≥160mm,允许公差+2.5mm。 

b.端环外圆及铁心外圆的偏摆。

      铁心外径Φ<100mm,最大偏摆不大于1.0mm;

      铁心外径Φ<250mm,最大偏摆不大于2.0mm;

      铁心外径Φ250~400mm,最大偏摆不大于3.0mm;

      铁心外径Φ>400mm,最大偏摆不大于4.0mm。 

c.端环端面对铁心端面偏摆:同b。 
d.转子槽斜度允许偏差为±1.0mm。 
e.转子外圆表面斜槽线必须平直,转子错片从槽斜线上看,一般应小于0.5mm。
内部质量要求:
检查有无断条、裂纹、气孔、疏松和缩孔等缺陷。
6
绕组
绕组是电动机关键部件,又是最易损坏的薄弱环节,受电磁、热、机械振动作用,以及环境因素影响。电动机寿命,运行可靠性主要取决于绕组。
线圈制造技术要求:
a.绕线线径、匝数应准确,每个线圈接头不得超过一处,每相线圈不得超过两处,每台不得超过四处,接头必须在端部斜边处,包扎应符合规定。
b.尺寸适中,符合要求,由绕线模保证。 
c.线圈应排列整齐,不得交叉,不得损伤绝缘,多匝线圈匝间及对地绝缘应良好可靠。
绕组嵌线、整形、接线技术要求:
a.嵌线前应检查清理铁心,定子表面和槽内有凸出之处须修锉平整、吹净(不应在嵌线区)。 
b.绕组节距(槽距)、线圈间连线、引出线相对位置必须正确。 
c.绕组槽绝缘、层绝缘、相间绝缘应良好可靠。绝缘材料质量、结构 尺寸应符合规定。 
d.槽楔表面应平整光滑, 插入时不得损伤绕组绝缘,应有适当紧度,其端部不应有破裂现象,不得高出铁心内圆。绕组、绝缘、槽楔露出定子铁心两端长度应对称。 
e.绕组端部导线应排列整齐,无严重交叉现象。端部绑扎、绝缘应符合要求。 
f.嵌线、整形时不得用金属工具直接与绕组接触,不得过分用力,以免损伤绝缘。 
g.引出线接头应焊牢,保证接触良好,有足够的机械强度,表面光洁,不得有脱焊或虚焊现象。应严防铜末、焊渣等飞溅物损伤绕组绝缘及混入绕组。 
h.引出线应排列整齐,长度相同且符合要求。需标注出线标志的应标在相同的规定位置。 
i.端部尺寸应符合图样或工装要求。 
j.槽底绝缘不应有破裂现象,导线不应有绝缘损坏现象,槽口如果有破裂,必须用与槽绝缘相同材料垫好,但破裂总数不得超过3处,且不准破裂到铁心。 
k.有绕组定子铁心不允许在地面滚动,其堆放及搬运过程中不得损伤线圈绝缘。
绕组浸漆干燥技术要求:
中小电动机绕组绝缘常用浸漆处理。 浸漆工序为:1、预烘;2、浸漆;3、滴漆后干燥。根据要求有时绕组要进行多次浸漆。
a.预烘、浸漆、干燥的工艺参数、绝缘电阻应符合规定要求。 
b.浸渍漆均匀透明,无杂质和块状物质、无变质。漆的粘度应符合工 艺要求。
c 烘干后绕组表面漆膜色泽应均匀一致, 手触漆膜应不粘手并稍有弹 性,表面无裂纹和皱痕,端部无变形且铜线无磕碰、露铜、引接线分离、 槽楔无错位。


7
工艺流程
典型的 电动汽车驱动电机(永磁电机、径向磁场)的制造工艺流程的 工艺流程,如下图所示。
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