壓芯工藝條件的選擇

有一次SJ團(tuán)隊(duì)走訪企業(yè)，在裝配分公司觀察電機(jī)的零部件后，他們?cè)袊@：電機(jī)好造!眾所周知，做電機(jī)很容易，但做電機(jī)真的不容易。在同一方案中，不同的電機(jī)制造商和不同的工藝會(huì)有各種不同的性能效果。今天，與會(huì)女士要簡(jiǎn)單總結(jié)一下電機(jī)鐵芯的制造。說(shuō)實(shí)話，技術(shù)水平的差異在紙面上很難看到，但體現(xiàn)在一些經(jīng)驗(yàn)的積累上。

定量恒壓?jiǎn)栴}

電機(jī)鐵芯必須有一定重量的沖片，沖片之間有足夠的壓力使鐵芯成為一個(gè)整體。這樣可以保證電機(jī)的性能和可靠性。無(wú)論是固定“數(shù)量”的壓裝還是固定“壓力”的壓裝，都要滿足這個(gè)要求。

定量壓裝是根據(jù)重量來(lái)控制鐵芯。但由于硅鋼片密度、毛刺、厚度、漆膜厚度等不穩(wěn)定因素的影響，在鐵芯重量不變的情況下，鐵芯長(zhǎng)度往往達(dá)不到規(guī)定值。由于沒(méi)有壓力標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)閴毫Σ蛔愣鴮?dǎo)致鐵芯松動(dòng)，或者是因?yàn)閴毫^(guò)大導(dǎo)致片間絕緣損壞。

恒壓安裝是通過(guò)壓力來(lái)控制鐵芯。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于上述不穩(wěn)定因素的影響，以及沖片內(nèi)外直徑和槽形均勻性的誤差，疊片時(shí)的摩擦力變化很大，很難通過(guò)壓力機(jī)的壓力來(lái)控制鐵芯的片間壓力，手動(dòng)操作壓力機(jī)時(shí)更難控制。

任何時(shí)候，壓芯都不能受沖片數(shù)量的控制。因?yàn)楣桎撈暮穸裙?一般為鋁分支和裝配分支的10%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能保證鐵芯的質(zhì)量。

實(shí)踐中采用定量、恒壓、定長(zhǎng)相結(jié)合的方法。即以定量為主，允許壓力在一定范圍內(nèi)變化，適當(dāng)增減沖片數(shù)量(一般不超過(guò)2-3片)以保證芯長(zhǎng)。

堆芯系數(shù)

理論上，最后一個(gè)電機(jī)鐵芯中硅鋼片的消耗量(kg)根據(jù)公式(1)計(jì)算。

GFe=KfeFesL ………………(1)

在公式(1)中：

KFe——堆芯系數(shù)，即鐵的填充系數(shù);

Fe——硅鋼片密度(kg/m3);

S——沖孔凈面積(m2);

l鐵芯的總長(zhǎng)度(米)。

鐵芯的疊片系數(shù)KFe可以根據(jù)定義中的公式(2)計(jì)算。

可見(jiàn)，KFe與硅鋼片的凈厚度、兩側(cè)絕緣厚度以及片間間隙有關(guān)。實(shí)際上，絕緣厚度受絕緣處理工藝的影響，而片間間隙則隨壓力、毛刺和芯結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量而變化，也就是說(shuō)，KFe與制造工藝密切相關(guān)。在工藝相對(duì)穩(wěn)定的工廠，堆積系數(shù)KFe相對(duì)穩(wěn)定。不同的過(guò)程對(duì)應(yīng)不同的疊加系數(shù)，范圍從0.91到0.98。

最佳堆積壓力的選擇

為了防止切屑在長(zhǎng)期運(yùn)行中松動(dòng)，切屑間的實(shí)際壓力應(yīng)在0.8~1.0 mN/m2左右。然而，由于在壓配合過(guò)程中需要克服的摩擦力較大(如沖片與配合件的軸或底座之間的摩擦;薄板和壓配夾具之間的摩擦);硅鋼片壓制后進(jìn)一步壓扁，運(yùn)行沖片絕緣老化收縮等。都會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有鐵心片之間壓力的降低。因此，壓裝壓力應(yīng)略高于megan/m2。為了防止壓芯在運(yùn)輸和碰撞過(guò)程中松動(dòng)，應(yīng)增加實(shí)際堆垛壓力。

在實(shí)際生產(chǎn)中，一些工廠由于

怕鐵心松動(dòng)和追求提高疊壓系數(shù)，小型異步電機(jī)定子鐵心的疊壓力往往高達(dá)20~30兆牛/米2，以致壓傷沖片絕緣，引起鐵心性能惡化。最佳疊壓力的選擇，須通過(guò)對(duì)定子鐵心磁性能及疊壓系數(shù)的分析比較而定。

●疊壓力對(duì)鐵心磁性能的影響

隨著疊壓力的增加，鐵心沖片的內(nèi)應(yīng)力增高，在30兆牛/米2以下，鐵心所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力實(shí)際上處于彈性范圍內(nèi)。由于彈性應(yīng)力使得鐵心磁性能惡化，但在壓力撤消后，磁性能又會(huì)改善。

當(dāng)疊壓力為兆牛/米2時(shí)，對(duì)于小型異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心，由于內(nèi)應(yīng)力引起的單位損耗僅增加5%(B=1.5特)，而為建立這種磁感應(yīng)強(qiáng)度所需磁場(chǎng)強(qiáng)度則增加47%左右?？梢?jiàn)應(yīng)力對(duì)磁化曲線的影響較大，即使有可靠的片間絕緣，定子鐵心以一定的壓力疊壓和緊固時(shí)，由于產(chǎn)生彈性應(yīng)力，定子鐵心的磁性能惡化了。

實(shí)際上鐵心沖片片間絕緣質(zhì)量并非十分可靠，有的甚至很差，加以沖片有很大的毛刺，因此，當(dāng)疊壓力增高時(shí)，不僅磁滯損耗增加，而且隨片間絕緣電阻值的降低，又引起了渦流損耗的增加，這種增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)由于彈性應(yīng)力所引起的增加。

由于片間絕緣不良和沖片毛刺的影響，使得鐵心單位損耗隨疊壓力的增高而急劇增加，而對(duì)磁化曲線的影響很小。

●疊壓力和疊壓系數(shù)的關(guān)系

根據(jù)試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)和曲線的分析，為了提高鐵心的疊壓系數(shù)，對(duì)于氧化處理沖片疊壓的定子鐵心，可以先以20兆牛/米2壓力預(yù)壓，最后用4~6兆牛/米2壓力壓緊，并以扣片緊固鐵心。

預(yù)壓實(shí)際上不影響鐵心最終的磁性能。采用預(yù)壓鐵心的疊壓方法，可以提高疊壓系數(shù)確保鐵心的緊密度。實(shí)驗(yàn)證明，這種工藝方案可以使小型異步電動(dòng)機(jī)的空載損耗和雜散損耗降低，效率提高。

對(duì)于涂漆絕緣的沖片，一般當(dāng)片間壓力超過(guò)4兆牛/米2時(shí)，片間絕緣會(huì)破壞，故不能任意提高疊壓力。

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