定子铁芯叠装的固的可靠性设计探索

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1、定子铁芯叠装的固的可靠性设计探索2008/8/14/09:44   　摘要：从具体讨论定子铁芯叠装的可靠性设计谈起，提出了产品要获得良好的固有可靠性，是由产品总体设计、制造工序设计、工序间相互配合设计综合决定的．　　关键词：定子铁芯叠装　产品总体设计　制造工序设计　工序之间相互配合设计　　Abstract：Thispaperfirstdiscussesthestabilitydesignofthestator-coresuperpose.Thenitconcludesthatthegoodinherentreliabilityofaproductisdeterminedbyitso

2、veralldesign,processdesignandinter-processdesignoftheproduct.　　Keywords：stator-coresuperpose　　overalldesign　　processdesign　　inter-processdesign1　概述　　电机定子铁芯叠装，人们往往认为它的可靠性设计是由电机设计师完成的，只要有铁芯的设计图、定子铁芯的叠装图和必要的技术条件，其可靠性设计就已经完成；或者认为定子铁芯叠装纯属于制造范围，只要工艺设计的可靠度好也就完成了．然而，定子铁芯是电机中的一个关键部件，影响着整机的功能．它的固有可靠性是设计

3、和制造过程中，已经确定并最终在产品上实现的可靠性，可以用下式描述：R=R．R式中　RI－产品的固有可靠性；　　　RD－设计过程中赋予产品的潜在可靠度；　　　Rm－制造过程所形成的由工程能力所决定的制造可靠度．　　从上式可知，产品要获得良好的固有可靠性，设计环节与制造环节必须紧密配合，因为每道工序加工前都存在产品的总体设计、工序设计与工序间相互配合设计问题，所以以上的两种看法都是不全面的．本文仅对这些问题进行一些探讨．2　定子铁芯成形设计　　定子铁芯叠装的设计，可以选择不同的制造方法．下面例举几种方法进行可行性和可靠性分析．2.1　定子铁芯的叠装扣或铆装　　定子铁芯叠装后，传统的设计

4、是在铁芯片上设计扣槽，采用扣片扣装．当叠厚超过40mm时，为了保证定子叠装强度和避免变形应在其上设计铆钉孔而不用槽，采用铆钉铆装．这两种方法加工后，其垂直度、端面平面度、铁芯内孔，嵌线槽的形状往往达不到设计要求，内孔必须磨削加工，铁芯片间易相互搭接，增加了电机的缺损．因此，这种设计已不适应电机技术发展的需要．2.2　定子铁芯氩弧焊装设计2.2.1　焊道设计在定子铁芯外缘的表面　　这种设计，进行氩弧焊时，加热体积大，热变形大，焊道分布不均匀，个别处有时高于铁芯外缘，当其要压入电机机壳时，内外圆都需要加工，因此这种设计可靠性差．2.2.2　定子铁芯外缘设计焊道槽　　对于这种设计，焊接时

5、可以提高氩气的保护效果和加热的集中性．焊接后，外缘不用加工，但热变形仍然大，内孔必须加工，因此也不可取．2.2.3　焊道设计在定子铁芯齿顶轭部中心线上的可行性分析　　焊道设计在齿的轭部，设计师分析时认为焊接部位的体积是齿的体积与其轭部体积之和，热的传导主要是沿直线传导，因而热容量大，焊接加热后热变形将会变小．其设计图样如图1所示．1.喷嘴　2.气罩　3.钨电极　4.铁芯轭　5.熔池6.热影区　7.热传导方向　8.突片　9.齿图1　焊道在齿的轭部中心的示意图　　焊接实验和生产实践证明：焊接时，当氩气从喷嘴中流出后，在喷嘴与焊接区形成保护气罩而提前送气；引弧时，高频通过电极与铁芯的间隙

6、使空气电离引燃电弧；电弧热量使焊接处熔化，并形成热影响区；由于铁芯是纯铁或硅钢片，热传导能力大于空气，因此铁芯受热沿箭头的方向传导，使齿膨胀；冷却时，因熔池暴露在空气中，所以冷却快，使铁芯向内收缩，在夹具的压力作用下向齿部铁芯内孔和其槽内扩展引起突片．同时，定子铁芯冷却后，也达不到垂直度和平面度的要求．　　嵌线时，由于定子铁芯有突片存在，易引起绕组对地击穿，使产品不合格．因此，焊道设计在定子铁芯齿顶轭部中心线上是不适宜的．2.2.4正确设计焊道位置　　①　外缘是方形的定子　　焊道设计应远离定子铁芯的槽与齿部，如图2所示．焊接时，使其铁芯的槽和齿部远离热影响区，不受或少受焊接热量的影

7、响，从而减少热变形．1.喷嘴　2.钨电极图2　焊道远离槽部示意图　　②　外缘为圆形的定子　　焊道设计可以按图3所示，设计在定子槽的轭部中心线上，便于热量向周边传导，减少焊后变形．1.凸点　2.焊道槽　3.槽　4.齿　5.轭　6.铁芯片图3　焊道的正确设计示意图　　焊道应设计为槽形焊道，并在槽中设计凸点（见图3），这种设计不但能增强氩气的保护效果，而且因凸点高于两边的槽，加热体积小，热熔量小，热影响区小，焊接电流可相应的减小，焊接时间也可以适当缩短．因此，焊后定子铁芯变