电机工艺基本知识.docx

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电机工艺基本知识

电机工艺基本知识

—检验员培训资料

冲裁

冲片冲制的质量直接影响铁心压装的质量，槽形不整齐将影响嵌线质量；毛刺过大、大小齿超差及铁心的尺寸准确性、紧密度等将影响导磁性能及损耗。

1、冲片的质量问题

（1）冲片大小齿超差、导致定、转子齿磁密不均匀，结果使激磁电流增大，铁耗增大，效率低，功率因数低。

（2）冲片尺寸的准确性

冲片的尺寸精度、同轴度、槽位置的准确度等可以从硅钢片、冲模、冲制方案及冲床等几方面来保证。

从冲模方面来看，合理的间隙及冲模制造精度是保证冲片尺寸准确性的必要条件。

单冲时槽位不准的原因

（3）分度盘不准，盘上各齿的位置和尺寸因磨损而不一致，这样冲片上的槽距就不一样，出现大小齿距现象。

（4）冲槽机的旋转机构不能正常工作，例如间隙、润滑、摩擦等情况的变化，都会引起旋转角度大小的变化，影响冲片槽位置的均匀性。

（5）装冲片的定位心轴磨损，尺寸变小，将引起槽位置的径向偏移。

使叠压铁心时槽形不整齐，对转子冲片还会引起机械上的不平衡。

（6）心轴上键的磨损也会引起槽位的偏移。

键的磨损使键和冲片键槽间的间隙增大，导致槽位的偏移。

偏移量随着冲片直径的增大而相应增大。

如果采用外圆定位，就不会产生这项偏移，冲片质量比用轴孔定位的要好。

（7）毛刺

毛刺会引起铁心的片间短路，增大铁耗和温升。

由于毛刺的存在，会使冲片数目减少，引起激磁电流增加和效率降低。

槽内的毛刺会刺伤绕组绝缘，还会引起齿部外胀。

转子轴孔处毛刺过大时，可能引起孔尺寸的缩小或椭圆度，致使铁心在轴上的压装产生困难。

冲模间隙过大、冲模安装不正确或冲模刃口磨钝，都会使冲片产生毛刺。

要减小毛刺，就必须在模具制造时严格控制冲头与凹模间的间隙；在冲模安装时要保证各边间隙均匀；在冲制时还要保证冲模的正常工作，经常检查毛刺的大小，及时修磨刃口。

（8）冲片不平整、不清洁

当冲片有波纹，有锈，有油污、尘土等时，会使压装系数降低。

压装时要控制长度，减片太多会使铁心重量不够，磁路截面减小，激磁电流增大。

冲片绝缘处理不好或管理不善，压装后绝缘层被破坏，使铁心短路，涡流损耗增大。

（9）加强冲片的管理，特别是冲片的堆放，要做到上盖下垫。

定子铁心压装

一、定子铁心压装的技术要求

●重量符合图纸要求。

●应保证铁心长度，在外圆靠近扣片处测量，允许为L±1mm。

●尽可能减少齿部弹开。

小型电机齿部弹开允许值如下：

●槽形应光洁整齐，槽形尺寸允许比单张冲片槽形尺寸0.2mm。

●铁心内外圆要求光洁、整齐；冲片外圆的记号槽要对齐。

●扣片不得高于铁心外圆。

●在搬运及生产过程中应紧固可靠，并能承受可能发生的撞击。

●在电机运行条件下也应紧固可靠。

归纳以上要求，在工艺上应保证定子铁心压装具有一定的紧密度、准确度（即尺寸精度、光洁度）和牢固性。

二、保证铁心紧密度的工艺措施

铁心压装有三个工艺参数：

压力、铁心长度和铁心重量。

在保证铁心长度的情况下，压力越大，压装的冲片数越多，铁心越紧，重量越大。

因而电机工作时铁心中磁通密度低，激磁电流小，铁心损耗小，电动机的功率因数和效率高，温升低。

但压力过大会破坏冲片的绝缘，使铁心损耗反而增加。

所以压力过大是不适宜的。

压力过小，铁心压不紧，使激磁电流和铁心损耗增加，甚至在运行中会发生冲片松动。

三、保证铁心准确度的工艺措施

1、槽形尺寸的准确度主要靠槽样棒来保证。

压装时在铁心的槽中插2~4根槽样棒来定位，以保证尺寸精度和槽壁整齐。

●叠压后的冲片不可避免的会有参差不齐的现象，叠压后的槽形尺寸比冲片的尺寸要小，中小型电机技术条件规定，叠压后的槽形尺寸可比冲片的尺寸小0.20mm。

●槽样棒根据槽形按一定的公差制造，一般比槽形尺寸小0.10mm。

铁心压装后，用通槽棒（检查棒）来检查。

通槽棒尺寸一般比槽形尺寸小0.20mm。

2、铁心内外圆的准确度

一方面取决于冲片的尺寸精度和同轴度；另一方面取决于铁心压装的工艺和工装。

●采用合理的压装基准，即压装时的基准必须与冲刺的基准一致。

即当冲片以外圆定位冲制时，压装的定位基准也应是冲片的外圆；

当冲片以内圆定位冲制时，压装的定位基准应是冲片的内圆；

●严格控制和提高冲片、机座等的加工精度。

●提高冲片及机座加工尺寸的公差等级。

3、铁心长度及两端面的平行度

消除铁心两端不平行，端面与轴线不垂直的措施有：

●压装时压力要在铁心的中心，压床工作台面与压头平面要平行。

●铁心两端要有强有力的压板。

端板及压圈的使用。

●提高冲剪及落料片的质量

冲剪及冲片落料时，要采用掉模、翻片等工艺来消除冲片的同板差。

四、铁心的叠压系数

●叠压系数Kti是指在规定压力下，净铁心长度和铁心长度的比值，或者等于铁心净重和相当于铁心长度的同体积的硅钢片重量的比值。

●对于0.5mm厚不涂漆的电机冲片,Kti=0.95;涂漆的电机冲片Kti=0.92~0.93。

●如果冲片厚度不匀，冲裁质量差，毛刺大。

或压的不紧，片间压力不够，则压装系数降低。

其结果是使铁心重量比所设计的轻，铁心净长减小，引起电机磁通密度增加，铁心损耗大，性能达不到设计要求。

五、外压装的工艺和工装

●外压装的工艺：

以冲片内圆为基准面，把冲片叠装在胎胎上，压装时，先加压使胀胎胀开，将铁心内圆胀紧，然后再加压铁心，铁心压好后，以扣片扣住压板，将铁心紧固。

●外压装的工装：

外压装的主要及典型工装是胀胎，胀胎要求有胀紧自锁力，耐磨、垂直度较好、胀紧力均匀。

●外压装的设备为液压机。

小电机有专用的铁心压装机，大电机一般为四柱液压机。

六、铁心压装质量检查

●铁心压装后尺寸精度和公差的检查用一般量具进行检测。

●槽形尺寸用通槽棒检查。

●铁心重量用磅秤检查。

●槽与端面的垂直度用直角尺检查。

●片间压力的大小，通常用特制的检查刀片测定。

测定时，用力将刀片插进铁轭，当弹簧力为100~200N时，刀片伸入铁轭不超过3mm，否则说明片间雨压力不够。

●较大型电机铁心压装以后要进行铁耗试验。

七、铁心的质量分析

1、铁心压装的质量问题

A、定子铁心长度大小允许值，相当于气隙有效长度增大，使空气隙磁势增大（激磁电流增大），同时使定子电流增大（定子铜耗增大）。

此外，铁似的有效长度增大，使漏抗系数增大。

电机的漏抗增大。

B、定子铁心齿部弹开大小允许值，这主要是因为定子冲片毛刺过大所致，其影响同上。

C、定子铁心重量不够它使定子铁心净长减小，定子齿和定子轭的截面减小，磁通密度增大。

铁心重量不够的原因是：

1）定子冲片毛刺过大；2）硅钢片薄厚不匀；3）冲片有锈或沾有污物；4）压装时由于油压漏油或其它原因压力不够。

D、缺边的定子冲片掺用太多，它使定子轭部的磁通密度增大。

缺边的定子冲片可以适当掺用，但不宜超过1%。

E、定子铁心不齐

1） 外圆不齐。

对于封闭式电机，定子铁心外圆与机座的内圆接触不好，影响热的传导，电机温升高。

因为空气导热能力很差，仅为铁心的0.04%，所以，即使有很小的间隙存在也使导热受到很大影。

2） 内圆不齐。

如果不磨内圆，有可能产生定转子铁心相擦；如果磨内圆，即增加工时又会使铁耗增大。

3）槽壁不齐。

如果不锉槽，下线困难，而且容易破坏槽绝缘；如果锉槽，铁损耗地大。

4）槽口不齐。

如果不锉槽口，则下线困难；如果锉槽口，则定子卡式系数增大，空气障有效长度增加，使激磙电流增大，旋转铁耗（即转子表面损耗和脉动损耗）增大。

定子铁心不齐的原因大致是：

冲片没有按顺序顺向压装；冲片大小齿过多，毛刺过大；槽样棒因制造不良或磨损而小于公差，叠压工具外圆因磨损而不能将定子铁心内圆胀紧；定子冲片槽不整齐等。

八、提高定子铁心质量的办法

定子铁心不齐而需要锉槽或磨内圆是不得已的，因为它使电机质量下降，成本增高。

为使铁心不磨不挫，需采取以下措施：

提高冲模制造精度；单冲时严格控制大小齿的产生；实现单机自动化，使冲片顺序顺向叠放，顺序顺向压装；保证定子铁心压装时所用的胎具，槽样棒等工艺装备应有的精度；加强在冲翦与压装过程中各道工序的质量检查。

动平衡

一、平衡的基本原理

●电机的转动部件（转子、风扇）由于结构不对称（如键槽、记号槽），材料质量不均匀或制造加工时的误差等原因，而造成转动体机械上的不平衡，就会使该转动体的重心对轴线产生偏移，转动时由于偏心的惯性作用，将产生不平衡的离心力或离心力偶，电机在离心力的作用下将产生振动。

转子不平衡的影响

电机转子不平衡所产生的振动对电机的危害很大：

●消耗能量，使电机效率降低；

●直接伤害电机轴承，加速其磨损，缩短使用寿命；

●影响安装基础和与电机配套设备的运转，使某些零件松动或疲劳损伤，造成事故；

●直流电枢的不平衡引起的振动会使换向器产生火花；

●产生机械噪声；

二、不平衡的种类

1、静不平衡

一个直径大而长度短的转子，放在一对水平导轨上，不平衡重量M会促使转子在导轨上滚动，直到不平衡重量M处于最低位置为止，这种现象表示转子有“静不平衡”存在。

静不平衡所产生的离心力大小与不平衡重量m成正比，与M点的位置到轴心线的距离r成正比，与转子转动的角速度平方成正比。

即F=mrω2

（1）由于转子静止时重心永远是处在最低位置，因此这种转子即使不旋转也会显示出不平衡性质，称为静不平衡。

（2）如在与M对称的另一边加上重量N后，将零件转到任一位置都没有滚动现象发生，即M对轴中心线产生的力矩与N对轴中心线产生的力矩达到了平衡，即：

Mx=Nr

此时转子达到了静平衡状态。

这种方法称为静平衡法。

静平衡法对盘类零件是比较符合实际的。

2、动不平衡

（3）如果转子较长，且转子的重量在整体上的分布是不均匀的，图中绿色部分代表过重的部分，由整体上看，重心S是重迭在转动轴线上的，是静平衡的。

也即左边的不平衡重量M1（重心为Sa）与右边的不平衡重量M’1（重心为Sb）相平衡了，即M1=M’1，r=r’，M1r=M’1r’，这时转子在静止时可以停止在任意位置。

但当转子旋转起来后，M1和M’1产生一对大小相等、方向相反的离心力Fa和Fb，形成一对力偶FaL，周期性地作用在电机轴承上，引起电机振动。

（4）这种在转动时才会表现出来的不平衡称为动不平衡。

由此可知，圆柱形的转动体在作平衡检验时，既使静止时是平衡的（静平衡），但转动起来就不一定是平衡的。

（5）如果一个转子单纯只有这样的动不平衡，可以用加一对力偶的方法来平衡它。

这对力偶应与FaL大小相等、方向相反，如放在位置适当的转子两个端面上。

这种方法称为动平衡法。

3、混合不平衡

实际上一般工件都不是单纯的存在静不平衡或动不平衡，而是两种不平衡同时存在。

我们称这种不平衡为混合不平衡。

二、转子平衡技术条件

4、当两个校正平衡面与重心的距离相等时，则每个校正平衡面的许用不平衡量应为推荐值的一半。

5、转子校平衡时，允许采用加重或去重法。

用加重法校平衡时，所加的平衡垫圈应铆（钉）在平衡柱上；去重法校平衡时，允许铲去部分平衡柱，其数量不得多于平衡柱总数的1/4。

6、多速电机的转子平衡应以电机的最高工作转速为准。

7、校平衡时，按GB2807-1981《电机振动测定方法》的规定，在转子轴上的键槽中应安装半键。

当采用带键工程塑料风扇时，则转子的风扇挡键槽可以不需安装半键。

8、校好平衡后的转子。

操作者要再复核一次平衡精度。

三、平衡品质等级的概念

v转子的平衡品质等级G在GB9239-88中将其分为11级，分别为G0.4、G1、G2.5、G6.3、G16、G40、G100、G250、630、G1600、G4000；

v转子的平衡品质等级G与转子的许用不平衡度e（um）和转子最高工作转速ω