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  文章標題:永磁同步電動機磁鋼的粘接工藝
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作者:jialincy  發表時間:2010-4-20 18:06:59
永磁同步電動機磁鋼的粘接工藝
    邱克立(湖南大學長沙l,410082)
l引  言
    永磁電機有別于電磁式電機,以釹鐵硼燒結材料充磁代替電勵磁。因此,磁極和磁軛之間需要連接,其連接方法有螺紋連接、鑲接和粘接。在衡量三種方法的利弊之后,決定在樣機試制中采用粘接。這是因為螺紋連接要在磁鋼上鉆孔,難度較大;若在燒結成型之前進行預留孔處理,則使模具復雜化。鑲接固然可以,但在電機運行一段時間后磁瓦容易松動,況且加工精度要求高,磁極與磁軛的配合間隙難以滿足,而采用粘接,對于磁極與磁軛的加工精度要求不高,成本低,方法簡便;在零部件裝配中采用膠合工藝,可簡化一些零部件的結構,甚至可簡化整個電機的結構,又因為膠接處的應力分布比螺釘連接更為均勻,因此可使電機在振動和沖擊負荷下可靠的工作。
2膠種的選擇
    根據電機對粘接部位的技術要求,對選用的膠種進行了篩選。雖然環氧酚醛類型的合成樹脂膠粘接強度高,有一定的耐濕熱老化能力,但導磁性差,而且長期使用會逐漸老化,導致電機在運行過程中磁極脫離磁軛。在幾種無機膠中,認為wjz型硅酸鹽無機膠能夠滿足要求。
    該膠如欲應用于永磁電機中磁極與磁軛的粘接,必須解決初固化速度和導磁能力。
2.1提高膠層初固化速度
    被粘接對象是若干片狀的磁瓦與圓形轉子,要將一片片的磁瓦沿徑向粘貼在圓周面上,難度較大,除了專用夾具外,尚需改善膠的初固化性能,即加快凝膠速度,使其能在短時間內將磁瓦貼附在磁軛上面。由于該膠屬于水溶性,通過在基料中加入添加劑,在不降低或者對粘附性能影響較小的前提下,加快凝膠速度。這種添加劑可以是硼酸鹽、氟化物、氟硅酸鹽,亦可以是磷酸鹽。或者凝膠速度雖快,但影響粘接強度較為明顯;后者在一定濃度下對粘接強度影響的幅度不大,因此,選擇可溶性磷酸鹽作為添加劑。附表是添加量與初固化時間的關系,添加量宜控制在0.2%~o.4%之間,既縮短了初固化時問,又保持了足夠的粘接強度。
2.2導磁能力的改善
    wjzl01的膠層不具備導磁能力,必須引進磁性材料。較為簡便、廉價的原料是鐵粉。對于提高導磁能力,當然是鐵粉愈多愈好,但為使粘接強度不下降太多,又必須控制其加入量。盡管加入一定的鐵粉,可改善導磁能力,但鐵粉在膠層里并非連續分布,因而限制了導磁能力進一步提高,可行的辦法是盡量縮減膠層的厚度,以提高磁力線在磁極與磁軛之間的穿越能力,降低磁能損失。由于該膠對釹鐵硼材料附著力強。這就為降低膠層厚度創造了條件。經試驗,在膠層厚度降低到o.3mm以下,仍有足夠的粘接強度。3粘接性能及模擬件工藝試驗
3.1粘接強度破壞試驗
    粘接接頭為軸套配合,軸為釹鐵硼燒結塊,套為磁軛材料——10碳鋼,配合間隙為0.2~0.3mm。
    粘接強度測試結果為:
    壓剪:3.9~4.9mpa
    扭轉:2.9~3.9mpa
    兩者均為釹鐵硼斷裂。試驗結果表明,粘接強度大于磁極材料的破壞強度,只要電機在運轉過程中,磁極不破壞,其膠層完全能夠承受線速度的沖擊。
3.2冷熱沖擊試驗
3.2.1  試驗條件
將粘接件置于恒溫箱內.加熱溫度為250℃,然后取出迅速冷至室溫。將粘接件置于冷凍機內,冷卻至-60℃,然后取出回復至室溫。
3.2.2試驗結果
    250℃反復沖擊10次,膠層無裂紋,粘接強度保持率大于90%。-60℃反復沖擊10次,膠層無裂紋,粘接強度保持率大于95%。
3.3模擬件磨削加工試驗
    將經過粘接的轉子在磨床上磨削加工。
3.3.1試驗條件
  砂輪轉速:70r/rain
  進刀量:0.5×10-2mm
3.3.2試驗結果
    經過15h磨削、冷卻液的沖刷,磁極表面磨削厚度達2~3mm,膠層仍然牢固。
3.4運轉試驗
    轉子裝機后,經過1.2倍額定轉速(即1 800r/min)超速試驗,每次時間在10min以上,電機無震動及其他不良現象,抽出轉子觀察磁瓦亦無松動脫膠現象。
4樣機粘接
4.1粘接接頭型式
將磁軛設計成鑲嵌結構,即沿徑向兩邊加工成6mm的邊槽(見附圖).使磁極瓦塊與轉子圓周構成半槽接,有利于提高剪切強度和耐沖擊性能,以克服運轉時離心力的作用。

 

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