王麗海

(上海交通大學(xué)電氣工程學(xué)院;上海電氣集團(tuán)上海電機(jī)廠(chǎng)有限公司，上海 200240)

0 引言

筆者介紹的是怎樣有效、簡(jiǎn)單地控制定子鐵心的齒部彈開(kāi)現(xiàn)象，給定子鐵心壓裝配置防彈墊片，減少定子鐵心在壓裝時(shí)的齒部彈開(kāi)，從而控制定子鐵心齒部尺寸在整個(gè)電機(jī)生產(chǎn)制造過(guò)程中滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。以TMEIC21系列電機(jī)為例，該系列電機(jī)是日本TMEIC公司的代表當(dāng)今世界比較先進(jìn)水平的高壓異步鼠籠型電動(dòng)機(jī)，跟同類(lèi)電機(jī)相比具有壓縮中心高的優(yōu)點(diǎn)，但是在定子鐵心壓裝以及電機(jī)生產(chǎn)制造中經(jīng)常碰到齒部彈開(kāi)現(xiàn)象。筆者通過(guò)設(shè)計(jì)具有一定通用性的防彈墊片，研究定子鐵心壓裝在沒(méi)有防彈墊片和有防彈墊片時(shí)的齒部彈開(kāi)程度以及受力情況，從而表明防彈墊片的重要性。

1 防彈墊片的結(jié)構(gòu)和工作方式

定子鐵心壓裝齒部的彈開(kāi)程度，會(huì)受到?jīng)_片毛刺、沖片材料、沖片涂層、定子鐵心結(jié)構(gòu)、壓裝力等因素的影響[1，2]。無(wú)論定子鐵心結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì)，總會(huì)有一定的彈開(kāi)度，定子鐵心齒部的彈開(kāi)度會(huì)影響后面的定子嵌線(xiàn)以及整個(gè)電機(jī)性能，因此盡量減少鐵心壓裝齒部的彈開(kāi)就顯得非常重要。

定子鐵心疊片時(shí)，采用防彈墊片與定子壓圈相配合，支撐通風(fēng)槽板或齒壓板，從而支撐定子沖片，控制定子鐵心在壓裝時(shí)沖片齒部的彈開(kāi)程度。

為了降低產(chǎn)品成本，設(shè)計(jì)的防彈墊片應(yīng)具有一定的通用性，在相似結(jié)構(gòu)和一定尺寸范圍內(nèi)，應(yīng)可以通用。該防彈墊片外圈與定子壓圈內(nèi)徑相配合，內(nèi)圈在不影響壓裝的前提下，需完全擋住通風(fēng)槽板或齒壓板，具體壓裝方式見(jiàn)下圖1。

圖1 壓裝方式

2 比較分析

在實(shí)際操作過(guò)程中，無(wú)防彈墊片時(shí)，定子鐵心壓裝的齒部彈開(kāi)最大為8～10 mm;有防彈墊片時(shí)，定子鐵心壓裝的齒部彈開(kāi)最大為1 mm左右。

下面以Solidworks Cosmosworks分析定子鐵心壓裝時(shí)定子沖片和齒壓板的受力狀況以及長(zhǎng)度位移情況[3，4]。

參數(shù)設(shè)計(jì):假設(shè)理想狀態(tài)下，不計(jì)算定子沖片的毛刺和沖片涂層，定子沖片材料為硅鋼板50W470;定子鐵心總的壓裝力為1006 kN;定子壓圈的內(nèi)徑為φ782，外徑大于φ980;定子沖片的內(nèi)徑為φ642，外徑為 φ980;防彈墊片的內(nèi)徑為 φ642，外徑為φ782。

定子鐵心壓裝無(wú)防彈墊片時(shí)，定子沖片和齒壓板的受力狀況，以及定子鐵心的位移情況見(jiàn)下圖2、圖3。

定子鐵心壓裝有防彈墊片時(shí)，定子沖片和齒壓板的受力狀況，以及定子鐵心的位移情況見(jiàn)下圖4、圖5。

從上圖2、圖3、圖4、圖5中可以看出，在其它條件一樣的情況下，有防彈墊片的定子鐵心比沒(méi)有防彈墊片的定子鐵心受力更均勻，且位移情況也不一樣。無(wú)防彈墊片的定子鐵心，其定子鐵心齒部壓縮量比定子鐵心根部壓縮量小;有防彈墊片的定子鐵心，其定子鐵心齒部壓縮量與定子鐵心根部壓縮量基本一致。上面的分析沒(méi)有計(jì)算沖片毛刺在內(nèi)，實(shí)際操作應(yīng)該計(jì)算上沖片毛刺。在沒(méi)有防彈墊片的情況下壓裝，如果考慮上沖片毛刺，其定子鐵心齒部壓縮量將比定子鐵心根部壓縮量更小，從而可能導(dǎo)致定子鐵心齒部彈開(kāi)超差。

3 結(jié)語(yǔ)

此控制齒部彈開(kāi)的方式可以應(yīng)用于TMEIC21系列電機(jī)，且在有效控制齒部彈開(kāi)的前提下，對(duì)于定子壓圈內(nèi)徑尺寸相近、定子沖片內(nèi)徑一樣的產(chǎn)品，可以使用同一種規(guī)格的防彈墊片。該防止齒部彈開(kāi)的方法也可用于其他系列電機(jī)，只要對(duì)防彈墊片結(jié)構(gòu)作稍微調(diào)整，比如銑槽或銑缺口避讓開(kāi)其余壓裝工具?？傊摲缽棄|片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝方便，通用性強(qiáng)，效果明顯，在控制鐵心壓裝齒部彈開(kāi)方面可以廣泛推廣。

[1]曾正明主編.機(jī)械工程材料手冊(cè)[M].金屬材料.6版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2003.

[2]王超然主編.新編國(guó)際常用金屬材料手冊(cè)[M].北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社.1999.

[3]朱孝錄主編.機(jī)械設(shè)計(jì)大典[M].4卷.南昌:江西科技技術(shù)出版社.2002.

[4]吳宗澤主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2002.