电机定子铁芯、电机定子铁芯的制造方法和叠压工装与流程

1.本发明涉及电机定子铁芯、电机定子铁芯的制造方法和叠压工装。


背景技术：

2.现有电机的定子铁心叠压多为胀胎式叠压方式，这种定子叠压工装结构复杂，加工周期长，且需要制作专属的槽型模来做叠压时的定位。如授权公告号为cn204928505u的专利中公开的电机定子铁心叠压快速胀紧装置。
3.另外，定子叠压后需要做紧固处理，目前，定子铁心叠片的紧固方法有外扣片法、内扣片法和焊接法三种。外扣片法是在叠片外圆或内圆的扣片槽内增加燕尾扣片，这种方法需要针对每一种叠片做燕尾扣片，而且安装过程复杂，精度较差，例如授权公告号为cn202616945u的专利中公开的电机定子扣片机所对应的定子叠压紧固方式。内扣片法是在硅钢片上冲压出凸起的弹性卡扣，在定子铁心叠压之后片和片之间依次紧扣，这种方法需要制作专门的冲压模具，成本较高。焊接法是在定子铁心的外圆用等离子焊或者氩弧焊沿轴向进行焊接，这种方法使得片与片之间牢固可靠，但是对焊接工艺要求较高，而且焊接时容易造成硅钢片受热变形。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电机定子铁芯，以解决现有技术中电机定子铁芯安装过程复杂、成本高以及焊接工艺要求较高的问题；本发明的目的还在于提供一种电机定子铁芯的制造方法，以解决现有技术中电机定子铁芯采用扣片法紧固时存在安装过程复杂或成本高的问题，而采用焊接法紧固对焊接工艺要求较高，且焊接时容易造成硅钢片受热变形的问题；本发明的目的还在于提供一种电机定子铁芯的叠压工装，以解决现有技术中电机定子铁芯的叠压工装结构复杂的问题。
5.本发明的电机定子铁芯采用如下技术方案：电机定子铁芯，包括：硅钢片，设有多片，各硅钢片层叠设置，各硅钢片的径向外侧的边缘均设有凹槽；各硅钢片上的凹槽在电机定子铁芯的径向外侧形成贯通槽，贯通槽沿电机定子铁芯轴向延伸；各贯通槽中均设有贯通槽胶体，或者部分贯通槽中设有贯通槽胶体；各硅钢片在贯通槽胶体的粘接作用下固定在一起。
6.有益效果是：硅钢片通过贯通槽胶体粘接固定在一起，与外扣片法相比，具有固定方式简单的优点；与内扣片法相比，不需要在硅钢片上冲压弹性卡扣，相应的不需要专门的冲压模具，具有制造成本低、方便快捷的优点；与焊接法相比，不需要焊接，不会造成硅钢片高温变形。此外，若要改变电机定子铁芯的轴向长度，打磨掉贯通槽内的贯通槽胶体便可实现硅钢片的增加或减少，作业方便，且极大地保护了作业前后硅钢片的完整性和一致性，有
利于在进行电机定子铁芯改造时增减硅钢片。
7.进一步的，所述电机定子铁芯包括中间部分和两个端部部分，两个端部部分处于中间部分沿电机定子铁芯的轴向两端；至少一个端部部分的任意相邻两个硅钢片之间设有片间胶体，端部部分在片间胶体的粘接作用下固定在一起形成端板。
8.有益效果是：端板起到压紧和定位中间部分的硅钢片的作用，避免中间部分的硅钢片变形；端部部分在片间胶体的粘接作用下固定在一起形成端板，固定连接方便，且硅钢片形成的端板作为电机磁路的一部分参与机电能量转换，能够降低端板上的涡流损耗，提高电机的效率。
9.本发明的电机定子铁芯的制造方法采用如下技术方案：电机定子铁芯的制造方法，包括以下步骤：1）将各硅钢片定位放置在支撑座上，使各硅钢片的径向外侧边缘的凹槽对齐以形成贯通槽；2）通过压力机对层叠设置的硅钢片沿轴向施压；3）向至少一部分贯通槽内涂抹胶液，待胶液固化形成贯通槽胶体后，各硅钢片在贯通槽胶体的粘接作用下固定在一起。
10.有益效果是：在进行电机定子铁芯制造时，首先，将各硅钢片定位放置在支撑座上，使各硅钢片的径向外侧边缘的凹槽对齐以形成贯通槽；然后，向至少一部分贯通槽内涂抹胶液，待胶液固化形成贯通槽胶体后，各硅钢片之间通过贯通槽胶体粘接固定在一起，与扣片法相比，不需要在凹槽内安装扣片，且不需要专门的冲压模具，具有安装过程简单、制造成本低、方便快捷的优点，与焊接法相比，不会造成硅钢片高温变形。此外，若要改变电机定子铁芯的轴向长度，打磨贯通槽内的贯通槽胶体便可实现硅钢片的增加或减少，作业方便，且极大地保护了作业前后硅钢片的完整性和一致性，有利于在进行电机定子铁芯改造时增减硅钢片。
11.进一步的，在步骤1）中，通过设置在支撑座上定位件的定位键对各硅钢片定位，定位件沿支撑座的周向间隔设置，各定位件之间的间隔形成用于向贯通槽涂胶的避让空间；在步骤3）中，各硅钢片在贯通槽胶体的粘接作用下固定在一起后，使定位件与电机定子铁芯分离，并向与定位件对应的贯通槽内涂抹胶液，至胶液固化形成贯通槽胶体。
12.有益效果是：有利于简化工装的结构，进一步提高电机定子铁芯的稳定性。
13.进一步的，在步骤1）中，在支撑座上先放置由多个硅钢片粘接形成的底部端板，然后依次放置硅钢片，最后再放置由多个硅钢片粘接形成的顶部端板。
14.有益效果是：端板起到压紧和定位硅钢片的作用，避免硅钢片变形，且两端板上的凹槽与两端板之间的硅钢片上的凹槽对应，不需要单独加工带有凹槽的端板，减少了制造工序；此外，硅钢片形成的端板作为电机磁路的一部分参与机电能量转换，能够降低端板上的涡流损耗，提高电机的效率。
15.本发明的电机定子铁芯的叠压工装采用如下技术方案：电机定子铁芯的叠压工装，包括：支撑座，用于放置组成电机定子铁芯的硅钢片；定位板，设置有至少两个，各定位板沿电机定子铁芯周向间隔固定在所述支撑座上；
定位板包括板主体和定位键，定位键凸出板主体并用于朝向电机定子铁芯设置，定位键与组成电机定子铁芯的各硅钢片的相应凹槽插装定位配合，以对各硅钢片进行周向定位，并使各硅钢片的凹槽在电机定子铁芯径向外侧形成贯通槽；相邻的两个定位板沿电机定子铁芯的周向间隔形成避让空间，以向贯通槽内涂胶。
16.有益效果是：本发明的电机定子铁芯的叠压工装通过在支撑座上设置至少两个定位板，并通过定位板上的定位键与各硅钢片的相应凹槽插装定位配合，以对各硅钢片进行周向定位，进而使各硅钢片的凹槽在电机定子铁芯径向外侧形成贯通槽，不仅结构简单，而且能够较好的实现对硅钢片的定位；而且，相邻的两个定位板沿电机定子铁芯的周向间隔形成避让空间，以便于在贯通槽内涂胶形成贯通槽胶体。
17.进一步的，所述定位键的根部与板主体的相交部位设有避让凹槽，所述避让凹槽沿电机定子铁芯的轴向贯通延伸。
18.有益效果是：避让凹槽在定位键与贯通槽插接定位配合时避让贯通槽的槽口棱角，避免对贯通槽造成损坏。
19.进一步的，所述定位板为弧形板。
20.有益效果是：能够对硅钢片沿其径向限位，降低硅钢片在受轴向力时的变形量。
21.进一步的，所述支撑座上设有定位槽，所述定位板插装在所述定位槽内，并通过螺纹紧固件可拆固定在所述支撑座上。
22.有益效果是：在需要将紧固完成的电机定子铁芯从叠压工装上拆下时，能先将定位板拆下，再将电机定子铁芯从支撑座上拿下，方便将紧固完成的电机定子铁芯从叠压工装上拿下。
23.进一步的，所述定位槽的槽底设有顶出孔或顶出槽，以在所述螺纹紧固件拆下时，通过穿过顶出孔或顶出槽的顶出件将所述定位板从所述支撑座上顶出，进而将定位板从支撑座上拆下。
24.有益效果是：顶出孔或顶出槽的设置，方便将定位板从支撑座上拆下。
附图说明
25.图1为本发明的电机定子铁芯的具体实施例1的结构示意图；图2为图1中硅钢片的结构示意图；图3为本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例1的结构示意图；图4为图3中支撑座的结构示意图；图5为图3中定位板的仰视图；图6为图3中电机定子铁芯的叠压工装的使用状态图。
26.图中：1-支撑座；11-定位槽；12-光孔；13-螺纹孔；14-避让凹部；2-定位板；21-定位键；22-固定孔；23-避让凹槽；3-电机定子铁芯；31-第一端板；32-第二端板；33-贯通槽；34-铁芯主体；35-硅钢片；351-硅钢片凹槽。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
32.本发明的电机定子铁芯的具体实施例1：如图1和图2所示，电机定子铁芯3包括第一端板31、第二端板32和铁芯主体34，第一端板31、第二端板32设置在铁芯主体34的轴向两端，铁芯主体34的各硅钢片35层叠设置在两端板之间，以通过两端板对各硅钢片35进行轴向定位。上述的铁芯主体34构成中间部分，第一端板31和第二端板32构成两个端部部分，其中，铁芯主体34的硅钢片35数量可以根据电机定子铁芯3的轴向长度设置。
33.本实施例中，第一端板31和第二端板32均由多片硅钢片35组成，两端板的结构相同，仅是位置不同。以第一端板31为例，第一端板31的各硅钢片35层叠设置，并在任意相邻两个硅钢片35的片间涂抹胶液，在胶液固化形成片间胶体后，在片间胶体粘接作用下使相邻两个硅钢片35固定在一起。其中，两个端板的硅钢片35的形状、尺寸与铁芯主体34的硅钢片35的形状、尺寸均相同，即组成电机定子铁芯的各硅钢片35的形状、尺寸均相同。
34.如图1和图2所示，硅钢片35的径向外侧边缘设有八个硅钢片凹槽351，各硅钢片凹槽351沿硅钢片35的周向均布；电机定子铁芯3的各硅钢片35在电机定子铁芯3径向外侧形成八条贯通槽33，贯通槽33沿电机定子铁芯3的轴向延伸，贯通槽33内设有贯通槽胶体，第一端板31、第二端板32以及铁芯主体34在贯通槽胶体的粘接作用下固定在一起。其中，铁芯主体34的相邻两硅钢片35之间不需要涂抹胶液。
35.上述贯通槽胶体由涂抹在贯通槽33内的胶液固化后形成，胶液选用耐受一定温度范围的粘接胶，优选的，选用耐温范围为-30~200℃的粘接胶，以满足电机全工况运行状态。本实施例中，选用e-00cl粘接胶。
36.组成电机定子铁芯3的各硅钢片35通过粘接固定，相比于扣片法，具有价格低廉、方便快捷的优点；相比于焊接法，不会造成硅钢片高温变形，而且易于拆解，有利于在进行电机改造时增减硅钢片35。
37.第一端板31、第二端板32由多片硅钢片35粘接而成，这样不用额外增加端板即可保持组成电机定子铁芯3的各硅钢片的平整，降低了电机的制造成本，提高了电机的生产效率；另外，与现有技术中的普通碳钢端板相比，第一端板31、第二端板32在强度满足要求的
同时，由于片间胶体在相邻两硅钢片35之间形成绝缘涂层，使得各端板作为电机磁路的一部分参与机电能量转换，降低了端板上的涡流损耗，提高了电机效率。
38.本发明的电机定子铁芯的具体实施例2：与本发明的电机定子铁芯的具体实施例1相比，区别在于：本实施例中的电机定子铁芯不设置端板，所有硅钢片通过贯通槽胶体的粘接作用固定在一起形成铁芯主体。
39.本发明的电机定子铁芯的具体实施例3：与本发明的电机定子铁芯的具体实施例1相比，区别在于：本实施例中电机定子铁芯的第一端板和第二端板均为碳钢端板，第一端板、第二端板主要起到压紧和定位铁芯主体的作用。在其他实施例中，也可将第一端板和第二端板中的其中一个由多片硅钢片层叠设置并固定组成，另一个为碳钢端板。
40.本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例1：如图3所示，电机定子铁芯的叠压工装包括支撑座1和四个定位板2，四个定位板2的形状、尺寸完全形同，四个定位板2沿支撑座1周向间隔均布，支撑座1用于放置组成电机定子铁芯3的各硅钢片35，定位板2用于对各硅钢片35进行周向定位。
41.具体的，如图4所示，支撑座1上设有四个定位槽11，各定位槽11的槽底均设有两个光孔12和一个螺纹孔13，且螺纹孔13在周向上位于相应的两光孔12之间，各定位槽11的内槽侧壁中部凹陷形成避让凹部14。其中，螺纹孔13构成顶出孔，螺纹孔13内螺纹连接有螺钉。如图3和图5所示，定位板2整体为弧形板，定位板2底部设有两个固定孔22，固定孔22为螺纹孔，两个固定孔22与相应定位槽11内的两个光孔12对应，以在螺纹紧固件穿过光孔12与固定孔22配合时，将定位板2固定在相应定位槽11内。其中，避让凹部14用于避让定位键21的底部。
42.本实施例中，定位板2包括板本体和定位键21，定位键21凸出板本体并用于朝向电机定子铁芯3设置；定位键21的两端分别延伸至定位板2的底面和顶面上，定位键21用于与贯通槽33插接定位配合。其中，定位键21的根部与板本体的相交部位设有避让凹槽23，避让凹槽23沿电机定子铁芯3轴向贯通延伸，以在定位键21与贯通槽33插接定位配合后避让贯通槽33的槽口棱角，避免对贯通槽33造成损坏。
43.叠压工装的具体使用过程：1）叠压工装的组装过程：上述四个定位槽11作为四个定位板2的定位固定部位，各定位槽11的内槽侧壁和外槽侧壁作为定位面，均与支撑座1的板面垂直。四个定位板2一一对应插装在四个定位槽11内，且定位板2的径向外侧面与相应定位槽11的外槽侧壁定位配合、径向内侧面与相应定位槽11的内槽侧壁定位配合，实现对定位板2的定位；定位键21的底部下沉到避让凹部14内。在各定位板2定位插装在相应的定位槽11内后，定位板2上的两固定孔22分别与相应定位槽11的两光孔12对齐，螺钉从光孔12穿过并与相应的固定孔22螺纹连接，从而将定位板2固定在支撑座1上，此处的螺钉构成本实施例中将定位板2固定在支撑座1上的螺纹紧固件。需要说明的是，为保证支撑座1对定位板2的定位精度，定位面、定位板2的径向外侧面和径向内侧面均具有一定的粗糙度要求。
44.2）使用叠压工装定位、紧固电机定子铁芯的过程：依次将第二端板32、铁芯主体34以及第一端板31放入上述四个定位板2的径向内侧，放入时确保各硅钢片35的硅钢片凹槽351与相应的定位键21配合，实现对各硅钢片的周向定位，使各硅钢片的硅钢片凹槽351在
电机定子铁芯3径向外侧形成贯通槽33。其中，第一端板31和第二端板32均由十片硅钢片35预先制成，任意相邻两片硅钢片35之间涂有胶液；铁芯主体34的各硅钢片35之间不涂胶，此时如图6所示。在第一端板31上面放上一块铁板，用压力机压铁板，调节压力值到设定值并保持，该设定值根据需要设置，例如可设为1mpa。在未与定位键21配合的四条贯通槽33内涂抹胶液，将第一端板31、铁芯主体34和第二端板32粘接为一体。待胶液固化后卸掉压力机压力，拆掉连接定位板2和支撑座1的螺钉，在螺纹孔13内自下而上拧入螺钉，将定位板2顶出，此处的螺钉构成本实施例中的顶出件。拆掉四块定位板2之后，在之前与定位键21配合的四条贯通槽33内涂抹胶液，待胶液固化后即完成电机定子铁芯3的紧固。
45.当需要增加或缩短电机定子铁芯3的长度，只需要通过角磨机打磨贯通槽33内的贯通槽胶体即可实现电机定子铁芯3的拆解，拆解后可以在两端板之间增加或减少硅钢片35，然后按上述步骤再紧固电机定子铁芯3即可。通过胶粘接的方法极大地保护了增减前后硅钢片35的完整性和一致性，提高了精度，降低了成本。
46.上述定位键21下部下沉到定位槽11内，使得叠压工装能从电机定子铁芯3的最底部开始对各硅钢片进行周向定位。
47.叠压工装仅由支撑座1和四个定位板2通过螺钉固定组成，具有结构简单、方便加工、方便装配和拆卸以及定位可靠的优点。
48.本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例2：与本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例1相比，区别在于：本实施例中支撑座上不设置定位槽，而在支撑座上部设置支撑座定位面，同时在定位板下部设置定位板定位面，且支撑座定位面和定位板定位面均为与支撑座轴线垂直的水平面，在进行叠压工装的组装时，定位板放置在支撑座上，且定位板定位面和支撑座定位面定位配合，之后通过紧固件将定位板可拆固定在支撑座上，组装成叠压工装。
49.本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例3：与本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例1相比，区别在于：定位槽的外侧槽壁上设有螺纹孔，螺纹孔内设有紧定螺钉，在定位板插装在定位槽内后，通过紧定螺钉将定位板可拆固定在支撑座上，其中，紧定螺钉构成螺纹紧固件。应当说明的是，本实施例中的定位槽的内侧槽壁与定位板的内侧面具有一定的配合精度。
50.本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例4：与本发明的电机定子铁芯的叠压工装的具体实施例1相比，区别在于：本实施例中支撑座上不设置顶出孔，在将固定定位板和支撑座的紧固件拆下后，直接通过手拉定位板而将定位板从支撑座上拆下。为方便通过手拉定位板将定位板从支撑座上拆下，可以在定位板和支撑座旁侧分别设置把手，通过手握把手便于操作人员拉拔定位板。在其他实施例中，顶出孔也可由顶出槽代替；顶出件也可为顶杆，通过手动推动顶杆将定位板顶出。
51.本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例1：电机定子铁芯的制造方法包括以下步骤：1）将各硅钢片35定位放置在支撑座上，使各硅钢片35的径向外侧边缘的凹槽对齐以形成贯通槽33；2）通过压力机对层叠设置的硅钢片35沿轴向施压；3）向至少一部分贯通槽33内涂抹胶液，待胶液固化形成贯通槽胶体后，各硅钢片35在
贯通槽胶体的粘接作用下固定在一起。
52.其中，在步骤1）中，在支撑座1上先放置由多个硅钢片35粘接形成的底部端板，然后依次放置铁芯主体34的各硅钢片35，最后再放置由多个硅钢片35粘接形成的顶部端板。其中，底部端板构成第二端板32，顶部端板构成第一端板31。
53.本实施例中的支撑座为本发明的电机定子铁芯的叠压工装的支撑座，在步骤1）中，通过设置在支撑座上定位板2的定位键21对各硅钢片35定位，定位板2沿支撑座1的周向间隔设置，各定位板2之间的间隔形成用于向贯通槽33涂胶的避让空间；在步骤3）中，各硅钢片35在贯通槽胶体的粘接作用下固定在一起后，使定位板2与电机定子铁芯3分离，并向与定位板2对应的贯通槽33内涂抹胶液，至胶液固化形成贯通槽胶体，以保证电机定子铁芯3的稳定性。其中，定位板2构成定位件。
54.本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例2：与本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例1相比，区别在于：在步骤1）中，直接将各硅钢片层叠放置在叠压工装上，仅通过贯通槽内的贯通槽胶体实现各硅钢片的固定。
55.本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例3：与本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例1相比，区别在于：仅在未与叠压工装配合的贯通槽内涂抹胶液，不在剩余的贯通槽内涂抹胶液。
56.本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例4：与本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例1相比，区别在于：定位件只包括定位键，定位键的下端设有固定孔，螺钉穿过定位槽的光孔并与固定孔螺纹连接，以将定位键固定在定位槽内。
57.本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例5：与本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例1相比，区别在于：定位件为筒状结构，定位件的内筒壁上设有定位键，定位键用于与硅钢片上的凹槽插接配合，定位件上于相邻的两个定位键之间设有避让长孔，避让长孔与各硅钢片的径向外侧边缘的凹槽形成的贯通槽对应，以通过避让长孔向贯通槽内涂胶。
58.本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例6：与本发明的电机定子铁芯的制造方法的具体实施例1相比，区别在于：只在四个定位板中的其中一个上设置定位键，该定位键起到对硅钢片周向定位作用，其余三个定位板只起到径向限位作用。在其他实施例中，可以在四个定位板中的其中两个或三个上设置定位键。
59.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。