籠型轉(zhuǎn)子梯形銅排尺寸的確定*

崔秀福，劉麗霞

(蘭州電機(jī)股份有限公司，甘肅 蘭州 730050)

籠型轉(zhuǎn)子梯形銅排尺寸的確定*

崔秀福，劉麗霞

(蘭州電機(jī)股份有限公司，甘肅 蘭州 730050)

通過對影響梯形銅排裝配因素的分析與查找，得出結(jié)論并經(jīng)過對槽形間隙的改進(jìn)，確定了梯形銅排尺寸，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

籠型電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)子；梯形銅排；尺寸；槽形；槽形公差；間隙

Abstract: Through analysis and research of influencing factor of trapezoid copper row assemble, the conclusion is got，and through several improvements to the slot gaps, dimension of trapezoid copper row is confirmed，which guarantees quality of the copper row.

Key words: squirrel motor；rotor；trapezoid copper row；dimension；slot；slot tolerance and gaps

0 引 言

為了滿足電機(jī)具有大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)要求，蘭州電機(jī)股份有限公司設(shè)計(jì)的大中型籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，導(dǎo)條采用梯形銅排結(jié)構(gòu)的越來越多[1]。但在生產(chǎn)中普遍存在銅排打入槽內(nèi)異常困難的問題，尤其最后幾槽銅排打不進(jìn)去，只能采取將銅排加工小來解決這一問題，這種方法嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

1 問題及原因分析

影響銅排打入槽內(nèi)困難的原因是鐵心疊壓質(zhì)量有問題，或?qū)l尺寸有問題。對生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行了檢查，首先檢查了鐵心疊壓的槽形質(zhì)量和尺寸；其次檢查銅排截面幾何尺寸[2]。

鐵心在疊壓時(shí)槽內(nèi)放置槽樣棒，完全控制槽形尺寸及公差，疊壓后退出槽樣棒經(jīng)通槽棒逐槽檢查，槽形完全符合圖樣；銅排為外協(xié)定制，銅排截面幾何尺寸用檢驗(yàn)樣板驗(yàn)收，供貨狀況也滿足圖樣要求。

在兩者都滿足圖樣要求的情況下，打條困難，為了證實(shí)槽形與銅排配合有問題，對已生產(chǎn)過所有規(guī)格的梯形銅排進(jìn)行了歸納整理，并對每個(gè)梯形銅排和與之相對應(yīng)的沖片槽形在電腦上進(jìn)行了模擬裝配，模擬裝配圖見圖1所示。

經(jīng)過模擬裝配及計(jì)算側(cè)面、頂面的裝配間隙值以及R角處的配合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，槽形與銅排的側(cè)間隙有大有小，極不規(guī)范。經(jīng)統(tǒng)計(jì)絕大部分偏小，有的名義間隙僅有0.01mm，即使銅條按下偏差制作，側(cè)面間隙仍很小，因?yàn)殂~條的制造公差為負(fù)的0～0.05mm。另外設(shè)計(jì)選定間隙時(shí)基本沒有考慮鐵心槽形的疊片公差，疊片公差最大一般為-0.30mm，即使有一定的側(cè)間隙也被疊片公差占了，這是大量梯形銅排打入困難的主要原因。影響打條的因素除了疊片公差外，還有沖片毛刺、槽形微觀扭斜、銅條歪曲等。

圖1 模擬裝配圖

銅排和槽之間太松會(huì)影響散熱，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)銅排發(fā)生松動(dòng)，容易使銅排斷裂，還會(huì)在啟動(dòng)時(shí)使銅排和鐵心之間出現(xiàn)電火花現(xiàn)象。為了使銅排打入方便且不能太松就必須給出銅排與槽形一個(gè)合理的間隙值。這個(gè)間隙值實(shí)際就是要求給出銅條正確的截面尺寸。蘭州電機(jī)股份有限公司制造的沖片主要有以下5種槽形型式，槽形型式見圖2所示。

圖2 槽形型式

槽形1和槽形2適用于高速電動(dòng)機(jī)和重載荷電動(dòng)機(jī)，其裝配型式為銅排打入槽內(nèi)后，銅排再由成對斜鍵撐緊，使銅排與槽形緊緊貼合；槽形3、槽形4和槽形5適用于低速電動(dòng)機(jī)，沒有斜鍵撐緊。

2 改進(jìn)措施

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)檢查及分析，打入困難的主要原因是設(shè)計(jì)的名義側(cè)間隙較小以及R角配合問題，沒有考慮生產(chǎn)時(shí)所必需的工藝間隙。為了規(guī)范銅排與鐵心的裝配關(guān)系，明確規(guī)定了以下工藝參數(shù)。

(1) 規(guī)范R角的配合尺寸

轉(zhuǎn)子沖片槽型設(shè)計(jì)時(shí)，通常沖片四角的R為0.5 mm，該尺寸應(yīng)小于梯形銅排截面的四角，否則銅條裝配時(shí)會(huì)引起R角處的干涉?？紤]疊片公差，銅排截面的四角R一般選為1 mm。

(2) 規(guī)范轉(zhuǎn)子打條工藝間隙

轉(zhuǎn)子鐵心疊壓后的槽型公差一般按-0.30 mm計(jì)算，銅條尺寸選用時(shí)，應(yīng)保證銅排與鐵心槽形(而非沖片槽形)側(cè)面單邊有0.1 mm的裝配間隙。

(3) 轉(zhuǎn)子銅條高度尺寸的確定

對槽形1和槽形2，由于打條后有斜鍵向外撐，銅排要向外移動(dòng)側(cè)面緊靠在一起；其它槽形因?yàn)殡姍C(jī)在運(yùn)行過程中，由于離心力的作用和端環(huán)熱膨脹的影響，銅條也要向外移動(dòng)，如果銅條側(cè)面沒能靠緊，勢必要擠壓槽口部位。特別是槽形5擠壓槽口部位更為嚴(yán)重，有部分電機(jī)發(fā)生故障返修發(fā)現(xiàn)槽口有開裂現(xiàn)象。

銅條向外移動(dòng)的尺寸由側(cè)面傾斜角度和側(cè)面間隙決定。如側(cè)面傾斜角度為81°時(shí)，間隙為0.10 mm時(shí)，銅排向外移動(dòng)的距離為0.61 mm；間隙為0.25 mm時(shí)，銅排向外移動(dòng)的距離為1.52 mm；可以通過圖例來清楚反應(yīng)，見圖3側(cè)間隙與移動(dòng)距離示意圖例傾斜角度和側(cè)面間隙其中只要一個(gè)有變化時(shí)，移動(dòng)的距離就隨之變化。尤其是沖片槽形質(zhì)量好，疊片公差小，銅排制造的也比較規(guī)矩，銅排向外移動(dòng)的距離也就越大。所以轉(zhuǎn)子銅排高度尺寸的確定要根據(jù)具體的槽形側(cè)面傾斜角度和側(cè)面間隙決定，高度尺寸要選擇合適，以免冒出槽口或擠壓槽口。圖4是對5種槽形所對應(yīng)的銅條的具體規(guī)定[3]。

圖3 側(cè)間隙與移動(dòng)距離示意圖例

圖4 5種槽形所對應(yīng)的銅條的規(guī)定

3 驗(yàn)證效果

第一批幾個(gè)規(guī)格的銅條按工藝改進(jìn)的要求訂貨后，在現(xiàn)場進(jìn)行打條驗(yàn)證，銅條均能順利打入鐵心槽內(nèi)，尤其是大截面銅條也能正常打入。并且打條時(shí)，銅條與鐵心槽的配合松緊合適，能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。陸續(xù)將已生產(chǎn)過的銅條按工藝改進(jìn)全部進(jìn)行了更改，打條都順利，目前已徹底杜絕了刨條、磨條的狀況，該工序的生產(chǎn)狀況得到了明顯改善，保證了電機(jī)轉(zhuǎn)子制造質(zhì)量。

從2006年開始此項(xiàng)改進(jìn)，找準(zhǔn)打條困難的主要原因。所有的梯形銅排尺寸按工藝改進(jìn)要求執(zhí)行，經(jīng)過我公司多年的操作驗(yàn)證，該工序操作順利，工序質(zhì)量得到了保證。

[1] 陳世坤. 電機(jī)設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[2] 胡志強(qiáng). 電機(jī)制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3] JB/DQ1128-85.籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)籠條用銅排訂貨技術(shù)規(guī)范[S].

Dimension Confirm for Trapezoid Copper Row of Squirrel Rrotor

CUI Xiu-fu， LIU Li-xia

(LanzhouElectricCo.，Ltd，LanzhouGansu730050，China)

2014-07-04

崔秀福(1972-)，男，甘肅景泰人，工程師，主要從事電機(jī)制造工藝方面的工作。

TH123

A

1007-4414(2014)04-0180-02