電機(jī)磁瓦不粘結(jié)固定方法設(shè)計(jì)

謝佳娜，魏婉珠，陳敏生

(1.揭陽市匯寶昌電器有限公司，揭陽 522000；2.華南理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣州 510641)

0 引 言

隨著科技的進(jìn)步，人類不斷追求便捷和高效的生活方式，電器產(chǎn)品在其中扮演著越來越重要的角色，電器設(shè)備不斷向著智能化、小型化發(fā)展，對電機(jī)的生產(chǎn)和制造要求也不斷提高。電機(jī)主要包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分，其作用原理是通過通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而磁瓦便是電機(jī)定子中提供磁場的的關(guān)鍵零件，被稱為“電機(jī)的心臟”，這就要求磁瓦安裝精確且穩(wěn)固，電機(jī)磁瓦的性能和安裝情況直接影響電機(jī)的工作效率和可靠性。

微型電機(jī)一般使用環(huán)氧樹脂粘黏等粘結(jié)劑將磁瓦固定在電機(jī)外殼中[1]，但該方法會造成很多問題。文獻(xiàn)[2]研究表明，磁瓦須先充磁再進(jìn)行粘結(jié)，具有強(qiáng)磁性的磁瓦在粘結(jié)過程中會出現(xiàn)刮膠的現(xiàn)象，降低粘結(jié)強(qiáng)度；文獻(xiàn)[3]研究表明，電機(jī)在使用前磁瓦須進(jìn)行磁通量檢測，但將磁瓦與電機(jī)外殼進(jìn)行粘結(jié)后進(jìn)行檢測，如果結(jié)果不合格會對零件造成破壞，影響再利用，從而造成浪費(fèi)；文獻(xiàn)[4]研究表明，磁瓦粘接精確度不高，如使用粘結(jié)劑粘結(jié)極易產(chǎn)生報(bào)廢品。而諸多專利也是通過設(shè)計(jì)外加零件保證磁瓦的固定，如中國專利201810839052.6，發(fā)明了可沿徑向滑動軌道移動的固定支撐裝置來固定磁瓦，但該發(fā)明結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜[5]；中國專利201410466262.7發(fā)明了包含固定夾的磁瓦定位架用于固定磁瓦，但是其中的弧形條的弧度固定，不具有普適性[6]。本文設(shè)計(jì)了一種新型磁瓦固定方法，該方法不使用粘結(jié)劑，而是通過機(jī)械方式將磁瓦和彈弓固定在電機(jī)外殼上，利用彈弓的彈性張力緊緊地卡住電機(jī)磁瓦，防止磁瓦脫落。

1 新型固定結(jié)構(gòu)及方法

1.1 固定方法

這種新型磁瓦不粘結(jié)固定結(jié)構(gòu)由四個(gè)零件組成，包括一個(gè)電機(jī)外殼、兩片磁瓦和一個(gè)V形彈弓，固定結(jié)構(gòu)如圖1所示。安裝時(shí)首先將兩片磁瓦對稱地放入電機(jī)外殼中，磁瓦和電機(jī)外殼同軸放置，通過電機(jī)上兩個(gè)楔形卡扣頂住磁瓦的一端；然后手動壓縮彈弓，將其放入兩片磁瓦之間；最后松開彈弓，彈弓發(fā)生彈性回復(fù)，彈力將兩片磁瓦向電機(jī)外殼楔形卡扣推動，最終實(shí)現(xiàn)磁瓦的固定。彈弓的一端掛在電機(jī)外殼的掛鉤上，確保彈弓在軸向不發(fā)生位移。

圖1 磁瓦不粘結(jié)固定方法示意圖

與傳統(tǒng)固定方法相比，該固定結(jié)構(gòu)和方法不依靠粘結(jié)劑固定磁瓦，避免刮膠和粘結(jié)劑的老化造成磁瓦脫落，避免電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生異味；無需考慮粘結(jié)劑干燥的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，且更加環(huán)保。新方法結(jié)構(gòu)簡單而穩(wěn)固，無需其余零部件的輔助，便于磁瓦的檢測；而且利用的原理具有普適性，其他種類的電機(jī)外殼也可使用。

1.2 零件設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)這種不粘結(jié)固定，特意對電機(jī)外殼、磁瓦和彈弓做了特殊設(shè)計(jì)，如圖2～圖4所示。圖2是電機(jī)外殼結(jié)構(gòu)，電機(jī)外殼的一側(cè)設(shè)置有“翼形”切口，切口邊向電機(jī)殼內(nèi)側(cè)彎折形成楔形卡扣A，該開口的作用是用于頂住磁瓦的一端。電機(jī)外殼的另一側(cè)設(shè)置有正方形切口，該正方形切口邊沿向電機(jī)殼內(nèi)側(cè)彎折形成掛鉤B，該掛鉤的作用是鉤住彈弓的圓弧段，限制彈弓在軸向的位移。圖3是單片磁瓦結(jié)構(gòu)，磁瓦的兩側(cè)面設(shè)計(jì)了楔形面C，目的是為了實(shí)現(xiàn)安裝時(shí)的定位。圖4是彈弓結(jié)構(gòu)，該彈弓選用直徑為2 mm的高碳鋼材料，外形為V形，向內(nèi)擠壓時(shí)具有較好的彈性。

圖2 電機(jī)外殼

圖3 磁瓦

圖4 彈弓

2 生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)

上述電機(jī)外殼采用厚度為1.2 mm的電解亞鉛鍍鋅鋼板，經(jīng)過多工序級進(jìn)模大批量生產(chǎn)，沖壓過程中，首先將毛坯經(jīng)多道次拉深成筒形件，然后通過側(cè)向沖裁結(jié)構(gòu)成形楔形卡扣A和掛鉤B；彈弓使用直徑為2 mm的冷拉高碳鋼鋼絲經(jīng)彎曲加工制造，彎曲角為50°，該材料的特點(diǎn)是在具有較高的強(qiáng)度和硬度的同時(shí)，具有較高的彈性極限和疲勞極限。磁瓦選用釹鐵硼燒結(jié)磁鋼。

根據(jù)上述方法進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，獲得了三種零件的試制試樣并進(jìn)行了裝配，實(shí)際裝配體如圖5所示。通過生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)可知，該電機(jī)磁瓦不粘結(jié)固定結(jié)構(gòu)及方法能夠滿足磁瓦安裝和使用要求，適于推廣應(yīng)用。

圖5 實(shí)際裝配體

3 結(jié) 語

本文分析了使用粘結(jié)方式固定磁瓦存在的弊端，針對一種微電機(jī)外殼設(shè)計(jì)了電機(jī)磁瓦不粘結(jié)固定結(jié)構(gòu)，包括電機(jī)外殼、磁瓦和彈弓的設(shè)計(jì)；確定了電機(jī)磁瓦不粘結(jié)固定方法，通過該方法可實(shí)現(xiàn)磁瓦的安裝和固定。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能夠滿足磁瓦安裝和使用要求，適于推廣應(yīng)用。