大尺寸空心杯電機線圈成型工藝的製作方法
2023-07-31 09:29:26
專利名稱：大尺寸空心杯電機線圈成型工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及電機製造技術領域，特別是電機線圈的製作。尤其涉及航空、航天、兵 器、醫療器械、機器人、攝像機、照相機和一些特殊領域，甚至在紡織機械、雷射測量儀器等 技術領域的空心杯電動機的製造。
背景技術：
空心杯電動機在結構上突破了傳統電機的轉子結構形式，採用的是無鐵芯轉子， 也叫空心杯型轉子。這種新穎的轉子結構徹底消除了由於鐵芯形成渦流而造成的電能損 耗，同時其重量和轉動慣量大幅降低，從而減少了轉子自身的機械能損耗。由於轉子的結構 變化而使電動機的運轉特性得到了極大改善，不但具有突出的節能特點，更為重要的是具 備了鐵芯電動機所無法達到的控制和拖動特性。空心杯電機生產工藝的主要難點在於杯型轉子的成型問題。杯型轉子是將漆包線 繞制杯子狀線圈，再將線圈粘、焊接在電機軸上，由於線圈受應力、鬆緊程度、牢靠程度等因 素影響，容易鬆散、尺寸一致性差，所以杯型轉子的成型將影響電機生產工藝的成敗。目前國內生產Φ20以下系列的空心杯電機較多，主要用於手機、玩具、機器人、醫 療設備等，電機線圈生產設備全是國內生產；對於大尺寸Φ 28以上系列的空心杯電機以上 系列的空心杯電機導線一般在Φ0. 2以上，由於導線太硬，造成現有國內的全自動設備滿 足不了要求。國外只有瑞士和德國有相應設備，但是作為戰略物資我們採購不到。目前對於大尺寸空心杯電機線圈主要採用以下幾個工藝步驟在一個六邊形或者平行四邊形線模上繞線成型；(2)將線圈壓扁成型；(3)卷繞成 杯型。工藝過程存在以下問題1、由於線圈是由漆包線加工而成，在整個製作過程的每個環 節都容易使線圈鬆散，一旦如此將造成不可修復、前功盡棄。2、線圈卷繞過程中壓平的導線 整體形變，兩端面容易波浪狀，線圈總體高度容易超差造成一致性差，因此容易造成動平衡 量過大、造成整機性能的一致性差。3、轉子沒有骨架等支撐物，是由純線圈構成，所以在高 速旋轉中容易變形，易造成電機故障。具體地說以上工藝過程存在以下問題(1)問題1 :由於線圈是由漆包線加工而成，在整個製作過程的每個環節都容易使 線圈鬆散，一旦如此將造成不可修復、前功盡棄。(2)問題2 線圈卷繞過程中壓平的導線整體形變，兩端面容易波浪狀，線圈總體 高度容易超差造成一致性差，因此容易造成動平衡量過大、造成整機性能的一致性差。
(3)問題3 高度超差由於線圈在卷繞、擠壓中，原有的六邊形容易發生形變，造 成高度超差。(4)問題4:轉子沒有骨架等支撐物，是由純線圈構成，所以在高速旋轉中容易變 形，易造成電機故障。
發明內容
本發明目的是提供一種大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，以製備高質量空心杯型 轉子。具體地說，大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，其包括如下步驟(1)採用熱熔白粘 漆包線在一個六邊形或者平行四邊形線模上繞線成多邊形，並在其直邊貼膠帶後在加熱條 件下壓平；(3)將壓平後的線圈卷繞成圓形，並纏膠帶定型後在加熱條件下校圓使熱熔線 漆包層再次融化粘連成為一整體；(3)引線搪錫，粘平衡環，並刷環氧樹脂膠烘乾。本發明很好的解決了杯體的定型工藝；存在的難點及問題均得到解決；按照空心 杯電機技術條件進行測試並進行了記錄。通過數據分析，電機滿足了設計要求。
圖為本發明工藝流程圖。
具體實施例方式如圖給出了本發明工藝流程。大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，其是包括如下步 驟(1)採用熱熔白粘漆包線在一個六邊形或者平行四邊形線模上繞線成多邊形，並在其 直邊貼膠帶後在加熱條件下壓平；(3)將壓平後的線圈卷繞成圓形，並纏膠帶定型後在加 熱條件下校圓使熱熔線漆包層再次融化粘連成為一整體；(3)引線搪錫，粘平衡環，並刷環 氧樹脂膠烘乾。為了更清楚的說明本發明工藝流程中的特點，所以針對現有傳統工藝存在問題加 以說明(1)問題1 線圈鬆散問題如果在繞線(工序2)中採用普通漆包線繞制，毫無疑問在取下後線會發生鬆散。 經過試驗增加了在六邊形貼膠帶(工序3)；由於如果六個邊全貼膠帶，由於構成了一個堅固的六方體，那麼就無法壓扁、壓 平，所以工序3隻能直邊貼膠帶。但是後續卷繞(工序8)時斜邊又容易發生了鬆散疊壓現象，而且卷繞中導線圓周 方向受力直邊還是有可能鬆開經過試驗又對繞線改進繞線採用了熱熔白粘漆包線，由於 熱熔白粘漆包線加熱後相互粘連，所以在壓平時必須加熱，即用設備熱壓平(工序5)。這樣 卷繞時便不會發生太大鬆散；為了徹底解決卷繞後鬆散問題，在卷繞後需要纏繞膠帶(工序9)保證不鬆開，然 後再熱校圓(工序10)，使熱熔線漆包層再次融化粘連成為一整體。(2)卷繞形變問題一開始直接在芯棒上卷繞，由於受力發生了形變，造成以下高度超差及波浪狀問題。為了克服以上問題首先將卷繞工裝了改進，工裝保證在高度上給予限制和圓周上 碾壓。先用工裝預壓平(工序4)第一次保證寬度，然後熱壓平(工序5)保證漆包層融化 成一整體，再用工裝校寬(工序7)最後 保證寬度，最後用工裝卷繞(工序8)最終保證卷繞 後的平整。(3)高度超差問題
由於由於線圈在卷繞、擠壓中，原有的六邊形容易發生形變，造成高度超差。先用機器熱校圓(工序10)保證線圈的圓整度，然後用工裝或者卡尺測量高度是 否超差(工序11)，若超差則用工裝在線圈還是熱的情況下用工裝整高(工序12)，再校圓， 最終保證卷繞後線圈的高度。(4)線圈的硬度問題儘管線圈上有漆包層保護和 粘連，有一定強度，但是偏軟。為了增加轉子線圈的強 度，必須對轉子線圈硬度提升。我們採用刷環氧樹脂(工序15)，因為環氧樹脂絕緣性能良 好，硬度較高。最初嘗試直接拿規定尺寸的芯棒刷環氧樹脂，當放入烘箱烘乾後，發現環氧 樹脂不均勻，全停留在了圓周下半側，而且不飽滿而且沒有光澤。為了增加均勻性，設計並製作刷膠工裝，使得在整個刷膠和烘乾過程中線圈沿著 圓周方向轉動，從而保證了均勻飽滿。本發明針對以上問題進行了逐項嘗試，改進了工藝流程，見工藝流程圖，並根據實 際需要設計了一系列工裝卷圓工裝、壓平工裝、刷膠工裝、及其他裝配工裝，解決了空心杯 電機的工藝實現難題。
權利要求
大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，其特徵是包括如下步驟(1)採用熱熔白粘漆包線在一個六邊形或者平行四邊形線模上繞線成多邊形，並在其直邊貼膠帶後在加熱條件下壓平；(3)將壓平後的線圈卷繞成圓形，並纏膠帶定型後在加熱條件下校圓使熱熔線漆包層再次融化粘連成為一整體；(3)引線搪錫，粘平衡環，並刷環氧樹脂膠烘乾。
2.根據權利要求1所述的大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，其特徵是壓平工序包括先 用工裝預壓平以保證寬度，然後熱壓平保證漆包層融化成一整體，再用工裝校寬保證寬度。
3.根據權利要求1所述的大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，其特徵是校圓後用工裝或 者卡尺測量高度是否超差，若超差則用工裝在線圈還是熱的情況下用工裝整高再校圓，最 終保證卷繞後線圈的高度。
4.根據權利要求1所述的大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，其特徵是刷膠和烘乾過程 中線圈沿著圓周方向轉動。
全文摘要
大尺寸空心杯電機線圈成型工藝，其包括如下步驟(1)採用熱熔白粘漆包線在一個六邊形或者平行四邊形線模上繞線成多邊形，並在其直邊貼膠帶後在加熱條件下壓平；(2)將壓平後的線圈卷繞成圓形，並纏膠帶定型後在加熱條件下校圓使熱熔線漆包層再次融化粘連成為一整體；(3)引線搪錫，粘平衡環，並刷環氧樹脂膠烘乾。本發明很好的解決了杯體的定型工藝；存在的難點及問題均得到解決；按照空心杯電機技術條件進行測試並進行了記錄。通過數據分析，電機滿足了設計要求。
文檔編號H02K15/04GK101989792SQ20101054909
公開日2011年3月23日 申請日期2010年11月18日 優先權日2010年11月18日
發明者孫文釗, 張巍然 申請人:寶雞航天華科機電工業有限公司