YQS系列潜水电机铸铝转子热穿工艺简析.doc

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1、YQS系列潜水电机铸铝转子热穿工艺简析【摘要】潜水电机转子热穿工艺中，由于存在过盈量和加热后铝导条膨胀引起铁芯热涨，使铁芯增长，热穿后不能恢复，导致铝导条产生很大的拉应力，严重影响潜水电机的质量。【关键词】潜水电机；铸铝转子；热穿工艺潜水电机转子热穿工艺电机轴和铁芯配合中，由于存在过盈量和铸铝铁芯加热后铝导条膨胀引起铁芯的热涨，使铁芯增长，热穿后不能恢复，导致转子铝导条产生很大拉应力，严重影响潜水电机的质量和使用寿命。针对这一问题，本文给出了热穿后铁芯伸长量的经验计算方法和解决控制这一问题的一些经验。1.分析YQS系列潜水电机铸铝转子的生产中，一般生产工艺是：冲片→叠片压装（穿假轴

2、）→铸铝→退假轴→热穿电机轴→磨轴承挡→车铁芯→车铝环→穿平衡环……，其中热穿轴是传统工艺，它是把铸铝转子加热膨胀后穿在电机轴上，利用过盈配合把电机轴和铸铝转子铁芯内孔冷却后抱紧成为一体。实际应用中，铁芯加热膨胀穿在电机轴上后，因是过盈配合，铁芯冷却后与电机轴抱为一体，但同时又由于过盈量的存在，铸铝铁芯并没有恢复到加热前的状态，由于刚性轴与铁芯的温差及铝导条与铁芯线膨胀系数的不同，易使铸铝铁芯热穿在电机轴上后，产生轴向增长，严重影响了特别是细长铸铝转子潜水电机的质量，主要危害和影响如下：（1）由于铸铝铁芯受热增长，热穿后不能恢复到原来的状态，极大地增加了铝导条的内拉应力，热穿时由于

3、铝导条膨胀系数大，在涨力的作用下铁芯进一步反弹增长，冷却抱紧后，铝导条收缩量大，因铁芯与轴抱紧和反弹进而阻止导条收缩，更加剧了导条拉应力的叠加，极易导致电机使用中接近额定负荷就断条。再由于铸铝中难免有气孔、杂质存在，使导条的强度大大降低，在拉应力较大的情况下极易产生断条，通过对断条的转子横断面检测，这种现象非常多。（2）热穿后铁芯长度增长超差，这部分增长在电机轴上朝一端增长，如果热穿后平铝环，按通常图1的图样设计，则易造成车掉一端铝环的厚度来弥补这部分增长，致使两端铝环厚度相差较大，致使铝环电流密度增加，加大铝耗，降低了电机的性能。（3）造成转子铁芯叠压系数降低，定转子铁芯不重合，

4、转子铁芯压装质量下降，电机杂散耗增加。（4）使转子电阻增大，电机效率降低，温升高，转差率大。因此，铸铝转子热穿工艺对潜水电机的质量有着极大的影响，所以解决热穿工艺弊端并控制掌握住这部分增长量很有必要。3.问题热穿法是利用过盈量来实现铁芯和轴结合的，但由于过盈量的存在和热穿导致铁芯的增长不能恢复，所以利用热穿工艺生产铸铝转子时应注意：（1）叠压转子铁芯时，应考虑到这部分增长量，使热穿后转子铁芯长度控制在图纸设计公差范围内，注意加热过程中和热穿操作中，尽量避免转子铁芯的吊放和施加较大的外力。（2）图纸设计中应考虑这部分增长量，绝不能忽视用车铝环厚度来弥补这部分增长量，否则严重影响电机质

5、量。（3）严格控制铸铝铁芯的加热温度。严格控制铁芯和轴之间配合的过盈量，保证铁芯热穿到位情况下加快铸铝铁芯降温（可用吹风降温）。（4）注意假轴与铁芯的配合及磨损，保证压装质量。铸铝铁芯不要放置时间太长再热穿。4.探讨分析了铸铝转子热穿工艺的弊端后，将工艺改为：转子铁芯叠压片时直接穿在电机轴上，改铁芯与电机轴过盈配合为H/h配合，用键连接来传递扭矩。新的工艺流程为：冲片→叠压铁芯（直接穿电机轴上）→铸铝→磨轴承挡→车铁芯→平铝环→……采用此工艺，需注意以下几点：（1）电机轴与铁芯冲片采用H/h配合，电机轴上铣平键槽与铸铝铁芯平键连接，传递扭矩，用轴用弹性挡圈卡紧铁芯防止窜动。（2）由

6、于直接在电机轴上穿片，压紧时需重新考虑工装设备是否受到电机轴长度的影响。（3）因电机轴直接穿片铸铝，在压装和铸铝工序中注意保护好电机轴及两端的中心孔不被损伤。5.结语采用改进后的工艺，不仅消除了热穿工艺时铁芯膨胀增长对电机的危害，也避免了穿退假轴造成铁芯涨力大反弹的弊端，解决了给铝导条造成很大拉应力易引起断细条的隐患，而且节省了不少假轴工装，避免了热穿造成的废品。总之，通过实践该工艺改进后极大的减少了铸铝转子的废品，同时也提高了电机质量，延长了使用寿命。