基于电机转子压力铸造工艺分析

基于电机转子压力铸造工艺分析

刘海

惠州市卓能电机技术有限公司

摘要：电机转子作为电机的重要元件，直接关系到电机的质量。基于此，本文主要对电机转子压力铸造工艺进一步分析，旨在提高其制造质量。

关键词：电机转子；压力铸造；工艺；优点

一、引言

电机转子：也是电机中的旋转部件。电机由转子和定子两部分组成，它是用来实现电能与机械能和机械能与电能的转换装置。电机转子分为电动机转子和发电机转子。电机转子分为内转子转动方式和外转子转动方式两种。内转子转动方式为电机中间的芯体为旋转体，输出扭矩（指电动机）或者收入能量（指发电机）。外转子转动方式即以电机外体为旋转体，不同的方式方便了各种场合的应用。

现有的电机转子在适用过程中会发热，然而现有的电机转子上安装的降温风扇叶片不能够转动，不能满足转子正反转时的散热需求。

本设计通过设置热管能够快速的将来自转子铁芯的热量传导走，避免转子铁芯局部过热，散热装置的设置，能够适用于正反转的转子，通过第一引风叶轮和第二引风叶轮的设置，增强了降温效果。

二、电机转子及压力铸造技术的概述

电机转子，包括电枢轴（1）、转子铁芯（2）、散热孔（3）、第一引风叶轮（4）、第一单向轴承（5）、第二单向轴承（6）、散热装置（7）和第二引风叶轮（16），其特征在于：所述电枢轴（1）的外侧固定有转子铁芯（2），所述转子铁芯（2）的对应两侧均开设有散热孔（3），所述第一引风叶轮（4）通过第一单向轴承（5）套设在电枢轴（1）的外侧，所述第二引风叶轮（16）通过第二单向轴承（6）套设在电枢轴（1）的外侧，且第一引风叶轮（4）和第二引风叶轮（16）位于转子铁芯（2）的同一侧，所述电枢轴（1）的外侧靠近转子铁芯（2）的另一侧安装有散热装置（7）。

根据设计要求1所述的电机转子，其特征在于：所述散热装置（7）由圆柱筒（8）、电动机（9）、主动齿轮（10）、从动齿轮（11）、第一锥齿轮（12）、第二锥齿轮（13）、换向轴（14）、扇叶（15）、惯性传感器（21）、PLC控制器（22）和扭力传感器（20）组成，所述圆柱筒（8）套结固定在电枢轴（1）的外侧，所述圆柱筒（8）的一侧内壁固定有电动机（9），所述电动机（9）的输出轴端部通过键固定有主动齿轮（10），所述电枢轴（1）的外侧通过轴承套接有从动齿轮（11），且从动齿轮（11）与主动齿轮（10）啮合，所述从动齿轮（11）远离转子铁芯（2）的一侧固定有第一锥齿轮（12），且第一锥齿轮（12）通过轴承套接在电枢轴（1）的外侧，所述换向轴（14）的一端固定有第二锥齿轮（13），且第二锥齿轮（13）与第一锥齿轮（12）相啮合，所述换向轴（14）的另一端穿过圆柱筒（8）侧壁与扇叶（15）的一端固定连接，且换向轴（14）与圆柱筒（8）的连接处通过轴承转动连接，所述圆柱筒（8）的另一侧内壁固定有惯性传感器（21）和PLC控制器（22），所述圆柱筒（8）的外侧固定有扭力传感器（20），且扭力传感器（20）套设在其中一个换向轴（14）外侧，所述惯性传感器（21）的输出端和扭力传感器（20）的输出端均电性连接PLC控制器（22）的输入端，所述PLC控制器（22）的输出端电性连接电动机（9）。

根据设计要求1所述的电机转子，其特征在于：所述第一引风叶轮（4）和第二引风叶轮（16）均由叶片（17）和套筒（18）组成，所述套筒（18）的内圈与第一单向轴承（5）外圈固定连接，所述套筒（18）的外圆周面均匀固定有叶片（17），且第一引风叶轮（4）上的叶片（17）和第二引风叶轮（16）上的叶片（17）倾斜方向相反。

根据设计要求1所述的电机转子，其特征在于：所述转子铁芯（2）为一种铝制材料。

根据设计要求1所述的电机转子，其特征在于：所述第一单向轴承（5）和第二单向轴承（6）受限制方向相反。

根据设计要求2所述的电机转子，其特征在于：所述电枢轴（1）的内部安装有热管（19），且热管（19）的吸热端正对转子铁芯（2）设置。

根据设计要求2所述的电机转子，其特征在于：所述换向轴（14）设置有五个，且五个围绕电枢轴（1）均匀分布。

根据设计要求2所述的电机转子，其特征在于：所述PLC控制器采用CQM1控制器。

图1、电机转子结构

三、电机转子压铸工艺

电机转子及其铸造工艺，包括电枢轴、转子铁芯、散热孔、第一引风叶轮、第一单向轴承、第二单向轴承、散热装置和第二引风叶轮，电枢轴的外侧固定有转子铁芯，转子铁芯的对应两侧均开设有散热孔，第一引风叶轮通过第一单向轴承套设在电枢轴的外侧，第二引风叶轮通过第二单向轴承套设在电枢轴的外侧，且第一引风叶轮和第二引风叶轮位于转子铁芯的同一侧，电枢轴的外侧靠近转子铁芯的另一侧安装有散热装置，本设计通过设置热管能够快速的将来自转子铁芯的热量传导走，避免转子铁芯局部过热，散热装置的设置，能够适用于正反转的转子，通过第一引风叶轮和第二引风叶轮的设置，增强了降温效果。

电机转子的铸造工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1）铸铝模加热到150-200度，由炉中取出涂刷涂料，上、下模预热时模面朝下，以避免型腔落上烟灰，对转子铁心进行预热，当转子铁心达到预热温度时，应进行保温，保温时间为50秒，进加热炉预热的同一批转子，其尺寸应相差不多，转子各部分预热温度要均匀，不得过烧，预热铝勺、铝桶，然后在表面上刷上涂料；

2）把预热好的下模由炉中取出，吹尽烟灰，安装在离心铸铝机上，把预热好的转子由炉中取出，然后用压缩空气吹净烟灰，尤其是槽口内部积灰，校平翅齿装入下模止口上；

3）由加热炉中取出中模和上模，先将中模装在下模上，最后装上模，用锲铁或螺母，将上下模固紧，保证其上下模间的高度相同，合上安全罩，准备浇注；

4）浇注时铝液温度为720-780度，用相应规格的盛铝桶或铝勺盛铝，一般盛铝量比转子用铝量大25%-30%，开动离心铸铝机，立即进行浇注，约4-6秒内浇注完，达正常转速10-30秒内停止，接着即用压缩空气吹净下模，将金属和残渣吹净，每浇注4-6个转子后，上下模涂刷一次涂料；

5）松开锲铁或螺母，用吊车吊超约50mm高度，轻打下模四周，使下模脱落。

四、压力铸造的优点分析

本设计通过当电枢轴1顺时针转动时，惯性传感器21能够检测到信号，同时扭力传感器20能够检测此时换向轴14所处的角度，当角度偏离设定值0度时，不做任何处理，此时随着圆柱筒8将来自转子铁芯2了热量排走；当角度偏离设定值180度时，PLC控制器22控制电动机9的输出轴转动，电动机9的输出轴带动主动齿轮10转动，进而使从动齿轮11和第一锥齿轮12一起围绕电枢轴1转动，第一锥齿轮12与第二锥齿轮13相啮合，第二锥齿轮13带动换向轴14，当扭力传感器20检测到的值为0度角时，扭力传感器20将信号传递给PLC控制器22，PLC控制器22控制电动机9的输出轴停止转动，此时扇叶15随着圆柱筒8将来自转子铁芯2了热量排走；当电枢轴1逆时针转动时，惯性传感器21能够检测到信号，同时扭力传感器20能够检测此时换向轴14所处的角度，当角度偏离设定值180度时，不做任何处理，此时随着圆柱筒8将来自转子铁芯2了热量排走；当角度偏离设定值0度时，PLC控制器22控制电动机9的输出轴转动，电动机9的输出轴带动主动齿轮10转动，进而使从动齿轮11和第一锥齿轮12一起围绕电枢轴1转动，第一锥齿轮12与第二锥齿轮13相啮合，第二锥齿轮13带动换向轴14，当扭力传感器20检测到的值为180度角时，扭力传感器20将信号传递给PLC控制器22，PLC控制器22控制电动机9的输出轴停止转动，此时扇叶15随着圆柱筒8将来自转子铁芯2了热量排走；电枢轴1顺时针转动时，电枢轴1带动第一单向轴承5转动，第一单向轴承5带动第一引风叶轮4转动，当电枢轴1逆时针转动时，电枢轴1带动第二单向轴承6转动，第二单向轴承6带动第二引风叶轮16转动，该电机转子及其铸造工艺，具有很强的降温效果，同时能够适用于正反转，防止转子铁芯2局部过热。

尽管已经示出和描述了本设计的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本设计的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本设计的范围由所附设计要求及其等同物限定。