控制定子铁心齿部弹开

王丽海

(上海交通大学电气工程学院;上海电气集团上海电机厂有限公司，上海 200240)

0 引言

笔者介绍的是怎样有效、简单地控制定子铁心的齿部弹开现象，给定子铁心压装配置防弹垫片，减少定子铁心在压装时的齿部弹开，从而控制定子铁心齿部尺寸在整个电机生产制造过程中满足设计要求。以TMEIC21系列电机为例，该系列电机是日本TMEIC公司的代表当今世界比较先进水平的高压异步鼠笼型电动机，跟同类电机相比具有压缩中心高的优点，但是在定子铁心压装以及电机生产制造中经常碰到齿部弹开现象。笔者通过设计具有一定通用性的防弹垫片，研究定子铁心压装在没有防弹垫片和有防弹垫片时的齿部弹开程度以及受力情况，从而表明防弹垫片的重要性。

1 防弹垫片的结构和工作方式

定子铁心压装齿部的弹开程度，会受到冲片毛刺、冲片材料、冲片涂层、定子铁心结构、压装力等因素的影响[1，2]。无论定子铁心结构如何设计，总会有一定的弹开度，定子铁心齿部的弹开度会影响后面的定子嵌线以及整个电机性能，因此尽量减少铁心压装齿部的弹开就显得非常重要。

定子铁心叠片时，采用防弹垫片与定子压圈相配合，支撑通风槽板或齿压板，从而支撑定子冲片，控制定子铁心在压装时冲片齿部的弹开程度。

为了降低产品成本，设计的防弹垫片应具有一定的通用性，在相似结构和一定尺寸范围内，应可以通用。该防弹垫片外圈与定子压圈内径相配合，内圈在不影响压装的前提下，需完全挡住通风槽板或齿压板，具体压装方式见下图1。

图1 压装方式

2 比较分析

在实际操作过程中，无防弹垫片时，定子铁心压装的齿部弹开最大为8～10 mm;有防弹垫片时，定子铁心压装的齿部弹开最大为1 mm左右。

下面以Solidworks Cosmosworks分析定子铁心压装时定子冲片和齿压板的受力状况以及长度位移情况[3，4]。

参数设计:假设理想状态下，不计算定子冲片的毛刺和冲片涂层，定子冲片材料为硅钢板50W470;定子铁心总的压装力为1006 kN;定子压圈的内径为φ782，外径大于φ980;定子冲片的内径为φ642，外径为 φ980;防弹垫片的内径为 φ642，外径为φ782。

定子铁心压装无防弹垫片时，定子冲片和齿压板的受力状况，以及定子铁心的位移情况见下图2、图3。

定子铁心压装有防弹垫片时，定子冲片和齿压板的受力状况，以及定子铁心的位移情况见下图4、图5。

从上图2、图3、图4、图5中可以看出，在其它条件一样的情况下，有防弹垫片的定子铁心比没有防弹垫片的定子铁心受力更均匀，且位移情况也不一样。无防弹垫片的定子铁心，其定子铁心齿部压缩量比定子铁心根部压缩量小;有防弹垫片的定子铁心，其定子铁心齿部压缩量与定子铁心根部压缩量基本一致。上面的分析没有计算冲片毛刺在内，实际操作应该计算上冲片毛刺。在没有防弹垫片的情况下压装，如果考虑上冲片毛刺，其定子铁心齿部压缩量将比定子铁心根部压缩量更小，从而可能导致定子铁心齿部弹开超差。

3 结语

此控制齿部弹开的方式可以应用于TMEIC21系列电机，且在有效控制齿部弹开的前提下，对于定子压圈内径尺寸相近、定子冲片内径一样的产品，可以使用同一种规格的防弹垫片。该防止齿部弹开的方法也可用于其他系列电机，只要对防弹垫片结构作稍微调整，比如铣槽或铣缺口避让开其余压装工具。总之，该防弹垫片结构简单，拆装方便，通用性强，效果明显，在控制铁心压装齿部弹开方面可以广泛推广。

[1]曾正明主编.机械工程材料手册[M].金属材料.6版.北京:机械工业出版社.2003.

[2]王超然主编.新编国际常用金属材料手册[M].北京:北京工业大学出版社.1999.

[3]朱孝录主编.机械设计大典[M].4卷.南昌:江西科技技术出版社.2002.

[4]吴宗泽主编.机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社.2002.