浅谈不同外径的电机定子在机壳中的替换

2021-11-08李孝忠

电动工具 2021年5期

李孝忠

（南京腾亚精工科技股份有限公司，江苏南京 211103 ）

0 引言

电动工具产品的开发设计，需综合考虑工具的性能、造型、寿命、成本及其附加需求。设计者通常依据相关需求选择合适类型的电机，以匹配工具产品。在对电机进行匹配设计输出时，往往又需要考虑到电机的类型、功率、体积、效率、功率因数、启动转矩、最小转矩、最大转矩等参数。由于电机本身反应磁场特性等因素影响，叠加设计中途变更参数，理论上设计的电机经常无法满足产品本身实际需求。在对其进行的参数调整情形中，电机绕线和叠高及外径尺寸调整尤为重要。

1 概述

电动工具产品设计仅处于绘图阶段时，设计人员对电机叠高或定子外径进行调整简单易行。但是，当新产品进入实体快速成型件验证或开模阶段后，特别是在没有预留增加叠高或定子外径的空间时，对电机的叠高或定子外径进行调整显得尤为棘手。主要原因在于：在实体机壳或电机固定架上，需要对定位、固定电机的各个实体筋位进行修改。本文以电机需定位、固定在两HALF机壳上，并需要调整定子外径为例，介绍一种不同外径定子的替换方法。采用该方法，利用实物机壳，可尽早验证更换新电机的可行性，有利于缩短开发周期，降低快速成型机壳的成本费用和避免可能发生的改模费用。

2 结构

以某款电动扳手产品的电机为例。图1中，电机的定子和转子后轴承被定位、固定在塑料机壳内，转子前轴承被定位、固定在齿轮箱体上，齿轮箱体被固定在机壳内。本例中，实物机壳已经存在，由于电机调整需要，需要将该机壳中配合的外径定子由φ48 mm更换为φ50 mm。

图1 电机定位结构图

3 准备

采用本例方法，应配备两套实物机壳，用以实施替换φ50 mm内径筋的操作，并确认机壳、齿轮箱体与转子的前、后轴承配合良好。

模拟定子、模拟转子的制作：模拟转子可与检测机壳定子位内径φ48 mm的模拟转子共用，仅需制作一个模拟定子即可。图2是模拟定子的外径与内径的参考尺寸：模拟定子一半为φ50 mm，一半为φ48 mm，模拟定子定位卡槽可与机壳定子止转筋间隙配合。模拟定子厚度可与实际定子叠高相同。模拟定子内径与模拟转子外径相同，采用间隙配合（既方便装配，又便于控制修改为φ50 mm新机壳电机定、转子间的同心度）。模拟转子相应位置可装配对应的轴承。

图2 模拟定子和模拟转子

4 过程

取一个左机壳，用记号笔在两条定子定位筋的内孔侧壁，粗略画出一条宽度小于0.5 mm的标记线，如图3所示。利用小磨头或小铣刀，将画好标记线部分的定子筋，进行粗略加工。机壳上的定子止转筋，也可同时操作，确保定子止转筋不与模拟定子槽干涉即可。

图3 制作标记线

将模拟定子φ50 mm外径用记号笔（或红丹粉）均匀涂覆；或将模拟定子φ50 mm外径外露，置于右机壳定子定位槽中，记号笔（或红丹粉）均匀涂覆外露部分，至少涂覆至与左机壳的定子定位筋宽度范围外，如图4所示。

图4 模拟定子外径涂敷颜料

将模拟转子、模拟定子、齿轮箱体一并组装并装配定位入右机壳中（应注意避免触碰模拟定子涂覆颜料），合上左机壳。将左、右机壳的定子定位筋附近压紧或打紧机壳螺丝。由于左机壳的定子定位筋尚未加工到位，在压紧定子的机壳外部附近，通常可见较大缝隙。将压紧的机壳静置数分钟后，打开机壳。此时左机壳的定子内孔筋面上，出现记号笔（或红丹粉）颜色斑点印记，如图5所示，印记代表φ50mm定子外径与左机壳定子内孔筋配合接触点，用美工刀将这些带有印记的部分定子筋去除。