电机转子离心铸铝模的设计(1)
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小型铸铝转子离心铸造工艺研究现代大中型电机铸铝转子以离心铸造工艺生产居多,而小型铸铝转子主要由压铸方式生产。
文章对小型铸铝转子的离心铸造工艺展开研究,验证了离心铸造工艺对小型电机铸铝转子实际生产的可行性,并提高了电机的整机运转性能,取得了良好的成果。
标签:小型铸铝转子;离心铸造;顺序凝固;致密度;电机效率如何提高电机的工作效率,同时降低制造成本,一直是广大电机设计制造者追求的目标,只有设计制造出更高效的电机产品,才能让电机制造企业在激烈的市场竞争中生存,同时这也是当今社会节能减排、绿色发展的需要。
以往,我公司生产的小型铸铝转子都采用压铸方式生产,电机效率一直无法得到有效提高,这是由压铸工艺性质本身所决定的,主要是由于压铸速度较快,铁心内的空气无法及时排出,造成铝条及端环处出现细微的气孔,从而影响了电机效率。
近来,我公司为提高小型电机的工作效率,从提升转子性能入手,研究了一套离心铸造设备及工艺来生产小型铸铝转子,取得了很好的应用效果,电机实际工作效率提高2%~3%。
本文结合NEMA18-4P/2.2kW电机铸铝转子,由压铸方式改为离心铸造工艺后的实际性能进行分析。
1 转子结构本转子铁心为高冲自扣闭口槽结构,因此浇铸时无需中套。
铁心外径∮105mm,铁心高度150mm,端环外径∮103mm,端环内径∮56mm,端环厚度12mm,轴孔∮34mm,转子总重7.95kg,其中铝部净重0.98kg。
2 工艺方案此小型铸铝转子,国内自动化生产尚属首次,无可借鉴经验,又无资料可查。
经过反复分析研究,精心拟定了一整套离心浇铸工艺实施方案。
其中包括自动化设备的研究,工艺参数确定和模具结构设计等。
2.1 自动化设备的研究由于小型铸铝转子一般批量较大,手动浇铸无法满足生产要求,所以为适应生产节奏,特研究了一整套双工位自动化生产设备来提高生产效率,大量使用伺服电机、光电传感器等先进电子元器件,采用先进PLC来进行控制,适用于外径150mm以下,高度200mm以下的闭口槽转子铁心。
2020年第12期农机使用与维修19基于Solidworks的电机转子压力铸铝模具的设计王英利,王凤仙,盖志鹏,孔祥锂(呼伦贝尔学院,内蒙古 呼伦贝尔021008)摘要:电机转子是电动机中的重要部件,其质量对电机整体运行功效有很大影响。
压力铸铝是国内普遍采用的先进生产方法,通过对已有模具及产晶进行分析,发现原有压铸模结构存在缺陷,因排气不好导致严重气孔和缩松情况,影响充铝率和产品质量。
通过对上、下模结构开设溢流槽等改进方案,使用Solidworks软件进行建模和虚拟装配,结合使用3D打印技术设计出新的模具,其铝液流动性更好、充铝率和质量大幅提升,设计应用周期缩短,设计成本降低。
关键词:电机转子;压铸模具;Solidworks中图分类号:TG249.2;TM305文献标识码:B doi:10.14031/ki.njwx.2020.12.0080引言电机作为常用的动力输出装置,广泛应用于各种机械中。
电机转子是电机中的核心部件,对电动机的稳定工作运行有很大影响。
电机制造中影响电机能效水平的因素主要有:定子铜耗、转子铝耗、铁芯损耗、轴承和风扇的机械风磨耗与不明原因的杂散损耗等。
可以看出转子质量的提升是提高电机能效水平的有效方法之一。
电机转子的常用加工方法有重力铸铝、振动铸铝、离心铸铝、压力铸铝等。
因重力铸铝和振动铸铝产品下端环凝固不容易得到铝水的补充,容易产生气孔,实践生产中应用较少。
国内外多数电机生产厂对中小型电机生产基本都采用压力铸铝方法,主要因为压力铸铝具有生产效率高而且容易实现自动化的优点。
转子压力铸铝工艺是使用压铸机把融化好的铝水压射到转子铁芯和铸模中,完成笼型转子的铸铝工作。
由于压铸件只留有少量甚至不留加工余量,浇注系统及溢流槽等容易去除,后续的机械加工量很少,既降低了原材料成本,又节省了加工成本和工艺装备成本。
铸件在价格方面具有了很强的市场竞争力。
基金项目:2018年呼伦贝尔学院科研项目:一种电机转子压力铸铝模具的设计,项目编号2018JYYB08;2018年呼伦贝尔学院科研促进教学一般项目:学生参与的机械类基础课程科研转化的研究,项目编号2018KCYB08;自治区教育科学“十三五”规划2019年度立项课题:应用型人才培养模式下创新创业教育教学体制的研究作者简介:王英利(1979-),男,吉林吉林人,工程硕士,副教授,研究方向:焊接模具设计、智能制造。
转子离心铸铝的工作原理
转子离心铸铝是一种常用的铝合金零件制造方法,它的工作原理如下:
1. 铝液准备:将铝合金原料经过熔炼和调配,得到符合要求的铝液,通常包括铝和其他合金元素的混合物。
2. 模具准备:根据所需铝合金零件的形状和尺寸,制作出对应的模具,通常为铸造用模具。
3. 模具装置:将模具装入铸造设备,确保模具的稳定和正确放置。
4. 转子旋转:启动铸造设备,使转子开始旋转,通常在高速旋转状态下,以产生离心力。
5. 铝液注入:将预热至液态的铝液注入到模具的中心。
6. 离心力作用:由于转子的旋转,铝液受到离心力的作用,沿着模具壁面迅速扩散。
7. 金属凝固:随着离心力的作用,铝液逐渐冷却并凝固,形成铝合金零件的外形。
8. 铝合金零件脱模:待铝液完全凝固之后,停止转子旋转并取出模具,然后将铝合金零件从模具中取出。
9. 检验和后续处理:对铝合金零件进行外观检查、尺寸测量以及其他必要的质量检验,如有需要,还可以进行热处理、机械加工、表面处理等后续工艺。
通过上述工作原理,转子离心铸铝能够制造出形状复杂、壁厚薄、高精度的铝合金零件,适用于各种工业领域的应用。