铁芯制造工艺
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铁芯叠压原理 1. 前言 铁芯叠压是电气设备中常见的组件。它由许多不同形状的钢片叠合而成,在变压器、电感器、电机、发电机等电气设备中发挥极为重要的作用。在这篇文章中,我们将深入介绍铁芯叠压的原理、结构、制造工艺、以及应用等方面的详细内容。
2. 铁芯叠压的原理 铁芯是由磁性材料制成的,其主要成分是硅钢或镍铁合金等。在不同的电气设备中,铁芯所起到的作用也有所不同。比如,在变压器中,铁芯主要承担将电能从低压端传递到高压端的任务;在电机中,铁芯则负责转化电能与机械能之间的相互转换;在电感器中,铁芯有助于增强电磁感应的强度。
铁芯的一个重要特点是具有高导磁率和低导电率。这意味着铁芯能够快速有效地吸收和释放磁场,同时避免电流通过芯部时产生的能量损耗。
铁芯由多个互相叠合的磁性片组成,每个片子之间有一层很薄的绝缘层。这种设计能够有效地减少铁芯中涡流的发生,从而保证磁通密度在铁芯内不间断地通过。 3. 铁芯叠压的结构 铁芯叠压的结构包括两个关键组成部分:铁芯和绝缘层。铁芯是由多个形状相同且尺寸较小的钢片组成,这些钢片通常采用套着漆包线的镍铁或者硅钢,其表面会保留一定的磨砂效果,以防止纵向滑动。绝缘层则是由一层薄膜或者电气纸制成,其作用是防止电流在铁芯内部形成涡流。
铁芯的组织形式有两种:一个是立式组织,一个是横向组织。立式组织中翘曲现象较小,磁路长度可少;横向组织则在侧向磁通和对称性上具有更优的性能,所以使用更为广泛。
铁芯还分为单相、三单相、三相等多种组成方式,不同的组成方式适用于不同的情况。单相铁芯主要用于较小的电力设备和一些特殊的测量设备,比如电子变压器;三单相铁芯用于单相或三相变压器和电多功能设备,如变频器;三相铁芯则主要用于电机等需要大功率设备的工作。
4. 铁芯叠压的制造工艺 铁芯的制造工艺非常复杂,需要经过多个步骤才能完成。首先,钢片必须按照需要的规格进行切割和矫正。然后,这些钢板需要进行缩放,以便在叠压时更好的贴附在一起。接下来,每层钢片都需要通过针对性的机械加工工艺,以便钢片之间的间距保持一致,并保证各层之间的纵向距离也保持一致。最后,制成的铁芯还需要在每个叠合点处进行扣压,以保证各层钢片之间保持极佳的接触。 制造铁芯的过程中,每一步都需要严格把控,特别是在钢片切割、缩放和加工的环节中需严谨精细,以免影响铁芯的工作性能。
变压器生产工艺流程变压器是一种将高电压转换成低电压或低电压转换成高电压的电器设备,它在电力系统中起着至关重要的作用。
下面将介绍一下变压器的生产工艺流程。
1. 材料准备:变压器的主要组成部分是铁芯和线圈。
铁芯通常由取向硅钢片制成,具有优良的导磁性能。
线圈主要由铜线或铝线绕制而成。
在生产工艺开始前,需要对这些材料进行充分的准备和检验,确保其质量合格。
2. 铁芯制造:铁芯制造是变压器生产中的关键步骤。
首先,将取向硅钢片剪裁成所需的形状和尺寸。
然后将这些片层叠组装起来,并进行表面处理和热处理,以提高其导磁性能和耐腐蚀性。
3. 线圈制造:线圈是变压器的另一个重要组成部分。
根据设计要求,将铜线或铝线绕制成所需的匝数和层数,并进行绝缘处理,以避免电流泄漏和短路。
4. 组装:在变压器的组装过程中,首先将铁芯和线圈组装在一起,并进行绝缘和固定处理,确保它们的位置和连接稳固可靠。
然后,将绝缘材料和冷却装置安装到变压器中,以提高其绝缘性能和散热效果。
5. 测试和调试:完成组装后,需要对变压器进行全面的测试和调试,以确保其工作正常并符合设计要求。
测试项目包括绝缘耐压测试、漏电流测试、温升测试、负载和空载试验等。
6. 包装和出厂检验:完成测试和调试后,将变压器进行包装,并进行出厂检验。
出厂检验包括外观检查、功能检测、标志和说明书的填写等,以确保变压器能够安全运输和正确使用。
总结起来,变压器的生产工艺流程包括材料准备、铁芯制造、线圈制造、组装、测试和调试以及包装和出厂检验。
通过这些工序的精心操作和严格检验,可以确保所生产出的变压器具有优良的性能和可靠的品质。
硅钢生产工艺流程取向硅钢也称冷轧变压器钢,是一种应用于变压器(铁芯) 制造行业的重要硅铁合金。
它的生产工艺复杂,制造技术严格,主要分为普通取向硅钢(CGO) 和高磁感应取向硅钢( HiB) 。
取向硅钢是1930年美国的高斯( N. P. Goss) 首次发现的。
硅钢片是含硅量在3%~5%左右、其它主要是铁的硅铁合金属。
分为取向硅钢和无取向硅钢,是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金。
硅钢片的加工工艺酸洗通过除鳞机与盐酸罐,除去热轧钢带的氧化物,以防止冷轧成品表面的缺陷。
冷冲压为了确保不同用途的厚度与材质,将减速比例设在40%-90%,并为实现自动厚度控制、自动形状控制等先进的控制设备。
退火是软化冷冲压工程中硬化了的钢带材质的工程。
通过金属加热及急速冷却,生产深加工用钢及高张力钢,并采用装箱(罩退)退火与连续退火法。
绝缘涂层将硅钢板加工成铁芯时,为改善其加工性能并防止相当于钢板厚度自乘的涡电流损失,采用连续涂镀设备,在钢板上下面喷射绝缘涂液。
硅钢片加工工艺流程和工序冷轧取向硅钢工艺流程→ 一次冷轧→ 中间退火→ 二次冷轧→ 脱炭退火涂隔离层→ 罩式炉高温退火→ 热平整涂绝缘层→ 纵切(或横切)→ 包装脱炭退火涂隔离层-------------典型的涂MgO隔离层,用于取向硅钢。
罩式炉高温退火--------一般也是取向硅钢,部分半工艺无取向硅钢也用罩式退火,只是温度比取向要低些。
冷轧无取向硅钢工艺流程:铁水脱硫预处理→ 转炉吹炼→真空处理→ 连铸→ 热轧→ 酸洗冷轧联合机组→纵切机组/切边重卷机组→ 宽卷包装/窄卷包装。
为了简化传统无取向电工钢的生产工艺,降低消耗,提高无取向电工钢的磁学性能,通过氧气顶吹转炉(BOF)-RH真空处理-LF精炼炉-薄板坯连铸连轧(CSP)-酸洗连轧-连续退火流程,来实现更大批量生产。
第1篇一、引言变压器是电力系统中不可或缺的设备,其作用是将高压电能转换为低压电能,以满足各类用电设备的需要。
随着我国电力工业的快速发展,变压器制造技术也得到了长足的进步。
本文将从变压器制造工艺的各个方面进行详细介绍,包括材料选择、结构设计、制造过程、质量控制等。
二、材料选择1. 硅钢片:硅钢片是变压器铁芯的主要材料,其性能直接影响变压器的损耗和效率。
优质硅钢片应具备以下特点:低损耗、高导磁率、良好的机械性能和耐腐蚀性。
2. 铝或铜:变压器绕组通常采用铝或铜作为导线材料。
铝具有重量轻、成本低、导电性能好等优点,但机械强度较差;铜具有较高的导电性能和机械强度,但成本较高。
3. 绝缘材料:绝缘材料是保证变压器正常运行的重要部分,包括绝缘纸、绝缘漆、绝缘油等。
绝缘材料应具备良好的绝缘性能、耐热性能、耐油性能和耐老化性能。
4. 其他材料:变压器制造过程中,还需要使用各种辅助材料,如绑带、垫圈、螺栓等,这些材料应具备良好的机械性能和耐腐蚀性。
三、结构设计1. 铁芯:铁芯是变压器的磁路部分,由硅钢片叠压而成。
铁芯结构设计应满足以下要求:高导磁率、低损耗、良好的散热性能。
2. 绕组:绕组是变压器的电路部分,由导线绕制而成。
绕组设计应满足以下要求:足够的导电性能、良好的绝缘性能、合理的几何尺寸。
3. 外壳:外壳是变压器的保护部分,通常采用钢板或铸铁制成。
外壳设计应满足以下要求:足够的强度、良好的密封性能、便于安装和维护。
四、制造过程1. 铁芯制造:首先将硅钢片剪切成所需尺寸,然后进行叠压,叠压过程中应注意硅钢片的清洁和整齐。
叠压完成后,进行去毛刺、校平、涂漆等工序。
2. 绕组制造:根据设计图纸,将导线绕制在绕线机上,绕制过程中应注意线圈的均匀性、绝缘层的厚度和绝缘性能。
3. 组装:将铁芯、绕组、外壳等部件进行组装,组装过程中应注意各部件的尺寸和位置,确保变压器结构的稳定性。
4. 热处理:对变压器进行热处理,以提高其机械性能和耐腐蚀性能。
电动机生产工艺电动机生产工艺是指电动机制造过程中所采用的一系列工艺及相关设备的组合,包括原材料准备、加工、装配、调试等环节。
下面将简要介绍电动机生产工艺的主要步骤。
一、原材料准备电动机的主要原材料是铜线、铁芯、线圈绝缘材料等。
在工艺开始前,需要对原材料进行检查,确保其质量符合要求,并对其进行切割、裁剪、清洗等预处理。
二、铁芯制造铁芯是电动机的重要组成部分,它决定了电磁特性和效率。
铁芯的制造通常采用硅钢片,通过模切、组装、焊接等工艺加工成所需形状。
同时,在加工过程中要注意铁芯表面的清洁和防锈处理。
三、线圈制造线圈是电动机中的电磁元件,用来产生磁场和电场。
线圈制造的主要工艺包括绕线、固定绝缘、温度处理等。
绕线工艺要求严格,需要保证线圈的匝数和互相之间的绝缘及固定,同时还需要进行温度处理以提高线圈的稳定性。
四、零部件加工除了铁芯和线圈,电动机还需要其他一些零部件,例如轴承、端盖、摆线齿轮等。
这些零部件通常需要通过铣削、车削、冲压等工艺进行加工,确保其尺寸和质量符合要求。
五、装配调试在完成零部件的加工后,需要进行装配调试。
这包括将线圈、铁芯、轴承等组装在一起,并进行电性能测试、机械性能测试等,以确保电动机的正常运行。
六、表面处理在装配调试完成后,还需要对电动机进行表面处理,以提高其外观质量和防腐性能。
常见的表面处理方式包括喷漆、电泳、电镀等。
七、包装出厂最后,对已经完成表面处理的电动机进行包装,并进行检查和质量验收。
通过合适的包装方式,保证电动机在运输途中不受损,并交付给客户使用。
综上所述,电动机生产工艺主要包括原材料准备、铁芯制造、线圈制造、零部件加工、装配调试、表面处理和包装出厂等步骤。
这些步骤的执行严格性和质量把控对于电动机的性能和寿命具有重要影响。
定子铁心制造控制办法
Y2、Y3系列三相异步电动机的定子铁心为外压装结构。一定数
量的定子冲片和两端的定子压圈经装压后用扣片扣紧成一个整体。
冲制定子、转子冲片用电工硅钢片,一般采用厚度为的热轧或冷
轧硅钢板或卷料,冷轧硅钢片以其优良的电磁性能和机械性能将逐渐
取代热轧硅钢板。在装有自动进料装置的高速冲床上加工冲片时,都
采用卷料,其余则采用板料或由板料剪裁成一定尺寸的条料。条料用
龙门剪床或滚动剪床进行裁剪。
冲制冲片时,要合理地排样和选择适当的冲制余量,以提高材料
的利用率。
定子、转子铁心是由定、转子冲片压装而成的,因此,冲片质量
主要根据铁心的技术要求确定,有以下几点:
(1)定子冲片内、外圆和转子冲片的轴孔尺寸为8级精度,定子冲
片外圆对内圆的同轴度为8级。(精度等级越高,尺寸公差范围就越
小,具体见冲片图纸要求)。
(2)定子冲片槽形尺寸为10级精度,槽形沿圆周应均匀分布。
(3)冲片断面上的毛刺应小于,复式冲槽的冲片个别部位毛刺允许
为。
定子、转子冲片的冲制方法有单式槽、复式冲槽和多工位级进
冲制等。此三种冲制方法的特点和适用范围见表3-6.
定子、转子冲片制造方法很多,但都要保证冲片内、外圆同轴度
得精度。采用单式冲槽、复式冲槽时,冲片内外圆要一次冲成。多工
位级进冲时,则由冲模的高精度来保证。
定子冲片在压装前,需对表面进行绝缘处理,其目的主要是为了
减少铁心涡流损耗,而且可增强其腐蚀、耐油和防锈性能。
:
冲片表面进行绝缘处理,主要技术要求是绝缘层应具有良好的介
电性能、耐油性、防潮性、附着力强和足够的机械强度和硬度,
表3-6 各种类型冲制方法的特点和适用范围
冲制方法
特点和适用范围
单式冲槽 (1)冲片槽形的等分度主要取决于冲槽机等分装置的进度和坯片的定位精度。定子冲片以单式冲槽时,坯片的定位方式分为轴孔和外圆两种。以外圆定位槽冲,定位误差较小,但是冲槽速度较低。 (2)提高单槽冲的效率,关键在于加快冲槽的速度。目前多采用自动或半自动
高速冲槽机。
(3)单式冲模结构简单,易于制造,模具装拆方便。
(4)适用于品种规格多,批量不大的生产。
复式冲槽 (1) 用复式冲模在普通压机上冲槽,在压力机一次行程中,按冲模的设要求 ? 冲出冲片的全部槽形,生产效率高。
(2) 冲片质量主要取决于冲模精度,模具制造较复杂。
(3) 主要用于中等和大批量生产。
多工位级进
冲模
(1)在装有自动进料装置的高速自动冲床上,按冲制工步顺序排列级进多工位
冲模,用卷料进行连续送料。在冲床一次行程中同时完成几道工步,如冲轴孔
及转子槽、冲片定子槽及扣片槽、冲出转子冲片、冲出定子冲片,生产自动化
程度较高。
(2)高速自动冲床的冲制速度较高,达200~300次/min。
(3)多工位级进冲模的结构复杂,制造精度高,如级进距的精度要求严格控制
在±范围内。而且冲模必须有较长寿命,其凹凸模的工作部分一般采用钨钴类
硬质合金制成。
(4)这是一种冲片质量较好、生产效率高的方法,用于小型电机的大量生产。
而且绝缘层要薄,以提高铁心的叠压系数,增加铁心的有效长度。
部分系列H180及以上的电机定子冲片表面需经绝缘处理,常用
方法涂1611油性硅钢片漆。漆膜的单面厚度为~,双面厚度不大于。
涂漆前要检查毛刺大小,表面有否油污和锈斑,以免影响涂漆质量。
冲片在专用设备(如三段式涂漆机)上连续进行涂漆和干燥。涂
漆设备由涂漆机构(包括涂漆滚筒和贮漆器等)、传送带和通风装置
等组成。
/
涂漆时要按照漆的粘度和固体含量以及每次涂漆层厚度,调节漆
的粘度和控制好滚筒的压力。涂漆分两次进行,以使漆膜均匀。
漆膜的干燥过程是一个重要的阶段。干燥炉设有溶剂挥发区、漆
膜固化区和空冷区等几部分。炉内温度分布、温度的升降坡度等均应
严格控制,且需调节好传送带的温度,是漆膜得到必要的干燥时间。
在涂漆过程中注意劳动保护。
在小型电机生产中,对冲片表面进行氧化处理也是一种常用的绝
缘处理方法。氧化处理生产的氧化膜具有良好的绝缘性能,两面总厚
度在以内。它的导热性能较好,有利于铁心的轴向导热。经热处理后
冲片毛刺受涨缩而脱落,提高了铁心质量.氧化处理是把冲片加热到
一定温度时再通入氧化剂,经一定时间的加热氧化,使冲片表面形成
一层由Fe3O4和Fe2O3组成的氧化膜.
氧化处理规范为:将冲片置于氧化炉内,当炉温升到350℃左右
开始送氧化剂(通常为空气和水蒸气混合物),压力为经30~40/min
后增压到.待炉温升到 550~580℃保温3~4h。在箱式电炉中氧化处
理,应注意使堆置于炉中的冲片能均匀受热和得到充分的氧化剂。
冲片表面绝缘处理后应进行以下质量检查:
(1)外观检查 经氧化处理后的冲片表面应附有一层红棕色或
深蓝色的氧化膜.表面涂1611漆时,涂一次漆的冲片,表面呈淡
褐色并有光泽;涂两次漆的冲片,表面呈褐色并有光泽。漆膜应均
匀,不允许有明显的气孔,漆瘤和皱皮出现。
(2)绝缘层厚度测量 分为单片和多片测量.在单片测量时,用
千分表测量数点,待绝缘处理后在相应部位重复测量绝缘厚度.
在多片测量时,取10X10cm的试片20片,在未处理前用 Pa压力
后测量其叠压的总厚度,绝缘处理后在相同的压力下再测量其叠
加的总厚度,则可计算出绝缘的平均厚度.
(3)绝缘电阻测量 取10X10cm的试片20片,在施加 Pa压力
下,用伏安法测量其绝缘电阻.试验时电流一般应小于100mA.按
此方法测量,异步电动机的定子,转子冲片的绝缘电阻允许值:定
子冲片为40ΩC㎡片,转子冲片为20ΩC㎡片。
目前我们使用的冲片,表面都已经形成一层很薄的氧化膜,所以
在冲压过程中尽量不要破坏或磨损表面。(所以要求冲压要注意
控制毛刺,不要打磨毛刺,以免损坏表面氧化绝缘层)。
定子冲片表面绝缘处理后便可进行铁心压装.定子铁心压装工
艺有内压装和外压装两种.所谓内压装工艺是直接在电机机座内将定
子冲片压装好.外压装工艺则是先将定子冲片压装成定子铁心,待嵌
线和绝缘处理完成后再将其压入电机机座内。我们的电动机定子铁心
采用外压装工艺。压装时以冲片内圆为基准进行装压,再用扣片扣紧
使定子铁心成为一个坚实的整体。
定子铁心压装技术要求是:
~
(1)冲片间保持一定的压力,一般为~105Pa。
(2) 铁心内外圆和槽形表面整齐,齿部弹开度公差符合表1规定
要求。
(3) 铁心的重量和长度符合规定要求。
(4) 定子铁芯在扣压后,在搬运过程中注意磕碰,防止变形受损。
(5) 表1
铁心长度 摊开度公差 铁心长度 摊开度公差
《
≤100
+4 >200~300 +6
>100~200
+5 >300 +7
单位:mm
{
铁心压装是除了要保证重量和紧密度外,同时还要使长度符合公
差规定的要求。铁心的重量是电机设计时决定磁密的依据,而压力则
是保证铁心具有紧密度得必要手段。压力、重量和长度三个量通是通
过压装系数联系在一起的。对于热轧硅钢片,冲片的压装系数为;对
于冷轧硅钢片,压装系数可达到,这是冲片表面质量的指标。
铁心压装在油压机或铁心压装专用设备上进行。为保证铁心压装
质量,需采用专用的压装模具(包括上、下压胎,心轴,涨胎,槽样
棒等)。压装时,可采用定量压装或定压压装,但都必须保证铁心的
重量和长度符合规定要求。为了使铁心的重量、长度和片间压力保持
稳定关系,除了要控制装配质量以外,更重要的是严格控制冲片质量,
如绝缘层厚度、冲片厚薄均匀、表面质量和毛刺大小等。对于小电机
的外压装铁心,在决定压装压力时,要考虑到铁心搬运中可能产生松
动,压力取为~。
在冲片质量符合要求的情况下,压装模具的结构和精度对铁心压
装质量影响很大,定子压装铁心时,以冲片内圆为基准,采用涨胎工
具使铁心内、外圆涨齐,同时用多根槽样棒插入定子槽内,以保持槽
形整齐。槽样棒一般较冲片槽形的名义尺寸小。涨胎外圆公差为k5.
压装模具的表面均需经淬硬后磨成。
定子在入库前应做好相关检验。检验项目一般有以下要求。
定子铁芯质量一般要求:
1、铁心长应在靠近扣片处测量;保证图纸要求。
2、铁心齿部弹开后的长度应不超过相应范围 ;
3、铁心叠压后的槽形尺寸,可较冲片槽形小 ;
4、铁心应不磨不锉,但槽口如有毛刺影响嵌线时,允许锉去。
5、内外圆要求整齐,要求外圆尺寸不应大于相应图纸要求。
6、两端面与内孔必须垂直,不得歪斜,测量办法可用90°纸张
圈绕测量办法,错开一般不大于3mm。