瓦形铁氧体磁钢与薄壁磁轭固持问题
无刷直流电动机的磁钢需要和薄磁轭粘接,并在粘接后还要机械加工,因此粘接的方式、材料就需要特殊选择。经多次筛选实验,最后选择了合适的固持方式。搅拌式洗衣机用的直流无刷电动机在国内洗衣机行业中还是较新型的电动机,电机转子是由十五块尺寸大小相同的瓦形磁钢与薄壁圆桶形磁轭相粘连,但由于磁轭壁厚较薄,易变形,同时对于固持后的磁钢还需要进行磨削加工,因此需要允许承受较大的剪切力。
所以磁钢的固持方式及材料选择则成为转子质量的关键问题。
1、形铁氧体磁钢的固持方式一般来说,磁钢有机械固持方式、胶粘固持方式、混合固持方式。
- 机械固持方式机械固持磁瓦多用于玩具电机、电吹风电机等微型电机,。这种方式的优点是安装方便,节约材料,但仅用于小型电机;对于精度较高、较大的电机多采用图2的方式。这种方案是将钢丝卡簧改成了钢板卡簧,这样能卡住较大的磁钢而不至于移动,但也存在如下缺点:
- 卡簧需人工装入,较为费力;由于卡簧连接了两个磁极,使一部分磁力线直接通过卡簧而短路,使电机磁通下降较大,对电机性能不利;
- 此方式仅限用于磁极较少的电机中。
2、胶粘回持方式现在国内外对瓦形磁钢的固持方式多采用胶粘方式,这样即方便又节约用材,工艺性能好。根据我们的了解,国内瓦形磁钢一般主要采用此法,914快速环氧树脂胶、J63双组份快干胶、714硅橡胶、502快干瞬间胶等多是常用粘接剂。
3、混合固持方式混合固持法是即采用胶粘剂把磁瓦胶起来,同时又应用机械固定法,使磁钢在涂胶后且未固化前,用机械方法给予固定。这样就大大地缩短了磁钢胶合时间,又能使磁钢胶合得牢固。磁钢的结构形状要求复杂,否则磁钢在烧结和安装过程中造成破损率较高,不利于产品批量生产。
4、固持方式的选择搅拌式洗衣机用永磁无刷直流电动机的转子,是由十五块瓦形铁氧体磁钢与厚度为4mm、宽度为32mm、直径为300mm薄壁筒形磁轭直接固持而成,磁轭是用0.5mm厚的低碳钢带缠绕而成,定转子之间的间隙只有1mm,因此,在磁钢固持完毕后,为了保证电机的同轴度,磁钢表面还需要进行磨削加工,鉴于机械固持方式和混合固持方式的缺陷,根据多次比较筛选实验所得出的结果,我们选择了胶粘固持方式。如图3所示
5、胶粘剂的选择由于电机的磁轭是溥壁件,直径也较大,易变形,一旦有侧向冲击力,磁钢就极易脱落,而前面所述的各类粘接剂,如914环氧树脂胶、J63快干胶、714硅橡胶、502瞬间胶均属于脆性粘接剂。经过我们实验证明,这些胶耐内心冲出力较差,在磨加工过程中磁钢极易脱落,很难满足要求。经过筛选,使用乐泰326结构胶,终于取得了令人满意的效果。乐泰326结构胶是单组分厌氧胶,清洁,色泽为淡黄色,无刺激性气味,具有快速固化、粘结强度高等特性;它最大填充间隙为0.5mm,粘度为15000mpa•s,抗剪切强度为19Mpa,工作温度为-54℃~107℃,初步固化时间为2min,完全固化时间为12h。
如在使用前,胶合面喷涂促进剂,则更能进一步加速粘合,同时又能增强胶合的强度,经过反复实验和测试表明,乐泰326厌泰胶的各项性能均满足使用。一台电机因为用了乐泰胶而不用一只螺丝,任何粘接配合均可以用间隙配合;在电机中,磁瓦固定可用326结构胶,电机转子与轴的固定可用680粘接剂,轴承装配可用609粘接剂等。