【原】铁心压装工艺条件的选择

有一次SJ团队到企业参观，在总装分厂观察了电机的零部件后，曾感叹了一句：电机做起来很简单！做电机的我们都知道，做电机容易，但做好电机真的不容易；同样的方案，不同的电机厂家不同的工艺会出现多种不同的性能效果。今天Ms.参与大家应电机铁芯的制造进行简单的归纳。实在的讲，技术水准的差异很难从纸面上看出来，而是在一些经验的积淀中体现。

定量与定压问题

电机铁心必须具有一定重量的冲片，片间存在足够的压力，使铁心成为一个坚固的整体。这样才能保证电机的性能以及运行的可靠性。不论是定“量”压装还是定“压”压装，均应符合这个要求。

定量压装是以重量为标准控制铁心。但是，由于硅钢片的密度、毛刺、厚薄及漆膜厚度等不稳定因素的影响，往往造成铁心重量一定时，长度不符合规定值。由于没有压力标准，常常因压力不足而使铁心松动，或因压力过高损坏片间绝缘。

定压压装是以压力控制铁心。在实际生产中，由于上述不稳定因素的影响，以及冲片内外径尺寸和槽形整齐度的误差，使得叠压时的摩擦力变化很大，难以用压机的压力来控制铁心的片间压力，当用手扳压力机时，更不易控制。

任何时候都不能以冲片的片数来控制铁心压装。因为，硅钢片厚度公差（一般为铝分厂和装配分厂士10%）远远不能保证铁心的质量。

实际生产中，采用定量、定压、定长度相结合的方法。即以定量为主，压力允许在一定范围内变动，适当地增减冲片数（一般不超过2-3片），以保证铁心长度。

铁芯叠压系数

理论上一台电机铁心硅钢片用量（公斤）按式（1）计算。

G_Fe=K_Feρ_FeSL……………………（1）

式（1）中：

K_Fe——铁心叠压系数，即铁的填充系数；

ρ_Fe——硅钢片密度（kg/m³）；

S——冲片净面积（m²）；

L一铁心总长度（m）。

铁心的叠压系数K_Fe，从定义可按式（2）计算。

由此可以看出，K_Fe与硅钢片的净厚度、两边绝缘厚度以及片间间隙有关。实际上，绝缘厚度受绝缘处理工艺的影响，而片间间隙因压力、毛刺以及铁心结构零件质量情况不同而变化，也就是说，K_Fe与制造工艺密切相关。在工艺比较稳定的工厂内，叠压系数K_Fe也较稳定。不同的工艺对应不同的叠压系数，大概在0.91-0.98之间不等。

最佳叠压力的选择

为了防止冲片在长期运行中产生松动，须要片间实存压力约为0.8~1.0兆牛/米²。但是，由于压装时要克服较大的摩擦力（如冲片与配合零件轴或机座的摩擦；冲片与压装胎具之间的摩擦）；硅钢片受压后进一步展平，运行冲片绝缘老化收缩等，都会引起铁心实存片间压力的降低。所以，压装压力要稍高于兆牛/米²。为了防止外压装铁心在搬运、碰撞中引起冲片松动，实际叠压力还要增高一些。

在实际生产中，一些工厂由于怕铁心松动和追求提高叠压系数，小型异步电机定子铁心的叠压力往往高达20~30兆牛/米²，以致压伤冲片绝缘，引起铁心性能恶化。最佳叠压力的选择，须通过对定子铁心磁性能及叠压系数的分析比较而定。

●叠压力对铁心磁性能的影响

随着叠压力的增加，铁心冲片的内应力增高，在30兆牛/米²以下，铁心所产生的内应力实际上处于弹性范围内。由于弹性应力使得铁心磁性能恶化，但在压力撤消后，磁性能又会改善。

当叠压力为兆牛/米²时，对于小型异步电动机定子铁心，由于内应力引起的单位损耗仅增加5%（B=1.5特），而为建立这种磁感应强度所需磁场强度则增加47%左右。可见应力对磁化曲线的影响较大，即使有可靠的片间绝缘，定子铁心以一定的压力叠压和紧固时，由于产生弹性应力，定子铁心的磁性能恶化了。

实际上铁心冲片片间绝缘质量并非十分可靠，有的甚至很差，加以冲片有很大的毛刺，因此，当叠压力增高时，不仅磁滞损耗增加，而且随片间绝缘电阻值的降低，又引起了涡流损耗的增加，这种增加远远地超过由于弹性应力所引起的增加。

由于片间绝缘不良和冲片毛刺的影响，使得铁心单位损耗随叠压力的增高而急剧增加，而对磁化曲线的影响很小。

●叠压力和叠压系数的关系

根据试验对比数据和曲线的分析，为了提高铁心的叠压系数，对于氧化处理冲片叠压的定子铁心，可以先以20兆牛/米²压力预压，最后用4~6兆牛/米²压力压紧，并以扣片紧固铁心。

预压实际上不影响铁心最终的磁性能。采用预压铁心的叠压方法，可以提高叠压系数确保铁心的紧密度。实验证明，这种工艺方案可以使小型异步电动机的空载损耗和杂散损耗降低，效率提高。

对于涂漆绝缘的冲片，一般当片间压力超过4兆牛/米²时，片间绝缘会破坏，故不能任意提高叠压力。

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