專利名稱:直線電機牽引疊片式感應板制作工藝的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種直線電機次級線圈的制作工藝,尤其是用于鐵道的直線電機牽引疊片式感應板制作工藝。
背景技術:
目前,采用直線電機牽引的運載系統已在國內個別城市的地下鐵道中運行成功,與傳統的直流或交流旋轉牽引電機相比,直線電機運載系統具有爬坡能力強、通過曲線半徑小、噪音低、節能、輪軌磨耗少、不受輪軌面粘著力影響和維護少、運營成本降低等許多優點。
與同容量的旋轉電機相比,直線電機的功率因數和效率都比較低。尤其是用于地下鐵道牽引的直線電機,由于其次級-感應板的結構尺寸和安裝尺寸都受到比較大的限制,氣隙偏大,影響了直線電機牽引力的提高,其功率因數和效率更低。
目前,鑒于國內技術水平,我國用于地下鐵道的直線電機的感應板由鋁板(厚7毫米)和鋼板(厚25毫米)采用爆破或輥軋的方法制成復合板,再焊上支持架,通過螺栓緊固在軌枕上,如圖1、圖2所示。這種復合材料的感應板,在制造廠按1.25米、2.5米、5米三種長度,采用焊接-加工的工藝過程制造,然后運到地下鐵道的現場再按照設計安裝、調試、直至通過檢驗交付使用。然而這種采用復合材料制造出來的感應板和采取制造廠制造、現場安裝這種工藝流程有以下缺陷第一,采用復合材料制造的感應板使直線電機的氣隙大,磁阻大,次級渦流損失大,直線電機的效率和功率因數偏低;第二,為了保證感應板的尺寸和形狀的一致性,其尺寸精度和形位公差要求比較嚴格,增加了制造難度,提高了生產成本,加之運輸及倉庫保管過程中的碰撞,容易損壞感應板的表面和形狀;第三,使用尺寸和形狀嚴格的感應板在尺寸和形狀不嚴格的軌枕上安裝,僅僅依靠調整感應板緊固螺栓下的墊片厚度來保證感應板表面的平整度、高度及中心線,無疑增加了現場安裝的難度和成本;第四,制造廠生產的感應板只可能是短尺寸(1.25米、2.5米、5米)和直線形,用這樣的感應板在地鐵軌道上鋪設出的直線電機的次級,導致其斷縫很多,尤其是在彎曲線段和坡度線段,感應板之間的斷縫會更多,斷縫間距離會更大。感應板的斷縫間隙隔斷了直線電機次級的感應磁場和感應電流,增大了直線電機的勵磁電流、降低了直線電機的效率。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種可提高直線電機牽引性能的直線電機疊片式感應板制作工藝。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是該直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,包括以下步驟a、將薄鋼板裁剪成窄鋼帶,在窄鋼帶上沿其長度方向間隔制作出上下兩排孔制成疊片,上排為次級線圈孔,下排為安裝支持架的安裝孔;b、將多片疊片沿鋼軌的長度方向垂直于鋼軌的上平面展開,各疊片層疊并使其上下兩排孔均對齊,然后將各層疊片疊壓在一起形成次級鐵芯;次級鐵芯兩側的支持架通過安裝孔將次級鐵芯和支持架連接成一體,然后以鋼軌為基準,將支持架固定在鐵道軌枕上,使次級鐵芯的長度方向與鋼軌平行;c、在次級鐵芯的次級線圈孔中用導電條將次級鐵芯左右兩側的導電端部聯接在一起,制造出直線電機牽引疊片式感應板。
d、以鋼軌為基準對直線電機牽引疊片式感應板頂部進行金加工。
為了進一步提高直線電機的牽引力,在步驟b中制作次級鐵芯時,將各層的疊片的端頭沿長度方向適當錯開,多段疊片首尾相連并適當錯開每層疊片相連的接縫位置,制造出所需長度的次級鐵芯。
本發明的有益效果是具有交流異步電機次級鼠籠式線圈的特點,加大了次級導線切割磁力線的作用和減少次級鐵芯渦流損失,其電氣性能優于復合材料制成的感應板,可以提高直線電機的牽引力、效率和功率因數,降低能耗;消除或減少了短尺寸感應板造成的斷縫和間隙,進一步提高了直線電機的牽引力,減少了直線電機的勵磁電流;易于克服鋼軌彎道和坡道安裝短尺寸感應板斷縫間隙過大、端部翹角等弊病;感應板頂面經現場加工后,其形狀連續一致、尺寸精度高,利于直線電機減小氣隙,增大牽引力和降低能耗。本發明的感應板作為一個連續整體利于抵抗直線電機的吸力,增強了安裝的牢固程度,減輕對緊固件的要求。
圖1是現有的復合板材料式感應板的側視圖。
圖2是圖1中A-A方向的剖視圖。
圖3是本發明的感應板的一種實施方式的側視圖。
圖4是圖3中B-B方向的剖視圖。
圖5是本發明的感應板的另一種實施方式的側視圖。
圖6是圖5中C-C方向的剖視圖。
圖7是本發明中的一種疊片的主視圖。
圖8是本發明中的另一種疊片的主視圖。
圖9是本發明中的又一種疊片的主視圖。
圖10是本發明中的支持架的主視圖。
圖11圖10中D-D方向的剖視圖。
圖中標記為疊片1、次級線圈孔2、支持架3、安裝孔4、鋼軌5、次級鐵芯6、軌枕7、導電條8、導電端部9。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
如圖3~圖11所示,本發明的直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,包括以下步驟a、將薄鋼板裁剪成窄鋼帶,在窄鋼帶上沿其長度方向間隔制作出上下兩排孔制成疊片1,上排為次級線圈孔2,下排為安裝支持架3的安裝孔4;材料可采用無絕緣層的成卷的電工鋼板,如0.5毫米厚的矽鋼板卷材,其長度有一卷鋼板長,其寬度由直線電機次級的電氣性能和機械性能確定。疊片1可以在工廠中制作完成,沖孔后卷成園盤狀,以便運輸和安裝。
制造廠同時還可生產支持架3,其孔的形狀、尺寸和間距與上述疊片的安裝孔4一致,其長度可以為1.25米、2.5米、5米等,即長度為鐵道軌枕距離0.625米的整數倍。
b、將多片疊片1沿鋼軌5的長度方向垂直于鋼軌5的上平面展開,即使疊片1立面垂直于鋼軌平面,可使用支架或鋪設車輛順著鐵道的鋼軌5鋪展。疊片1的數量與感應板設計的寬度一致。如300毫米寬的感應板就需要600片0.5毫米厚的迭片鋪設。各疊片1層疊并使其上下兩排孔均對齊,可利用形狀與沖孔一致的樣棒保證疊片沖孔同軸。然后將各層疊片1疊壓在一起形成次級鐵芯6;次級鐵芯6兩側的支持架3通過安裝孔4將次級鐵芯6和支持架3連接成一體,然后以鋼軌5為基準,將支持架3固定在鐵道軌枕7上,使次級鐵芯6的長度方向與鋼軌5平行。鋪設時,疊片1的頂面高度和中心線滿足直線電機的設計要求,頂面留少余加工余量。支持架3與疊片1同時鋪設,并使其安裝孔與疊片1的安裝孔4一致。
利用液壓機具將鋪設完工的疊片1壓緊壓平,液壓機具所產生的壓力以滿足疊片1有比較高的疊壓系數。然后采用適當的工藝將支持架3與疊片1用鋼鉚釘鉚裝成一體。只要將各層非常長的疊片1的端頭首尾相連,并沿長度方向適當錯開每層疊片1相連的接縫位置,就可以疊裝出無限長度的直線電機次級鐵芯6。將多段疊片1首尾相連并適當錯開每層疊片1相連的接縫位置,制造出所需長度的次級鐵芯6。
c、現場制作次級線圈與交流異步電機的轉子一樣,次級線圈包括有導電條8和導電端部9,在次級鐵芯6的次級線圈孔2中用導電條8將次級鐵芯6左右兩側的導電端部9聯接在一起,制造出直線電機牽引疊片式感應板-直線電機的次級線圈。
現場制作次級線圈有兩種方法第一可將導電條8穿過次級線圈孔2將兩端的導電端部9鉚接為一體。例如將形狀與次級線圈孔2一樣的紫銅棒打入疊片1的次級線圈孔2內,并與兩端具有同樣形狀的紫銅板鉚或焊接在一起;第二次級線圈孔2為帶有上部開口的孔,導電條8和導電端部9采用壓鑄方法在次級鐵芯6上形成。例如,用可移動式的壓鑄模用力夾住疊片1鐵芯的上部,再用壓鑄機通過疊片1次級線圈孔2的開口處將溶化的鋁液壓入壓鑄模,待適當冷卻后,各層疊片1的次級線圈孔2內填滿鋁材形成的導電條8,兩端形成了導電端部9。逐次移動壓鑄模就可以沿著無限長度的次級鐵芯6壓鑄連續的導電條8和導電端部9,連續的導電條8和導電端部9聯成一體形成直線電機連續的次級線圈。
d、以鋼軌5為基準對直線電機牽引疊片式感應板頂部進行金加工。例如,用專用的平面銑床,以鋼軌5的頂面和內側面為基準,沿鋼軌5依次對疊片1形成的次級鐵芯6的頂面銑削加工,使其頂面高度、彎道處的斜度、表面粗糙度滿足直線電機的要求。
上述制作完成后,可以用專門的檢測儀沿著鋼軌對感應板進行檢查,檢查表面及高度尺寸、中心線尺寸和次級線圈的物理性能等。
最后,根據需要,還可對感應板進行防銹處理。
同樣的道理,按照上述的工藝過程也能在制造廠生產有限長度(如1.25米、2.5米、5米等)的疊片式感應板。
權利要求
1.直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,包括以下步驟a、將薄鋼板裁剪成窄鋼帶,在窄鋼帶上沿其長度方向間隔制作出上下兩排孔制成疊片(1),上排為次級線圈孔(2),下排為安裝支持架(3)的安裝孔(4);b、將多片疊片(1)沿鋼軌(5)的長度方向垂直于鋼軌(5)的上平面展開,各疊片(1)層疊并使其上下兩排孔均對齊,然后將各層疊片(1)疊壓在一起形成次級鐵芯(6);次級鐵芯(6)兩側的支持架(3)通過安裝孔(4)將次級鐵芯(6)和支持架(3)連接成一體,然后以鋼軌(5)為基準,將支持架(3)固定在鐵道軌枕(7)上,使次級鐵芯(6)的長度方向與鋼軌(5)平行;c、在次級鐵芯(6)的次級線圈孔(2)中用導電條(8)將次級鐵芯(6)左右兩側的導電端部(9)聯接在一起,制造出直線電機牽引疊片式感應板。d、以鋼軌(5)為基準對直線電機牽引疊片式感應板頂部進行金加工。
2.如權利要求1所述的直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,其特征是在步驟b中制作次級鐵芯(6)時,將各層的疊片(1)的端頭沿長度方向適當錯開,多段疊片(1)首尾相連并適當錯開每層疊片(1)相連的接縫位置,制造出所需長度的次級鐵芯(6)。
3.如權利要求1或2所述的直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,其特征是次級線圈孔(2)為帶有上部開口的孔,導電條(8)和導電端部(9)采用壓鑄方法在次級鐵芯(6)上形成。
4.如權利要求1或2所述的直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,其特征是導電條(8)穿過次級線圈孔(2)將兩端的導電端部(9)鉚接為一體。
5.如權利要求1所述的直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,其特征是支持架(3)的長度為鐵道軌枕距離的整數倍。
全文摘要
本發明公開了一種用于鐵道的直線電機牽引疊片式感應板制作工藝,可提高直線電機牽引性能。本發明是在窄鋼帶上沿其長度方向間隔制作出上下兩排孔制成疊片,將各層疊片疊壓在一起形成次級鐵芯,在次級鐵芯的次級線圈孔中用導電條將次級鐵芯左右兩側的導電端部聯接在一起,制造出直線電機牽引疊片式感應板,以鋼軌為基準對直線電機牽引疊片式感應板頂部進行金加工。該工藝制作的感應板加大了次級導線切割磁力線的作用和減少次級鐵芯渦流損失,其電氣性能優于復合材料制成的感應板,可以提高直線電機的牽引力、效率和功率因數,降低能耗,提高了直線電機的牽引力,利于直線電機減小氣隙,增大牽引力和降低能耗,適合于在直線電機鐵道牽引中推廣使用。
文檔編號H02K15/02GK101090219SQ20071020089
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月26日 優先權日2007年6月26日
發明者劉吉祥 申請人:劉吉祥, 成都金強機車車輛有限責任公司