專利名稱：一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱方法及加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)轉(zhuǎn)子制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱方法及加熱
>J-U裝直。
背景技術(shù)：
目前，電動機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯通常是采用硅鋼板沖制、疊壓而成。對于鼠籠式電機(jī)的轉(zhuǎn)子來說，鐵芯側(cè)壁上設(shè)置導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端分別有一個短接環(huán)導(dǎo)條連接起來形成一個鼠籠形狀。導(dǎo)條通常采用銅或鋁制成，采用焊接或者鑄造方法制成繞組。采用鑄造方法澆鑄之前，需要將鐵芯進(jìn)行加熱，從而在澆鑄時，避免鑄件表面出現(xiàn)缺陷，從而保證繞組能取得較好的質(zhì)量?，F(xiàn)有的技術(shù)中，對鐵芯進(jìn)行加熱通常利用加熱元件等常規(guī)手段進(jìn)行加熱，如中國專利授權(quán)公告號:CN 201672794U，授權(quán)公告日2010年12月12日，公開了一種隧道爐。構(gòu)成該隧道爐的主要結(jié)構(gòu)分為進(jìn)料段、加熱段和出料段的筒型爐體，在爐體中，加熱段設(shè)置有加熱元件以及由設(shè)置于加熱段兩端部的輥輪、傳動輪和傳送帶構(gòu)成的物料傳送機(jī)構(gòu)，進(jìn)料口和出料口設(shè)置于筒型爐體的兩端，筒型爐體中部設(shè)置有排氣孔，在上述筒型爐體結(jié)構(gòu)中進(jìn)料段、加熱段和出料段形成加熱段高于進(jìn)料段和出料段的拱形結(jié)構(gòu)，并且使進(jìn)料口和出料口的上沿低于加熱段中爐體內(nèi)壁的高度。用該隧道爐進(jìn)行加熱時，待加熱物體直接面對加熱元件的區(qū)域，特別是下端由于更靠近加熱單元的區(qū)域溫度上升最快，而中間部位溫度上升較慢，物體上中下受熱不均，不同區(qū)域溫度相差較大；在加熱過程中，由于是熱量是從表面逐漸傳遞到物體內(nèi)部，物體內(nèi)部的升溫較為緩慢。因此需要提高加熱單元的數(shù)量，力口長隧道的長度，使物體的各個區(qū)域溫度均衡，但由于加熱元件產(chǎn)生的熱量大部分都是散失掉的，只有小部分熱量被物體吸收，能量的利用率較低，提高加熱單元的數(shù)量、加長隧道的長度更是大大增加了能量的損失。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)加熱時鐵芯上中下部受熱不均、溫度上升緩慢、加熱裝置能量利用率不高的不足，提供了一種可以使鐵芯各個區(qū)域溫度均衡、升溫較快、能量利用率也較高的加熱方法及加熱裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱方法，適用于在鐵芯澆注鋁籠之前對鐵芯進(jìn)行預(yù)加熱，包括下列步驟:
a.將待加熱的鐵芯放置到加熱裝置上定位；
b.在感應(yīng)線圈通以中頻電流，鐵芯在感應(yīng)線圈內(nèi)進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱裝置上設(shè)有至少兩級加熱工位，鐵芯在各級加熱工位逐級加熱，鐵芯的溫度逐級升高最終達(dá)到420至450度； C.加熱完畢后將鐵芯從加熱裝置上取下?，F(xiàn)有技術(shù)中，是采用熱輻射方式將加熱元件產(chǎn)生的熱量傳遞給鐵芯，熱量在輻射過程中有較大損失，而且大部分并未傳遞在鐵芯上，造成了很大的浪費(fèi)。傳遞到鐵芯的熱能通過物體內(nèi)部的傳導(dǎo)，使得內(nèi)部的溫度也隨著逐漸提高，因此鐵芯內(nèi)部溫度升高較為緩慢，而且很難保證鐵芯內(nèi)外溫度一致。而在本發(fā)明中，是通過在感應(yīng)線圈中通以中頻交變電流的方式,使得感應(yīng)線圈內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，鐵芯的磁通量不斷發(fā)生變化，鐵芯內(nèi)部產(chǎn)生的感應(yīng)電流沿著圓周方向形成渦流。由于鐵芯本身具有一定的電阻，因此會不斷產(chǎn)生熱量，對自身進(jìn)行加熱。這樣鐵芯整個都在交變磁場的作用下，上中下部同時進(jìn)行加熱，減小了鐵芯的溫度差，而且溫度升高較為迅速，有利于提高生產(chǎn)效率。同時由于避免通過熱輻射傳遞熱量，可以將大部分的電能轉(zhuǎn)化為鐵芯內(nèi)部的熱能，因此大大節(jié)約了能量消耗。同時，設(shè)置多級加熱工位，鐵芯在各級加熱工位上進(jìn)行加熱，各級加熱工位分別對應(yīng)一個加熱溫度，加熱到該級加熱工位的加熱溫度后，將鐵芯轉(zhuǎn)移到下一個加熱工位上進(jìn)行加熱，加熱溫度逐級提高，這樣各級加熱工位都可以對鐵芯溫度進(jìn)行控制，鐵芯的溫度控制起來較為精確，而且通過多級加熱之后鐵芯受熱也更為均勻。作為優(yōu)選，在步驟b中，利用多個磁軛與鐵芯共同形成一個閉合磁路對鐵芯進(jìn)行感應(yīng)加熱。這樣可以提高磁感應(yīng)強(qiáng)度，降低漏磁，從而提高加熱效率并節(jié)省能量消耗。同時磁軛和鐵芯共同形成的閉合磁路可以使通過鐵芯上中下部的磁感應(yīng)強(qiáng)度更為均勻，大大降低了鐵芯在加熱時上中下部的溫度差。作為優(yōu)選，在步驟b中，各級加熱工位對應(yīng)的感應(yīng)線圈電流的頻率逐級提高。當(dāng)感應(yīng)線圈電流的頻率的提高，鐵芯內(nèi)部渦流也隨之變大，鐵芯在初始加熱工位所要達(dá)到的溫度相對后一階段要低，因此采用相對較低的頻率可以使鐵芯受熱更為均勻，而后面的加熱工位所要達(dá)到的溫度較高，采用較高頻率的電流可以升高加熱功率，減少加熱時間，提高加熱效率。最終加熱工位感應(yīng)線圈中的電流頻率相對最高，鐵芯內(nèi)渦流有一定的趨膚效應(yīng)，將鐵芯靠近表面處的溫度相對提高一些，用以抵消在加熱完畢后輸送去澆鑄鋁籠繞組過程中鐵芯表面散發(fā)的熱量，這樣在進(jìn)行澆鑄之前鐵芯外表面溫度不會下降過多，澆鑄出來的鋁籠表面質(zhì)量較好，同時鐵芯外表面熱量在輸送過程散失之后，鐵芯內(nèi)外溫度相差較小，招籠在冷卻時，整體收縮變形較為均勻，不易出現(xiàn)氣泡、裂紋等缺陷，提高了鑄造質(zhì)量。一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，包括加熱臺，所述的加熱臺上設(shè)有若干鐵芯定位裝置以及和鐵芯定位裝置相對應(yīng)的感應(yīng)加熱裝置，所述的鐵芯定位裝置包括設(shè)在加熱臺上的定位座以及位于定位座頂部、用于定位鐵芯的定位銷，所述的感應(yīng)加熱裝置包括感應(yīng)線圈以及用于固定感應(yīng)線圈的固定板，所述感應(yīng)線圈的中心線和定位銷中心線重合。本發(fā)明的加熱裝置，通過定位銷將鐵芯進(jìn)行定位，在感應(yīng)線圈通以中頻電流，感應(yīng)線圈形成交變磁場，位于感應(yīng)線圈中心的鐵芯由于磁通不斷變化產(chǎn)生渦流，對自身進(jìn)行加熱。由于鐵芯各個部位都能同時進(jìn)行加熱，鐵芯的溫度升高較快，鐵芯受熱也較為均勻，能量轉(zhuǎn)化利用率高。作為優(yōu)選，所述的定位座下端設(shè)有貫通加熱臺的導(dǎo)向套，所述的導(dǎo)向套內(nèi)設(shè)有可相對導(dǎo)向套上下滑動的頂桿，所述頂桿的頂部與定位座的底部固定，所述頂桿的底部設(shè)有可推動頂桿上下運(yùn)動的推板。推板可以推動頂桿，將定位座向上推出，使得鐵芯完全進(jìn)入到感應(yīng)線圈內(nèi)部。感應(yīng)線圈內(nèi)部的磁場分布較為均勻，通電過程中，鐵芯橫截面上的磁通也同時發(fā)生變化，因此對于鐵芯的加熱也較為均勻。作為優(yōu)選，所述的感應(yīng)線圈外設(shè)有上磁軛，所述的定位座上設(shè)有與上磁軛相配合的下磁軛。上磁軛、下磁軛由娃鋼片豎直方向排列疊壓而成，用于加強(qiáng)磁感應(yīng)強(qiáng)度。同時，上磁軛和下磁軛罩在鐵芯外部，將鐵芯和外部空氣隔絕，減少熱量向外散發(fā)，起到一定的保溫作用。另外感應(yīng)線圈在上磁軛的內(nèi)部，上磁軛可以對感應(yīng)線圈起到保護(hù)作用。作為優(yōu)選，所述的上磁軛中心設(shè)有一個可相對固定板滑動的可動磁軛，所述的可動磁軛頂部設(shè)有彈簧，所述的彈簧另一端連接有一個可容納可動磁軛的彈簧套，所述的彈簧套與固定板固定連接。在進(jìn)行加熱之前，鐵芯進(jìn)入到感應(yīng)線圈中，鐵芯上端與可動磁軛底部接觸，將可動磁軛向上推動，彈簧壓縮，將可動磁軛壓緊鐵芯，將鐵芯定位穩(wěn)定。磁感線可以沿著可動磁軛、上磁軛、下磁軛和鐵芯形成閉合的磁路，可以盡量避免漏磁，從而使大部分磁感線通過鐵芯，從而進(jìn)一步提高電能的利用率。而在加熱時，鐵芯上端與可動磁軛接觸，下端有下磁軛，使鐵芯位于感應(yīng)線圈內(nèi)部的中間位置，磁感強(qiáng)度較為均勻，有利于減小鐵芯上中下部的溫度差。作為優(yōu)選，所述的感應(yīng)線圈采用空心銅管制成。這樣可以在空心銅管內(nèi)通冷卻水對整個感應(yīng)線圈進(jìn)行冷卻，降低感應(yīng)線圈的溫度。作為優(yōu)選，還包括與鐵芯定位裝置相對應(yīng)的夾持裝置，所述的夾持裝置包括通過氣缸驅(qū)動的夾爪。夾爪可以將鐵芯運(yùn)送到各級加熱工位上，使得鐵芯能夠逐級進(jìn)行加熱。因此，本發(fā)明具有如下有益效果:(1)鐵芯上中下部加熱較為均勻，溫度升高迅速，提高了生產(chǎn)效率；(2)提高了能量利用率，節(jié)約了能量消耗；(3)鐵芯內(nèi)外溫度差較小，保證了鋁籠的鑄造質(zhì)量；(4)通過逐級加熱，鐵芯的溫度的控制較為精確。
圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明的俯視圖。圖中，固定板I,感應(yīng)線圈2,鐵芯3,定位銷4,下磁軛5,下安裝板6,加熱臺7,定位座8，頂桿9，推板10，導(dǎo)向套11，夾爪12，上磁軛13，可動磁軛14，彈簧15，彈簧套16。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。如圖1所示的實(shí)施例中，一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，包括一個加熱臺7，加熱臺上設(shè)有定位座8，定位座頂部固定有一個定位銷4，定位銷和定位座構(gòu)成了鐵芯定位裝置，通過定位銷和鐵芯3的中心孔相配合，對鐵芯進(jìn)行定位。定位銷上方設(shè)有感應(yīng)線圈2，感應(yīng)線圈采用空心銅管制成，在通電加熱時可以在感應(yīng)線圈內(nèi)通冷卻水對其進(jìn)行冷卻。感應(yīng)線圈中心線和定位銷中心線重合，感應(yīng)線圈安裝在固定板I上，構(gòu)成了感應(yīng)加熱裝置，固定板采用環(huán)氧板制成，制造較為方便。定位座下方設(shè)有一個導(dǎo)向套11，導(dǎo)向套貫通加熱臺，導(dǎo)向套內(nèi)設(shè)有頂桿9,頂桿可在導(dǎo)向套內(nèi)上下滑動,頂桿的頂部與定位座的底部固定,頂桿的底部和推板10固定，因此定位座可以上下運(yùn)動，當(dāng)定位座向上運(yùn)動時，鐵芯即可進(jìn)入到感應(yīng)線圈內(nèi)，感應(yīng)線圈內(nèi)的磁場分布較為均勻，對鐵芯各個區(qū)域的加熱也較為均衡。感應(yīng)線圈外設(shè)有上磁軛13，上磁軛和固定板相固定。定位座上設(shè)有可與上磁軛向匹配的下磁軛5，下磁軛通過下安裝板6與定位座固定。上磁軛中心設(shè)有一個可動磁軛14，可相對固定板滑動，可動磁軛頂部設(shè)有彈簧15，彈簧的另一端連接有一個彈簧套16，彈簧套固定在固定板上，并且彈簧套內(nèi)可容納可動磁軛。上磁軛、下磁軛都是采用硅鋼片在豎直方向排列疊壓而成，可以增強(qiáng)線圈的磁場，避免漏磁，同時在加熱時可以將鐵芯包覆在內(nèi)，與外界隔絕，提供一定的保溫能力。另外，還有夾持裝置，包括夾爪12，夾爪通過氣缸進(jìn)行驅(qū)動，用于夾取鐵芯，將鐵芯進(jìn)行定位和移動。夾爪內(nèi)側(cè)可以設(shè)置隔熱層，從而減少夾取鐵芯時散失的熱量。如圖2所示，該加熱裝置可以將兩組鐵芯同時進(jìn)行加熱，而每組分別設(shè)有四級加熱工位，在圖中從下到上依次為第一級加熱工位、第二級加熱工位、第三級加熱工位和第四級加熱工位。每個鐵芯都經(jīng)過這四個加熱工位，鐵芯的溫度也逐級提高。另外，每級加熱工位所對應(yīng)的電流頻率也逐級提高，以方便對鐵芯的溫度進(jìn)行控制。第四級加熱工位上對應(yīng)感應(yīng)線圈的電流頻率相對最高，使鐵芯內(nèi)渦流趨膚效應(yīng)較為明顯，這樣鐵芯內(nèi)靠近表面處的溫度也相對較高，可以用來抵消加熱完畢后輸送去澆鑄鋁籠繞組過程中鐵芯表面會散發(fā)掉的熱量，澆鑄之前鐵芯外表面溫度不會下降過多。鐵芯外表面熱量在輸送過程散失之后，鐵芯內(nèi)外溫度相差較小，這樣可以減少澆鑄時出現(xiàn)缺陷的可能，提高鋁籠的良品率和鑄造質(zhì)量。在進(jìn)行加熱之前，夾爪先夾取鐵芯送至第一級加熱工位的定位座，鐵芯的中心孔對準(zhǔn)定位銷并放入，然后氣缸推動推板，通過頂桿將定位座頂起，這樣鐵芯進(jìn)入到上方的感應(yīng)線圈中心位置，感應(yīng)線圈接通中頻電流，鐵芯內(nèi)磁通不斷變化，內(nèi)部產(chǎn)生渦流將鐵芯自身進(jìn)行加熱。在第一級加熱工位將鐵芯加熱到100度，溫度達(dá)到后，將定位座降下，并通過夾爪將鐵芯運(yùn)送到第二級加熱工位的定位座上，用同樣方法將鐵芯加熱至200度，經(jīng)過第三級加熱工位將鐵芯的溫度升至300度，最后通過第四級加熱工位，鐵芯的溫度到達(dá)420至450度。在加熱過程,可以對感應(yīng)線圈內(nèi)通冷卻水,來降低感應(yīng)線圈的溫度,防止線圈過熱，同時降低感應(yīng)線圈的阻值，減少線圈對于電能的損耗。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱方法，適用于在鐵芯澆注鋁籠之前對鐵芯進(jìn)行預(yù)加熱，其特征是，包括下列步驟: a.將待加熱的鐵芯放置到加熱裝置上定位； b.在感應(yīng)線圈通以中頻電流，鐵芯在感應(yīng)線圈內(nèi)進(jìn)行感應(yīng)加熱，加熱裝置上設(shè)有至少兩級加熱工位，鐵芯在各級加熱工位逐級加熱，鐵芯的溫度逐級升高最終達(dá)到420至450度； c.加熱完畢后將鐵芯從加熱裝置上取下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱方法，其特征是，在步驟b中，利用多個磁軛與鐵芯共同形成一個閉合磁路對鐵芯進(jìn)行感應(yīng)加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱方法，其特征是，在步驟b中，各級加熱工位對應(yīng)的感應(yīng)線圈電流的頻率逐級提高。
4.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，其特征是，包括加熱臺(7)，所述的加熱臺(7)上設(shè)有若干鐵芯定位裝置以及和鐵芯定位裝置相對應(yīng)的感應(yīng)加熱裝置，所述的鐵芯定位裝置包括設(shè)在加熱臺(7)上的定位座(8)以及位于定位座(8)頂部、用于定位鐵芯(3)的定位銷(4)，所述的感應(yīng)加熱裝置包括感應(yīng)線圈(2)以及用于固定感應(yīng)線圈(2)的固定板(1)，所述感應(yīng)線圈(2)的中心線和定位銷(4)中心線重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，其特征是，所述的定位座(8)下端設(shè)有貫通加熱臺(7)的導(dǎo)向套(11)，所述的導(dǎo)向套(11)內(nèi)設(shè)有可相對導(dǎo)向套(11)上下滑動的頂桿(9)，所述頂桿(9)的頂部與定位座(8)的底部固定，所述頂桿(9)的底部設(shè)有可推動頂桿(9)上下運(yùn)動的推板(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，其特征是，所述的感應(yīng)線圈(2)外設(shè)有上磁軛(13)，所述的定位座(8)上設(shè)有與上磁軛(13)相配合的下磁軛。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，其特征是，所述的上磁軛中心設(shè)有一個可相對固定板(I)滑動的可動磁軛(14)，所述的可動磁軛(14)頂部設(shè)有彈簧(15)，所述的彈簧(15)的頂另一端連接有一個可容納可動磁軛(14)的彈簧套(16)，所述的彈簧套(16)與固定板(I)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6或7所述的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，其特征是，所述的感應(yīng)線圈(2)采用空心銅管制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6或7所述的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱裝置，其特征是，還包括與鐵芯定位裝置相對應(yīng)的夾持裝置，所述的夾持裝置包括通過氣缸驅(qū)動的夾爪(12)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的加熱方法及加熱裝置，加熱裝置包括加熱臺，所述的加熱臺上設(shè)有若干鐵芯定位裝置以及和鐵芯定位裝置相對應(yīng)的感應(yīng)加熱裝置，所述的鐵芯定位裝置包括設(shè)在加熱臺上的定位座以及位于定位座頂部、用于定位鐵芯的定位銷，所述的感應(yīng)加熱裝置包括感應(yīng)線圈以及用于固定感應(yīng)線圈的固定板，所述感應(yīng)線圈的中心線和定位銷中心線重合。本發(fā)明采用多級加熱工位通過感應(yīng)線圈對鐵芯進(jìn)行加熱，使鐵芯各個區(qū)域溫度均衡、升溫較快、能量利用率也較高。
文檔編號H02K15/12GK103117630SQ201210514789
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者葛明, 汪衛(wèi)剛, 蔣利鋒 申請人:杭州富生電器股份有限公司