水冷管、電機外殼及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機配件領域，尤其涉及水冷管、電機外殼以及電機外殼的制造方法。
【背景技術】
[0002]當今國內大部分電機均采用風冷散熱技術，風冷散熱存在散熱性能差、易損、散熱片容易積灰和使用壽命短的問題，在惡劣環境中使用更是如此。對于大型電動車、混合動力車、發電機、礦山電機等惡劣條件下工作的電機，水冷電機則是首選。而國內水冷電機外殼均為鋁合金砂芯鑄造的一體式電機外殼，由于在鑄造時容易產生氣孔和其他缺陷，從而一體式電機外殼的產品存在著良品率低、漏水、使用壽命短等嚴重問題。
【發明內容】
[0003]本發明的一個目的在于提供一種用于冷卻電機的水冷管，該水冷管結構穩定，適合與電機的外殼鑄造為一體。
[0004]本發明的另一個目的在于提供一種電機外殼，該外殼可對電機進行水冷，且該外殼使用壽命長、生產良品率高，使用時不易出現漏水現象。
[0005 ]本發明的另一個目的在于提供一種電機外殼的制造方法，該方法加工得到的電機外殼可對電機進行水冷，其使用壽命長，良品率高。
[0006]為達到以上目的，本發明提供一種水冷管，所述水冷管適于設置在一電機的外殼內，從而對所述電機進行水冷，所述水冷管為螺旋形并由銅材料制成，所述水冷管的每圈銅管之間設有至少一支撐體，所述支撐體用于將相鄰兩圈管之間的距離固定。
[0007]優選地，所述水冷管的每圈銅管之間設有兩支撐體，同一圈的兩所述支撐體處于相對的兩側，在豎直方向相鄰的兩所述支撐體相互錯開。
[0008]優選地，所述支撐體通過焊接形成于所述水冷管相鄰的銅管之間。
[0009]優選地，所述水冷管通過以下方法制備:
(1)將銅管的一端繞在一滾軸上，圍繞所述滾軸螺旋彎曲所述銅管；
(2)在彎曲所述銅管的同時，將第一圈的銅管與第二圈的銅管相鄰的兩點焊接，從而形成第一個支撐體；
(3)將銅管繞過185度，焊接形成第二個支撐體；
(4)將銅管繞過180度，焊接形成第三個支撐體；
(5)將銅管繞過175度，焊接形成第四個支撐體；
(6)將銅管繞過180度，焊接形成第五個支撐體；
(7)循環重復步驟(3)-(6)，直到銅管繞到需要的高度為止。
[0010]本發明還提供一種電機外殼，包括外殼本體和水冷管，所述水冷管設于所述外殼本體內，所述水冷管具有兩端口，所述外殼本體具有一進口以及一出口，所述水冷管的兩端口分別設于所述進口和所述出口處，所述水冷管為螺旋形并由銅材料制成，所述水冷管的每圈銅管之間設有至少一支撐體，所述支撐體用于將相鄰兩圈管之間的距離固定。
[0011]優選地，所述電機外殼還包括兩接頭套和兩接頭螺母，兩所述接頭套分別套設于所述水冷管的端口，通過所述水冷管的喇叭狀端口保持在所述進口與所述出口處，所述接頭螺母套設于所述接頭套外，并通過所述接頭套保持在所述進口和所述出口處。
[0012]本發明還提供一種電機外殼的制造方法，包括以下步驟:
(1)將螺旋形水冷管安裝入左、右金屬模具之間；
(2)將所述水冷管預熱至300?350攝氏度；
(3)將鋁加熱至700?850攝氏度，然后加入6.5%?7.5%的S1、0.2%?0.4%的Mg和
0.03 %?0.07 %的La，得到熔融鋁合金；
(4)將所述熔融鋁合金充入左右金屬模具的型腔之間，澆注溫度為700?720攝氏度；
(5)待熔融鋁合金硬化后，左右模分離，得到電機外殼毛坯；
(6)采用人工時效處理所述電機外殼毛坯。
[0013]優選地，步驟(6)之后還包括以下步驟:將所述接頭套與所述接頭螺母套在所述水冷管的兩端，并裝入所述電機外殼的預留位置，所述接頭套與所述水冷管的端口之間、所述接頭螺母與所述接頭套之間設置橡膠圈，將所述水冷管兩端多余的部分切除，用模具在所述水冷管的兩端口處沖出喇叭口，使喇叭狀的端口壓緊所述接頭套，同時所述接頭套將所述接頭螺母壓緊。
[0014]本發明提供的電機外殼其散熱性能遠遠大于風冷電機外殼，此外本發明的電機外殼與現有的一體式水冷電機外殼相比，雖然在散熱性能上稍遜一籌，但是本發明的水冷電機外殼的散熱性能已能夠滿足絕大部分電機的散熱需求，而且本發明的電機外殼的使用壽命尚、維護方便，其良品率的提尚可以稱得上是質的飛躍。
[0015]本發明提供的水冷管通過設置支撐體，既保證了水冷管在加工過程中的形狀穩定性，也保證了電機外殼加工時的良品率，從而使得本發明的水冷管適于與外殼本體鑄造為一體，并在一定程度上保證了電機外殼的良品率。
【附圖說明】
[0016]圖1A-1D是根據本發明的電機外殼的一個優選實施例的示意圖，圖1A為立體示意圖，圖1B為俯視圖，圖1C為正視圖，圖1D為左視圖。
[0017]圖2是根據本發明的電機外殼的一個優選實施例的豎直剖視圖。
[0018]圖3是根據本發明的電機外殼的一個優選實施例的水平剖視圖以及局部放大圖。
[0019]圖4是根據本發明的水冷管、接頭套和接頭螺母的一個優選實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下描述用于揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。
[0021 ]如圖1-4所示，本發明的一種水冷電機外殼包括一外殼本體1、一螺旋形的水冷管
2、兩接頭套3、兩接頭螺母4。
[0022]外殼本體I的材料為鋁硅系合金，含硅量為4 %?13 %，此外還含有0.2 %?0.6 %的鎂以及少量的稀土元素，這種合金有良好的鑄造性能和耐磨性能，熱膨脹系數小。
[0023]水冷管2設置在外殼本體I內。優選地，如圖2所示，水冷管2的內側到外殼本體I的內壁之間的距離LI為0.5?I倍的水冷管2的厚度，水冷管2的外側到外殼本體I的外壁之間的距離L2Sl?1.5倍的水冷管2的外徑。通過合理設計水冷管2到內壁和外壁的距離，有利于在保證散熱性能的同時，保證電機外殼整體的結構穩定性。
[0024]水冷管2具有兩端口，適于進出水。外殼本體I具有一進口11以及一出口 12，水冷管2的兩端口分別設于進口 11和出口 12處。如圖3的局部放大圖所示，兩接頭套3分別套設于水冷管2的端口，并通過水冷管2的喇叭狀端口保持在進口 11與出口 12處。接頭螺母4套設于接頭套3外，并通過接頭套3保持在進口 11和出口 12處，接頭螺母4適于與外部管道的端口螺紋連接。
[0025]水冷管2由銅材料制成，具體的，水冷管2由紫銅管彎曲而成。選擇水冷管2的外徑時，需要根據待安裝的電機的外徑來確定。優選地，水冷管2的外徑d為待安裝的電機外徑的1/40并取整。如果需要更強的散熱性能時，可適當加大水冷管2的外徑，但不宜超過待安裝電機外徑的1/30。水冷管2的壁厚不小于1mm，壁厚過小會導致后續的鑄造工序中水冷管2變形與開裂。水冷管2的螺距I為水冷管2外徑d的2?2.5倍，也即I的取值范圍為2d?2.5d。螺距I的取值過小會導致電機外殼的強度降低，過大則會導致散熱效率下降和彎曲銅管時的焊接不便。水冷管2的高度為電機外殼高度的75%?80%。
[0026]如圖4所示，水冷管2的每圈銅管之間設有至少一支撐體21，支撐體21將上下兩圈管之間的距離固定，避免了水冷管2在后續的加工過程中發生變形。優選地，各支撐體21在豎直方向上互相錯開，從而提高了水冷管2的結構穩定性。進一步優選地，各支撐體21分布在水冷管2相對的兩側，每一側的支撐體21在豎直方向上相互錯開，換句話說，水冷管2的每圈銅管之間設有兩支撐體21，同一圈銅管上的兩支撐體21處于方向相反的兩側，并且在豎直方向相鄰的兩支撐體21相互錯開，避免處于同一直線上，這樣有利于提高水冷管2的結構穩定性。另外，各支撐體21的長度一致，從而保證了水冷管2每圈的螺距相等。
[0027]優選地，支撐體21通過焊接形成于水冷管2的兩圈銅管之間。
[0028]水冷管2可通過以下方法加工:
(1)將銅管的一端繞在一滾軸上，圍繞所述滾軸螺旋彎曲所述銅管；
(2)在彎曲所述銅管的同時，將第一圈的銅管與第二圈的銅管相