线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺制造方法及图纸

本发明专利技术线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺,步骤如下：在铁芯外围的沟槽里布置热缩扎带；铁芯外围绑上绝缘层，使热缩扎带被限位于铁芯的沟槽内；在绝缘层外绕制线圈；线圈的外围设置支撑层，焊接热缩扎带的焊接接口并将其转入铁芯的沟槽内；对固定扎带进行热缩，将线圈、绝缘层和支撑层固定在一起并保持在铁芯的外围；线圈一侧放置接线柱，线圈的线缆端部通过压接端子与接线柱电连接；将产品放入灌胶模具中进行真空灌胶，并进行固化。本发明专利技术是通过在铁芯外围的矩形沟槽来放置固定扎带，使铝扁线有更多的缠绕空间，提高槽满率，增加安匝数，制动力净增达0.2%。本发明专利技术方法制造的制动磁极可以满足新一代磁悬浮列车的要求。

【技术实现步骤摘要】
线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺
本专利技术属于轨道车辆制动系统
，具体涉及一种适用于磁悬浮列车的制动磁极的制造工艺。
技术介绍
现有磁悬浮列车多采用线性涡流制动装置进行紧急制动。线性涡流制动技术是利用高速条件下，制动磁极通电产生的磁场在侧面导轨产生涡流，根据麦克斯韦定律以及楞次定律，涡流产生的磁场与原磁场相互作用吸引，从而产生制动力，该制动力通过制动磁极铁芯、磁轭、拉杆组件最终传递到车辆转向架上，实现车辆制动。上海磁悬浮列车最高时速为500km/h,车上使用的线性涡流制动装置用磁极，单个磁极的额定磁动势20.4kA。由于空间和重量等限制比较苛刻，需要产生的磁动势比较大，目前采用铝膜缠绕线圈技术存在制造难度大、造价高、缠绕工艺以及焊接工艺难度大等问题。新一代磁悬浮列车的最高运行时速为600km/h，根据减速要求，推算出制动磁极需要提供的磁动势高达21.7kA。也就是说，安匝数增加了6.4%。因此，在励磁电流不变的情况下和在现有磁极结构的空间和重量限制下，提高安匝数（增加槽满率）是一个技术和工艺难题。从技术实现可能性和工艺保证可行性方面，有两种技术方案可以选择：薄膜铝线缠绕线圈技术：在现有方案的基础上，增加圈数，减小铝膜截面积，这样，铝线线电流密度增加，容易烧坏线圈，造成制动失效，后果严重。减小绝缘隔膜厚度也可以使槽满率增加，但目前的隔膜厚度已和漆包线漆膜厚度相当，再减小厚度，绝缘强度难以保证，容易造成短路失效。铝膜线缠绕线圈技术在增加槽满率和安匝数方面，无论是技术实现可能性上还是工艺保证可行性上难度极大，极具挑战。铝扁线缠绕线圈技术：首先，铝扁线缠绕线圈技术是工业上一项成熟应用的技术，工艺可行性和产品可靠性都有保证；其次，通过对铁芯几何形状与热缩扎带优化配合，增加铝扁线缠绕空间，提高槽满率和安匝数，达到性能数据要求。这正是本专利技术要解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺点，提供一种线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺。为了解决以上技术问题，本专利技术提供线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺，所述制动磁极结构包括铁芯、绝缘层、线圈、支撑层、固定扎带、接线柱和封装层，所述铁芯的外围间隔设有若干轴向方向的沟槽，所述制造工艺包括以下步骤：步骤1、在铁芯外围的沟槽里布置固定扎带，所述固定扎带为热缩扎带；步骤2、铁芯外围绑上绝缘层，使固定扎带被限位于铁芯的沟槽内；步骤3、在绝缘层外绕制线圈；步骤4、线圈的外围设置支撑层，焊接固定扎带的焊接接口；步骤5、对固定扎带进行热缩，将线圈、绝缘层和支撑层固定在一起并保持在铁芯的外围；步骤6、线圈一侧放置接线柱，线圈的线缆端部通过压接端子与接线柱电连接；步骤7、将产品放入灌胶模具中进行真空灌胶，并进行固化。本专利技术制造的磁极结构主要由环氧树脂封装层、玻纤网、绝缘胶带、热缩扎带、铁芯、线圈组件以及接线柱组成。铁芯为导磁性较好的低碳钢，导磁性好而且强度高，主要有导通磁路以及传递制动力作用；绝缘胶带主要起到铁芯与漆包线之间的电气隔离和机械隔离；线圈组件为励磁部分，通电后产生强大的磁动势；接线柱是电气接口，将外界能量引入线圈组件；热缩扎带将线圈与支撑层（玻纤网）进行热缩紧固，保证了无骨架线圈不会松散；支撑层（玻纤网）的加入可以进一步加强封装层的机械强度；环氧树脂封装层是绝缘胶层，一方面增加封装区域内的机械强度，另一方面起到了绝缘和防潮作用。本专利技术是通过在铁芯外围的矩形沟槽来放置固定扎带，并且和传统的热缩扎带焊接接口位于线圈外部相反，本专利技术把热缩扎带的焊接接口放置在铁芯矩形沟槽里边，使铝扁线有更多的缠绕空间，提高槽满率，增加安匝数。通过有限元电磁仿真计算，这样的铁芯矩形沟槽设计，安匝数可增加4%，制动力可增加0.4%。而由于沟槽而造成的铁芯截面积减小所造成的制动力减小仅为0.2%。综合来讲，制动力净增0.2%。也就是说，本专利技术在保证线圈的制动性能略有增加的情况下，提高铁芯的矩形沟槽和封装层的优化，使封装难度降低，封装强度提高，产品一致性和可靠性增加。由于现有磁极结构采用的是铝漆包线，接线柱是黄铜，两者的互焊性比较差，严重影响了生产的进度和产品本身的焊接强度。本专利技术设计了一种出线结构形式，较好地避免了上面的问题，在脱漆后的漆包线上使用与铜易焊接而且导电性良好的压接端子压接，使导线和压接端子硬性结合，然后将压接端子与接线柱进行焊接，该方式保证了电路的完整性。由于压接端子（采用铜材质，例如H59，H62等）与铜之间良好的焊接性，最终焊接的机械强度十分牢靠。上述磁极结构，特别适合应用于磁悬浮列车的线性涡流制动装置。本专利技术在不改变原有磁极产品尺寸的情况下，磁极额定功率可达到3.2KW，磁动势能达到21.7kA，耐热温度不小于F级（155℃），IP等级满足IP67，绝缘耐压满足AC2.4kV（1kHz）持续1min强度，重量不大于24kg。可以满足新一代磁悬浮列车用对制动磁极的要求。附图说明图1是制动磁极的侧视图。图2是制动磁极的俯视图。图3是图2的A-A剖视图。图4是图3的上部放大图。图5是制动磁极的出线结构示意图。图6(a)-(d)是制动磁极的接线柱示意图。图7是制动磁极截面热缩扎带热缩前后焊接接口位置图。图8是制动磁极制动力与安匝数的关系图。图9是热缩扎带与铁芯布置方式示意图。图10是真空灌胶示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1至图4所示，本专利技术所要制造的磁极结构为适用于磁悬浮列车线性涡流制动装置的制动磁极结构，磁极结构的尺寸为：长382.5mm，宽167mm，高93.5mm。制动磁极主要包括有铁芯5、绝缘胶带3、线圈6、热缩扎带4、玻璃纤维网2、环氧树脂封装层1和接线柱7。其中，铁芯5选用导磁性好而且强度高的低碳钢，用于导通磁路和传递制动力。在满足磁通要求的情况下，铁芯5的倒角应不小于28mm，可以防止漆包线在倒角与直边交界处凸起情况，一方面防止漆包线局部受力容易损伤，一方面防止线圈尺寸超出设计要求。铁芯外周的上下各设置有一圈内凹的台阶，线圈的线缆绕设于所述两个台阶之间的区域的外围。内凹台阶尺寸约为宽2mm，高4mm，该台阶预留一定的空间，在该空间内环氧树脂固化后，在一定程度上阻碍了线圈组件在轴向方面的位移。本实施例中，铁芯5的外围间隔设有8个轴向方向（竖向）的沟槽51，该沟槽51用于容纳热缩扎带4。沟槽51的横截面为矩形，当然也可以采用半圆形或者半椭圆型。绝缘胶带3包裹于铁芯5外围（两个台阶之间的区域），用于隔绝线圈4和铁芯5，并且将热缩扎带4限位于铁芯5的沟槽51内。本实施例中绝缘胶带使用玻璃纤维胶带。线圈6采用铝漆包线绕设于绝缘胶带3外围，通电后用于产生磁动势。玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺，所述制动磁极结构包括铁芯（5）、绝缘层（3）、线圈（6）、支撑层（2）、固定扎带（4）、接线柱（7）和封装层（1），所述铁芯（5）的外围间隔设有若干轴向方向的沟槽（51），所述制造工艺包括以下步骤：/n步骤1、在铁芯（5）外围的沟槽（51）里布置固定扎带（4），所述固定扎带（4）为热缩扎带；/n步骤2、铁芯（5）外围绑上绝缘层（3），使固定扎带（4）被限位于铁芯（5）的沟槽（51）内；/n步骤3、在绝缘层（3）外绕制线圈（6）；/n步骤4、线圈（6）的外围设置支撑层（2），焊接固定扎带（4）的焊接接口（41）；/n步骤5、对固定扎带（4）进行热缩，将线圈（6）、绝缘层（3）和支撑层（2）固定在一起并保持在铁芯（5）的外围；/n步骤6、线圈（6）一侧放置接线柱（7），线圈（6）的线缆端部通过压接端子（8）与接线柱（7）电连接；/n步骤7、将产品放入灌胶模具中进行真空灌胶，并进行固化。/n

【技术特征摘要】
1.线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺，所述制动磁极结构包括铁芯（5）、绝缘层（3）、线圈（6）、支撑层（2）、固定扎带（4）、接线柱（7）和封装层（1），所述铁芯（5）的外围间隔设有若干轴向方向的沟槽（51），所述制造工艺包括以下步骤：
步骤1、在铁芯（5）外围的沟槽（51）里布置固定扎带（4），所述固定扎带（4）为热缩扎带；
步骤2、铁芯（5）外围绑上绝缘层（3），使固定扎带（4）被限位于铁芯（5）的沟槽（51）内；
步骤3、在绝缘层（3）外绕制线圈（6）；
步骤4、线圈（6）的外围设置支撑层（2），焊接固定扎带（4）的焊接接口（41）；
步骤5、对固定扎带（4）进行热缩，将线圈（6）、绝缘层（3）和支撑层（2）固定在一起并保持在铁芯（5）的外围；
步骤6、线圈（6）一侧放置接线柱（7），线圈（6）的线缆端部通过压接端子（8）与接线柱（7）电连接；
步骤7、将产品放入灌胶模具中进行真空灌胶，并进行固化。


2.根据权利要求1所述线性涡流制动装置用制动磁极的制造工艺，其特征在于：所述步骤4中，焊接固定扎带（4）的焊接接口（41）焊接完成后，旋转固定扎带（4），使焊接接口（41）放置在铁芯（5）的沟槽（51）里，然后再执行步骤5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘赛赛，张东升，刘寅虎，牛瑞，朱新宇，余毅权，臧传相，曹云丽，
申请(专利权)人：南京中车浦镇海泰制动设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32