异步电动机转子轴立筋交错焊结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种异步电动机转子轴立筋交错焊结构，转轴(2)外径焊接固定多根呈辐条状的轴立筋(1)构成异步电动机转子轴结构(3)，转子轴结构(3)上的多根轴立筋(1)外端套装固定连接转子铁心(4)，转子轴结构(3)两端分别安装转子铜条(5)，转子铜条(5)外部固定转子端环(6)。本实用新型专利技术解决了转子铁心通风和散热的质量问题，保证了电机运行的可靠性和使用寿命的功能性，通过优化方案的异步电动机转子轴立筋结构的选择，设计具有更好的焊接连接性和可靠性，并有效的改善电机转子运行时的安全质量和通风散热要求，降低转子轴制造和加工成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
异步电动机转子轴立筋交错焊结构


[0001]本技术涉及一种异步电动机转子轴立筋交错焊结构。

技术介绍

[0002]目前，随着国内外工业的高速发展，各行各业对异步电动机的需求量显著增加，对异步电动机的要求也越来越高。一些应用异步电动机变频调速功能的行业及需要高转速异步电动机的行业也对异步电动的运行性能和安全可靠性提出更高的高求。异步电动机的转子形式主要是根据工作条件所决定，对于重载启动和机械特性要求软特性的机械，应选用绕线型转子。一般情况下应优先选择鼠笼型异步电机。鼠笼型异步电机结构简单、造价低、使用维护方便。鼠笼型电机中根据转子铜条形状的不同，又分单元笼、双元笼、深槽笼和特殊形状笼条等。
[0003]异步电动机转子采用转子鼠笼式绕组将转子铜条和转子联接环焊接在一起。在鼠笼结构中应用耐蠕变的铜合金转子铜条和转子联接环，并对鼠笼式绕组进行热分析、结构分析以及蠕变分析，以确保其使用寿命。异步电动机转子鼠笼绕组焊接时，可以采用传统的感应钎焊法，这种钎焊方法允许转子的每一端单独进行钎焊，并获得刚性的电磁机械性能兼备的接头。
[0004]目前，异步电动机中转子鼠笼结构采用硬铜母线为转子铜条，采用紫铜锻件加工转子联接环，在转子联接环上加工一个比转子铜条略宽的一个环形凹槽，将转子铜条伸到凹槽内进行焊接。传统异步电动机转子铁心叠片通过热套的方式套装在转轴上，为了防止转子铁心叠片轴向串动，利用转轴上加工轴台和环键限定转子铁心贴片的轴向位置。并且传统的异步电动机转子环键安装转轴上的凹槽中，并与轴进行点焊。电动机转子为高速旋转部件，对部件的安全性要求很高，需要对轴进行高周疲劳分析和轴的断裂力学分析。
[0005]将立筋交错焊接在转子轴外径上能极大地降低转轴锻件的加工和制造成本，解决了传统轴筋焊接处转轴周向应力过于集中的问题

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种异步电动机转子轴立筋交错焊结构，该转子轴立筋交错焊接在转子轴外径上能极大地降低转轴锻件的加工和制造成本，有利于转子铁心的通风冷却，并保证转轴在电机高速运行时的可靠性和强度。本技术的技术方案为：一种异步电动机转子轴立筋交错焊结构，转轴(2)外径焊接固定多根呈辐条状的轴立筋(1)构成异步电动机转子轴结构(3)，转子轴结构(3)上的多根轴立筋(1)外端套装固定连接转子铁心(4)，转子轴结构(3)两端分别安装转子铜条(5)，转子铜条(5)外部固定转子端环(6)。
[0007]本技术的优点：
[0008]本技术设计并制造一种异步电动机转子轴立筋交错焊结构。根据异步电动机设计的转子铁心尺寸及其设计规范要求的转子铁心，其结构见图1所示。转轴上设计立筋交错焊接转子轴外径表面，在立筋上加工径向台阶和圆头平键键槽结构，转子轴立筋交错焊
结构，以便转子铁心叠片在转子运转中不发生轴向串动。在满足转轴使用安全性及刚度要求的前提下，将转子轴立筋交错焊接在转子轴的外径上，不但可以大幅减轻轴的重量，节约制造成本，还可以加强转子铁心的通风、散热要求。
[0009]本技术的优点：将转子轴立筋交错焊接在转子轴的外径上，不但可以保证轴的刚度，大幅减轻轴的重量，还可以加强转子铁心的通风、散热要求。在转子铁心结构的设计中，需要考虑转子轴材料的选择，满足电机转子刚度的要求，另外在转轴结构设计中还需考虑高周疲劳分析和轴的断裂力学分析。断裂力学分析即为脆性断裂分析和轴的安全分析。疲劳分析的目的是确保转轴在使用寿命内正常工作载荷下不会产生疲劳裂纹。断裂力学分析分为两个部分。断裂力学分析中限制比较严格的是假想裂纹(比探伤标准要求的小)在正常工况载荷下不会扩展。另一部分是假想裂纹在极端工况(例如地震、超速)时不会迅速扩展。电机在地震和超速载荷下载荷值在正常工作时载荷的2倍以上，轴材料的断裂韧性相当于疲劳裂纹扩展的极限应力强度因子的20倍。因此，正常工况载荷下的断裂力学分析要比极端工况时更为严格。将转子立筋交错焊接在转轴上，对焊接后的转轴和焊缝进行上述分析，分析结构表明，交错焊后的轴完全能够满足疲劳和应力分析要求。另外在分析中得出在转轴轴台处和立筋上转子环键凹槽处应力最大，裕度为1.13。另外转子立筋交错焊是将立筋正反倒序焊接，由于转子立筋两侧加工尺寸不同，正反交错焊既能保证转子叠片安装尺寸的要求，又能在转子轴外圆周上的焊接面积分散开来，减小分布焊接面积上的焊接应力，提高焊接质量，使焊缝的疲劳和分析应力结果更加优化，有效地解决了异步电机转子转轴质量较重，通风和散热较差和电机运行中转子铁心的安全性和可靠性的技术难题。
[0010]本技术异步电动机转子轴立筋交错焊结构，并将转子叠片套装在转轴上，与转子铜条、端环构成转子铁心装配结构，通过轴立筋交错焊减轻转轴重量，加强转子铁心散热与通风，以提高运行可靠性，如图1所示。
[0011]本技术解决了转子铁心散热和通风的问题，保证了异步电机转子轴的刚度，通过优化方案的转子立筋数量和选择立筋宽度和转轴上焊点的数量及位置的选择，设计具有更好的焊接性能的配合，最终确定转子立筋的厚度尺寸和数量，使转子铁心最终实现高转速下转子铁心结构强度和可靠性的功能。
[0012]为了提高转动部件的安全性，降低转子重量，在满足转轴使用安全性及刚度要求的前提下，将转子轴立筋交错焊接在转子轴的外径上，不但可以大幅减轻轴的重量，节约制造成本，还可以加强转子铁心的通风、散热要求。
附图说明
[0013]图1转子铁心结构示意图
[0014]图2转子轴立筋结构示意图
[0015]图3转子轴立筋交错焊接示意图
[0016]图4转子轴立筋圆周分布示意图
具体实施方式
[0017]如图1所示一种异步电动机转子轴立筋交错焊结构，转轴2外径焊接固定多根呈辐条状的轴立筋1构成异步电动机转子轴结构3，转子轴结构3上的多根轴立筋1外端套装固定
连接转子铁心4，转子轴结构3两端分别安装转子铜条5，转子铜条5外部固定转子端环6。
[0018]按照该转子铁心结构及安装需要，详细地设计了转子轴立筋交错焊结构如图3。考虑到转子轴材料的高硬度、设计压力、运行工况下护环的一次应力以及因为旋转形成的圆周力的反作用，对转子轴焊接立筋的区域进行设计如图4所示，并使其应力满足许用薄膜应力的要求和电机铁心的功能要求。
[0019]根据图2设计的转子立筋尺寸和设计规范的要求，利用应力分析计算和应力云图计算，选择了满足设计规范和使用要求的转子立筋材料，完成转子立筋厚度和尺寸的设计。转子轴立筋与转轴外圆焊接时，尽量减小焊缝中的夹渣、气泡等缺陷的出现，这样既能保焊接牢固性，二者又具有相同的热膨胀系数和疲劳周期。由于异步电动机在运行工况下，电机转子处于高速旋转状态，因此转子对焊接质量尤为重视，二者焊接间焊缝里的气孔、夹渣率是评价焊接质量的关键。由于转子铜条和转子端环均选用导电性能较好的铜材质，为了保证电机鼠笼条结构整体的导电性，在焊材选择时必须选择银焊料。顾名思义，由于银焊料中含银成分较高，因此每公斤银焊料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异步电动机转子轴立筋交错焊结构，其特征是：转轴(2)外径焊接固定多根呈辐条状的轴立筋(1)构成异步电动机转子轴结构(3)，转子轴结构(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷凤玲，侯庆虹，吕承远，宋雨，盛志伟，李爽，李函霖，张国会，吴云波，李金亮，
申请(专利权)人：哈尔滨电气动力装备有限公司，
类型：新型
国别省市：