电机铁心叠压器油缸选型及验证

时兴华

（中车永济电机有限公司机加事业部，山西 永济 044502）

摘 要：电机定子铁心所需叠压力由液压缸提供，本司采用叠压器单液压缸收缩拉力对电机铁心冲片施加叠压力。本文通过理论计算的方法对液压缸进行选型，并设计制造压力校验装置对其进行验证。

关键词：电机 定子铁心 叠压力 液压缸 负荷率 选型 验证

0引言

在国家授权发明专利《叠压器用模块化叠压心胎》中由叠压器单液压缸收缩拉力提供电机定子铁心所需叠压力。液压缸的选型和验证是其中的一项内容。是保证铁心叠压质量的先决条件之一。

本文以需求为导向，通过理论计算确定液压缸的参数，指导液压缸的选型。同时考虑设备验收及使用过程中的压力校验问题，设计环形压力校验装置方便对压力输出进行过程监控和验证。

1选型设计

1.1叠压器液压缸工作原理

如图1所示，序号16为电机定子铁心叠压平台用叠压器，为了方便操作及节约空间，叠压器采用单液压缸输出拉力，液压缸沉入地坑内。定子铁心叠装完成后放置序号9上压板，液压缸拉杆伸出，旋入紧固螺母后下拉施压压紧铁心。

1. 液压泵 2-铁心下压圈 3-收缩弹簧 4-铁心冲片 5-涨缩液压缸 6-液压管路 7-专用快

换活动模块 8-铁心上压圈 9-上压板 10-下拉式施压拉杆 11-通用胎体 12-调整垫 13-专用快换固定模块 14-下压板 15-高度调整件 16-叠压器（设备）17-径向定位组件

图1 叠压器用模块化叠压心胎示意图

1.2 液压缸选型

1.2.1 叠压力选择

铁心叠压力是保证铁心密实度的有效手段。一般情况下可由经验公式计算出来。

铁心叠压力可用以下经验公式（1）^[2]表示：

P= 9.8K * S*N*Ψ （1）

式中：P—— 铁心叠压力（单位：N）

K₁——经验系数（参考值：2~3）

S——定子冲片净面积（单位： cm²）

ψ——片间压力（单位：8~12 Kgf/cm²）

假设该叠压器要满足最大铁心冲片净面积S _max为1000 cm² ，根据公式（1）P _max= 9.8K _max * S _max *Ψ_max=9.8*3*2000*12=352800(N)。

1.2.2 液压缸额定压力选择

由于液压缸最佳工作范围为额定压力的75%左右，则液压缸输出拉力为P_额=P _max ÷0.75=470400(N)。

1.2.3 液压缸参数计算

液压缸输出拉力提供铁心叠压力，根据公式（2）可知：

F=β*P*π［（D/2）²-(d/2)²］=β*P*π/4*( D²-d²) （2）

式中： F —— 液压缸拉力（单位：Kgf）

β ——负荷率（参考值：0.8）

P ——压强（单位： Kgf/cm²）

D ——油缸内径（单位： cm²）

d ——活塞杆直径（单位： cm²）

例如：常用的标准柱型液压缸的P值均可耐压至140 Kgf/cm²，假设油缸内径D=300mm，活塞杆直径d=180mm，则拉力

F=β*P*π/4*( D²-d²)=0.8*140*3.14/4*(30²-18²)≈50641.92（Kgf）

≈50941.92X9.8≈496290.816（N）＜P_额

因此选择P =140 Kgf/cm²，油缸内径D=300mm，活塞杆直径d=180mm，

的液压缸能满足设计需要。

2 拉力验证

2.1 通用压（拉）力效验装置

为了方便、快捷的对液压缸或油压机输出压力进行效验。我们设计制作了通用压（拉）力效验装置（见图2）。该装置由上下压板、导向柱、标准负荷传感器、标准测力仪表及信号线组成。

1-上下压板 2-导向柱 3-传感器 4-测试仪及导线

图2 通用压（拉）力效验装置

2.2通用压（拉）力效验装置效验实例：

图3是对定子铁心叠压用叠压器拉力效验的实例。

1. 将通用压（拉）力效验装置放在叠压器工作平台上，液压缸拉杆穿过中心；

2. 通过垫板调整至液压缸拉杆伸缩长度工作范围，紧固螺母紧固；

3.启动液压系统，对通用压（拉）力效验装置施加指定压力

1-叠压器 2-压力检验装置 3-垫板 4-测试仪及导线

图3 叠压器拉力效验实例

3 结语

通过对国家授权发明专利《叠压器用模块化叠压心胎》中的叠压器单液压缸选型的理论计算及通用压（拉）力效验装置压力效验。明确了叠压器单液压缸选型的理论流程及方法。同时对叠压器、油压机类施压设备输出压力提供了压力效验装置及方法，为该类施压设备应用提供了一种计算及验证的可能和实践。

参考文献

[1] 才家刚．电机试验技术及设备手册．北京：机械工业出版社，2004．

[2] 曲永恒．电机铁心制造工艺手册．上海：上海交通大学出版社，2013

[3] 陈世坤．电机设计．北京：机械工业出版社，2004

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