电机磁瓦不粘结固定方法设计

谢佳娜，魏婉珠，陈敏生

(1.揭阳市汇宝昌电器有限公司，揭阳 522000；2.华南理工大学 机械与汽车工程学院，广州 510641)

0 引 言

随着科技的进步，人类不断追求便捷和高效的生活方式，电器产品在其中扮演着越来越重要的角色，电器设备不断向着智能化、小型化发展，对电机的生产和制造要求也不断提高。电机主要包括定子和转子两部分，其作用原理是通过通电线圈在磁场中受力转动带动转子旋转，而磁瓦便是电机定子中提供磁场的的关键零件，被称为“电机的心脏”，这就要求磁瓦安装精确且稳固，电机磁瓦的性能和安装情况直接影响电机的工作效率和可靠性。

微型电机一般使用环氧树脂粘黏等粘结剂将磁瓦固定在电机外壳中[1]，但该方法会造成很多问题。文献[2]研究表明，磁瓦须先充磁再进行粘结，具有强磁性的磁瓦在粘结过程中会出现刮胶的现象，降低粘结强度；文献[3]研究表明，电机在使用前磁瓦须进行磁通量检测，但将磁瓦与电机外壳进行粘结后进行检测，如果结果不合格会对零件造成破坏，影响再利用，从而造成浪费；文献[4]研究表明，磁瓦粘接精确度不高，如使用粘结剂粘结极易产生报废品。而诸多专利也是通过设计外加零件保证磁瓦的固定，如中国专利201810839052.6，发明了可沿径向滑动轨道移动的固定支撑装置来固定磁瓦，但该发明结构过于复杂[5]；中国专利201410466262.7发明了包含固定夹的磁瓦定位架用于固定磁瓦，但是其中的弧形条的弧度固定，不具有普适性[6]。本文设计了一种新型磁瓦固定方法，该方法不使用粘结剂，而是通过机械方式将磁瓦和弹弓固定在电机外壳上，利用弹弓的弹性张力紧紧地卡住电机磁瓦，防止磁瓦脱落。

1 新型固定结构及方法

1.1 固定方法

这种新型磁瓦不粘结固定结构由四个零件组成，包括一个电机外壳、两片磁瓦和一个V形弹弓，固定结构如图1所示。安装时首先将两片磁瓦对称地放入电机外壳中，磁瓦和电机外壳同轴放置，通过电机上两个楔形卡扣顶住磁瓦的一端；然后手动压缩弹弓，将其放入两片磁瓦之间；最后松开弹弓，弹弓发生弹性回复，弹力将两片磁瓦向电机外壳楔形卡扣推动，最终实现磁瓦的固定。弹弓的一端挂在电机外壳的挂钩上，确保弹弓在轴向不发生位移。

图1 磁瓦不粘结固定方法示意图

与传统固定方法相比，该固定结构和方法不依靠粘结剂固定磁瓦，避免刮胶和粘结剂的老化造成磁瓦脱落，避免电机工作时产生异味；无需考虑粘结剂干燥的时间，提高了生产效率，且更加环保。新方法结构简单而稳固，无需其余零部件的辅助，便于磁瓦的检测；而且利用的原理具有普适性，其他种类的电机外壳也可使用。

1.2 零件设计

为了实现这种不粘结固定，特意对电机外壳、磁瓦和弹弓做了特殊设计，如图2～图4所示。图2是电机外壳结构，电机外壳的一侧设置有“翼形”切口，切口边向电机壳内侧弯折形成楔形卡扣A，该开口的作用是用于顶住磁瓦的一端。电机外壳的另一侧设置有正方形切口，该正方形切口边沿向电机壳内侧弯折形成挂钩B，该挂钩的作用是钩住弹弓的圆弧段，限制弹弓在轴向的位移。图3是单片磁瓦结构，磁瓦的两侧面设计了楔形面C，目的是为了实现安装时的定位。图4是弹弓结构，该弹弓选用直径为2 mm的高碳钢材料，外形为V形，向内挤压时具有较好的弹性。

图2 电机外壳

图3 磁瓦

图4 弹弓

2 生产实验

上述电机外壳采用厚度为1.2 mm的电解亚铅镀锌钢板，经过多工序级进模大批量生产，冲压过程中，首先将毛坯经多道次拉深成筒形件，然后通过侧向冲裁结构成形楔形卡扣A和挂钩B；弹弓使用直径为2 mm的冷拉高碳钢钢丝经弯曲加工制造，弯曲角为50°，该材料的特点是在具有较高的强度和硬度的同时，具有较高的弹性极限和疲劳极限。磁瓦选用钕铁硼烧结磁钢。

根据上述方法进行了生产实验，获得了三种零件的试制试样并进行了装配，实际装配体如图5所示。通过生产实验可知，该电机磁瓦不粘结固定结构及方法能够满足磁瓦安装和使用要求，适于推广应用。

图5 实际装配体

3 结 语

本文分析了使用粘结方式固定磁瓦存在的弊端，针对一种微电机外壳设计了电机磁瓦不粘结固定结构，包括电机外壳、磁瓦和弹弓的设计；确定了电机磁瓦不粘结固定方法，通过该方法可实现磁瓦的安装和固定。经生产实验验证，能够满足磁瓦安装和使用要求，适于推广应用。