[发明专利]一种电机定子外壳及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机部件，特别涉及一种电机定子的外壳及其制造方法。

背景技术

现有的采用液体冷却的定子外壳设计成分体结构，其包括外壳1和盖板5，见图1，在外壳和盖板之间用两条O型圈3、4密封,通过冷却液体在外壳1内的液体通道2里流动来散热。这种结构最大的缺点就是密封要求特别高。如果密封圈装配不好或者失效会导致冷却液体渗漏，进而损坏电机。同时，这种结构的电机定子外壳，由于受到铸造工艺中脱模的限制，液体通道无法设计成截面形状复杂且通道细小的沟槽，从而造成外壳的液体通道的散热面积小，散热效果不好。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种电机定子外壳，使其结构更合理、冷却效果和密封效果更好。

为了得到上述电机定子外壳，本发明还提供了一个加工简单、产品合格率高、可靠性好的一种电机定子外壳的制造方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

电机定子外壳，其特征在于：所述的外壳为一个整体，外壳内部嵌铝合金模芯，铝合金模芯内有一个液体通道，外壳与液体通道间设有出液孔和进液孔。

上述铝合金模芯内设置数个槽，这样能增加外壳与铝合金模芯的接触面积，通过铝合金模芯内的液体通道的液体能更好地取走外壳的热量。

上述铝合金模芯也可由延伸性好的其他金属代替。

上述铝合金模芯外侧设置数个支撑手柄，这样便于制造外壳时铝合金模芯定位在铸造型腔中。

电机定子外壳通常用铸造的方法制备，常用的砂型铸造方法有重力铸造、低压铸造、消失模铸造。这三种铸造方法各有所长。经过比较，重力铸造及消失模铸造不适宜这种复杂的外壳，选择低压铸造比较合适，但这种方法有如下问题：

铸造外壳内侧的液体通道需要用到砂芯，而这种液体通道截面小且形状不规则，制作困难砂芯。

为了将砂芯固定在模腔中，砂芯必须有向外伸出的支撑柄，而这些支撑柄需要在铸造好后挖除，然后再用浇铸材料焊接，但一旦焊接质量，就会造成液体通道漏液。

铸造完毕后，液体通道截面复杂，将通道内的型砂清理干净非常困难，这些沉积的型砂会直接影响外壳的使用。

受砂型铸造工艺的限制，砂芯的尺寸误差、性状误差及表面粗糙度都比较大，这会直接造成液体通道截面公差大，内壁很粗糙，从而造成外壳壁厚均匀性差，外壳刚性变差。

用石英砂制作的砂芯容易导致浇铸气泡的产生，一旦外壳壁厚里夹有沙眼和气泡，就会造成外壳气密压力试验无法通过。

为了制作上述电机定子外壳，必须相应地提供合适的制造方法，为此本发明提供了一种电机定子外壳的制造方法，用中空的铝合金模芯代替传统的的砂芯，在铝合金模芯液体通道中填充固体粉末，将铝合金模芯作为嵌件放在铸造模具的型腔里进行浇铸，铸件冷却后，铝合金模芯和浇铸材料合为一体，然后用钻孔的方法将铸件从外侧打通铝合金模芯里的液体通道，形成外壳的出液口和进液口，最后倒出固体粉末即制成所需要的电机定子外壳。

上述铝合金模芯的制作步骤如下：

1.                拉伸空心的铝合金型材；

2.                在铝合金型材液体通道中灌满耐高温的固体粉末，在其两端开口处用同种铝合金型材焊接堵住；

3.                按外壳所需的液体通道形状将型材弯曲成铝合金模芯。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、由于将外壳和盖体设计成一体，整个冷却通道在外壳内，密封性好，不会漏液。

2、外壳采用整体式结构，刚性好。

3、液体通道内有许多沟槽，散热通道面积大，散热效果好。主要用在高功率密度的发电机和电动机上，用来冷却电机定子，从而提高电机的运行效率和可靠性。

4、结构更合理、简单，加工成本和装配成本下降。

5、液体通道的截面形状和液体通道轨迹线可以不受砂芯工艺的限制，可以设计成很小很复杂的液体通道和冷却沟槽。

6、由于铝合金模芯的支撑柄也是铝合金材料，不需要铸件成形后再挖去支撑柄和用铝合金材料焊接堵住，这样大大简化了加工工艺，提高了外壳的气密性和刚性。

7、由于铝合金模芯内侧比砂芯外表面光滑很多，这样大大减小了液体通道对冷却液体的阻力，提高了冷却效果。

8、由于铝合金模芯外形制作尺寸、形状精度和粗糙度大大优于砂芯，所以外壳的壁厚可铸造得很均匀，这样就大大提高了外壳的刚性和气密性。