宋乃平 王田虎 宋凡 孔成群

摘 要：研制了一種自動化、智能化、高精度的用于定子精加工的設(shè)備，設(shè)計并分析了其設(shè)備主要機械結(jié)構(gòu)，包括傳動結(jié)構(gòu)、定子工位設(shè)計、驅(qū)動裝置設(shè)計等，以提高步進電機生產(chǎn)效率和電機質(zhì)量，降低不良率和維修費用，同時設(shè)備也可用于其他類型電機定子的精加工。該步進電機定子內(nèi)孔毛刺自動加工系統(tǒng)已在部分電機制造業(yè)得到了應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：步進電機；定子；加工；結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP23 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-7394（2018）02-0057-03

步進電機由定子與轉(zhuǎn)子組成，定子是步進電機的關(guān)鍵部件之一，其質(zhì)量好壞直接決定了電機的性能[1]。為了保證高質(zhì)量地安裝勵磁線圈，必須在定子初步完成加工后進行進一步的精加工，以提高步進電機的性能[2-3]。定子的質(zhì)量、故障分析以及對電機的影響一直是學(xué)術(shù)界、行業(yè)界關(guān)注的熱點問題。我國是一個勞動密集型的國家，目前大部分電機企業(yè)采用人工對定子進一步加工，其耗時耗力，精度不高，且生產(chǎn)效率低。因此，隨著現(xiàn)代化工業(yè)突飛猛進的發(fā)展，定子精加工處理設(shè)備的研發(fā)必將提上日程[4]。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對定子質(zhì)量的提高和精度的改進開展了廣泛的研究，目前已成為電機行業(yè)學(xué)者關(guān)注的熱點研究課題。郭世行等人設(shè)計了對電機定子內(nèi)孔殘留的鐵屑等雜質(zhì)沖洗自動系統(tǒng)，提高了勞動效率，已在企業(yè)推廣使用[5]。張煒等研究了預(yù)應(yīng)力對超聲電機定子振動固有頻率和振幅的影響，提出了模態(tài)“純”度的判別標(biāo)準(zhǔn)，研究得出預(yù)應(yīng)力增加了定子振動的振幅，能夠有效抑制電機模態(tài)混疊現(xiàn)象[6]。丁慶軍等采用粘涂法研制出行波型超聲電機定子用摩擦材料，使超聲電機工作頻率明顯變寬，半峰寬提高2倍左右，工作穩(wěn)定性增加[7]。

目前關(guān)于步進電機的應(yīng)用及其研究、定子的性能及其對電機的影響等，國內(nèi)外已開展了較多的研究，并且取得了一系列成果。然而有關(guān)電機定子技術(shù)的研究主要集中于性能、故障等領(lǐng)域，而有關(guān)定子精加工處理設(shè)備的研究鮮有報道，但定子加工的精細程度直接決定了定子的性能、故障失效等水平，直接攸關(guān)電機的性能及其應(yīng)用水平。申請人擬通過采取機械自動化等技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)計出自動化、智能化、高精度的用于定子的精加工設(shè)備，提高電機定子質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，具有十分重要的社會經(jīng)濟價值。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

電機定子精加工設(shè)備主體如圖1所示，左上角為主視圖，右上角為左視圖，左下角為上視圖。系統(tǒng)由交流電機、氣缸、花鍵傳動副、帶輪傳動副、支架、電控柜等組成，主要包括鐵板和設(shè)置在鐵板下方的支柱，其中鐵板的中部設(shè)有放置定子的工位，鐵板的下方還設(shè)有驅(qū)動定子上下運動的上下氣缸，定子的下方設(shè)有去除定子螺釘孔邊緣翻邊毛刺的麻花鉆頭，并且麻花鉆頭由驅(qū)動裝置驅(qū)動。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

定子放置到工位后，踩下腳踏開關(guān)，上下氣缸驅(qū)動工件沿Z 軸上下運動，到指定位置后，驅(qū)動裝置驅(qū)動麻花鉆頭轉(zhuǎn)動，由于孔刷與花鍵有機的連接，實現(xiàn)了直刷的效果，去除定子螺釘孔邊緣的翻邊毛刺；往復(fù)20次后，交流電機通電帶動帶輪傳動副轉(zhuǎn)動，同時，從動帶輪花鍵傳動副轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)刷。與此同時，水泵通電實現(xiàn)沖淋，一個周期完成，提高了工作效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 結(jié)語

定子是步進電機重要的組成部分，其加工精度、結(jié)構(gòu)特性等都直接攸關(guān)著電機的性能。定子進一步精加工技術(shù)是根據(jù)我國目前國情及經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r提出的用于定子的自動化高精度處理技術(shù)。本項目研制了一種自動化、智能化、高精度的用于定子精加工的設(shè)備，以提高步進電機生產(chǎn)效率和電機質(zhì)量，降低不良率和維修費用，同時，該設(shè)備也可用于其他類型電機定子的精加工。

參考文獻：

[1] 魯炳林，徐衍亮，辛峰. 定子永磁和轉(zhuǎn)子永磁混合式步進電機性能比較研究[J]. 中國電機工程學(xué)報， 2017， 37（21）：6 255-6 265.

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[5] 郭世行，江帆，龔斌斌. 步進電機定子內(nèi)孔自動沖洗系統(tǒng)[J]. 中國計量學(xué)院學(xué)報， 2010， 21（4）：323-326.

[6] 張煒，李胤，楊正偉，等. 預(yù)應(yīng)力對超聲電機定子振動影響分析[J]. 微電機， 2014（9）：18-21.

[7] 丁慶軍，姚志遠，鄭偉，等. 行波型超聲電機定子摩擦材料的研制及其摩擦磨損性能研究[J]. 摩擦學(xué)學(xué)報， 2007， 27（6）：578-582.

Automatic Processing System for Stepper Motor Stator Inner Hole Burr

SONG Nai-ping1， WANG Tian-hu2， SONG Fan3， KONG Cheng-qun3

（1.School of Computer Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China；

2.School of Electrical and Information Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China；3.Changzhou Yunkong Electronic Co.， Ltd.， Changzhou 213102， China）

Abstract： A kind of automatic， intelligent， high precision for stator finishing equipment was developed in this work. The main mechanical structure was designed， including transmission structure， stator station design， driver design and so on， which may could improve the stepping motor production efficiency and quality， reduce scrap rate and maintenance cost， equipment at the same time can also be used for other types of motor stator finishing. The automatic machining system of the internal hole burr in the motor stator has been applied in some motor manufacturing industries.

Key words： stepping motor； stator； processing； structure

責(zé)任編輯 祁秀春