一种转子鼠笼的制作方法

本实用新型涉及电机转子的技术领域，尤其涉及一种转子鼠笼。

背景技术：

现有技术中，将转子冲片叠压到指定高度，然后通过铸造模具和铸造设备将转子导条导条、短路环直接铸造成型。在铸造时，导条、短路环不可避免的会出现夹渣和气孔等铸造缺陷，当转子的工作条件较严苛的情况下可能出现笼条断裂的现象；同时，铸造时的高温、高压环境会造成转子冲片电磁性能下降、转子冲片表面绝缘受损或失效和转子冲片尺寸变形大、变形无法控制等不利影响。

图1为现有技术的转子鼠笼结构图，采用钎焊焊接工艺加工形成。采用该种焊接工艺加工的转子鼠笼主要包括短路环101、转子冲片102、导条104以及短路环101和转子冲片102中间的转子端板103。具体地如图2和图3所示，图2为钎焊焊接工艺加工形成的转子鼠笼的剖面结构图，图3为图2中A处的放大结构图。转子冲片102上设置有导条槽，导条104通过导条槽安装在转子冲片102上。短路环101上设置有若干与导条槽对应的环形凹槽105，导条104的端面伸入短路环101上的环形凹槽105，与短路环101连接。在短路环101与转子冲片102之间设置有转子端板103，用于固定转子冲片102以及增大短路环101与转子冲片102之间的距离。所有环形凹槽105的底面均垫有钎焊焊料，导条104与短路环101连接后，通过中、高频感应加热的方式融化钎焊焊料进行焊接，从而实现导条104与短路环101的焊接固定。感应加热钎焊工作时，高温环境会造成转子冲片电磁性能下降以及转子冲片表面绝缘失效等不利影响。为了降低不利影响，短路环焊接部位必须远离冲片转子，从而造成转子鼠笼结构复杂，转子的体积增大，占用更大空间。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中转子鼠笼加工成形后存在的转子强度下降、转子冲片受损、转子体积较大等问题，本实用新型提供一种转子鼠笼。

根据本实用新型的一个方面，提供一种转子鼠笼，所述转子鼠笼包括短路环、导条和转子冲片，在转子冲片上形成有导条槽，所述短路环上设置有若干与所述转子冲片上的导条槽位置对应的贯通孔，所述转子冲片两端分别固定一个所述短路环，所述短路环轴向压紧所述转子冲片且各个所述贯通孔中心与各个导条槽中心处于同一中心线上，所述导条从所述转子冲片一端的所述短路环的贯通孔插接至所述转子冲片另一端的所述短路环的贯通孔，且所述导条的两端分别与所述短路环通过搅拌摩擦焊的焊接方式焊接固定。

优选地，所述贯通孔的轴向截面尺寸大于等于所述导条的轴向截面尺寸。

优选地，所述贯通孔的结构和尺寸与所述转子冲片上的导条槽的结构和尺寸相同。

优选地，所述短路环的端面分别高于所述导条的端面或与所述导条的端面平齐。

优选地，所述导条的两端分别与所述短路环通过搅拌摩擦焊的焊接方式焊接固定时，搅拌针沿所述短路环端面上所述导条的中心位置路径进行焊接。

本实用新型提供的技术方案，通过在短路环上设置若干与所述转子冲片上的导条槽位置对应的贯通孔，导条贯穿两个短路环和夹在短路环中间的转子冲片，采用搅拌摩擦焊的焊接方式将短路环与导条焊接固定。本实用新型的技术方案，简化了转子的结构，最大程度的减小了转子的体积。采用搅拌摩擦焊的焊接方式，避免钎焊引起的环境污染，以及焊缝强度低等问题；同时降低焊接温度、缩短焊接时间，极大地避免高温环境对转子冲片电磁性能、表面绝缘性能的不利影响。本实用新型的技术方案可以最大程度改善转子鼠笼的质量，提高转子鼠笼结构的可靠性。

附图说明

图1为现有技术的转子鼠笼结构图；

图2为现有技术的转子鼠笼的剖面结构图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为本实用新型提供的转子鼠笼结构图；

图5为本实用新型提供的转子鼠笼焊接时的剖面结构图；

图6为图5中B处的局部放大图；

图7为本实用新型提供的转子鼠笼的加工方法流程图。

具体实施方式

为了解决背景技术中提出的问题，本申请的发明人想到在短路环上设置用于导条插接的贯通孔，并采用搅拌摩擦焊的焊接工艺取代现有技术采用钎焊焊接工艺将短路环和导条进行焊接固定。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

图4、图5和图6是本实用新型提供的一种转子鼠笼的结构图。图4为本实用新型提供的转子鼠笼结构图，图5为本实用新型提供的转子鼠笼焊接时的剖面结构图，图6为图5中B处的局部放大图。转子鼠笼的结构主要包括短路环201，转子冲片202以及导条203，转子冲片202上形成有若干导条槽，短路环201上设置有若干与转子冲片202上的导条槽位置对应的贯通孔205。在转子冲片202两端分别固定一个短路环201，短路环201轴向压紧转子冲片202且各个贯通孔205的中心与转子冲片202上各个导条槽的中心处于同一中心线上。导条203从转子冲片202一端的短路环201上的贯通孔205插接至转子冲片202另一端的短路环201上的贯通孔205，且导条203的两端分别与短路环201通过搅拌摩擦焊的焊接工艺焊接固定。

由图4、5、6所示可知，本实施例中通过在短路环201上设置贯通孔205，短路环201压紧转子冲片202，在短路环201与转子冲片202之间不设置转子端板103用以固定转子冲片202，使得转子鼠笼结构紧凑，减小了占用空间，同时增大了转子鼠笼的强度；采用搅拌摩擦焊的焊接工艺焊接固定短路环201和导条203，降低焊接温度，消除高温环境下转子冲片202电磁性能下降和表面绝缘失效的不利影响，保证转子冲片202的良好性能。

在本实用新型的一个实施例中，贯通孔205的数量、位置与转子冲片202上导条槽的数量、位置保持一致。导条203在安装时，通过贯通孔205和转子冲片202上导条槽贯穿短路环201和转子冲片。优选地，贯通孔205的结构和尺寸与转子冲片202上导条槽的结构和尺寸相同。

在本实用新型的一个实施例中，为保证导条203顺利贯穿贯通孔205，优选地，贯通孔205的轴向截面尺寸大于等于导条203的轴向截面尺寸。导条203与短路环201在贯通孔205处相互接触，由于该处需要进行焊接固定，贯通孔205的轴向截面尺寸不宜过大，单边超出导条203的轴向截面尺寸边缘不得大于0.1mm。

在本实用新型的一个实施例中，采用搅拌摩擦焊的焊接工艺将短路环201和导条203焊接固定，由于该焊接工艺在焊接时需要对待焊工件，即短路环201和导条203同时进行摩擦生热，优选地，短路环201的端面高于导条203的端面或与导条203的端面平齐。具体地，导条203的长度小于短路环201压紧在转子冲片202两端的总长度。若是导条203长度过长，突出了短路环201的端面，在焊接时，搅拌针204与导条203的突出部分进行摩擦生热，从而导致短路环201的摩擦生热部分过少甚至没有摩擦生热，影响短路环201与导条203焊接强度。突出的部分对转子鼠笼会产生一定的影响，例如降低转子鼠笼的起动性能等。短路环201的端面高于或平齐于导条203的端面，可以保证焊接部位的强度和转子鼠笼的性能。

在本实用新型的一个实施例中，采用搅拌摩擦焊的焊接工艺将短路环201和导条203焊接固定时，搅拌针204高速旋转与待焊工件进行摩擦生热，即与短路环201和导条203进行摩擦生热，使得待焊部位，即短路环201与导条203相互接触的部位达到热塑性状态，然后迅速顶锻完成焊接。搅拌针204的尺寸较大，当其位于导条203的中心位置时，能够覆盖至导条203与短路环201相接触的部位，优选地，在进行焊接时，搅拌针204沿短路环201端面上导条203的中心位置路径进行焊接。由于搅拌针204在焊接时处于高速旋转的状态，可插入导条203的中心位置，故导条203的中心位置不设置搅拌针204的进入的孔。

实施例二

图7是本实用新型一个实施例的一种转子鼠笼的加工方法流程图，参见图7，本实施例的转子鼠笼的加工方法包括：

步骤S301，在短路环上设置若干与转子冲片上的导条槽位置对应的贯通孔。

本步骤中，在短路环上设置惯通孔，可以采用钻床钻孔成形或铣床铣削成形。具体地，在相应的机床上固定短路环，在需要设置贯通孔的位置进行相应的钻孔或铣削操作。

步骤S302，在转子冲片两端分别固定一个短路环，短路环轴向压紧转子冲片且贯通孔中心与导条槽中心处于同一中心线上。

本步骤中，在转子冲片两端固定短路环，可以先固定转子冲片，在距离转子冲片两端较近的位置，例如10mm的位置分别放置一个短路环，旋转短路环使贯通孔的中心与导条槽的中心处于同一中心线上。判断是否处于同一中心线可以使用激光进行校准或人工进行校准。再将短路环靠近转子冲片，与转子冲片接触后，向两端的短路环施加一定的预紧力压紧转子冲片。

步骤S303，将导条从一端的贯通孔插接至另一端的贯通孔，导条贯穿转子冲片两端的短路环以及转子冲片。

本步骤中，导条的插接可以通过人工作业方式完成，具体地，工人手持导条将其插进贯通孔，穿过转子冲片至另一端的贯通孔。

步骤S304，采用搅拌摩擦焊的焊接工艺将导条两端分别与短路环焊接固定。

本步骤中，采用搅拌摩擦焊的焊接工艺将导条两端分别与短路环焊接固定，可以在搅拌摩擦焊机上完成。具体地，在摩擦焊机上固定装配完成的导条、短路环和转子冲片，在搅拌针的高速旋转状态下，将搅拌针靠近短路环与导条进行摩擦生热，使焊接部位即短路环与导条接触的部位达到热塑性状态，然后迅速顶锻完成焊接固定。

在本实用新型的一个实施例中，贯通孔的一个作用与转子冲片上的导条槽的作用相同，均用于与导条进行装配。优选地，这里贯通孔的结构和尺寸与转子冲片上的导条槽的结构和尺寸相同。这里贯通孔与导条槽的结构相同分别为，通孔以及轴向截面形状相同。

在本实用新型的一个实施例中，短路环在轴向压紧转子冲片，可以使转子鼠笼的整体结构变得更加紧凑，短路环对转子冲片起到固定的作用，防止转子冲片在高速运行的状态下产生偏移冲击导条，造成导条断裂的现象。

在本实用新型的一个实施例中，导条从贯通孔进行插接，优选地，贯通孔的轴向截面尺寸大于等于导条的轴向截面尺寸，才能保证导条顺利穿过贯通孔。同时，为保证转子鼠笼结构的紧凑性以及后续加工方法的进行，贯通孔的轴向截面尺寸不宜过大，单边超出导条的轴向截面尺寸边缘不得大于0.1mm。

在本实用新型的一个实施例中，采用搅拌摩擦焊的焊接工艺将短路环和导条焊接固定，由于该焊接工艺在焊接时需要对待焊工件，即短路环和导条同时进行摩擦生热，优选地，短路环的端面高于导条的端面或与导条的端面平齐。具体地，导条的长度小于短路环压紧在转子冲片两端的总长度。若是导条长度过长，突出了短路环的端面，在焊接时，搅拌针与导条的突出部分进行摩擦生热，从而导致短路环的摩擦生热部分过少甚至没有摩擦生热，影响短路环与导条焊接处的强度。突出的部分对转子鼠笼会产生一定的影响，例如降低转子鼠笼的起动性能等。短路环的端面高于或平齐于导条的端面，可以保证焊接部位的强度和转子鼠笼的性能。

在本实用新型的一个实施例中，采用搅拌摩擦焊的焊接工艺将导条两端分别与短路环焊接固定的具体实现方法是：固定装配完成的导条、短路环和转子冲片，搅拌针在高速旋转状态下，靠近短路环端面上导条的中心位置并插入其中，沿导条的中心位置进行焊接。由于搅拌针的尺寸较大，当其位于导条的中心位置时，能够覆盖至导条与短路环相接触的部位，优选地，在进行焊接时，搅拌针沿短路环端面上导条的中心位置路径进行焊接。短路环与若干导条进行装配，完成一个导条的焊接固定后，搅拌针离开焊接完成的部位，进入下一个待焊的导条进行焊接固定。

综上所述，本实用新型实施例的技术方案，通过在短路环上设置有若干与转子冲片上的导条槽位置对应的贯通孔，将短路环分别固定在转子冲片两端，且压紧转子冲片。导条从一端的贯通孔插接至另一端的贯通孔，将导条的两端分别与短路环通过搅拌摩擦焊的焊接方式焊接固定。短路环压紧转子冲片，可以使转子鼠笼的整体结构变得更加紧凑，对转子冲片起到固定的作用，防止转子冲片在高速运行的状态下产生偏移冲击导条，造成导条断裂的现象；通过采用搅拌摩擦焊接工艺，降低转子冲片各个部位受热温度和受热时间，从而极大地减少、甚至避免由于采用钎焊焊接工艺对转子冲片性能和表面绝缘特性特性的不利影响，保证转子鼠笼强度质量和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。