[发明专利]一种异步牵引电机转子用CuNi14Al3收缩环成型方法

说明书

本发明公开了一种异步牵引电机转子用CuNi14Al3收缩环成型方法，所述方法包括：制作碾环工装、下料、编制碾环程序、加热、碾环工装预热、制坯、扩孔、平整端面、碾环。与现有技术相比，本发明的方法所制备的碾环尺寸精度提高，所需预留的加工余量小，材料利用率高。与现有技术相比，碾环成型方式为静载变形，变形方式均匀，收缩环的力学性能也均匀。

技术领域

本发明涉及电机转子材料技术领域，具体是涉及一种异步牵引电机转子用CuNi14Al3收缩环成型方法。

背景技术

高铁、地铁、轻轨和城际铁路所需电力机车是国家重点发展的轨道交通重大装备，高性能精密铜件是轨道交通机车牵引电机的关键部件，要求具有高的强度和良好的塑性，同时还需要具有优良的导电、导热性能和耐腐蚀性能等。目前轨道交通高速异步牵引电机的转子都采用鼠笼式结构，转子材料包括导条、端环和收缩环等。

收缩环是电动机转子上的重要部件之一，它热套于端环上，受紧配合力、本身及绕组端部的离心力、弯曲应力等作用，叠加应力很高。因此要求收缩环材料必须有足够的强度和尽可能高的塑性与韧性、最小的残余应力、最少的危害性缺陷。为了减少漏磁和涡流损耗，要求收缩环材料必须无磁性。随着电动机功率的不断提高，收缩环所承受的应力也逐步上升，在机组运转时，由于电磁场及电流的作用，会使收缩环发热。通常情况下温升有近百度，特殊情况下瞬时能高达几百度，因此收缩环材料也应注意高温软化问题。此外，电机收缩环常因疲劳裂纹而发生的事故。目前，牵引电机均使用铜基合金作收缩环材料。铜基合金除了保持钢收缩环的高强度性能外，还具有较高的韧性和良好的导热性及抗应力腐蚀，这对降低转子温升，减少转子端部断裂有明显效果。

CuNi14Al3材料具有高强高韧性，耐应力腐蚀，高耐磨，良好的导热性及无磁性。是常见的电机收缩环材料。

目前异步牵引电机转子用CuNi14Al3收缩环常用的成型方式是锻造，其工序包含下料、加热、墩饼、冲孔、马架扩孔及平面等。第一，锻造CuNi14Al3收缩环的扩孔方式是马架扩孔，由于马架扩孔时精度较低，锻件所需的加工余量较大，所需要投入的原材料较多，因此，材料利用率较低。第二，锻造CuNi14Al3收缩环的扩孔方式是马架扩孔，通过锻锤一下一下击打完成，变形方式是冲击变形，而且这个过程是依靠操作工的技能水平控制的，所以收缩环的力学性能不是特别均匀。第三，锻造CuNi14Al3收缩环生产效率相对较低。因此，开发一种新的异步牵引电机转子用CuNi14Al3收缩环成型方法显得非常重要。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种异步牵引电机转子用CuNi14Al3收缩环成型方法。

本发明的技术方案如下：

一种异步牵引电机转子用CuNi14Al3收缩环成型方法，包括以下步骤：

S1、制作碾环工装

根据收缩环产品的尺寸，计算产品碾环尺寸，制作碾环工装；所述碾环工装材料选用模具钢，先锻造成型，再经过淬火、回火热处理，经车加工、铣加工及攻丝制备成上述结构；

S2、下料

根据产品碾环尺寸，计算产品碾环所需要的坯料重量，选择原材料进行下料；

S3、编制碾环程序

根据计算好的碾环尺寸，输入碾环机中，编制碾环程序；

S4、加热

在锻造前，先将下料好的坯料进行加热，加热温度950℃±20℃，保温一定的时间；

S5、碾环工装预热

将制作完成的碾环工装安装在碾环机上，并将其预热至200℃至300℃；

S6、制坯