浅析电机的制造工艺

摘要：目前我国的电机工程在人们的生产以及生活中应用相对比较广泛，因此，人们对电机的制造工艺的要求越来越高，相关的电机制造部门就要加强对于其制造工艺的研究，对其工艺进步不断的完善和创新，保证电机制造工程的质量。本文主要分析和研究了电机制造工艺的特点以及其主要的制造工序。

关键词：电机；制造工艺

中图分类号：C35文献标识码： A

一、电机制造工艺的简述

电机制造工业为电力工业提供发电设备，又为其他各种工业、交通运输业和农业提供动力机械。因此，电机制造工业的发展程度已成为衡量一个国家工业技术水平的重要标志之一。电机制造过程可以概括分为两个阶段：第一阶段是各种零件的加工；第二阶段是将若干零件装配成部件，并且进一步将若干零件和部件装配成电机。

实践证明，即使采用相同的产品图样，有着相同的规模和技术水平，各厂所制造的产品的质量也是有差别的。这是由于各厂所用的工艺方法不同造成的。因此，工艺是工厂活动的基础，是提高劳动生产率、节省能源和原材料、确保安全生产、发展生产、提高经济效益的重要手段。工艺是涉及工厂各部门都须密切配合的工作，只有将工艺工作做好，工厂才能走上健康发展的道路。因此，工厂要建立和健全工艺管理机构，充实工艺队伍，使工艺工作得到加强。这就充分说明电机制造工艺在电机制造工业中的重要性。

电机结构是制造工艺进行的依据，而制造工艺则是电机结构实现的条件。在设计电机结构时，除要满足运行性能要求外，还应考虑生产的经济效果，使其达到最大。电机是一种电力机械，其制造属于机械制造范畴。陈老师向我们介绍了电机制造工艺与一般机械制造工艺相比主要具有的五个特点：（1）工种多，工艺涉及面广（2）非标准设备和非标准工艺装备多（3）加工精度要求高（4）手工劳动量较大（5）贵重材料用量大。

电机的生产类型对制造工艺影响很大。按照一种电机年产量的多少，可分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。单件生产，年产量只有一台或几台。制造以后便不再重复生产，即使是再生产，也是不定期的。成批生产，年产量较大且成批地制造，每隔一定时间重复生产。按照产品结构的复杂程度和年产量的多少，成批生产又可分为小批量生产、中批量生产和大批量生产三种。大量生产，年产量很大，大多数生产地点经常用固定的工艺进行生产。

电机的各个部位的制造工艺包括电机零部件的机械加工、铁心的制造工艺、笼型转子的制造工艺、绕组的制造工艺、换向器与集电环的制造工艺、电机的装配工艺、大型电机与微特电机的工艺特点。

二、绕组绝缘材料的选择

绕组是电机的关键部位。电机的寿命和运行可靠性，主要取决于绕组的制造质量以及运行中的电磁作用、机械 振动和环境因素的影响。而绝缘材料与结构的选择、线圈制造过程中的绝缘缺陷和绝缘处理的质量是影响绕组制造质量的关键因素。因此，为了保证绕组的制造质量，必须正确地掌握线圈制造、线圈嵌装和绝缘处理的工艺要领、工艺参数和工艺诀窍。首先，电机绕组按其用途分，有电枢绕组和磁极绕组。电枢绕组根据结构和制造方法的不同，可分为软绕组（散嵌绕组）和硬绕组（成型绕组）两大类。磁极绕组安装在磁极铁心上，可分为绝缘圆导线绕制的及带状导线绕制的两种。 电机绕组用的导电金属主要是高纯度的铜和铝。为适应匝间绝缘的需要，绕组用的铜和铝大多制成表层有绝缘层的导线，称为电磁线。电磁线按其截面形状可分为圆线、扁线和带状导线。按其绝缘层的特点和用途，可分为漆包线、绕包线、特种电磁线等。电磁线在力学、电气学、热力学、化学等方面都有着极其特殊的性能，这里就不一一说明了。选择绝缘材料时，应该根据其耐热等级及分类、以及主要的性能慎重选择。一般情况下，电机绝缘结构和绝缘材料的选用原则有以下几点：尽可能降低绝缘材料及绝缘处理的成本；电机绝缘必须适应环境条件；绝缘材料的耐热等级应与电机各部位的实际温度相匹配；绝缘结构的整体工艺性要好；绝缘结构的相容性要好。正确的选用绝缘材料和绝缘结构，不但可以提高电机使用寿命，而且可以降低电机的制造成本。

三、常见绕组的绝缘结构

（一）低压电机绝缘结构包括匝间绝缘、槽绝缘（对地绝缘）、层间绝缘（双层绕组）、端部相间绝缘和引接线绝缘等。因为其额定电压不高，因而决定绝缘结构的主要因素是绝缘的耐热性能、力学性能和耐环境性能。低压电机常采用散嵌绕组和分爿嵌绕组。散嵌绕组以电磁线本身的绝缘作为匝间绝缘，如漆包线的漆膜、玻璃丝包线外包的玻璃丝或薄膜绕包线外包的薄膜等。它的槽绝缘是嵌线之前插入槽内的，通常采用薄膜复合绝缘材料，也有采用多层绝缘组成复合槽绝缘的。在双层绕组的槽内，存在异相的上下层线圈边，它们之间承受的是线电压，故层间绝缘的材料与槽绝缘相同。嵌绕组的匝间绝缘为双板玻璃丝包扁线之间的绝缘。它的槽绝缘、层间绝缘、垫条、槽楔等与散嵌绕组的要求大致相同。

（二）高压电机绕组的绝缘分为连续式和复合式两大类，其中复合式又分为全带式和套简式。高压电机主绝缘材料由基材、补强材料经胶粘剂粘合而成，绝缘材料一般采用耐电晕性能优良的云母材料。它的对地绝缘包括槽部绝缘和端部绝缘，且均是在线圈嵌装前包扎和绝缘处理成形的。槽部绝缘的选择应符合设计要求，端部绝缘以采用多胶粉云母带为宜。

（三）直流电机绝缘包括电枢绝缘和定子绝缘。直流电机电枢绕组分为散嵌绕组和成形绕组，按接线方式分，又有叠绕组、波绕组及各种形式的蛙式绕组。电枢绝缘结构主要包括电枢线圈绝缘、电枢端部绝缘和换向器绝缘。

（四）电枢线圈及槽部绝缘包括匝间绝缘、层间绝缘、对地绝缘、保护绝缘以及衬垫支撑绝缘。匝间绝缘一般采用导线本身的绝缘作匝间绝缘；层间绝缘的材料通常是DMD、NMN、NHN等复合材料或柔软云母板。对地绝缘常由玻璃漆布、柔软云母板、有机薄膜或薄膜与合成纤维纸、玻璃漆布等复合而成。保护绝缘一般有槽衬、槽顶垫条、槽底垫条等衬垫绝缘以及成型线圈外层的玻璃丝带等。

（五）电枢部端绝缘除线圈本身的绝缘外，还包括层间绝缘、绑扎无纬带或扎钢丝带绝缘以及支架绝缘。

（六）定子绕组绝缘包括主极绝缘、换向极绝缘、补偿绕组绝缘以及绕组连接线、引出线绝缘。主级绝缘和换向器绝缘都包括线圈绝缘和极身绝缘。对并、他励主极线圈，小型电机一般采用电磁线绕制；大、中型电机多数用双玻璃丝包扁线绕制；串励绕组和均衡绕组的线圈常用漆包圆线、扁线或双玻璃丝包扁线绕制，其层间、匝间不需要另加绝缘。极身绝缘常采用DMD、NMN、NHN或绝缘纸板等围包方式。

（七）换向极绝缘也包括线圈绝缘和极身绝缘，且与主极绝缘结构基本相同。它通常有裸线平绕或扁绕等形式，其中裸线平绕又有带匝间绝缘和无匝间绝缘之分。多层式绕组有直接绕在极身上的，也有套极式的。

四、 在电机制造工艺中的主要制造工序

（一） 对电机端盖的制造工艺

在电机生产中,端盖是连接转子与机座的重要结构零件之一,其不仅起着保护电机内部构造的巨大作用,还能够通过对端盖顶端所安放的滚动轴承,来进一步确定定子与转子之间的相互位置。因此,也可以说对端盖的制造在电机制造中占据着十分重要的地位。尤其是通过大量实践数据分析我们可以清楚的认识到,在实际电机端盖制造中,由于端盖壁较薄极易变形,因此对其使用装夹进行加工是十分困难的。同时,端盖又是定子与转子之间的重要联接件,主要是依靠止口和轴承室的精度配合,来实现对电机气隙准确性的保证,所以,在实际制造加工中应该要尽可能的减少以及避免,印装卸磨损而造成的精确度影响。目前,我国在端盖的实际制造中,其制造工艺流程仍较为简单,主要是通过车削与钻孔两项完成端盖的制造。

（二） 对电机机座的制造工艺

通过对电机的系统分析,我们能够清楚认识到,电机机座不仅是支撑与固定定子铁芯的重要零件,其也是轴承端盖式结构中与端盖相互配合,保护电机绕组与支持转子的重要零件。因此,电机机座制造水平,对整个电机的制造而言都有着十分重要的影响。而如若我们对电机机座进行详细分析,则可以看到,目前电机机座的结构类型较多,主要有:铸钢机座、铸铁机座、整体形机座和分离形机座等。但从电机机座的制造工艺角度来讲,则主要以:分离形钢板焊接机座、有底脚的整体形铸铁机座两种制造工艺,最具代表性。目前,在机座的制造中,通常以底脚平面定位和以止口定位两种加工方案。需要格外注意的是,在加工机座时,应当对各主要加工面的质量要求加以综合考虑,才能最终确定零件的装夹方式。如果装夹方式不正确,必然会对加工后零件的壁厚、止口与内圆的同轴度产生影响,引起不良的变形。

结束语：

综上所述，从各个方面加强对电机制造工艺的研究，有利于我国电机制造业的发展。不仅要对其出现的问题进行相应的完善，还要对其工艺进行不断的创新，保证电机的质量，提高其在人们生产和生活中的使用率，促进电机制造业的发展。

参考文献：

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