专利名称：直线电机牵引叠片式感应板制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直线电机次级线圈的制作工艺，尤其是用于铁道的直线电机牵引叠片式感应板制作工艺。
背景技术：
目前，采用直线电机牵引的运载系统已在国内个别城市的地下铁道中运行成功，与传统的直流或交流旋转牵引电机相比，直线电机运载系统具有爬坡能力强、通过曲线半径小、噪音低、节能、轮轨磨耗少、不受轮轨面粘着力影响和维护少、运营成本降低等许多优点。
与同容量的旋转电机相比，直线电机的功率因数和效率都比较低。尤其是用于地下铁道牵引的直线电机，由于其次级-感应板的结构尺寸和安装尺寸都受到比较大的限制，气隙偏大，影响了直线电机牵引力的提高，其功率因数和效率更低。
目前，鉴于国内技术水平，我国用于地下铁道的直线电机的感应板由铝板(厚7毫米)和钢板(厚25毫米)采用爆破或辊轧的方法制成复合板，再焊上支持架，通过螺栓紧固在轨枕上，如图1、图2所示。这种复合材料的感应板，在制造厂按1.25米、2.5米、5米三种长度，采用焊接-加工的工艺过程制造，然后运到地下铁道的现场再按照设计安装、调试、直至通过检验交付使用。然而这种采用复合材料制造出来的感应板和采取制造厂制造、现场安装这种工艺流程有以下缺陷第一，采用复合材料制造的感应板使直线电机的气隙大，磁阻大，次级涡流损失大，直线电机的效率和功率因数偏低；第二，为了保证感应板的尺寸和形状的一致性，其尺寸精度和形位公差要求比较严格，增加了制造难度，提高了生产成本，加之运输及仓库保管过程中的碰撞，容易损坏感应板的表面和形状；第三，使用尺寸和形状严格的感应板在尺寸和形状不严格的轨枕上安装，仅仅依靠调整感应板紧固螺栓下的垫片厚度来保证感应板表面的平整度、高度及中心线，无疑增加了现场安装的难度和成本；第四，制造厂生产的感应板只可能是短尺寸(1.25米、2.5米、5米)和直线形，用这样的感应板在地铁轨道上铺设出的直线电机的次级，导致其断缝很多，尤其是在弯曲线段和坡度线段，感应板之间的断缝会更多，断缝间距离会更大。感应板的断缝间隙隔断了直线电机次级的感应磁场和感应电流，增大了直线电机的励磁电流、降低了直线电机的效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可提高直线电机牵引性能的直线电机叠片式感应板制作工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，包括以下步骤a、将薄钢板裁剪成窄钢带，在窄钢带上沿其长度方向间隔制作出上下两排孔制成叠片，上排为次级线圈孔，下排为安装支持架的安装孔；b、将多片叠片沿钢轨的长度方向垂直于钢轨的上平面展开，各叠片层叠并使其上下两排孔均对齐，然后将各层叠片叠压在一起形成次级铁芯；次级铁芯两侧的支持架通过安装孔将次级铁芯和支持架连接成一体，然后以钢轨为基准，将支持架固定在铁道轨枕上，使次级铁芯的长度方向与钢轨平行；c、在次级铁芯的次级线圈孔中用导电条将次级铁芯左右两侧的导电端部联接在一起，制造出直线电机牵引叠片式感应板。
d、以钢轨为基准对直线电机牵引叠片式感应板顶部进行金加工。
为了进一步提高直线电机的牵引力，在步骤b中制作次级铁芯时，将各层的叠片的端头沿长度方向适当错开，多段叠片首尾相连并适当错开每层叠片相连的接缝位置，制造出所需长度的次级铁芯。
本发明的有益效果是具有交流异步电机次级鼠笼式线圈的特点，加大了次级导线切割磁力线的作用和减少次级铁芯涡流损失，其电气性能优于复合材料制成的感应板，可以提高直线电机的牵引力、效率和功率因数，降低能耗；消除或减少了短尺寸感应板造成的断缝和间隙，进一步提高了直线电机的牵引力，减少了直线电机的励磁电流；易于克服钢轨弯道和坡道安装短尺寸感应板断缝间隙过大、端部翘角等弊病；感应板顶面经现场加工后，其形状连续一致、尺寸精度高，利于直线电机减小气隙，增大牵引力和降低能耗。本发明的感应板作为一个连续整体利于抵抗直线电机的吸力，增强了安装的牢固程度，减轻对紧固件的要求。
图1是现有的复合板材料式感应板的侧视图。
图2是图1中A-A方向的剖视图。
图3是本发明的感应板的一种实施方式的侧视图。
图4是图3中B-B方向的剖视图。
图5是本发明的感应板的另一种实施方式的侧视图。
图6是图5中C-C方向的剖视图。
图7是本发明中的一种叠片的主视图。
图8是本发明中的另一种叠片的主视图。
图9是本发明中的又一种叠片的主视图。
图10是本发明中的支持架的主视图。
图11图10中D-D方向的剖视图。
图中标记为叠片1、次级线圈孔2、支持架3、安装孔4、钢轨5、次级铁芯6、轨枕7、导电条8、导电端部9。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图3～图11所示，本发明的直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，包括以下步骤a、将薄钢板裁剪成窄钢带，在窄钢带上沿其长度方向间隔制作出上下两排孔制成叠片1，上排为次级线圈孔2，下排为安装支持架3的安装孔4；材料可采用无绝缘层的成卷的电工钢板，如0.5毫米厚的矽钢板卷材，其长度有一卷钢板长，其宽度由直线电机次级的电气性能和机械性能确定。叠片1可以在工厂中制作完成，冲孔后卷成园盘状，以便运输和安装。
制造厂同时还可生产支持架3，其孔的形状、尺寸和间距与上述叠片的安装孔4一致，其长度可以为1.25米、2.5米、5米等，即长度为铁道轨枕距离0.625米的整数倍。
b、将多片叠片1沿钢轨5的长度方向垂直于钢轨5的上平面展开，即使叠片1立面垂直于钢轨平面，可使用支架或铺设车辆顺着铁道的钢轨5铺展。叠片1的数量与感应板设计的宽度一致。如300毫米宽的感应板就需要600片0.5毫米厚的迭片铺设。各叠片1层叠并使其上下两排孔均对齐，可利用形状与冲孔一致的样棒保证叠片冲孔同轴。然后将各层叠片1叠压在一起形成次级铁芯6；次级铁芯6两侧的支持架3通过安装孔4将次级铁芯6和支持架3连接成一体，然后以钢轨5为基准，将支持架3固定在铁道轨枕7上，使次级铁芯6的长度方向与钢轨5平行。铺设时，叠片1的顶面高度和中心线满足直线电机的设计要求，顶面留少余加工余量。支持架3与叠片1同时铺设，并使其安装孔与叠片1的安装孔4一致。
利用液压机具将铺设完工的叠片1压紧压平，液压机具所产生的压力以满足叠片1有比较高的叠压系数。然后采用适当的工艺将支持架3与叠片1用钢铆钉铆装成一体。只要将各层非常长的叠片1的端头首尾相连，并沿长度方向适当错开每层叠片1相连的接缝位置，就可以叠装出无限长度的直线电机次级铁芯6。将多段叠片1首尾相连并适当错开每层叠片1相连的接缝位置，制造出所需长度的次级铁芯6。
c、现场制作次级线圈与交流异步电机的转子一样，次级线圈包括有导电条8和导电端部9，在次级铁芯6的次级线圈孔2中用导电条8将次级铁芯6左右两侧的导电端部9联接在一起，制造出直线电机牵引叠片式感应板-直线电机的次级线圈。
现场制作次级线圈有两种方法第一可将导电条8穿过次级线圈孔2将两端的导电端部9铆接为一体。例如将形状与次级线圈孔2一样的紫铜棒打入叠片1的次级线圈孔2内，并与两端具有同样形状的紫铜板铆或焊接在一起；第二次级线圈孔2为带有上部开口的孔，导电条8和导电端部9采用压铸方法在次级铁芯6上形成。例如，用可移动式的压铸模用力夹住叠片1铁芯的上部，再用压铸机通过叠片1次级线圈孔2的开口处将溶化的铝液压入压铸模，待适当冷却后，各层叠片1的次级线圈孔2内填满铝材形成的导电条8，两端形成了导电端部9。逐次移动压铸模就可以沿着无限长度的次级铁芯6压铸连续的导电条8和导电端部9，连续的导电条8和导电端部9联成一体形成直线电机连续的次级线圈。
d、以钢轨5为基准对直线电机牵引叠片式感应板顶部进行金加工。例如，用专用的平面铣床，以钢轨5的顶面和内侧面为基准，沿钢轨5依次对叠片1形成的次级铁芯6的顶面铣削加工，使其顶面高度、弯道处的斜度、表面粗糙度满足直线电机的要求。
上述制作完成后，可以用专门的检测仪沿着钢轨对感应板进行检查，检查表面及高度尺寸、中心线尺寸和次级线圈的物理性能等。
最后，根据需要，还可对感应板进行防锈处理。
同样的道理，按照上述的工艺过程也能在制造厂生产有限长度(如1.25米、2.5米、5米等)的叠片式感应板。
权利要求
1.直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，包括以下步骤a、将薄钢板裁剪成窄钢带，在窄钢带上沿其长度方向间隔制作出上下两排孔制成叠片(1)，上排为次级线圈孔(2)，下排为安装支持架(3)的安装孔(4)；b、将多片叠片(1)沿钢轨(5)的长度方向垂直于钢轨(5)的上平面展开，各叠片(1)层叠并使其上下两排孔均对齐，然后将各层叠片(1)叠压在一起形成次级铁芯(6)；次级铁芯(6)两侧的支持架(3)通过安装孔(4)将次级铁芯(6)和支持架(3)连接成一体，然后以钢轨(5)为基准，将支持架(3)固定在铁道轨枕(7)上，使次级铁芯(6)的长度方向与钢轨(5)平行；c、在次级铁芯(6)的次级线圈孔(2)中用导电条(8)将次级铁芯(6)左右两侧的导电端部(9)联接在一起，制造出直线电机牵引叠片式感应板。d、以钢轨(5)为基准对直线电机牵引叠片式感应板顶部进行金加工。
2.如权利要求1所述的直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，其特征是在步骤b中制作次级铁芯(6)时，将各层的叠片(1)的端头沿长度方向适当错开，多段叠片(1)首尾相连并适当错开每层叠片(1)相连的接缝位置，制造出所需长度的次级铁芯(6)。
3.如权利要求1或2所述的直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，其特征是次级线圈孔(2)为带有上部开口的孔，导电条(8)和导电端部(9)采用压铸方法在次级铁芯(6)上形成。
4.如权利要求1或2所述的直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，其特征是导电条(8)穿过次级线圈孔(2)将两端的导电端部(9)铆接为一体。
5.如权利要求1所述的直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，其特征是支持架(3)的长度为铁道轨枕距离的整数倍。
全文摘要
本发明公开了一种用于铁道的直线电机牵引叠片式感应板制作工艺，可提高直线电机牵引性能。本发明是在窄钢带上沿其长度方向间隔制作出上下两排孔制成叠片，将各层叠片叠压在一起形成次级铁芯，在次级铁芯的次级线圈孔中用导电条将次级铁芯左右两侧的导电端部联接在一起，制造出直线电机牵引叠片式感应板，以钢轨为基准对直线电机牵引叠片式感应板顶部进行金加工。该工艺制作的感应板加大了次级导线切割磁力线的作用和减少次级铁芯涡流损失，其电气性能优于复合材料制成的感应板，可以提高直线电机的牵引力、效率和功率因数，降低能耗，提高了直线电机的牵引力，利于直线电机减小气隙，增大牵引力和降低能耗，适合于在直线电机铁道牵引中推广使用。
文档编号H02K15/02GK101090219SQ20071020089
公开日2007年12月19日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者刘吉祥 申请人:刘吉祥, 成都金强机车车辆有限责任公司