小型電機環(huán)形磁鋼粘接及其粘接強度提高

韋生

(貴陽萬江航空機電有限公司,貴州 貴陽550018)

1 小型電機磁鋼固定方式

電機正常工作需要外界提供一個穩(wěn)定的磁場,現(xiàn)在很多小型電機都選擇使用膠將磁鋼粘接到電機殼體上對電機提供磁場。電機在運轉(zhuǎn)過程中磁鋼需要牢固的吸附在電機殼體上,電機才能穩(wěn)定工作。如果粘接的磁鋼出現(xiàn)脫落電機就無法正常工作,還會出現(xiàn)異響聲音。因此研究磁鋼與電機殼體高強度的粘接在一起的工藝方法,提高磁鋼與電機殼體粘接的強度就顯得非常重要。

2 粘接劑的選擇

隨著粘膠劑行業(yè)的發(fā)展,市場上的粘接劑種類繁多。電機需要在不同工種環(huán)境中穩(wěn)定工作,又需要滿足較長時期的使用壽命。當(dāng)前工業(yè)化生產(chǎn)中需要高效快速生產(chǎn)以降低成本提高經(jīng)濟效益。因此粘接小型電機的粘接劑需要具有粘接強度高、固化時間短、較好的耐酸堿、水、油介質(zhì)和耐高溫、耐老化耐沖擊性能。小型電機的電機殼體一般由鍍鋅鋼板經(jīng)過多道工序沖壓成型,通過對比我們發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)粘接丙烯酸脂膠可以滿足磁鋼粘接要求。其具有粘接強度高、快速固化、良好的耐酸堿、水、油介質(zhì)和耐高溫、耐老化耐沖擊性能,特別適用于鍍鋅板粘接,在-40～150℃的環(huán)境溫度中具有良好的穩(wěn)定性。貼合后3～5 分鐘初步固化,3～4 小時達到80%強度,24 小時后達到最大強度。粘接時按其A、B 組分的膠重量1:1 均勻混合使用。

3 磁鋼粘接

3.1 瓦形磁鋼和環(huán)形磁鋼

圖1 瓦形磁鋼

圖2 環(huán)形磁鋼

小型電機常見的磁鋼形態(tài)有瓦形磁鋼和環(huán)形磁鋼,見圖1和圖2。瓦形磁鋼其中一片磁鋼為磁場的N 極,另一片為S 極,常見的小型電機有兩極和四極。環(huán)形磁鋼是一個環(huán)形的整體磁鋼,磁鋼半邊為磁場的N 極,另一邊為S 極。

3.2 粘接原理

機械理論認為,膠粘劑必須滲入被粘物表面的空隙內(nèi),并排除其界面上吸附的空氣,才能產(chǎn)生粘接作用。吸附理論認為,粘接是由兩材料間分子接觸和界面力產(chǎn)生所引起的。粘接力的主要來源是分子間作用力包括氫鍵力和范德華力。膠粘劑與被粘物連續(xù)接觸的過程叫潤濕,要使膠粘劑潤濕固體表面,膠粘劑的表面張力應(yīng)小于固體的臨界表面張力,膠粘劑浸入固體表面的凹陷與空隙就形成良好潤濕如果膠粘劑在表面的凹處被架空,便減少了膠粘劑與被粘物的實際接觸面積,從而降低了接頭的粘接強度。

3.3 環(huán)形磁鋼粘接分析

磁鋼粘接分為以下五個過程：

圖3 瓦形磁鋼粘接前后

圖4 環(huán)形磁鋼粘接前后

表1 (單位N)

從瓦型磁鋼和環(huán)形磁鋼粘接過程可以發(fā)現(xiàn),瓦型磁鋼工裝上面的彈簧機構(gòu)可以將其與電機殼體壓緊,形成緊密的粘接面,粘接劑完全潤濕磁鋼和電機殼體的貼合面,容易得到較大的粘接強度。環(huán)形磁鋼設(shè)計定型后為了實現(xiàn)套入電機殼體的便捷性,需要存在一定的配合間隙。粘接過程中不容易壓緊到電機殼體表面,即使通過其它方式將環(huán)形磁鋼和電機殼體進行壓緊,也會出現(xiàn)一面壓緊,另一面達到極限間隙狀態(tài),在間隙處膠粘劑不容易完全滲入磁鋼和電機殼體表面,無法完全排除粘接界面上吸附的空氣,較難得到較大的粘接強度。

3.4 環(huán)形磁鋼粘接強度的提高

圖5、圖6 的磁鋼和電機殼體為某產(chǎn)品環(huán)形磁鋼設(shè)計初期的配合尺寸,磁鋼外徑介于34.7-34.9 之間,電機殼體內(nèi)孔介于34.9-35 之間,兩者配合間隙介于0.1-0.3 之間。由于配合間隙較大,粘接強度不足,該產(chǎn)品在交付客戶初期重復(fù)出現(xiàn)磁鋼脫落問題,客戶不滿意并索賠,從而造成一定的經(jīng)濟損失。

將環(huán)形磁鋼外徑下調(diào)整到34.8 后,加工樣品與相同狀態(tài)的電機殼體進行粘接測試。檢測調(diào)整前后磁鋼粘接強度的剪切破壞力(壓脫力)見表1。

圖5 磁鋼

圖6 電機殼體

從表中可知加大磁鋼外徑,減小環(huán)形磁鋼和電機殼體的配合間隙后,環(huán)形磁鋼粘接強度的剪切破壞力(壓脫力)得到很大提高。改進后該形產(chǎn)品在后續(xù)交付客戶的兩年多時間內(nèi)未再出現(xiàn)磁鋼脫落問題。

4 結(jié)論

環(huán)形磁鋼在粘接過程中不容易壓緊到電機殼體表面,在滿足生產(chǎn)裝配的前提下,需要減小環(huán)形磁與電機殼體的配合尺寸,使粘接劑充分浸潤粘接面才能得到較大的粘接強度。