小型電機(jī)環(huán)形磁鋼粘接及其粘接強(qiáng)度提高

韋生

(貴陽(yáng)萬(wàn)江航空機(jī)電有限公司,貴州 貴陽(yáng)550018)

1 小型電機(jī)磁鋼固定方式

電機(jī)正常工作需要外界提供一個(gè)穩(wěn)定的磁場(chǎng),現(xiàn)在很多小型電機(jī)都選擇使用膠將磁鋼粘接到電機(jī)殼體上對(duì)電機(jī)提供磁場(chǎng)。電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中磁鋼需要牢固的吸附在電機(jī)殼體上,電機(jī)才能穩(wěn)定工作。如果粘接的磁鋼出現(xiàn)脫落電機(jī)就無(wú)法正常工作,還會(huì)出現(xiàn)異響聲音。因此研究磁鋼與電機(jī)殼體高強(qiáng)度的粘接在一起的工藝方法,提高磁鋼與電機(jī)殼體粘接的強(qiáng)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(chǎng)上的粘接劑種類繁多。電機(jī)需要在不同工種環(huán)境中穩(wěn)定工作,又需要滿足較長(zhǎng)時(shí)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(jì)效益。因此粘接小型電機(jī)的粘接劑需要具有粘接強(qiáng)度高、固化時(shí)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(jī)的電機(jī)殼體一般由鍍鋅鋼板經(jīng)過(guò)多道工序沖壓成型,通過(guò)對(duì)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(qiáng)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(shí)達(dá)到80%強(qiáng)度,24 小時(shí)后達(dá)到最大強(qiáng)度。粘接時(shí)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(jī)常見(jiàn)的磁鋼形態(tài)有瓦形磁鋼和環(huán)形磁鋼,見(jiàn)圖1和圖2。瓦形磁鋼其中一片磁鋼為磁場(chǎng)的N 極,另一片為S 極,常見(jiàn)的小型電機(jī)有兩極和四極。環(huán)形磁鋼是一個(gè)環(huán)形的整體磁鋼,磁鋼半邊為磁場(chǎng)的N 極,另一邊為S 極。

3.2 粘接原理

機(jī)械理論認(rèn)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(rèn)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(lái)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(guò)程叫潤(rùn)濕,要使膠粘劑潤(rùn)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(rùn)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(shí)際接觸面積,從而降低了接頭的粘接強(qiáng)度。

3.3 環(huán)形磁鋼粘接分析

磁鋼粘接分為以下五個(gè)過(guò)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(guò)程可以發(fā)現(xiàn),瓦型磁鋼工裝上面的彈簧機(jī)構(gòu)可以將其與電機(jī)殼體壓緊,形成緊密的粘接面,粘接劑完全潤(rùn)濕磁鋼和電機(jī)殼體的貼合面,容易得到較大的粘接強(qiáng)度。環(huán)形磁鋼設(shè)計(jì)定型后為了實(shí)現(xiàn)套入電機(jī)殼體的便捷性,需要存在一定的配合間隙。粘接過(guò)程中不容易壓緊到電機(jī)殼體表面,即使通過(guò)其它方式將環(huán)形磁鋼和電機(jī)殼體進(jìn)行壓緊,也會(huì)出現(xiàn)一面壓緊,另一面達(dá)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(jī)殼體表面,無(wú)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(qiáng)度。

3.4 環(huán)形磁鋼粘接強(qiáng)度的提高

圖5、圖6 的磁鋼和電機(jī)殼體為某產(chǎn)品環(huán)形磁鋼設(shè)計(jì)初期的配合尺寸,磁鋼外徑介于34.7-34.9 之間,電機(jī)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(qiáng)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(wèn)題,客戶不滿意并索賠,從而造成一定的經(jīng)濟(jì)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(jī)殼體進(jìn)行粘接測(cè)試。檢測(cè)調(diào)整前后磁鋼粘接強(qiáng)度的剪切破壞力(壓脫力)見(jiàn)表1。

圖5 磁鋼

圖6 電機(jī)殼體

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

4 結(jié)論

環(huán)形磁鋼在粘接過(guò)程中不容易壓緊到電機(jī)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(jī)殼體的配合尺寸,使粘接劑充分浸潤(rùn)粘接面才能得到較大的粘接強(qiáng)度。