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叉车交流电机用速度传感器脉冲轮的设计优化

2012-09-27 11:02 性质:转载 作者:KDS 来源:KDS
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  2  脉冲轮的结构和材质选择
  脉冲轮的设计特性要求,必须满足以下几个方面:
  2.1 脉冲轮外圆上的齿槽必须均布,才能保证输出信号的精度和稳定性。
  2.2 脉冲轮外圆上的齿数,数量从几齿到上百齿不等,齿数必须根据不同的使用条件来选择,并且能与不同的控制器来进行合理匹配。因为直径安装空间小,从而导致每个齿的几何分布厚度非常薄,根据有关资料推荐,齿厚最小仅为2mm,齿高可达5mm,因此,对材料强度要求高。
  2.3 脉冲轮的材质必须有一定的弱导磁性,例如:低碳钢或中碳钢。
  2.4 加工工艺性和通用性要好。
  2.5 零件成本低。
  2.6 零件的装配性和互换性好。

  3  脉冲轮采用不同材料和工艺的对比分析
 

项目

1# 粉末冶金成型

2# 线切割成型

3# 滚刀加工成型

4# 冲片叠压成型

脉冲轮材料

低碳钢

低碳钢或易切钢

中碳钢或易切钢

低碳钢钢板

工艺性

较好

脉冲轮齿
的强度

差,易断齿。

好,但齿的形状必须配合刀具特殊设计。

优点

  1. 易成型。
  2. 通用性强,可加工脉冲数相同但轴孔尺寸不同的脉冲轮。
  3. 成本低。
  1. 易成型。
  2. 通用性强,可直接根据需要加工脉冲数相同但轴孔尺寸不同的脉冲轮。
  3. 投资小。
  4. 加工周期短。
  1. 易成型。
  2. 通用性强,可直接根据需要加工脉冲数相同但轴孔尺寸不同的脉冲轮。
  3. 齿强度高。
  1. 易成型。
  2. 成本低,与粉末冶金产品相同。
  3. 加工周期短。

缺点

  1. 模具费用高。
  2. 齿强度差。
  3. 齿部易夹杂杂物导致信号不良。
  4. 质量不稳定。
  1. 无法大批量生产。
  2. 成本高,是粉末冶金的20倍左右。
  3. 齿部易夹杂杂物导致信号不良。
  1. 需要单独采购特种滚刀。
  2. 成本高,单个零件的采购成本与线切割相同。
  3. 齿部尺寸不易控制。
  4. 加工周期长。
  1. 模具费用高。
  2. 轴孔通用性差,每种轴孔和每种齿数必须单独开模。
  3. 厚度尺寸难控制。
  4. 对材料要求高。
 
  4  试验和分析
  根据上述对比试验和分析,综合考虑波形信号的稳定性,齿的强度,制造成本及装配工艺性,优先采用冲片叠压成型工艺。
  通过实际生产和使用检验,性能和结构满足要求。但由于结构和工艺的特殊性,每批生产的零件厚度相差较大,从而导致脉冲轮的轴向装配存在问题,如果采用常规手段难以调整,必须在考虑成本的同时,采用特殊零件和工艺来调整尺寸波动的影响。
  具体采取的措施如下:
  4.1 统一每个脉冲轮单片的材料,将单片的材料更换为单张厚度公差较为严格的钢片,以减小叠压的累积误差带来的影响。
  4.2 严格规定脉冲轮的叠压片数和厚度检测部位,以减少测量误差和工艺影响。
  4.3 订制特殊的卡簧,调整轴上脉冲轮的轴向加工尺寸链,采取适当的卡簧弹性预紧量。

  结论
  经过初期的样品试验,采用叠压成型工艺的脉冲轮结构,符合预计的设计要求,并且具有最高的性价比,实现与外置式速度传感器的完美配合。

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