水冷管、電機(jī)外殼及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)配件領(lǐng)域，尤其涉及水冷管、電機(jī)外殼以及電機(jī)外殼的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今國內(nèi)大部分電機(jī)均采用風(fēng)冷散熱技術(shù)，風(fēng)冷散熱存在散熱性能差、易損、散熱片容易積灰和使用壽命短的問題，在惡劣環(huán)境中使用更是如此。對于大型電動車、混合動力車、發(fā)電機(jī)、礦山電機(jī)等惡劣條件下工作的電機(jī)，水冷電機(jī)則是首選。而國內(nèi)水冷電機(jī)外殼均為鋁合金砂芯鑄造的一體式電機(jī)外殼，由于在鑄造時(shí)容易產(chǎn)生氣孔和其他缺陷，從而一體式電機(jī)外殼的產(chǎn)品存在著良品率低、漏水、使用壽命短等嚴(yán)重問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于冷卻電機(jī)的水冷管，該水冷管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，適合與電機(jī)的外殼鑄造為一體。
[0004]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電機(jī)外殼，該外殼可對電機(jī)進(jìn)行水冷，且該外殼使用壽命長、生產(chǎn)良品率高，使用時(shí)不易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。
[0005 ]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種電機(jī)外殼的制造方法，該方法加工得到的電機(jī)外殼可對電機(jī)進(jìn)行水冷，其使用壽命長，良品率高。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供一種水冷管，所述水冷管適于設(shè)置在一電機(jī)的外殼內(nèi)，從而對所述電機(jī)進(jìn)行水冷，所述水冷管為螺旋形并由銅材料制成，所述水冷管的每圈銅管之間設(shè)有至少一支撐體，所述支撐體用于將相鄰兩圈管之間的距離固定。
[0007]優(yōu)選地，所述水冷管的每圈銅管之間設(shè)有兩支撐體，同一圈的兩所述支撐體處于相對的兩側(cè)，在豎直方向相鄰的兩所述支撐體相互錯開。
[0008]優(yōu)選地，所述支撐體通過焊接形成于所述水冷管相鄰的銅管之間。
[0009]優(yōu)選地，所述水冷管通過以下方法制備:
(1)將銅管的一端繞在一滾軸上，圍繞所述滾軸螺旋彎曲所述銅管；
(2)在彎曲所述銅管的同時(shí)，將第一圈的銅管與第二圈的銅管相鄰的兩點(diǎn)焊接，從而形成第一個支撐體；
(3)將銅管繞過185度，焊接形成第二個支撐體；
(4)將銅管繞過180度，焊接形成第三個支撐體；
(5)將銅管繞過175度，焊接形成第四個支撐體；
(6)將銅管繞過180度，焊接形成第五個支撐體；
(7)循環(huán)重復(fù)步驟(3)-(6)，直到銅管繞到需要的高度為止。
[0010]本發(fā)明還提供一種電機(jī)外殼，包括外殼本體和水冷管，所述水冷管設(shè)于所述外殼本體內(nèi)，所述水冷管具有兩端口，所述外殼本體具有一進(jìn)口以及一出口，所述水冷管的兩端口分別設(shè)于所述進(jìn)口和所述出口處，所述水冷管為螺旋形并由銅材料制成，所述水冷管的每圈銅管之間設(shè)有至少一支撐體，所述支撐體用于將相鄰兩圈管之間的距離固定。
[0011]優(yōu)選地，所述電機(jī)外殼還包括兩接頭套和兩接頭螺母，兩所述接頭套分別套設(shè)于所述水冷管的端口，通過所述水冷管的喇叭狀端口保持在所述進(jìn)口與所述出口處，所述接頭螺母套設(shè)于所述接頭套外，并通過所述接頭套保持在所述進(jìn)口和所述出口處。
[0012]本發(fā)明還提供一種電機(jī)外殼的制造方法，包括以下步驟:
(1)將螺旋形水冷管安裝入左、右金屬模具之間；
(2)將所述水冷管預(yù)熱至300?350攝氏度；
(3)將鋁加熱至700?850攝氏度，然后加入6.5%?7.5%的S1、0.2%?0.4%的Mg和
0.03 %?0.07 %的La，得到熔融鋁合金；
(4)將所述熔融鋁合金充入左右金屬模具的型腔之間，澆注溫度為700?720攝氏度；
(5)待熔融鋁合金硬化后，左右模分離，得到電機(jī)外殼毛坯；
(6)采用人工時(shí)效處理所述電機(jī)外殼毛坯。
[0013]優(yōu)選地，步驟(6)之后還包括以下步驟:將所述接頭套與所述接頭螺母套在所述水冷管的兩端，并裝入所述電機(jī)外殼的預(yù)留位置，所述接頭套與所述水冷管的端口之間、所述接頭螺母與所述接頭套之間設(shè)置橡膠圈，將所述水冷管兩端多余的部分切除，用模具在所述水冷管的兩端口處沖出喇叭口，使喇叭狀的端口壓緊所述接頭套，同時(shí)所述接頭套將所述接頭螺母壓緊。
[0014]本發(fā)明提供的電機(jī)外殼其散熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)冷電機(jī)外殼，此外本發(fā)明的電機(jī)外殼與現(xiàn)有的一體式水冷電機(jī)外殼相比，雖然在散熱性能上稍遜一籌，但是本發(fā)明的水冷電機(jī)外殼的散熱性能已能夠滿足絕大部分電機(jī)的散熱需求，而且本發(fā)明的電機(jī)外殼的使用壽命尚、維護(hù)方便，其良品率的提尚可以稱得上是質(zhì)的飛躍。
[0015]本發(fā)明提供的水冷管通過設(shè)置支撐體，既保證了水冷管在加工過程中的形狀穩(wěn)定性，也保證了電機(jī)外殼加工時(shí)的良品率，從而使得本發(fā)明的水冷管適于與外殼本體鑄造為一體，并在一定程度上保證了電機(jī)外殼的良品率。
【附圖說明】
[0016]圖1A-1D是根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)外殼的一個優(yōu)選實(shí)施例的示意圖，圖1A為立體示意圖，圖1B為俯視圖，圖1C為正視圖，圖1D為左視圖。
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)外殼的一個優(yōu)選實(shí)施例的豎直剖視圖。
[0018]圖3是根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)外殼的一個優(yōu)選實(shí)施例的水平剖視圖以及局部放大圖。
[0019]圖4是根據(jù)本發(fā)明的水冷管、接頭套和接頭螺母的一個優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。
[0021 ]如圖1-4所示，本發(fā)明的一種水冷電機(jī)外殼包括一外殼本體1、一螺旋形的水冷管
2、兩接頭套3、兩接頭螺母4。
[0022]外殼本體I的材料為鋁硅系合金，含硅量為4 %?13 %，此外還含有0.2 %?0.6 %的鎂以及少量的稀土元素，這種合金有良好的鑄造性能和耐磨性能，熱膨脹系數(shù)小。
[0023]水冷管2設(shè)置在外殼本體I內(nèi)。優(yōu)選地，如圖2所示，水冷管2的內(nèi)側(cè)到外殼本體I的內(nèi)壁之間的距離LI為0.5?I倍的水冷管2的厚度，水冷管2的外側(cè)到外殼本體I的外壁之間的距離L2Sl?1.5倍的水冷管2的外徑。通過合理設(shè)計(jì)水冷管2到內(nèi)壁和外壁的距離，有利于在保證散熱性能的同時(shí)，保證電機(jī)外殼整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0024]水冷管2具有兩端口，適于進(jìn)出水。外殼本體I具有一進(jìn)口11以及一出口 12，水冷管2的兩端口分別設(shè)于進(jìn)口 11和出口 12處。如圖3的局部放大圖所示，兩接頭套3分別套設(shè)于水冷管2的端口，并通過水冷管2的喇叭狀端口保持在進(jìn)口 11與出口 12處。接頭螺母4套設(shè)于接頭套3外，并通過接頭套3保持在進(jìn)口 11和出口 12處，接頭螺母4適于與外部管道的端口螺紋連接。
[0025]水冷管2由銅材料制成，具體的，水冷管2由紫銅管彎曲而成。選擇水冷管2的外徑時(shí)，需要根據(jù)待安裝的電機(jī)的外徑來確定。優(yōu)選地，水冷管2的外徑d為待安裝的電機(jī)外徑的1/40并取整。如果需要更強(qiáng)的散熱性能時(shí)，可適當(dāng)加大水冷管2的外徑，但不宜超過待安裝電機(jī)外徑的1/30。水冷管2的壁厚不小于1mm，壁厚過小會導(dǎo)致后續(xù)的鑄造工序中水冷管2變形與開裂。水冷管2的螺距I為水冷管2外徑d的2?2.5倍，也即I的取值范圍為2d?2.5d。螺距I的取值過小會導(dǎo)致電機(jī)外殼的強(qiáng)度降低，過大則會導(dǎo)致散熱效率下降和彎曲銅管時(shí)的焊接不便。水冷管2的高度為電機(jī)外殼高度的75%?80%。
[0026]如圖4所示，水冷管2的每圈銅管之間設(shè)有至少一支撐體21，支撐體21將上下兩圈管之間的距離固定，避免了水冷管2在后續(xù)的加工過程中發(fā)生變形。優(yōu)選地，各支撐體21在豎直方向上互相錯開，從而提高了水冷管2的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。進(jìn)一步優(yōu)選地，各支撐體21分布在水冷管2相對的兩側(cè)，每一側(cè)的支撐體21在豎直方向上相互錯開，換句話說，水冷管2的每圈銅管之間設(shè)有兩支撐體21，同一圈銅管上的兩支撐體21處于方向相反的兩側(cè)，并且在豎直方向相鄰的兩支撐體21相互錯開，避免處于同一直線上，這樣有利于提高水冷管2的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。另外，各支撐體21的長度一致，從而保證了水冷管2每圈的螺距相等。
[0027]優(yōu)選地，支撐體21通過焊接形成于水冷管2的兩圈銅管之間。
[0028]水冷管2可通過以下方法加工:
(1)將銅管的一端繞在一滾軸上，圍繞所述滾軸螺旋彎曲所述銅管；
(2)在彎曲所述銅管的同時(shí)，將第一圈的銅管與第二圈的銅管相