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  直流电机换向器的论坛精华_机械/仪表_工程科技_专业资料。1. 换向器的片数=转子槽数×虚槽数 2.换向器的片数还与电机的电压有关 3.换向器片长就要考虑你的电刷的长度了,一般要比电刷大一点。电刷的大小要考虑电 刷的电密了。 4.内孔分为普通材料和加固材料(

  1. 换向器的片数=转子槽数×虚槽数 2.换向器的片数还与电机的电压有关 3.换向器片长就要考虑你的电刷的长度了,一般要比电刷大一点。电刷的大小要考虑电 刷的电密了。 4.内孔分为普通材料和加固材料(嵌铜套),一般电动工具用加固材料,只要换向器对地 耐压不击穿就可以了。 应该是一个系统性问题,影响的因素很多:以座椅永磁直流电机为例 1.换向器片数(也即挂钩数)与铁芯槽数相关 2.换向片的宽度(弧长)与电刷宽度相关 3.电刷宽度与电刷的材料特性与工艺特性相关,电刷宽度可以做到 2mm 吗?不可能,因为 易碎 4.换向器的内径与电机轴的直径相关,电机轴可以做到 0.5mm 吗?现在不可能 5.换向器一般过盈压入轴头需要挤压变形量,绝缘材料需要填充厚度 6.堵转电流的极限影响 7.铜排厚度 0.8 , 1.0 , 1.2 , 1.5 8.一般内外径配比(4,10),(5,12),(6,14),(8,16) 以上几点决定换向器外径 片数是换向需求决定的(火花大的取多片)。 外径是根据片数决定的(bar 不能太小,电刷不能太窄)。 长度是根据装配尺寸和电刷密度决定的(绕线不能太满,空间要充分利用)。 确实是一个需要综合考虑的问题。 换向片数=虚槽数。前提:受最大片间电压限制(防止出现换向器环火),每一槽换向片数与 电枢电压有关。电枢槽数合理选择取决于电枢直径,同时考虑电枢绕组形式:波绕组还是叠 绕组、蛙绕组。 电刷选择要考虑电流密度,刷盖系数,每刷杆电刷数,然后才能确定换向器长度。 换向器直径要小于电枢直径,同时要考虑换向器的圆周速度,换向器的结构决定了其线m/s 我建议你先看看,中华人民共和国机械行业标准,JB/T 10107 ‐2006 电动工具换向器,里面 有介绍换向器的尺寸以及其它相关问题。 我们采用的是均布凸台配合,而不是整圆过盈。 过盈量在 10 丝左右。 highpower (2009-6-20 16:57:07) 回复楼上的 其实你这样的想法是有误区的 凸筋的设计基本在成型和包轴上的,用处是压入换向器时磨掉凸筋,磨掉的凸筋 是要求充满轴和换向器之间的空隙的,这个过盈没绝对的,看你轴上的底孔尺寸 和你凸筋量(几根、宽度多少等) 怕了 (2009-6-23 12:52:45) 过盈量大少取决于以下因素: 1、配合方式,是圆柱面对圆柱面,还是直纹对圆柱面?直纹的过盈量要大一些; 2、换向器是否有铜套?换向器的壁厚?有铜套/壁厚大的过盈量可大一些; 3、若是包轴配,包轴材料是什么?强度高,过盈量可小一些; 不论怎样,我觉得过盈量的设计原则是:在满足工艺要求(绕线时不松动)的前 提下,过盈量越小越好。 换向器的基本技术情况简介 换向器与电刷在电机中组成对应的滑动摩擦副,换向器对电机性能的影响主要取 决于在一定条件下(电负荷、接触压力、环境条件等)相对电刷高速滑动时的电 接触行为。换向器在工作时除了传输纵向电流外,还存在着在短路电枢线圈中进 行的电流换向任务。这些电流是在主电流换向时而产生的反向电流和电抗电压, 致使电刷在换向器表面滑动时会引起边部火花及电弧。电刷在换向器表面的滑 动,会在其表面刮出凹痕(一般电刷材料硬度较大),使得换向器材料表面出现烧 焦、变色、雾状残留物,进一步恶化电接触性能。换向器对电机性能的影响,取 决于在一定条件下其与电刷相对高速滑动时实现电路导通的过程。尽管这个过程 的描述比较复杂,且理论研究尚在发展之中,但通过国内外微电机运行状况的对 比分析,可以确定,磨损是导致接触电阻变化的最关键因素。 应用机械式换向器对交直流串励电动机实施换向功能,已有百余年的历史。尽管 90 年代以来无刷电子换向技术有了长足发展和应用,但受技术复杂性和制造成 本的限制,还不能完全取代机械式换向器。随着电机技术的发展,对机械式换向 器的性能也提出了更高要求, 同时也对电机制造商提出了正确使用换向器的思 考。换向器结构按照国内的分类大致可以分为钩型、槽型、平面型、加固型等四 种结构的电机换向器。目前换向器大部分用于汽车、家用电器、 电动工具等行 业。 转贴【微型电动机用换向器】 目录: ? 1. 换向器的功用及要求: ? 2. 换向器材料 ? 3. 换向器的结构: ? 4. 换向器设计的其它考虑因素: ? 5. 换向器的检验: ? 6. 换向器的安装及运转要求: ? 7. 供货商所作换向器质量测试: 一. 换向器的功用及要求: 在具有换向器的微型电动机中, 换向器的作用是: ? 1. 将转子各线圈抽头至换向器耳仔, 形成一个闭合回路. ? 2. 与碳刷结合, 形成一个通过滑动摩擦接触面传递电流的动态传导系统. 提供电流给处于某些位置的转子线圈, 使之产生转矩旋转和在转子转动中 使处 于某一位置的线圈中的电流改变方向, 以产生转矩, 使转子持续的运转, 从而 使电动机输出持续的转矩动力. 鉴于以上功用, 我们对换向器有以下几点要求: ? 1. 能使碳刷在其表面平稳的运行, 在运转中噪声小, 火花在一定的范围 内. ? 2. 有足够的硬度、刚度. ? 3. 有一定的耐热能力, 在运行温度下不变形, 不发脆. ? 4. 能够在旋转中使转子线. 有足够的运行寿命. 二. 换向器材料: 我公司微型电动机所用的换向器大多是塑料换向器, 其制造材料主要是铜, 少 量的银 和锡, 以及塑料. ? 1. 换向器中的铜料: 为了保证换向器的高质量和足够的强度, 换向器所用的铜料必须有一定的硬度 范 围, 一般取值是 HB80 - HB120, 最好是处在中段 HB95 - HB105, 标准的材 料应该是 电解铜和一定含量的银, 这可以保证换向器哪怕是在极端温度时也有 足够的硬度. 例 如碰焊或者将线圈用锡焊到换向器上时, 所产生的温度超过了 纯铜硬度改变的最低值 时, 换向器的铜片硬度却不受影响, 银可以使铜片在 350 ?C 的温度时, 其硬度仍不 受影响, 经验表 明, 可以使银的含量在 0.03% 和 0.1% 之间. 2. 铜面上的银: 因为银有很好的导电性, 所以我们常在换向器的铜面上镀银或镶银来提高换向 器 的性能, 这种方法可以降低换向器与碳刷接触的火花, 延长换向器的寿 命. 但由于银 的价格昂贵, 镶银铜片的工艺也较复杂, 因此, 这种换向器成本较普 通铜片换向器为 高, 非必要一般不要选用. 3. 换向器耳仔位镀锡: 在碰焊时, 当漆皮线的线径较大时, 采用给换向器耳仔位镀锡的方法来改善漆 皮 线和换向器耳仔的导通情况和耳仔的粘附力. 4. 制造换向器用的塑料: 塑料换向器的质量和压制工艺在很大程度上决定于塑料的特性, 因此, 塑料材 料 的选用在换向器的制造中是很重要的, 选用塑料时, 必须注意以下几点. a) 具有良好的机械性能. b) 具有适当的电气绝缘性能. c) 具有较高的耐热性, 在运行温度下不变形、不发脆. d) 温度膨胀系数与铜相近, 以免在反复冷热变化中造成换向片的松动或变形. e) 具有良好的流动性, 成型良好. f) 压制前后体积变化小. 制造换向器所用的塑料, 一般有热固性塑料和热塑性塑料两种, 对于使用条件 不 同的各种电机, 选择时还要考虑到使用上的特殊要求, 如耐温性、耐油 性、 防霉性等 等特殊性能. 热固性的塑料, 是由热固性人造树脂加填料混合而成, 常用的填料有粉状和纤 维 状 (木粉、石英粉、云母粉、石棉、玻璃丝和其它纤维), 粉状塑料流动 性 好, 机械 强度较差, 仅用于小型塑料换向器, 纤维状塑料具有较高的机械强度 而流动性较差, 塑料中最常用的苯酚甲醛树脂, 它的特点是具有高度的 抗酸碱 作用, 在热压时, 能很 快的变成不溶化和不溶解的固体. 用热固性的塑料制造 的换向器, 主要用于温度较高 的场合, 最常用的热固性塑料是酚醛 玻璃纤维 压塑料, 这种塑料以玻璃纤维 (紊乱的 或定向的)浸以改性的酚醛树脂 (碳酸 甲醛树脂), 经干燥后而制成的纤维塑料, 它是 目前应用最广的一 种塑料, 它 的特性如下: a) 冲击强度: 纤维质填料 70% 时为最高值, 若再增加填料反而使强度降低. b) 弯曲强度: 纤维质填料为 50-70% 时最大, 再大或再小都降低弯曲强度. c) 压 缩强度: 填料量 40-60% 时压缩强度最大. d) 吸水量: 随填料量增大而稍有增加. e) 电气绝缘性好. 热塑性的塑料, 主要有尼龙、液晶高分子树脂塑料等, 在应用中常加入玻璃丝和 其它纤维来提高其机械性能, 由于是热熔性的, 所以, 这种换向器只可 用于温 度较低 的场合. 液晶高分子树脂塑料, 通常呈半透明的自然色, 它的物理特性 参数如下: a) 热变形温度是 346 ?C 左右. b) 洛氏硬度 R77. c) 弯曲强度 23300 PSI. d) 吸水量 0.1% MAX. e) 电气绝缘性好. 尼龙玻璃纤维压塑料, 以玻璃纤维 (紊乱的或定向的)混以尼龙, 经加热模铸而 成, 它主要用在换向器体的制造, 它的物理特性参数如下: a) 热变形温度是 250?C 左右 b) 熔点 265 ?C . c) 弯曲强度 2700 kgf/cm2 MIN. d) 吸水量 1.7% . e) 电气绝缘性好. 类似的材还有好多种, 这里就不一一赘述了. 三. 换向器的结构: 我公司微型电动机所用的塑料换向器. 它的结构形式大致有两种. 一是整体式 的, 例如 MOULD COMM. 和 FLAT COMM., 它的特点是结构简单、制造效率 高. 一 是 组合型的, 例如 AY COMM. 、 HC COMM. 和 MC COMM.等. 1. 模压成型换向器 (MOULD COMMUTATOR) 这种换向器基本有三种形式: a)利用塑料内孔与转轴配合, 结构简单, 但塑料内孔的尺寸不易把握, 必须 严格的控制压模的尺寸和塑料的收缩率, 才能保证轴孔 的公差, 应该尽量避免 压好 后对塑料进行加工, 因为塑 料的机械加工性能一般均较差. b)铜套与塑料压在一起, 轴孔尺寸易达要求, 为了防止塑料与套筒之间发生 移动, 常在套筒外圆表面开 沟或滚花,套筒材料可用铜、钢或铝合金等. 但须注 意 其材料的硬度必须与转子轴 的硬度相匹配, 略低于转子 轴的硬度. c)在换向器片的 U 形槽中放入加强环. 常用在换向器直径较大, 转速较高 的情况下, 加强环承受较多 的离心力. 环的材料如用钢 , 则必须保证环与换 向器片 之间的绝缘. 采用加强环, 换向器的直径可以作大到 500 mm. 2. 平面形换向器 (FLAT COMMUTATOR) 平面换向器一般的结构如所 示, 它实际上也是一种模压成型 的换向器. 因它 与电刷接触的铜 面是一个环形平面. 因而称为平 面换向器, 这种换向器有 一 种特 别的结构, 就是在铜片之上还有 一层石墨片, 它的作用是减小换 向器与碳刷的磨擦, 延长换向器 的寿命. 3. 直接装配换向器 (ASSEMBLY COMMUTATOR) 这种换向器外形尺寸较小, 一般是将换向器铜片的下部插入 换向器体, 然后用 一个白紧圈将 铜片压贴在换向器体外圆表面上, 由于组件的几何尺寸很 小, 机械 加工的难度较大, 这种换向器的 精度一般较低. 4. 热打接换向器 (HOT STACKING COMMUTATOR) 这种换向器的铜片顶部有一 个勾和根部有两个直凸分别插入 换向器体, 使铜 片紧贴在换向器 的外圆表面上, 再用下部的两个 倒扣将铜片固定住. 须注 意 的是 这种换向器在车削时如果进刀量 过大会产生飞铜片的次品, 因而 在车削时一定要控制进刀量在一定的范围内. 必要时可多几道车床工序, 以 获 得希望的效果. 5. 机械连接换向器 (MECHANICAL CONNECT COMMUTATOR) 这是一种分体式的换向器, 装配完成后有五个组件, 俗称为 “五合一”, 其铜 片的顶部有一个 内陷的环扣, 扣在换向器体的凸 起上, 下部以倒剌扣入 换向 器的 托体, 有连接换向器体和托体的 作用. 铲除漆皮线漆皮后使换向 器的铜片与漆皮线连接导通. 须注意的是这种换向器在车削时如果进刀量过 大 也会产生飞铜片的次品. 四. 换向器设计的其它考虑因素: 1. 换向器的瓣数. 换向器的瓣数是根据额定电压、磁极的对数、以及换向器在不会产生环火和过大 火花的片间平均电压来决定的. 2. 换向器的托位长度. 换向器的托位长度的设计, 主要是保证在马达有虚位、 换向器在转子上装配位 置有偏差和碳刷与换向器接触的轴向位置有偏差的情况下, 碳刷能够正常 地运 行在换 向器的托位上所需要的托位长度. 假设一马达的虚位最大为 A, 碳刷轴向长度为 , 碳刷中心的轴向偏摆公差 为 , 换向器的轴向位置偏差为 , 则换向器的托位长度可简单的计 算为: . 当然, 这不是绝对的. 因为在实际生产中, 机械加工而成的零件, 几何尺寸是 符 合正态分布的, 一般都有一定的对中性, 几个几何尺寸同时到达最大值 的 组合可能性 很小, 因此, 在实际生产中, 可按经验适当缩小此尺寸. 3. 铜片的厚度. 铜片的厚度主要取决于换向器的寿命要求, 在大批量生产的设计中, 为了提高 换 向器的通用性, 一般从长寿命要求的马达出发考虑换向器铜片的厚度. 由于 马达运行 条件, 运行环境的不同, 这个厚度很难用公式计算出来, 一般是在实 验中得出的. 另 外, 还必须考虑铜片的稳定性. 以免铜片受热不均与 换向器 体分层变形. 4. 铜片间的间隔距离. 铜片间的间隔距离的大小, 主要根据铜片间的绝缘要求来决定. 对 MOULD COMM. 来说, 一般要求片到片之间在承受 600 VAC 电压时, 其高压漏电电流不 大于 500 ?A. 对低电压的马达来说, 可降低电压要求到 250 VAC. 5. 换向器的总长. 换向器的总长取决于马达内的轴向空间和绕线情况, 在轴向空间允许的情况下, 取合适的换向器总长. 6. 换向器的内径. 换向器的内径, 设计时主要考虑换向器与芯轴的装配方式, 以及维持换向器正 常 运转所需的装配过盈量. 例如 MOULD COMM. 它与轴枝的装配, 是间隙配 合, 如果换 向器的内孔太大, 有可能在装配时造成换向器轴心与芯轴轴心的偏离, 但如果换向器 的内径过小, 则有可能过盈量过大, 使换向器在装配时 爆裂. 塑料换向器的内径, 在 模铸过程中很难控制, 必须严格控制材料的收缩率, 模 铸的温度等. 因此, 在换向器 内径尺寸要求严格, 或是要求的过盈 量过大时, 常采用给内孔加金属套筒的方法来解 决, 金属套筒可承受更大的过盈量和控制 更高的孔径精度. 7. 换向器的外径. 换向器的外径的大小的设计, 应联合碳刷共同考虑, 在考虑到换向器外圆与碳 刷 接触运行的最大线速度的限制、 换向器的外圆半径, 必须配合碳刷的接 触 圆弧半径 外, 还必须考虑到碳刷应有的空间, 因此, 在换向器结构和制造精度 允许的情况下, 在满足碳刷与换向器之间传递最大电流密度所需的铜片 的最小 面积的条件下, 换向器 的外径越小越好. 8. 换向器耳仔的圆弧半径及长度. 换向器耳仔的圆弧半径及长度主要取决于漆皮线的直径及碰焊, 也就是说圆弧 的 半径应该能保证最大直径的漆皮线能够到底的同时, 最小径的漆皮线不 要 平齐的排在 弧底, 以免在碰焊时碰断线. 而其长度应在包围了两根漆皮线之后, 还有一定的余量 留给碰焊. 五. 换向器的安装及运转要求: 1. 换向器的安装. 不同的换向器其安装方法也不同, 分述如下: a. AY COMM. 和 HC COMM. 其内孔与轴枝为过渡配合, 底面直接与芯片接触, 根部凸起与芯片星孔配合 决 定换向器与芯片的角度. 因此, 角度不可调, 在装配时只要将换向器的凸 起对 准芯片的星孔装到底就可以了. b. MOULD COMM. 和 FLAT COMM. 塑料内孔的 MOULD COMM. 和 FLAT COMM. 其内孔与轴枝为间隙配合, 通常 依靠 在轴枝上加打喱士和搽胶来固定换向器, 换向器的角度可调, 但须注意控 制 喱士的外径, 过小会使换向器定位不稳定, 而过大又会出现爆换向器的次品. 同 时, 喱士的端部最好是在换向器内孔配合长度的一半处. 内孔带有金属套筒 的换向器, 其内孔与轴枝的配合是过盈配合, 装配时需要 将轴枝冷冻降温使其 轴径缩小, 然后再装上换向器, 以增加正常温时换向器 所能 承受的轴向推力. 以下是各种 MOULD COMM. 在搽胶及焗干后承受轴向推力的能力: #200 马达: 25 Kg. Min. #300 马达: 45 Kg. Min. #600 马达: 60 Kg. Min. #700 马达: 100 Kg. Min. #900 马达: 100 Kg. Min. c. MC COMM. DC 马达 #100 #200 所用的 MC COMM. 和 #300 所用的五瓣 MC COMM. 其装 配 方法与 AY COMM. 和 HC COMM. 的装配方法一样. 而 DC 马达 #300 和 #600 所用的三瓣 MC COMM. 换向器, 其装配过程是分 步 完成的, 先将换向器的托体用喱士和胶按一定的角度固定在轴枝上, 等绕 完线 后, 再将换向器体和铜片的组合体(五合一)啤入换向器托体. 2. 换向器铜片与漆皮线的连接. 换向器与漆皮线的连接, 一般有三种方法. a. 锡焊: 这种方法只可用于低温的漆皮线, 漆皮在锡焊时汽化, 使漆皮线与换向器的 耳 仔连接导通. 须注意的是不要将锡点溅在换向器铜片表面或是线圈外表, 造成 短路 . 最好是在焊锡时给换向器表面加上护套和隔离焊锡面和线圈. b. 碰焊: 这种方法较为普遍, 在碰焊时, 碰焊电弧使耳仔及与耳仔接触部分的铜面处 于 半熔状态, 在压力的作用下变形粘合在一起, 同时, 漆皮线的漆皮被碰焊 时发 出的高温汽化, 从而使漆皮线与换向器的铜片导通. 须注意的是, 碰焊压力的 控 制必须准确, 压力过小会产生耳仔不贴, 甩漆不良等次品, 而压力 过大, 则会产 生耳仔通孔, 压断线等次品. 在线径较大时, 为了加强漆皮线甩漆皮后 的裸铜线 与换向器铜片的导通性. 可在碰焊时加锡, 加锡碰焊还有 加强耳仔 与铜片的贴附 力的作用. c. 铲漆皮: 这种方法仅为 MC COMM. 所有, 在铜片的下部, 有一个特殊的铲漆皮结构, 在 啤入铜片的同时, 会铲掉漆皮在线的漆皮, 然后紧紧的卡在铜在线, 与铜线 导 通. 但这种特殊的铲漆皮结构, 每种尺寸的结构只能适用于一定范围的漆皮线 直 径, 往往需要几种尺寸结构的铜片来配合所有的漆皮线. 换向器的外圆表面加工. 为了确保换向器有一个长的运转寿命, 在加工换向器的时候, 应特别注意以下 几 个方面. a. 换向器完成表面的粗糙度: 为了碳刷能在换向器表面既快速又平稳的运行, 换向器的表面必须有一定的 峰 谷高度, 经验表明, 为了避免产生过大的摩擦系数, 换向器表面沿轴向测 量时 的峰谷高度为 时为最佳, 在这个高度的前题下, 车床纹数越多越好. 同时, 换 向器的轴线在整个铜片长度上应该是平稳的运行, 如果换向器的表面 太 光滑, 碳刷在换向器表面运行的摩擦系数就会增大, 甚至于爬行而发出咯咯声. 在这 种情况下, 换向器表面就不能形成正常的金属氧化膜接触层, 电 火花会使换 向器表面涂色不均, 从而增大碳刷的磨损. 有好的一种情况是, 在这种情况下 换 向器有时会因为火花放电而变得粗糙起来, 持续一段时间 后, 碳刷最终会 变成平 稳的运行. 但多数会因为这种不平稳的运行使换向器变得不圆, 碳刷会 很快磨完 , 从而使马达短命. 为了保证换向器表面有希望的峰谷高度, 必须控 制车床时车刀的角度/走刀 速度和进给量. 在我们公司, 车刀的角度主要有两 种 和 . 走刀速度有 每英 寸 300r, 600r, 700r, 1000r 等, 进给量最后一刀 为 0.05-0.10mm. 各种刀纹及切削要求如下表所示. 车刀尖角度切削纹数完成表面 (Rz) 另外还可以用砂纸打磨换向器表面来达到希望的换向器表面的粗糙度, 一般 是 选用某种型号的砂纸, 规定打磨换向器的时间来达到希望的效果. b. 换向器的 不圆度 换向器的不圆度指偏离换向器圆周面的表面的偏离程度, 它们可能是有序的 , 也可能是杂乱的, 例如换向器的平面部分强度不够, 在移动中或受到高温 冲击 时变形, 单个或几个换向器铜片在加工中因受振动而突出换向器外圆表面. 引起换向器不圆度的原因可分成两种情况, 一种是在加工中产生的, 例如车 削. 在车削工序中, 产生换向器不圆度的原因有几点: 整个车床或它的支架在振 动 , 夹紧工具未夹紧, 刀具太钝, 切削速度太快 (推荐采用 160 200m/min 的切削速度), 刀具装钭或切削平面与旋转轴心有偏距. 也可能是夹 头盘与定位 锥头没有正确的锁定, 可能是车床的导轨有污物或偏斜. 也可 能 是换向器内孔中 心与旋轴加工中心不对齐等等. 另一种是在马达的运行中产生的, 在运行中产生换向器不圆度的原因, 可能 是 线圈受损, 换向器偏心, 或选错了换向器的材料等. 通常说如果换向器圆度超 差, 肯定会减少碳刷的寿命, 大多数情况下可能对 碳刷造成机械损伤. 换向器 的波动, 引起马达运转的不稳定, 加大碳刷的磨 损, 同时又加大了换向器的摩 擦力. 大部分换向器圆周的不圆度极限同圆周的直径有 关. 对低速马达来说, 推荐控制不圆度最大为 , 对高速马达来说, 推荐控制 不圆 度最大为 . c. Bar To Bar. Bar to Bar 是指相邻的两个换向器铜片边缘对换向器中心的距离之差, 如 果 Bar to Bar 过大, 会引起碳刷在运转中产生轴向振动, 发出噪声. 同时, 如 果 碳刷因振动而跳离换向器表面, 会使碳刷和换向器铜面之间产生电弧放电, 从 而烧伤碳刷和换向器铜面, 使碳刷的磨损加快, 从而使马达短命. 因 此, Bar to Bar 的控制是很重要的. 在我们的公司中, 通常控制在 0.006 mm MAX. 之中. 4. 换向器与碳刷的摩擦力 换向器与碳刷的摩擦力使换向器运行不正常, 导致碳刷周期性的振动, 在运转 中 , 使换向器与碳刷的接触周期性的断开. 由于火花放电, 会使碳刷上留 下 烧痕, 经过 很短时间的运行, 换向器的不圆度就会增大. 从而导致碳刷更快的 磨损从而使马达短 命. 换向器的摩擦力直接影响碳刷的寿命, 导致碳刷的磨损加快, 我们应该在任何 设 计中都尽量避免它. 5. 换向器表面的氧化膜. 由于换向器和碳刷之间的水汽, 当电流流过时就会发生电解作用, 其中的活性 氧 离子与铜发生化学作用, 在换向器表面产生一层电阻较大的氧化亚铜薄 膜. 实验证明 , 膜的电阻可以抑制换向电流, 降低产生换向火花的程度, 有利于换 向. 如果电刷压 力过大, 周围缺乏氧和水汽或存在破坏氧化膜的气 体, 都会 使换向器表面的氧化膜不 能形成或遭到破坏, 就容易因换向电流而引起火花. 六. 换向器的检验: 1. 换向器的几何尺寸要求. a. 换向器的表面加工、Bar to Bar、圆度、圆柱度和同心度. b. 铜片间隙. c. 耳仔的几何特性: 厚度、宽度、长度、允许使用的最大漆皮线径等. d. 铜片 的长度. (最大碳刷长度、最大虚位、最大间隙之和) e. 铜片的厚度. (马达运行的磨损和稳定性要求) f. 换向器体厚度. (强度和高压漏电要求) g. 换向器总长. (换向部分、联机部分、绕线部分) h. 银面换向器银的镶层厚度. 2. 材料要求. (材料成本之外) a. 铜片材料. (考虑导电性、硬度、强度、冲压的难易度等) b. 换向器体的材料. (考虑耐温性、稳定性、高压漏电要求、强度和冲压的难易 度等) c. 紧圈的材料. (考虑耐温性、强度和在高湿度环境中的性能) 3. 物理要求: a. 无碎铜屑、无纤维等粘附物. b. 无油、无污迹、无氧化等. (同操作、包装和贮存有关) c. 铜片是否错位、换向器体的形状是否规则. (不要影响到绕线. 机械要求: a. 铜片稳固性. 在评估温度下高速旋转. b. 换向器内孔和铁枝有一定的过盈量固定换向器. (足够紧固到保持换向器在 绕 线、碰焊、洗涤等操作中不会有偏移, 但也不要爆裂或受过大的张力) 5. 温升要求. a. 考虑高温的稳定性, 在碰焊或焊锡时会否熔化, 以及熔化的程度如何. b. 承受高电压、大电流火花的失效点. c. 马达堵转测试. 6. 电性能要求. a. 高压漏电测试: 在换向器铜片的边与边之间, 在换向器的铜片和轴之间. b. 漆皮线的连接方法 七. 供货商所作换向器质量测试: 换向器生产厂家在制造换向器的过程中, 为了控制换向器的质量, 也对换向器 作 了一系列的测试, 下列出一换向器生产厂家的主要电性能检测项目, 以 供 参考. 如果 我们设计的换向器在某些要求上有别于生产厂家的检测项目, 可与 生产厂家共同协 商. 换向器主要参数: 技术参数名称 Name of The parameter??? 换向器规格 Specification Of commutator??? 技术参数 Technical parameters 高速回转试验 Overspeed test??? 外径?25.5mm 以下 O.D. 25.5mm below??? 室温 44000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径变化 Room temperature: 44000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??????? 加热:250?C 40000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 40000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??? 外径?25.5mm-?28.5mm ??? 室温 40000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径 变化 Room temperature: 40000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??????? 加热:250?C 38000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 38000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??? 外径?28.5mm-?32.5mm ??? 室温 37000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径 变化 Room temperature: 37000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??????? 加热:250?C 35000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 35000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??? 外径?32.5mm-?38.5mm ??? 室温 34000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径 变化 Room temperature: 34000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change ??????? 加热:250?C 32000RPM,运转 10min 后,片间段差 ,外径变化 Heating 250 ?C: 32000RPM, After 10min.running, deviation between segments ,O.D. change 绝缘抵抗试验 Insulation with- standing test??? 各种规格 various specification??? 室温: 轴孔与换向器片间 Room temperature: between shaft hole and commutator segment ??????? 加热 140 ?C 1 小时: 轴孔与换向器片间 Heating 140 ?C 1 hour: between shaft hole and commutator segment 换向器内径公差 I.D.recision of commutator??? 各种规格 various specification??? 带衬套: H7 With bushing: H7??? 不带衬套: H8 Without bushing: H8 换向器片倾斜程度 Inclination of commutator segment??? 各种规格 various specification??? 换向器片间公称绝缘厚度 Nominal insulating thickness between the segments of commutator 交流频率 AC frequency??? 各种规格 various specification??? 50Hz 60Hz 混杂纤维增强酚醛换向器如何注射成型? (1)换向器主要性能指标。 ① 耐电压试验。换向器片间绝缘能承受 220V/50Hz 历时 1s 的耐电压试验,换向片与轴之 间能承受 1000V/50Hz 历时 1s 的耐电压试验不击穿。 ② 绝缘试验。换向器绝缘电阻值不低于 10MΩ。 ③ 热态超速旋转试验。换向器在(150±2)℃下承受 15000r/min 及 3000r/min 各 3min 后, 以轴孔中心线为基准,对外圆跳动量不大于 0.09mm ,片间跳动量不大于 0.015mm。 ④ 耐高温试验。在(200±5)℃保持 30min,无气泡、无变形、无裂纹。 ?耐光轴试验。向换向器轴孔压入光轴,其过盈量 0.17mm,换向器应无裂纹。 (2)选材。玻璃纤维增强酚醛注射料和混杂纤维增强酚醛注射料,其性能指标见表‐1。混杂 纤维由芳纶和玻璃纤维混合而成,前者为总纤维含量的 5% 。 由表‐1 可以看出,粒料长 8~10mm 的混杂纤维增强酚醛注射料比玻璃纤维增强酚醛注射 料冲击强度提高了 50%,弯曲强度提高了 39‐13%,由此可见芳纶的加人提高了冲击强度, 对耐光轴试验非常有利。 (3)主要设备。SZG_250 型热固性塑料注射机;45t,棋牌游戏平台十大排名QLB—D400 型平板硫机。 表‐1 玻璃纤维增强酚醛注射料与混杂纤维增强酚醛注射料性能指标 料长/mm 项目 混杂纤维增强 玻璃纤维增强 测试标准 酚醛 酚醛 20-30 8-10 20~30 8-10 密度/(g/cm3) 1.70 1.70 1.72 1.72 GB/T 1033—1986 ≤0. ≤0. ≤0. ≤0. JB/T 15 15 15 15 6542—1993 马丁耐热/℃(经 ≥280 ≥280 ≥280 ≥280 GB/T 后处理) 1035—1970 弯曲强度/MPa 283 128 198.7 92 GB/T 9341—2000 冲击强度 121 45 90.7 30 GB/T /(kJ/m2) 1043—1993 良面电阻率/Ω 2.6xl ― 3. 1 一 GB/T 014 XlO14 1410—1989 体积电阻率 3.6xl ― 3.3 ― GB/T /(Ω? cm) 014 XlO14 1410—1989 介电强度 /(MV/m) 13.5 ― 13.2 GB/T 1408—1989 注注射料直径为 3~5mm。 (4)制备工艺。 ①工艺流程如下所示 ②注射成型工艺条件。采用两种规格料注射成型换向器,发现长 为 20~30mm 的料在料斗中易架桥,下料困难,且塑化流动阻力大, 故全部采用 8?10mm 的注射料。最佳注射工艺条件见表-2。按表-2 工艺条件注射成型过程中 发现,注射料塑化效果好,充模流动性好,制件外观完整、光亮、无表面疵病, 脱模顺利,说明注射工艺条件可行。 表-2 纤维增强酚醛注射料注射成型换向器最佳工艺条件

时间:2020-03-28 05:49

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