Pereosnastka.ru
Изготовление коллекторных пластин
К атегория:
Крупные электрические машины
Изготовление коллекторных пластин
Пластины коллектора обычно изготавливаются из холоднотянутой меди марки Ml по ГОСТ 3568-47. Для коллекторов быстроходных и нагревостойких машин применяется медь с присадкой кадмия по ГОСТ 4134-48.
Медь поставляется в виде полос трапецеидального сечения. Размеры поперечного сечения полосы должны строго соответствовать чертежным размерам коллекторной пластины.
Контроль и приемка коллекторной меди производятся по специальному шаблону, который изготавливается для каждого типоразмера коллектора и передается заводу-поставщику меди при ее заказе. Шаблон предназначен для контроля размера а и угла у. Размер L шаблоном не контролируется и проверяется универсальными измерительными средствами.
Таким образом, торцевые поверхности рабочих плоскостей шаблона определяют границы колебания размера а коллекторной пластины. Точность выполнения основных размеров шаблона 0,005 мм. Правильность профиля контролируется контршаблоном, который должен «вязко» входить в шаблон. Зазоры между рабочими плоскостями шаблона и контршаблона недопустимы.
Проверка профиля коллекторной меди шаблоном производится па просвет по световой щели. Между боковыми сторонами меди и рабочими плоскостями шаблона допустимы местные зазоры, в которые, однако, не должны входить щупы следующих размеров:
0,05X7 мм при высоте пластины от 30 до 80 мм;
0,08X10 мм при высоте пластины от 80 до 105 мм.
Рис. 1. Шаблон для контроля коллекторной меди:
а — конструкция шаблона; б —схема контроля меди.
Существенное влияние на стабильность коллектора оказывают величина и знак отклонения угла профиля меди от расчетного значения.
Действительный угол профиля уд имеет отклонение от расчетного. Если отклонение положительное, то касание пластин будет происходить в периферийной части меди коллектора; при отрицательном отклонении — вдоль внутренней поверхности. В таких случаях удельное давление между пластинами, возникающее в результате прессовки коллектора, будет распределено неравномерно по высоте пластины, причем эта неравномерность достигает значительной величины даже при малых отклонениях угла профиля.
Рис. 2. Схема распределения удельного давления при различных отклонениях угла профиля меди.
Суммируясь, напряжения могут превысить предел упругости меди и вызвать ее пластическую деформацию, что приведет к ослаблению коллектора и потере монолитности.
Кроме того, в процессе эксплуатации машины возникает необходимость в протачивании наружной поверхности коллектора, что также приводит к падению удельного давления и дополнительной распрессовке коллектора. Это особенно опасно для коллекторов с бандажными кольцами. В арочных коллекторах ослабление меди может быть -скомпенсировано подтягиванием гаек. В коллекторе же с бандажными кольцами при протачивании удельное давление снижается только в пролетах между кольцами, а под кольцами оно, наоборот, повышается, поэтому компенсация ослабления меди за счет упругости колец исключается.
Принимая во внимание изложенные соображения, следует избегать применения пластин с положительным отклонением угла профиля. По той же причине допуск на отклонение угла профиля в шаблоне коллекторной меди необходимо назначать в сторону уменьшения угла, причем величина допуска не должна превышать 20—30”.
Рубка полос коллекторной меди па пластины производится на эксцентриковом прессе посредством универсального штампа, имеющего нижнее основание, матрицу, направляющие колонки, верхнее основание с пуансоном, поддерживающий мостик, линейку и упор.
Рис. 3. Штамп для рубки коллекторной меди.
Определенный интерес с точки зрения получения кусковых отходов меди, стоимость которых значительно выше стоимости медной стружки, представляет метод рубки пластин с одновременной штамповкой предварительного. профиля ласточкина хвоста. Однако в производстве крупных коллекторов этот способ не нашел широкого применения, ввиду некоторого усложнения процесса сборки меди.
Полосы коллекторной меди в состоянии поставки значительно искривлены. Пластины, нарубленные из таких полос, тоже будут иметь кривизну. Для устранения этого дефекта производится правка (рихтовка) пластин. Прежде всего устраняется винтообразность пластины; для этого один конец ее вставляется в паз рихтовочной плиты, а на другой надевается вороток; вращая его в ту или иную сторону, выправляют «винт». Затем рихтуют пластины на рихтовочной плите, ударяя молотком через медную прокладку. Такой способ рихтовки трудоемок и требует высокой квалификации рабочего. Попытка механизировать этот процесс путем применения вафельных штампов не увенчалась успехом.
Предусмотренные в пластинах прорези (шлицы) для установки петушков имеют в зависимости от способа пайки различную форму. При пайке петушка к пластине мягкими припоями шлиц выполняется глубоким (20—30 мм) с закруглением, а при пайке твердыми припоями ишщ мелкий (3 мм), сквозной, выходящий в поперечную канавку.
Фрезерование шлицов производится па специализированных горизонтально-фрезерных станках малых моделей прорезными фрезами ( ГОСТ 2679-44 и ГОСТ 2680-44) диаметром 55, 75 и 110 мм. Ширина шлица зависит от толщины петушков и колеблется в пределах от 1,8 до 2 мм. Поэтому фрезы перед употреблением перешлифовываются для получения требуемой ширины.
При исполнении шлица по форме, показанной на рис. 5, б, предварительно фрезеруется поперечная канавка, а затем продольная. Пластины закрепляются в пневматических тисках, на которых предусмотрен упор для правильной их установки.
Лужение шлица производится путем погружения шлицованной части пластины в ванну с расплавленным припоем ПОС -61 или ПOC -40. Предварительно поверхность шлица покрывается флюсом.
Рис. 5. Форма шлица в пластине:
а — при пайке мягким припоем; б — при пайке твердым припоем.
Технология и оборудование производства электрических машин — Изготовление коллекторов на пластмассе
Большим недостатком коллекторов с металлическими нажимными конусами и миканитовыми манжетами является деформация рабочей поверхности в процессе эксплуатации (выступание в радиальном направлении отдельных или группы пластин).
Борьба за повышение эксплуатационной надежности и долговечности электрических машин заставила электромашиностроителей искать новые, более совершенные конструкции и новую технологию их изготовления. К таким конструкциям относятся коллекторы на пластмассе.
Рис. 6-15. Классификация коллекторов на пластмассе
Одним из пионеров по использованию пластмасс в коллекторах явился Прокопьевский завод «Электромашина». Большой вклад в развитие производства и совершенствование конструкций внес Рижский электромашиностроительный завод (РЭЗ).
В настоящее время созданы и успешно эксплуатируются электродвигатели с коллектором на пластмассе, диаметр рабочей поверхности которого более 500 мм.
Большое применение коллекторы на пластмассе получили после освоения промышленностью стеклопластика АГ-4, обладающего очень высокой механической прочностью и изоляционными свойствами. В настоящее время более 20 заводов электропромышленности ведут работы по использованию пластмасс в коллекторах в диапазоне от микромашин до крупных машин с рабочими скоростями до 50 м/сек.
В зависимости от назначения создан ряд конструкций коллекторов на пластмассе. Однако общепринятой классификации коллекторов по назначению и технологии изготовления не имеется.
Ряд авторов [14], работающих в области создания коллекторов на пластмассе, предлагают классификацию, представленную на рис. 6-15.
Рис. 6-16. Коллекторы па пластмассе с пакетом из отдельных пластин:
а — на несущем пластмассовом корпусе; б — на несущем пластмассовом корпусе с металлической втулкой; в — на несущем армированном корпусе; г — несущим металлическим корпусом из двух частей
Коллекторы на несущем пластмассовом корпусе находят применение в микромашинах и машинах с небольшим диаметром рабочей части коллектора.
Корпус коллектора (рис. 6-16, а) выполняется целиком из пластмассы (в коллекторах с рабочей поверхностью диаметром до 80 мм) или с центральной металлической втулкой (рис. 6-16, б).
Крепежных выступов в форме ласточкиных хвостов у пластин таких коллекторов может быть от одного до трех. Количество выступов зависит от длины пластины коллектора; при большем количестве выступов пластины в корпусе удерживаются прочнее.
Прочность коллекторов на несущем пластмассовом корпусе целиком зависит от прочности пластмассы.
Коллекторы на несущем армированном корпусе (рис. 6-16, в) применяются в более нагруженных машинах, так как прочность пластмассового корпуса оказывается недостаточной. В таких коллекторах нагрузку от центробежной силы воспринимают вместе с пластмассой армирующие детали, механическая прочность которых выше прочности пластмассы.
В качестве армирующих деталей применяются стальные кольца, отрезанные от трубы или образованные несколькими витками проволоки, сваренными встык.
На рис. 6-16, в показана конструкция коллектора на пластмассовом корпусе с армированным кольцом тягового электродвигателя.
Коллектор состоит из металлической литой втулки 5, комплекта медных и миканитовых пластин 1, армирующих стальных колец 2, 4 и пластмассового корпуса 3. Для предохранения от замыкания армирующего кольца с медью и правильного расположения его в выточке ласточкина хвоста армирующее кольцо предварительно опрессовывается стеклопластиком марки АГ-4С. Армирующие кольца изготовляются из стали 40Х с последующей закалкой до HRC = 42 46. Хромистая сталь и последующая термообработка предусмотрены для повышения механических свойств колец. Рабочая окружная скорость такого коллектора составляет приблизительно 50 м/сек.
Коллекторы на пластмассе с несущим металлическим корпусом широкого применения не имеют, они являются как бы переходной конструкцией между обычными арочными коллекторами и коллекторами на пластмассе.
У таких коллекторов (рис. 6-16, г) основное усилие воспринимают стальные втулки, а пластмасса является связующим и изолирующим веществом.
Коллекторы с пакетом пластин, изготовленных из кольца или полосы, находят применение в микромашинах с диаметром коллекторов до 40-=-50мм. На рис. 6-17 показаны конструкции таких коллекторов.
Коллекторы, пластины которых образованы разделением цельной заготовки, являются более экономичными, чем коллекторы на пластмассе с пакетом из отдельных пластин. У таких коллекторов нет миканитовой изоляции между медными пластинами; на изготовление пластин затрачивается меньше меди, отпадают операции сборки, опрессовки и выпечки в кольце.
Такая конструкция коллекторов позволяет автоматизировать процесс их изготовления.
Прессовочные материалы. Для изготовления корпусов коллекторов на пластмассе применяют следующие прессовочные материалы: массы К-6 и АГ-4, пресс-порошки К-21-22.
Прессовочная масса марки К-6 представляет собой термореактивный материал на основе фенольно-формальдегидных * смол с минеральным волокнистым наполнителем асбестом. Недостатком этой массы является наличие включений железа, могущих привести к замыканию соседних пластин.
Масса марки К-6 является основным материалом для изготовления малых и средних коллекторов.
*Фенольно-формальдегидные смолы относятся к группе синтетических смол, переходящих при нагревании в неплавкое и нерастворимое состояние.
Стеклопластик марки АГ-4 — термореактивный волокнистый материал на основе фенольно-формальдегидной смолы Р-2 со стекловолокнистым наполнителем.
Рис. 6-17. Коллекторы на пластмассе, пластины которых образованы разделением цельной заготовки:
а — с пакетом пластин, изготовленным из кольца; б — с пакетом пластин из полосы: 1 — развертка (заготовка) пакета пластин; 2 — готовый коллектор
Пресс-материал изготовляется двух марок АГ-4В и АГ-4С.
В пресс-материале марки АГ-4В наполнителем является предварительно нарезанное на отрезки 2—10 см стекловолокно, расположенное в неориентированном направлении. Стекловолокно в массе составляет 70%; остальное — смола.
В пресс-материале марки АГ-4С наполнитель — длинные, ориентированные в одном направлении стекловолокнистые нити диаметром 7 — 9 мкм.
Стеклопластик марки АГ-4 — одна из лучших пластмасс. Он обладает высокой механической и электрической прочностью, высокой теплостойкостью, малой усадкой, более стабильными электрическими свойствами при хранении, в эксплуатации.
Карболитовые пресс-порошки типа К 21-22 с органическим наполнителем (древесная мука) применяются только для коллекторов диаметром до 25 мм.
Пластмассы имеют общий недостаток — низкую теплопроводность вследствие чего при пайке коллекторов появляются температурные напряжения.
На качество пластмассы оказывают значительное влияние условия хранения пресс-материалов. Наличие влаги в массе вызывает вздутия, трещины, повышенную усадку.
Пресс-материалы должны храниться в оцинкованной герметизированной таре.
Перед прессованием целесообразно производить предварительное таблетирование исходных материалов. Таблетки должны иметь форму и размеры, удобные для закладывания в пресс-форму.
Таблетирование позволяет сэкономить значительное количество времени при загрузке пресс-формы, организовать предварительный подогрев таблеток в специальных высокочастотных установках.
При предварительном нагреве пресс-материала вне пресс-формы сокращается время выдержки при прессовании, в результате чего резко повышается производительность труда рабочего, увеличивается съем пластмассовых изделий с единицы оборудования и одной пресс-формы.
Технологический процесс изготовления коллекторов с пакетом из отдельных пластин.
Технологический процесс изготовления коллекторов на пластмассе состоит из двух этапов: 1) сборки комплекта пластин в кольцо, 2) опрессовки коллектора пластмассой и последующих операций.
Операции сборки комплекта пластин в кольцо те же, что и при изготовлении коллекторов на металлическом корпусе, с той лишь разницей, что количество опрессовок уменьшено до трех (первая — в холодном, вторая — в горячем и третья — в холодном состоянии), а удельное давление вместо 49 Ми/м 2 принимается равным 24,5 Мн/м 2 .
Для опрессовки коллектора пластмассой необходимо выполнить следующие операции и переходы:
- нагреть пресс-форму, комплект пластин в кольце и плашках, стальную втулку и армирующие кольца;
- собрать все детали коллектора в пресс-форму;
- произвести прессование коллектора.
Нагрев пресс-формы и деталей коллектор а. В связи с тем что получение пластмассы из пресс-материала происходит под влиянием тепла и давления, необходим подогрев пресс-формы и деталей коллектора.
Температура нагрева зависит от марки пресс-массы. Для прессования массы марки АГ-4 пресс-форма нагревается до температуры 145-155 . До этой же температуры нагреваются и детали коллектора. Масса марки К-6 требует несколько большего нагрева.
Нагрев деталей коллектора производится в тех же печах, что и нагрев комплекта пластин в кольце.
Пресс-форма (после установки на прессе) нагревается от специальных нихромовых электронагревателей, встроенных в верхнюю и нижнюю плиту пресс-формы.
Сборка пресс-формы и прессование коллектора. Опрессовывается коллектор пластмассой в специальных пресс-формах различных конструкций. На рис. 6-18 показана пресс-форма для опрессовки пластмассового корпуса коллектора тягового электродвигателя. Пресс-форма состоит из трех основных частей: нижней части, верхней матрицы 9 с обоймой 10 и верхней части.
Рис. 6-18. Пресс-форма опрессовки коллектора с пластмассовым корпусом
Нижняя часть пресс-формы за плиту-обойму 14 крепится к столу пресса прихватами. Верхняя часть за плиту 5 также прихватами закреплена на ползуне пресса. Верхняя матрица 9 и обойма 10 при помощи защелок 4 могут соединяться с верхней плитой 5.
Порядок сборки пресс-формы следующий: на нижний пуансон 12 надевают нагретую втулку коллектора 11. Во втулку вставляют центрирующий стакан 7 и стягивают болтом 6. В нижнее прессовочное пространство (между втулкой 11 и матрицей 13) закладывают таблетку из массы марки АГ-4С. Таблетка имеет форму кольца и предварительно подогревается (для размягчения) на высокочастотной установке до температуры 70—80°. Вынимают из печи запрессованный в кольцо 2 и плашки комплект пластин 3. В выемку пластин закладывают нагретые армирующие кольца 1, и все это устанавливают в пресс-форму. Ползун пресса вместе с верхней частью и деталями 9 и 10 опускают вниз, при этом пресс-форма смыкается, после чего ее закрепляют шарнирными болтами (на чертеже не показаны). Откидывают защелки 4 и ползун с верхней частью пресс-формы поднимается вверх. В загрузочное пространство верхней части пресс-формы закладывают вторую подогретую таблетку.
На верхнюю часть матрицы 9 накладывают промежуточную плиту и через нее пуансоном 8 (при движении ползуна вниз) усилием 3 Т (29 кн) производят более плотное смыкание пресс-формы.
Шарнирные болты стягивают до отказа. При последующем подъеме ползуна вверх вынимают промежуточную плиту, а затем ползун опускают вниз и производят прессование коллектора. Удельное давление при прессовании — 34—43 Мн/м 2 с выдержкой под давлением в течение 1—2 мин на 1 мм толщины пластмассового корпуса коллектора.
Время сборки пресс-формы должно быть минимальным, так как процесс полимеризации пресс-материала в нагретой до температуры 145—155° пресс-форме происходит достаточно быстро и всякая задержка может привести к преждевременному затвердеванию несформованной массы.
После необходимого времени выдержки пресс-форму разбирают, для чего отвертывают шарнирные болты, защелки 4 накидывают на штыри обоймы 10 и ползун поднимается в верхнее положение. Отвертывают болт б, снимают стакан 7 и коллектор выталкивается толкателем 15 из матрицы 13. Коллектор с пуансона 12 снимают при помощи специального приспособления и выносят из рабочей зоны пресса.
Последующими операциями изготовления коллекторов являются: термообработка, снятие опрессовочного кольца, развертывание отверстия у втулки, обточка рабочей поверхности, разгон и контроль коллектора.
Для повышения механической прочности и электрического сопротивления пластмассы производится термообработка коллектора путем нагревав печах и выдержки в них в течение определенного времени.
В процессе прессования и термообработки возникают термические напряжения, которые могут привести к изменению диаметра отверстия втулки. В связи с этим при изготовлении металлической втулки отверстие ее начисто не обрабатывается, а оставляется припуск на развертывание.
У коллекторов без центральной металлической втулки отверстие от деформации при термообработке и остывании предохраняется вставленной в него стальной оправкой, смазанной спецсмазкой. После остывания коллектора оправка выпрессовывается. Остальные операции выполняются так же, как и при изготовлении коллекторов на металлическом корпусе.
Технологический процесс изготовления коллекторов, пластины которых образованы разделением цельной заготовки.
Как уже указывалось ранее, пакет пластин таких коллекторов может быть изготовлен из кольца или полосы. Технологический процесс их изготовления различен.
Рис. 6-19. Заготовка и пакет пластин после выдавливания:
а — заготовка — медный диск; б — пакет пластин после выдавливания и отрезки донышка
Пакет коллектора из кольца может быть получен методом холодного выдавливания или методом прессования в пресс-формах металлокерамических заготовок. Операция выдавливания выполняется на эксцентриковых прессах в штампах с пуансоном, имеющим форму внутренней части пакета пластин.
Исходной заготовкой для получения пакета пластин методом выдавливания служит медный кружок.
Пакет пластин при выдавливании получается из кружка за счет направленного матрицей и пуансоном истечения металла.
На рис. 6-19 показаны заготовка и пакет пластин после выдавливания.
На рис. 6-20 показан пакет пластин из металлокерамики, полученный методом прессования из медного порошка с последующим спеканием его при высокой температуре.
Рис. 6-20. Пакет пластин из металлокерамики
Металлокерамическая заготовка не имеет донышка, за счет чего достигается экономия меди.
Пакет пластин из полосовой меди получается штамповкой заготовки с зубчиками и последующего свертывания в кольцо с отгибкой зубцов, служащих для закрепления пластин в пластмассовом корпусе.
Дальнейшие операции изготовления коллекторов заключаются в следующем. У заготовки, полученной методом выдавливания отрезается донышко на токарном станке. Пакет пластин опрессовывается в пресс-формах пластмассой. Разделение пакета на отдельные пластины производится фрезерованием, при этом совмещается операция продораживания. На фрезерном станке также фрезеруются шлицы для впаивания проводников обмотки якоря.
Операции контроля те же, что и для коллекторов из отдельных заготовок.
Технология и оборудование производства электрических машин — Изготовление коллекторных пластин
Конструкция пластин. Коллекторные пластины изготовляются из холоднотянутой меди трапецеидального сечения (рис. 6-3, а). Для большинства коллекторов применяется медь марки Ml ГОСТ 859—66), а для скоростных и наиболее ответственных машин — кадмиевая медь (с содержанием 1% кадмия); для некоторых специальных машин — медь с присадками серебра, циркония и др.
При изготовлении профильной меди для пластин коллекторов кабельные заводы руководствуются ГОСТ 3568—47, который устанавливает допуски на изготовление, методы контроля и требования к качеству поверхности.
Стандарт не устанавливает определенных размеров a, h и а, они должны быть оговорены в заказе электромашиностроителями, причем размер а должен быть кратным 0,01; h — 0,5.
ГОСТ 3568—47 предусматривает два класса точности на изготовление размера а (табл. 6). По какому из них должна быть изготовлена медь, указывается в заказе.
Допускаемые отклонения размеров коллекторной меди, деле
Допускаемые отклонения по классам точности
Свыше 80 до 105
Проверяют размер а и угол а предельным шаблоном (рис. б-З, б). Толщина шаблона не более 4—5 мм, точность изготовления рабочих размеров — 0,005 мм.
Размеры а будут соответствовать допускаемым в том случае, если медь не будет выступать выше верхнего среза (аНаиб) и утопить за нижний срез (аНаим ).
Рис. 6-3. Профиль коллекторной меди и шаблон для проверки профиля: а — профиль меди; б — шаблон
Эти положения легко определить по просвету между медью и поверочной лекальной линейкой, наложив последнюю на срез шаблона.
Правильность угла а проверяется плотностью прилегания сторон профиля меди к сторонам шаблона. Здесь допускается просвет, величина которого определяется щупом. Между стороной профиля и шаблона в зазор не должны входить щупы толщиной 0,05 мм при h = 30 . 80 мм и 0,08 мм при h — 80 . 105 мм.
Размер h контролируется скобой или универсальными измерительными средствами.
Технологический процесс изготовления медных коллекторных пластин состоит из операций резки или штамповки, правки, фрезерования и лужения шлица, контрольных операций.
Резка или штамповка меди.
Электромашиностроительные заводы получают коллекторную медь с кабельных заводов в виде полос длиной от 1,5 до 3,5 м.
В зависимости от толщины медной пластины и типа производства заготовки коллекторных пластин получают резкой полосы на горизонтально-фрезерных или специальных станках или штамповкой в штампе на эксцентриковых прессах.
Коллекторные пластины толщиной до 10 мм чаще всего вырубаются штампом на эксцентриковых прессах с окончательным профилем для коллекторов на пластмассе и с учетом припуска по ласточкину хвосту на токарную обработку (для коллекторов на металлической втулке).
Штамповка пластин дает возможность получить отходы меди в виде массивных кусочков, а не в виде стружки, смешанной с миканитовой крошкой.
Комплект пластин, собранный из штампованных заготовок, требует меньшего времени на токарную обработку ласточкина хвоста.
Правка пластин.
После штамповки или резки медные пластины имеют заусенцы, кривизну и другие дефекты. Заусенцы должны быть опилены, а пластина выправлена.
Правка пластин производится на стальной плите ударами медного молотка или специальным штампом на фрикционном прессе.
Процесс правки пластин вручную медным молотком на стальной плите очень трудоемкий, требующий большого навыка.
Механизированная правка пластин в специальном штампе на фрикционном прессе более производительна, чем правка вручную, однако из-за упругих деформаций меди качество правки не всегда бывает высоким. На рис. 6-4 показана конструкция штампа для правки медных пластин коллектора на фрикционном прессе.
В рабочую зону штампа пластина, подлежащая правке, укладывается на матрицу и снимается с нее после правки пинцетом.
На рабочих поверхностях матрицы и пуансона сделаны продольные острые выступы высотой 0,3 мм через каждый 5 мм.
При ударе выступы рабочих частей штампа внедряются в пластину, растягивая верхний слой металла, и таким образом выправляют пластину в целом.
Фрезерование шлицев.
В коллекторных медных пластинах с петушками, выполненными за одно целое с пластиной, должен быть профрезерован шлиц для вкладывания проводников обмотки.
Шлицы коллекторных пластин могут быть профрезерованы как в отдельных пластинах до сборки, так и в собранном коллекторе. Оба способа имеют свои преимущества и недостатки.
При фрезеровании шлицев в отдельных пластинах до сборки в случае брака может быть выброшена только одна пластина. Брак при фрезеровании шлица в собранном коллекторе хотя бы в одной пластине приведет к неисправимому браку всего коллектора.
Брак при фрезеровании глубоких шлицев в тонких пластинах из-за смещения прорези с середины и связанной с этим срезом щечки — явление не редкое. Поэтому в коллекторах с тонкими пластинами фрезерование шлицев лучше осуществлять до сборки.
Фрезерование шлицев в коллекторных пластинах до сборки производится на специально оборудованных горизонтально-фрезерных станках или специальных полуавтоматах. При фрезеровании шлицев в собранном коллекторе экономится вспомогательное время, связанное с установкой и снятием детали.
На одном из заводов все операции по изготовлению медных коллекторных пластин для тяговых электродвигателей электровозов полностью автоматизированы.
Рис. 6-4. Штамп для правки медных пластин коллектора:
1 — плита нижняя; 2 — матрица; 3 — колонка; 4 — втулка направляющая; 5 — плита верхняя; 6 — хвостовик; 7 — прокладка; 8 — пуансон; 9 — ограждение; 10 — упор
На автоматической линии (рис. 6-5), состоящей из автоматических устройств, последовательно выполняются девять технологических операций.
Медные полосы укладываются в загрузочное устройство 8, из которого механизм подачи 7 толкает полосу 6 в штамп на шаг, равный длине коллекторной пластины. На чеканочном прессе 5 в штампе последовательно выполняются операции: правка пуансоном и матрицей с вафельной насечкой, вырубка контура пластины, правка пуансоном и матрицей с плоскими рабочими поверхностями, отрубка пластины от полосы.
Отрубленная пластина при помощи передающего механизма 4 подается на пластинчатый конвейер 7, который транспортирует ее к горизонтально-фрезерному станку 2.
Рис. 6-5. Автоматическая линия изготовления коллекторных пластин
На станке производится фрезерование шлица в петушке коллекторной пластины. Установка пластины в тиски станка, выем обработанной детали с последующей установкой в зажим конвейера производятся при помощи манипулятора.
В ванне 12 пластина покрывается флюсом, а ванне 11 производится лужение шлица. Боковые поверхности шлица облуживаются при помощи пластины-вставки, вводимой в шлиц петушка. Пластина- вставка периодически окунается в ванну с припоем. Готовые пластины, освобождаемые из зажимов 3, 9 конвейера, падают в бункер. Электроимпульсный счетчик 10 показывает количество обработанных пластин. Такт линии 7 сек:
Из чего изготавливают пластины коллектора
Ведущий производитель электрооборудования
заполните форму
заявки
Приемная директора
Коллектор — один из основных и наиболее ответственных узлов тягового двигателя постоянного тока. Коллектор наиболее нагружен в электрическом отношении, и условиями его надежной работы ограничиваются предельные мощности тяговых двигателей. Диаметр коллектора современных тяговых двигателей превышает 800 мм, число пластин достигает 600.
Медные пластины коллектора имеют в сечении форму клина. Одна от другой они изолированы прокладками из коллекторного миканита. Миканит изготовляют из лепестков слюды, обладающей очень высокими электрической прочностью и теплостойкостью, а также влагостойкостью.
Склеивают лепестки специальными лаками или смолами. В нижней части коллекторные и изоляционные пластины имеют форму так называемого «ласточкиного хвоста». «Ласточкины хвосты» пластин и прокладок надежно зажаты между коробкой коллектора и нажимной шайбой, стянутыми болтами. Такое крепление обеспечивает сохранение строго цилиндрической формы коллектора, что очень важно, так как к поверхности коллектора все время прижимаются щетки. Стоит хотя бы одной пластине выйти за очертания окружности коллектора, как щетки начнут подпрыгивать, искрить, что может привести к повреждению двигателя! То же самое может произойти при недостаточно высоком качестве обработки коллектора, а также в случае образования на его поверхности вмятин и выступов.
От коробки и нажимной шайбы коллекторные пластины изолируют, прокладывая конусы и цилиндр, изготовленные из миканита. Коллекторные пластины имеют выступы, называемые петушками. В петушках сделаны прорези, куда впаивают концы секций обмотки якоря.
Во время работы двигателя щетки истирают поверхность коллектора. Миканит более износостоек, чем медь, поэтому в процессе работы поверхность коллектора может стать волнистой. Чтобы этого не произошло, изоляцию в промежутках между медными пластинами после сборки коллектора делают меньшей высоты — продороживают коллектор специальными фрезами.