一种铆接固定式换向器及其制造方法

摘要

本发明公开了一种铆接固定式换向器及其制造方法，所述换向器包括换向片、云母片及衬套，所述换向片和云母片分别交错套装在衬套上，所述衬套两端还套装有用于固定换向片和云母片的扣环，所述扣环内侧与换向片和云母片之间填充有云母杯，所述扣环采用材质为2Cr13的不锈钢制成；所述制造方法步骤包括：(1)铜材挤压、冲压制造换向片；(2)布置绝缘材料；(3)挤压使换向片排列紧密整齐；(4)安装衬套、扣环及云母杯；(5)初步翻铆衬套紧固；(6)高温振动筛选，消除换向片排列时存在的不齐；(7)二次翻铆，再次紧固；(8)后续的机械加工。本发明通过改变填充材料，用云母片代替电木粉作为绝缘材料，降低高温对绝缘材料强度的影响。

权利要求

1.一种铆接固定式换向器，其特征在于：包括换向片(2)、云母片(3)及衬套(6)，所述换向片(2)和云母片(3)分别交错套装在衬套(6)上，所述衬套(6)两端还套装有用于固定换向片(2)和云母片(3)的扣环(5)，所述扣环(5)内侧与换向片(2)和云母片(3)之间填充有云母杯(7)；所述扣环(5)内部中心设置有安装孔(51)，在安装孔(51)两端分别设置有外侧倒角(52)和内侧倒角(53)；所述衬套(6)一端外侧设置有与外侧倒角(52)相匹配的外倒角(61)，另一端为直段，用于安装实现翻边锚固。

2.根据权利要求1所述的一种铆接固定式换向器，其特征在于：所述扣环(5)采用材质为2Cr13的不锈钢制成。

3.根据权利要求1所述的一种铆接固定式换向器，其特征在于：所述云母杯(7)上设置有型腔(71)。

4.根据权利要求1所述的一种铆接固定式换向器，其特征在于：所述云母杯(7)采用天然云母片制成。

5.一种铆接固定式换向器的的制造方法，其特征在于：具体方法步骤如下：(1)铜材挤压、冲压制造换向片(2)；

(2)布置绝缘材料：在换向片(2)之间排布一圈云母片(3)作为片间绝缘材料；

(3)挤压使换向片(2)排列紧密整齐：

(4)安装衬套(6)、扣环(5)及云母杯(7)；

(5)初步翻铆衬套(6)紧固；

(6)高温振动筛选，消除换向片(2)排列时存在的不齐；

(7)二次翻铆，再次紧固；

(8)后续的机械加工。

6.根据权利要求5所述的一种铆接固定式换向器的的制造方法，其特征在于：所述扣环(5)采用材质为2Cr3的圆钢加工，并调质处理HRC28～32。

7.根据权利要求5所述的一种铆接固定式换向器的的制造方法，其特征在于：所述衬套(6)采用材质为2Cr3的圆钢加工，并调质处理HRC28～32。

说明书

一种铆接固定式换向器及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铆接固定式换向器及其制造方法，属于发电机制造技术领域。

背景技术

[0002] 发电机是发动机电气系统的重要组成部分，在发动机起动时作为起动电机带动发动机点火，当电机进入发电转速后将作为发电机输出电能，该电机具有高功率、高转速、高转矩等特点。电机运行时处于高温(200℃)、高转速(15000rpm)的状态，要求该状态下工作时，换向器表面跳动变形不能超过0.01mm，因此现有的换向器结构已经不能满足要求。

[0003] 如图1所示，现有常用的换向器制作使用的是电木粉1填充，换向片2之间的绝缘材料为云母片3。该换向器结构制造工艺简单，体积小，性能可靠，在国内已大量使用。但该结构换向器由于电木粉1为热固性材料，其固化温度在(150～170)℃，当温度高于200℃工作时，电木粉强度会降低，高速运行的情况下，换向器表面跳动变形增大。因此在运行过程中会出现甩片的现象；在高温、高转速工作状态存在较大的安全隐患。

[0004] 国内还有一种换向器结构，如图2所示，该换向器结构是在换向片2上增加一个绝缘材料材质的加固环4，从而减小换向器工作时的变形，但由于该结构仍采用电木粉1填充，所以仍然存在高温变形的风险。

[0005] 综上所述，现有的换向器结构在高温搞转速工作时，存在较高的高温变形风险，因此如何研制一种能够满足高温高转速状态下工作需求的换向器，使得换向器能在大于200℃高温和大于15000rpm转速状态下工作，且换向器表面跳动变形不能超过0.01mm；是目前发电机制造即使领域亟待解决的问题。

发明内容

[0006] 为解决上述问题，本发明提供了一种铆接固定式换向器及其制造方法。从而满足换向器在高温、高转速状态下的使用要求。

[0007] 本发明是通过如下技术方案予以实现的。

[0008] 一种铆接固定式换向器，包括换向片、云母片及衬套，所述换向片和云母片分别交错套装在衬套上，所述衬套两端还套装有用于固定换向片和云母片的扣环，所述扣环内侧与换向片和云母片之间填充有云母杯。

[0009] 所述扣环采用材质为2Cr13的不锈钢制成。

[0010] 所述扣环内部中心设置有安装孔，在安装孔两端分别设置有外侧倒角和内侧倒角。

[0011] 所述衬套一端外侧设置有与外侧倒角相匹配的外倒角。

[0012] 所述云母杯上设置有型腔。

[0013] 所述云母杯采用天然云母片制成。

[0014] 一种铆接固定式换向器的的制造方法，具体方法步骤如下：

[0015] (1)铜材挤压、冲压制造换向片；

[0016] (2)布置绝缘材料：在换向片之间排布一圈云母片作为片间绝缘材料；

[0017] (3)挤压使换向片排列紧密整齐：

[0018] (4)安装衬套、扣环及云母杯；

[0019] (5)初步翻铆衬套紧固；

[0020] (6)高温振动筛选，消除换向片排列时存在的不齐；

[0021] (7)二次翻铆，再次紧固；

[0022] (8)后续的机械加工。

[0023] 上述扣环采用材质为2Cr3的圆钢加工，并调质处理HRC28～32。

[0024] 上述衬套采用材质为2Cr3的圆钢加工，并调质处理HRC28～32。

[0025] 本发明的有益效果是：

[0026] 本发明适用于高转速、大功率、大电流电机中，在高温、高速环境工作时变形量小。于现有技术相比，本发明具有如下显著有点：

[0027] (1)换向器绝缘材料的耐温温度理论上由现有的最高170℃提高到600℃；

[0028] (2)换向片的紧固由现有的电木粉紧固变为调质钢铆接紧固，固定强度大大提高；

[0029] (3)制造过程仅仅增加了高温筛选，不用再进行塑压，制造方便，且与现有技术相比制造成本变化不大。

附图说明

[0030] 图1为现有常用的换向器结构示意图；

[0031] 图2为现有带加强环的换向器结构示意图；

[0032] 图3为本发明的结构示意图；

[0033] 图4为本发明中扣环的结构示意图；

[0034] 图5为本发明中衬套的结构示意图；

[0035] 图6为本发明中云母杯的结构示意图；

[0036] 图7为本发明中采用挤压模具挤压换向片的结构示意图。

[0037] 图中：1-电木粉，2-换向片，3-云母片，4-加强环，5-扣环，6-衬套，7-云母杯，8-上模，9-上模，10-锥度孔，51-安装孔，52-外侧倒角，53-内侧倒角，61-外倒角，71-内腔。

具体实施方式

[0038] 下面结合实施例附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

[0039] 如图3所示，本发明所述的一种铆接固定式换向器，包括换向片2、云母片3及衬套6，所述换向片2和云母片3分别交错套装在衬套6上，所述衬套6两端还套装有用于固定换向片2和云母片3的扣环5，所述扣环5内侧与换向片2和云母片3之间填充有云母杯7。本发明通过采用扣环5及云母杯7对换向片2及云母片3进行锚接固定，从而克服了取代传统换向器采用电木粉填充结构所存在的不足，避免在高速运行的情况下，换向器表面跳动变形增大；本发明通过改变填充材料，用耐温温度在600℃，并且在高温下几乎无变形的云母杯7代替电木粉作为绝缘材料，降低高温对绝缘材料强度的影响。

[0040] 所述扣环5采用材质为2Cr13的不锈钢制成。该技术方案将换向片2的固定由电木粉塑料改为高强度不锈钢2Cr13，并进行调质处理进一步提高强度，其可靠性大大提高。

[0041] 如图4所示，所述扣环5内部中心设置有安装孔51，在安装孔51两端分别设置有外侧倒角52和内侧倒角53。安装孔51的大小与衬套6的外径相匹配，外侧倒角52和内侧倒角53分别起安装和固定云母杯7的作用。

[0042] 如图5所示，所述衬套6一端外侧设置有与外侧倒角52相匹配的外倒角61。另一端为直段，用于后期装配实现翻锚固定。

[0043] 如图6所示，所述云母杯7上设置有型腔71。用于安装固定扣环5。

[0044] 所述云母杯7采用天然云母片制成。

[0045] 上述技术方案通过采用云母片替代电木粉，使耐温温度提高到600℃，而且基本无变形，消除了高温下强度下降的隐患，利用机械固定代替塑压固定，固定换向器的材料用强度更高的钢材替代电木粉，固定的强度大大提高。从而满足换向器高温、高转速下的使用要求。

[0046] 一种制造上述铆接固定式换向器的方法如下：

[0047] (1)铜材挤压、冲压制造换向片2；根据其设置要求，采用铜材挤压、冲压成所需形状大小的换向片2；

[0048] (2)布置绝缘材料：在换向片2之间排布一圈云母片3作为片间绝缘材料；云母片3排布在每两块换向片2之间，即换向片2与云母片3呈交错布置；

[0049] (3)挤压使换向片2排列紧密整齐：采用如图7所示的带锥度孔10挤压模具进行挤压，所述挤压模具包括上模8及下模9，在挤压时，将排列好的换向片2置于锥度孔10上方，使换向片2从挤压模具的上模8压入下模9，使换向片2经过挤压后排列紧密整齐；

[0050] (4)安装衬套6、扣环5及云母杯7；

[0051] (5)初步翻铆衬套6紧固；

[0052] (6)高温振动筛选，消除换向片2排列时存在的不齐；

[0053] (7)二次翻铆，再次紧固；

[0054] (8)后续的机械加工。

[0055] 上述扣环5采用材质为2Cr3的圆钢加工，并调质处理HRC28～32。

[0056] 上述衬套6采用材质为2Cr3的圆钢加工，并调质处理HRC28～32。