CN108566052B - 直流电机换向器结构及直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流电机换向器结构及直流电机，涉及换向器技术领域。该结构包括：换向器座，换向器座包括依次抵靠的前压圈、压板和套筒，前压圈和压板、压板和套筒之间均设有密封圈，压板和套筒构成承载区。换向器，换向器安装于承载区，换向器具有相对的第一部和第二部。第一部与压板、前压圈围成第一灌封区域，第二部与套筒之间灌封或者设有密封件。均压线，均压线安装于第一灌封区域外侧，均压线与第一部、前压圈抵靠且将第一灌封区域覆盖，均压线与前压圈围成第二灌封区域。电枢线圈，电枢线圈与均压线贴合且位于第二灌封区域外侧。该结构能够有效解决套筒与压圈之间的尘垢堆积的问题，避免换向器损毁，同时保障了直流电机的稳定工作。

Description

直流电机换向器结构及直流电机

技术领域

本发明涉及换向器技术领域，具体而言，涉及一种直流电机换向器结构及直流电机。

背景技术

直流电机和交流整流子电动机电枢的一个重要部件。电机转动时起换向作用。是直流电机、交流串激电动机上作为电流换向，为了能够让电动机持续转动下去的一个部件，俗称整流子。

电机作为工业、交通、国防及日常生活中不可或缺的重要基本设备，其下游行业包含了几乎全部国民经济基础行业。换向器作为电机的核心器件之一，也伴随着电机行业的发展日益增长。

具体的，作为直流电机重要部件，换向器会自动改变线圈中电流的方向，进而改变线圈的受力方向，使线圈继续转动，并起到镇流作用，即把直流电动机电枢绕组里的交流电整流为直流电，在正、负电刷两端输出。

现有的换向器在使用中存在着一些问题：

运行过程中，在换向器与套筒和压圈的连接部位，易于堆积尘垢；

尘垢电离，造成换向器毁损。

一般通过压紧换向器与套筒、压板的方式，减小气隙，进而减少换向器底部的尘垢堆积，但效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流电机换向器结构，其能够有效解决套筒与压圈之间的尘垢堆积的问题，避免换向器损毁。

本发明的另外一个目的在于提供一种直流电机，其包括上述直流电机换向器结构，其具有该直流电机换向器结构的全部特性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种直流电机换向器结构，包括：

换向器座，所述换向器座包括依次抵靠的前压圈、压板和套筒，所述前压圈和所述压板的抵靠处、所述压板和所述套筒的抵靠处均设有密封圈，所述压板和所述套筒构成承载区；

换向器，所述换向器安装于所述承载区，所述换向器具有相对的第一部和第二部；

所述第一部与所述压板、所述前压圈围成第一灌封区域，所述第二部与所述套筒之间灌封或者设有密封件；

均压线，所述均压线安装于所述第一灌封区域外侧，所述均压线与所述第一部、所述前压圈抵靠且将所述第一灌封区域覆盖，所述均压线与所述前压圈围成第二灌封区域；

电枢线圈，所述电枢线圈与所述均压线贴合且位于所述第二灌封区域外侧。

另外，根据本发明的实施例提供的直流电机换向器结构，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的可选实施例中，所述直流电机换向器结构包括挤压组件，所述挤压组件包括螺帽和止动螺钉，所述螺帽用于将所述前压圈向着直流电机的转子铁芯挤压，所述止动螺钉设置在所述螺帽的远离转子铁芯的一侧。

在本发明的可选实施例中，所述第二部与所述套筒之间设有密封件时，所述密封件为聚四氟乙烯密封件。

在本发明的可选实施例中，所述第二部包括第一凸台，所述套筒包括第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台相邻且具有间距，所述密封件将所述间距盈满。

在本发明的可选实施例中，所述直流电机换向器结构还包括平衡块，所述平衡块设置于所述套筒，所述平衡块位于所述套筒的设有所述第二凸台的部分且位于所述套筒远离所述密封件的一侧。

在本发明的可选实施例中，所述换向器的外表面具有凹槽。

在本发明的可选实施例中，所述第一部具有安装槽，所述均压线和所述电枢线圈先后压入所述安装槽并依次焊接。

在本发明的可选实施例中，所述电枢线圈与所述前压圈贴近且具有缝隙，所述直流电机换向器结构还包括弧形绝缘，所述弧形绝缘设于所述缝隙内且将所述电枢线圈与所述前压圈隔开。

在本发明的可选实施例中，所述压板与所述套筒通过螺栓连接，所述螺栓使得所述套筒挤压所述压板。

本发明的实施例提供了一种直流电机，包括上述任一项所述的直流电机换向器结构。

本发明的有益效果是：

直流电机换向器结构能够通过螺帽和止动螺钉来保障前压圈的紧固效果，同时又依靠两个密封圈、聚四氟乙烯密封件、以及第一灌封区域和第二灌封区域构筑成密封链，有效防止了尘垢堆积，还在换向器表面开设凹槽，有效降低直流电机的电火花，从而使得采用了该直流电机换向器结构的直流电机能够有更好的工作表现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的直流电机换向器结构及环境元件的示意图；

图2为图1中B-B方向的局部剖视图；

图3为图1中的套筒的剖视图；

图4为图1中的换向器的示意图；

图5为图1的A部分的局部放大图。

图标：1-套筒；101-第二凸台；2-螺栓；3-平衡块；4-聚四氟乙烯密封件；5-换向器；501-第一部；502-第二部；51-第一凸台；52-凹槽；6-密封圈；7-压板；8-第一灌封区域；9-均压线；10-转子铁芯；11-第二灌封区域；12-前压圈；13-电枢线圈；14-止动螺钉；15-螺帽；16-弧形绝缘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1至图5，本实施例提供了一种直流电机换向器结构，包括：

换向器座，换向器座包括依次抵靠的前压圈12、压板7和套筒1，前压圈12和压板7的抵靠处、压板7和套筒1的抵靠处均设有密封圈6，压板7和套筒1构成承载区；

换向器5，换向器5安装于承载区，换向器5具有相对的第一部501和第二部502；

第一部501与压板7、前压圈12围成第一灌封区域8，第二部502与套筒1之间灌封或者设有密封件；

均压线9，均压线9安装于第一灌封区域8外侧，均压线9与第一部501、前压圈12抵靠且将第一灌封区域8覆盖，均压线9与前压圈12围成第二灌封区域11；

电枢线圈13，电枢线圈13与均压线9贴合且位于第二灌封区域11外侧。

其中，压板7与套筒1通过螺栓2连接，螺栓2使得套筒1挤压压板7。

其中，前压圈12和压板7的抵靠处、压板7和套筒1的抵靠处均设置密封圈6可以利用密封圈6的变形来实现部件间的密封，一般选择塑性良好的橡胶密封圈6。

具体的，第一部501具有安装槽，均压线9和电枢线圈13先后压入安装槽并依次焊接。这样可以减少导线间的接触电阻，同时可以封堵导体间的微小缝隙，便于后续灌封。

其中，第一灌封区域8、第二灌封区域11以及均压线9的空隙都采用填充材料（H级）灌封，填充材料可以参照一般的电机灌封常用材料。

具体的，直流电机换向器结构包括挤压组件，挤压组件包括螺帽15和止动螺钉14，螺帽15用于将前压圈12向着直流电机的转子铁芯10挤压，止动螺钉14设置在螺帽15的远离转子铁芯10的一侧。

其中，第二部502与套筒1之间设有密封件时，密封件为聚四氟乙烯密封件4。若是采用灌封，则可以增加适当的工装来辅助进行灌封，本实施例采用的是使用密封件的方式。

详细的，第二部502包括第一凸台51，套筒1包括第二凸台101，第一凸台51和第二凸台101相邻且具有间距，密封件将间距盈满。第一凸台51和第二凸台101有助于密封件的卡设，避免密封件脱落。

通过对第一灌封区域8、第二灌封区域11进行灌封，配合前压圈12和压板7的抵靠处、压板7和套筒1的抵靠处设置的密封圈6以及聚四氟乙烯密封件4，可以在换向器5与套筒1、前压圈12的连接处构筑出密封链，可以高效防止换向器5尘垢堆积。

此外，电枢线圈13与前压圈12贴近且具有缝隙，直流电机换向器结构还包括弧形绝缘16，弧形绝缘16设于缝隙内且将电枢线圈13与前压圈12隔开。这样可以进一步加强对于尘垢堆积的防护，避免尘垢堆积造成诸多问题。

具体的，直流电机换向器结构还包括平衡块3，平衡块3设置于套筒1，平衡块3位于套筒1的设有第二凸台101的部分且位于套筒1远离密封件的一侧。详细的，电机部件在加工和装配过程中，沿电枢周向并不总是对称的，电枢转动时会造成振动和噪声，通过设置平衡块3可以减小以至消除电枢动平衡引起的振动，在图示中，平衡块3位于套筒1下方。

具体的，换向器5的外表面具有凹槽52。这是由于碳刷在运行过程中，不断有碳粉积聚换向器5表面，容易造成电刷放电，引起火花，电火花会加速电刷与换向器5的摩擦，甚至烧坏电机。

通过在换向器5外表面（整个表面）设置凹槽52，磨削掉的碳粉会被排入凹槽52，可以有效降低直流电机电火花风险。

本实施例的原理是：

现有技术的防止尘垢堆积的方式在实际应用中仍然不理想，因为并没有完全阻绝尘垢进入缝隙堆积，此外，碳刷的工作产生的碳粉积聚也是尘垢的一大来源，还会造成碳刷放电，这些都会对换向器5的安全运行造成威胁甚至直接使得换向器5损毁，影响直流电机的工作。

本实施例设计了直流电机换向器结构，以解决上述问题。

具体的，将直流电机换向器结构安装到直流电机内部时，通过螺帽15将前压圈12抵靠压紧在直流电机的转子铁芯10一侧，接着采用止动螺钉14来抵住螺帽15，从而防止了在直流电机日常的工作中，螺帽15顺着螺纹反向旋出。保障了前压圈12的位置固定。

进而将压板7抵靠于前压圈12，又将套筒1与压板7通过螺栓2连接，形成一个稳定可靠的换向器座，并且压板7和套筒1构成了换向器5的一个承载区。

这样的稳定结构也使得密封圈6始终有一个稳定的被挤压作用，从而保障其形变能够维持，最终保障其密封效果。

进而将换向器5安装后，配合其他要安装的均压线9、电枢线圈13等结构部件形成了第一灌封区域8和第二灌封区域11。其中，均压线9与电枢线圈13先后压入安装槽，并进行安装和焊接，可以封堵导体间的微小缝隙，对第一灌封区域8和第二灌封区域11的灌封也是有良好的辅助效果。

在这样的结构配合之下，对第一灌封区域8和第二灌封区域11进行灌封，使得换向器5的第一部501所在侧得到良好的密封，而第二部502所在侧也有聚四氟乙烯密封件4作为密封保障，最终使得两个密封圈6、聚四氟乙烯密封件4、以及第一灌封区域8和第二灌封区域11构筑成密封链，使得换向器5与套筒1、前压圈12之间的连接可靠，没有缝隙，避免尘垢堆积，也就避免了尘垢电离产生危害。

此外，由于换向器5表面开设有凹槽52，可以避免碳刷产生的碳粉积累在换向器5的表面，避免产生电火花，更是进一步防止了换向器5的损毁，十分实用。

实施例2

本发明的实施例提供了一种直流电机，包括实施例1中的直流电机换向器结构。

直流电机的其他结构和部件均可参照现有技术中的直流电机，此处不再进行赘述。

通过使用实施例1中的直流电机换向器结构，直流电机在工作中能够避免因为换向器5损毁而不能工作，在日常工作中能够有更好的稳定性。

综上所述，本发明的直流电机换向器结构能够通过螺帽15和止动螺钉14来保障前压圈12的紧固效果，同时又依靠两个密封圈6、聚四氟乙烯密封件4、以及第一灌封区域8和第二灌封区域11构筑成密封链，有效防止了尘垢堆积，还在换向器5表面开设凹槽52，有效降低直流电机的电火花，从而使得采用了该直流电机换向器结构的直流电机能够有更好的工作表现。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直流电机换向器结构，其特征在于，包括：

换向器座，所述换向器座包括依次抵靠的前压圈、压板和套筒，所述前压圈和所述压板的抵靠处、所述压板和所述套筒的抵靠处均设有密封圈，所述压板和所述套筒构成承载区；

换向器，所述换向器安装于所述承载区，所述换向器具有相对的第一部和第二部；

所述第一部与所述压板、所述前压圈围成第一灌封区域，所述第二部与所述套筒之间灌封或者设有密封件；

均压线，所述均压线安装于所述第一灌封区域外侧，所述均压线与所述第一部、所述前压圈抵靠且将所述第一灌封区域覆盖，所述均压线与所述前压圈围成第二灌封区域；

电枢线圈，所述电枢线圈与所述均压线贴合且位于所述第二灌封区域外侧。

2.根据权利要求1所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述直流电机换向器结构包括挤压组件，所述挤压组件包括螺帽和止动螺钉，所述螺帽用于将所述前压圈向着直流电机的转子铁芯挤压，所述止动螺钉设置在所述螺帽的远离转子铁芯的一侧。

3.根据权利要求1所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述第二部与所述套筒之间设有密封件时，所述密封件为聚四氟乙烯密封件。

4.根据权利要求3所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述第二部包括第一凸台，所述套筒包括第二凸台，所述第一凸台和所述第二凸台相邻且具有间距，所述密封件将所述间距盈满。

5.根据权利要求4所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述直流电机换向器结构还包括平衡块，所述平衡块设置于所述套筒，所述平衡块位于所述套筒的设有所述第二凸台的部分且位于所述套筒远离所述密封件的一侧。

6.根据权利要求1所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述换向器的外表面具有凹槽。

7.根据权利要求1所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述第一部具有安装槽，所述均压线和所述电枢线圈先后压入所述安装槽并依次焊接。

8.根据权利要求1所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述电枢线圈与所述前压圈贴近且具有缝隙，所述直流电机换向器结构还包括弧形绝缘，所述弧形绝缘设于所述缝隙内且将所述电枢线圈与所述前压圈隔开。

9.根据权利要求1所述的直流电机换向器结构，其特征在于，所述压板与所述套筒通过螺栓连接，所述螺栓使得所述套筒挤压所述压板。

10.一种直流电机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的直流电机换向器结构。