CN114083392B - 一种有刷直流电机的电刷快速打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有刷直流电机的电刷快速打磨装置，包括下组件和上组件；下组件包括驱动电机安装座、驱动电机、电机传动轴、两圆柱销组成；驱动电机同轴固装于驱动电机安装座内腔孔中；电机传动轴与驱动电机的转子上端同轴固连；两圆柱销下端插装于电机传动轴上端的两销孔内；上组件包括滚花安装座、滚花转轴、滚花转子、电刷架安装件、多个垫圈；滚花转轴下部通过背对轴承与滚花安装座同轴连接；滚花转子下端部与滚花转轴上端部同轴固连；滚花转子外环面为滚花面；电刷架安装件间隙同轴套设在滚花转子外部；电刷架安装件的法兰与滚花安装座上端之间设有多层垫圈，并与滚花安装座固连；电刷架安装件上端设有定位电刷架组件的安装槽。本装置提高了打磨效率。

Description

一种有刷直流电机的电刷快速打磨装置

技术领域

本发明属于有刷直流电机电刷的装配生产技术领域，涉及电刷的打磨加工技术，特别涉及一种有刷直流电机的电刷快速打磨装置。

背景技术

电刷作为有刷直流电机的重要部件，它的主要功能是将励磁电流通过电刷块传送到电机转子上，并通过改变电流方向而实现电机的转向，图1是一种有刷直流电机的电刷架组件。为实现电刷块工作面与转子换向器的完全贴合，对电刷块工作表面的加工质量有较高的要求。

现阶段有刷直流电机电刷块工作面打磨方法为：一般先利用长条状砂纸缠绕在用于手工打磨的电机转子表面，因砂纸缠绕在转子表面头尾接触位置有间隙，所以在利用砂纸打磨电刷时，电机不能连续完整转圈，只能手动大角度来回转动转子进行打磨；在砂纸选择方面，为了避免电刷表面打磨时留下过多过深划痕，因此选择高目数砂纸进行打磨，但目数越高砂纸上颗粒越细，越不利于打磨，就需要频繁更换砂纸对电刷块进行打磨；在将砂纸缠绕在转子表面时，由于工人手动操作，砂纸背面与电机转子外圈的贴合程度都有差异，这样会使缠绕砂纸后的电机转子外径与实际电机转子相比误差增大，最终导致打磨后的电刷块弧形表面差异增大，可能会存在部分打磨后的电刷块弧形表面不能与实际转子换向片完全贴合；因工人利用砂纸手动打磨，并且负责该工序的工人每天要打磨大量电刷块，会产生大量石墨粉尘，长期以往必然危害该工序工人的身体健康。砂纸打磨完成后的电刷块弧形表面仍有部分划痕，需再将电刷架安装在工艺电机电机上，利用工艺电机转子换向片打磨电刷块表面，最终使电刷块表面无划痕、凹槽以及颗粒物等缺陷，并达到光亮的效果，但工艺电机的制造、装配相对繁琐，成本较高，并且每次打磨完成后都需要工人手工擦拭工艺电机转子表面，用时较长。图2就是利用工艺电机跑和打磨电刷的示意图。为提高电刷块打磨效率，减少石墨粉尘对员工健康的危害，降低生产成本，减少打磨结束后对设备的维护工作，现设计了一种有刷直流电机的电刷快速打磨装置。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种提高打磨效率、降低打磨成本的有刷直流电机的电刷快速打磨装置。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种有刷直流电机的电刷快速打磨装置，其特征在于：包括下组件部分和上组件部分；

所述下组件部分包括驱动电机安装座、驱动电机、电机传动轴、两圆柱销组成；所述驱动电机安装座上端设置有内腔孔，所述驱动电机同轴设置于内腔孔中并与驱动电机安装座固定连接；所述电机传动轴与驱动电机的转子上端同轴固定连接；在电机传动轴上端对称设置有两销孔，所述两圆柱销的下端插装于销孔内；

所述上组件部分包括滚花安装座、滚花转轴、滚花转子、电刷架安装件、多个垫圈；所述滚花安装座上设置有中心安装孔，所述滚花转轴的下部通过安装于中心安装孔内的一对背对设置的轴承与滚花安装座同轴可转动式连接；所述滚花转子的下端部与滚花转轴的上端部同轴配合，两者通过螺钉固定连接；所述滚花转子的外环面为滚花面；所述电刷架安装件为法兰套式结构，所述电刷架安装件以间隙配合的方式同轴套设在滚花转子的外部；在电刷架安装件的法兰下部与滚花安装座的上端之间沿上下方向放置多个垫圈，电刷架安装件和多个垫圈通过螺钉固定安装在滚花安装座上；在电刷架安装件上端设置有与电刷架组件形状匹配的安装槽，并在安装槽内设置固定电刷架组件的螺钉孔。

所述滚花安装座上靠近下端的部位设置有法兰，所述滚花安装座通过法兰同轴支撑在驱动电机安装座的上端，并通过螺钉与驱动电机安装座固定连接；所述滚花转轴的下端与电机传动轴的上端同轴配合，并在滚花转轴的下端对称设置有两销孔，该两销孔与两圆柱销的上端插装配合，使滚花转轴的下端部与电机传动轴的上端部形成驱动连接。

进一步的：所述滚花转子采用锡青铜ZCuSn10P1材料制成，且在滚花表面设置有镀金层。

进一步的：所述滚花转子为两种，一种滚花转轴的外环面上的直纹滚花模数为0.5，另一种滚花转轴的外环面上的直纹滚花模数为0.3。

本发明具有的优点和积极效果：

本首创采用滚花表面对电刷块进行打磨，相比于现有的打磨方式，具有的优点为：

1、该装置能够替代人工手动打磨和工艺电机长时间跑和的打磨方式，使电刷块打磨效率得到明显提高，同时也减轻了工人的劳动量。

2、避免手工打磨过程中粘贴砂纸的不一致性，而导致电刷打磨后的弧形外径不一致。

3、该装置替代了人工手动打磨工序，避免了打磨过程中产生的石墨粉尘与员工的直接接触，减少了对员工健康的危害。

4、该装置替代了工艺电机转子，相对比工艺电机的制造、装配工序与成本，该装置结构简单，便于拆卸和安装，制造成本低。

5、现有的打磨装置在使用过程中，驱动电机转子发生磨损时，驱动电机需要全部报废，不能继续使用，而本装置只有滚花转子会发生磨损，可以通过调整电刷架组件与滚花转子之间的相对轴向高度，利用滚花转子其余滚花面继续打磨，当滚花表面全部磨损后，只需更换滚花转子即可，该装置其它组件能够继续使用。总体而言，该装置更加经久耐用，维护成本及频次低。

6、该装置避免了每次打磨结束后维护时间长，工人只需将所有的滚花转子拆卸掉放进超声波清洗器中清洗，并用刷子清洁一下滚花转子的滚花表面即可，相对比人工多次反复擦拭，该方式清洗时间较短，且清洗更加干净。

附图说明

图1是一种有刷直流电机的电刷架组件；

图2是利用工艺电机跑和打磨电刷的示意图；

图3是有刷直流电机电刷打磨装置下组件结构示意图；

图4是有刷直流电机电刷打磨装置上组件结构示意图；

图5是有刷直流电机电刷快速打磨装置总体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。

本发明采用一个可比拟有刷直流电机正式转子的“模拟转子”，正式的有刷直流电机转子上有多个换向片，利用刀具销去换向片间的环氧树脂胶，形成了片间槽，换向片及片间槽对电刷实施摩擦和“切削”，实现电刷的打磨并形成与换向片贴合的弧面。本“模拟转子”的圆周方向加工出滚花，从而模拟了正式转子换向片和片间槽的“切削”特性，采用不同的滚花模数和类型，从而实现电刷的快速和精密打磨。在传动和驱动方面，“模拟转子”被一对背对背轴承支承，形成了稳定的旋转轴系，利用驱动电机带动支撑轴系进行旋转，从而带动模拟转子旋转，对电刷进行打磨。

本有刷直流电机的电刷快速打磨装置的结构构成为：

该打磨装置由上组件部分和下组件部分组成，下组件部分设置有驱动电机，为滚花转子提供旋转的动力，上组件部分设置有滚花转子，即上述的“模拟转子”，用于模拟原打磨工艺过程中的砂纸和工艺电机转子，替代这些结构件对电刷块进行打磨，滚花转子通过滚花转轴和电机传动轴连接在驱动电机转子上；电刷架组件固定在打磨装置上组件中，手工弯曲电刷簧片使电刷块与滚花转子表面完全贴合，驱动电机转动便可带动滚花转子对电刷块进行打磨。为了使电刷块被打磨后表面光亮、无划痕、无颗粒物等缺陷，滚花转子采用模数为0.5和0.3的直纹滚花进行联合打磨，分别完成的是粗磨工艺和精磨工艺。滚花转子轴向长度较高，当打磨过程中滚花面磨损后，可以通过调整电刷架组件与滚花转子之间的相对轴向高度，利用滚花转子其余滚花面继续打磨，当滚花表面全部磨损后，只需更换滚花转子即可。为了更加接近电刷块与电机转子换向器表面的接触情形，滚花转子采用锡青铜ZCuSn10P1材料制造，滚花表面最后进行镀金处理。

因有刷电机转子换向片表面进行了镀金处理，在电机实际工作时，电刷块是与换向片表面的镀金层相接触，为保证电刷块打磨过程中接触面材料属性与实际工作时相同，因此要求滚花进行镀金处理。

打磨电刷块时使用的滚花转子径向尺寸要与实际电机转子径向尺寸相一致，这样可以保证打磨后的电刷块可以与电机转子很好的贴合，因此这就对滚花转子径向尺寸有较高的精度要求，因滚花转子打磨电刷块较为频繁，每日工作时间较长，每次工作完成后都需要超声波清洗，所以要求滚花转子材料能有良好的耐磨性、耐腐蚀性和硬度，且易于滚花加工；又因电机转子的换向片大多采用铜材料制成，为满足以上要求，最终选用锡青铜材料制作滚花转子。

如图3所示：有刷直流电机电刷快速打磨装置下组件部分是由驱动电机安装座1、驱动电机2、电机传动轴3、两圆柱销4组成。驱动电机安装在驱动电机安装座的内腔孔中，并通过螺钉与驱动电机安装座固定连接，电机传动轴与驱动电机的转子通过螺钉同轴固定连接，在电机传动轴的上端设置有中心定位轴段，用于与上组件部分的滚花转轴定心配合，在电机传动轴的上端位于中心定位轴段的外围对称设置有两销孔，两圆柱销的下端插入到销孔内。

如图4所示：有刷直流电机电刷快速打磨装置上组件部分是由滚花安装座5、轴承锁紧螺母6、轴承7、轴承内环垫片8、轴承内环垫圈9、轴承外环垫圈10、轴承外环垫片11、轴承压圈12、滚花转轴13、多个垫圈14、电刷架安装件15、滚花转子16组成。

所述的轴承压圈12通过螺钉将轴承7(背对设置的一对)、轴承内环垫片8、轴承内环垫圈9、轴承外环垫圈10、轴承外环垫片11固定在滚花安装座5的中心孔内；滚花转轴13与轴承7内环圆孔配合，滚花转轴13底端安装轴承锁紧螺母，利用轴承锁紧螺母6将轴承7锁紧。滚花转子16通过螺钉安装在滚花转轴13上端，在滚花转轴与滚花转子之间设置有中心插孔与插轴配合结构，使滚花转轴与滚花转子同轴配合。电刷架安装件为法兰套式结构，电刷架安装件套设在滚花转子的外部，在电刷架安装件的法兰下部与滚花安装座的上端之间沿上下方向放置多个垫圈14，电刷架安装件15和多个垫圈14通过螺钉安装在滚花安装座5上。在电刷架安装件上端设置有与电刷架组件形状匹配的安装槽，并在安装槽内设置螺纹孔，待打磨的电刷架组件17通过螺钉安装在该安装槽内。

在滚花转轴的下端中西设置有轴孔，电机传动轴上端的中心定位轴段插入到该轴孔内，实现在滚花转轴与电机传动轴的同轴配合，在滚花转轴的下端位于该轴孔的外围对称设置有销孔，该两个销孔与两个圆柱销4的上端插装配合，实现将驱动电机的动力传递到滚花转轴上。

滚花安装座上靠近下端的部位设置有法兰，滚花安装座通过法兰支撑在驱动电机安装座的上端，并通过安装螺钉与动力电机安装座固定连接。

上述驱动电机2的转子与电机传动轴3、滚花转轴13、滚花转子16之间保证要有较高的同轴度。电刷架安装件15中与电刷架组件接触的径向定位面和滚花转子16之间保证要有较高的同轴度。所述的滚花转子16采用的滚花模数为0.5、0.3，其中模数为0.5的滚花转子用于电刷块的粗磨工序，使电刷块工作表面快速成型；模数为0.3的滚花转子用于电刷块的精磨工序，消除粗磨工序后电刷块工作表面的划痕、凸点。所述的垫圈14可以调整电刷架安装件15与滚花转子16之间的轴向高度，为了使滚花转子16的外圆滚花表面得到充分利用。

本发明的具体工作原理为：滚花转子外表面的滚花花纹用于对电刷块工作面的打磨，由驱动电机通过电机传动轴、滚花转轴为滚花转子提供旋转动力，电刷块被打磨前，手工弯曲电刷架组件的簧片，使电刷块与滚花转子表面完全贴合。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (1)

1.一种有刷直流电机的电刷快速打磨装置，其特征在于：包括下组件部分和上组件部分；

所述下组件部分包括驱动电机安装座、驱动电机、电机传动轴、两圆柱销组成；所述驱动电机安装座上端设置有内腔孔，所述驱动电机同轴设置于内腔孔中并与驱动电机安装座固定连接；所述电机传动轴与驱动电机的转子上端同轴固定连接；在电机传动轴上端对称设置有两销孔，所述两圆柱销的下端插装于销孔内；

所述上组件部分包括滚花安装座、滚花转轴、滚花转子、电刷架安装件、多个垫圈；所述滚花安装座上设置有中心安装孔，所述滚花转轴的下部通过安装于中心安装孔内的一对背对设置的轴承与滚花安装座同轴可转动式连接；所述滚花转子的下端部与滚花转轴的上端部同轴配合，两者通过螺钉固定连接；所述滚花转子的外环面为滚花面；所述电刷架安装件为法兰套式结构，所述电刷架安装件以间隙配合的方式同轴套设在滚花转子的外部；在电刷架安装件的法兰下部与滚花安装座的上端之间沿上下方向放置多个垫圈，电刷架安装件和多个垫圈通过螺钉固定安装在滚花安装座上；在电刷架安装件上端设置有与电刷架组件形状匹配的安装槽，并在安装槽内设置固定电刷架组件的螺钉孔;

所述滚花转子采用锡青铜ZCuSn10P1材料制成，且在滚花表面设置有镀金层；

所述滚花转子为两种，一种滚花转轴的外环面上的直纹滚花模数为0.5，另一种滚花转轴的外环面上的直纹滚花模数为0.3；模数为0.5用于电刷块的粗磨工序，使电刷块工作表面快速成型；模数为0.3的滚花转子用于电刷块的精磨工序，消除粗磨工序后电刷块工作表面的划痕、凸点。