RU2109380C1 - Process of manufacture of collector of electric machine - Google Patents

Process of manufacture of collector of electric machine Download PDF

Info

Publication number
RU2109380C1
RU2109380C1 RU95105958A RU95105958A RU2109380C1 RU 2109380 C1 RU2109380 C1 RU 2109380C1 RU 95105958 A RU95105958 A RU 95105958A RU 95105958 A RU95105958 A RU 95105958A RU 2109380 C1 RU2109380 C1 RU 2109380C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
collector
lamellas
bushing
coating
Prior art date
Application number
RU95105958A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95105958A (en
Inventor
В.П. Снесаревский
Ю.П. Фролов
С.А. Когинов
А.Л. Хуртин
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа Калужский завод автомобильного электрооборудования
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа Калужский завод автомобильного электрооборудования filed Critical Акционерное общество открытого типа Калужский завод автомобильного электрооборудования
Priority to RU95105958A priority Critical patent/RU2109380C1/en
Publication of RU95105958A publication Critical patent/RU95105958A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2109380C1 publication Critical patent/RU2109380C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: in agreement with invention bushing of collector is manufactured from aluminium alloy and then insulation coat on surface of bushing is formed on base of aluminium oxide. Finally bushing is equipped with current conductive bars that are anchored or formed on surface of bushing. EFFECT: decreased labor input, improved quality of collectors due to their increased strength. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении коллекторов электрических машин. The invention relates to electrical engineering and can be used in the manufacture of collectors of electrical machines.

Известны способы изготовления коллекторов, в соответствии с которыми коллекторные пластины (ламели) изготавливают из меди или сплавов, помещают в форму для прессования или литья, заполняемую затем пластмассой, соединяющей ламели [1]. Тем самым образуется монолитный цилиндр. Внутри него в процессе заполнения пластмассой может быть запрессована металлическая втулка, которая непосредственно насаживается на вал якоря электрической машины. Таким образом, по этому способу несущим и изолирующим элементом коллектора является пластмасса, в которой размещены ламели. Для большой прочности крепления ламелей последние снабжаются различной конфигурации (типа "ласточкиного хвоста", крючков и пр.) выступами, утопленными в пластмассе. Ламели также снабжаются конструктивными элементами "петушками" для присоединения проводов обмотки. Known methods for the manufacture of collectors, in accordance with which collector plates (lamellas) are made of copper or alloys, placed in a mold for pressing or casting, then filled with plastic connecting lamellas [1]. Thus, a monolithic cylinder is formed. Inside it, in the process of filling with plastic, a metal sleeve can be pressed in, which is directly mounted on the armature shaft of the electric machine. Thus, in this method, the supporting and insulating element of the collector is plastic, in which the lamellas are placed. For great lamella fastening, the latter are supplied with various configurations (such as a "dovetail", hooks, etc.) with protrusions recessed in plastic. The lamellas are also equipped with structural elements "cocks" for connecting the wires of the winding.

Этот способ имеет меньшую по сравнению с ранее созданным, предусматривающим сборку и совместное крепление ламелей и изолирующих прокладок механических способов с помощью стяжных колец и шпилек трудоемкость, но не обеспечивает достаточной прочности коллекторов при высоких скоростях вращения (40 м/с и выше). This method has less laboriousness compared to the previously created one, involving the assembly and joint fastening of lamellas and insulating gaskets of mechanical methods using coupling rings and studs, but does not provide sufficient collector strength at high speeds of rotation (40 m / s and above).

Известен также способ [2], в соответствии с которым коллекторные пластины изготавливают из алюминиевого сплава, подвергают оксидированию, обеспечивающему электрическую изоляцию между пластинами, затем собирают на приспособлении и стягивают клеевым бандажом. Затем рабочую поверхность коллектора протачивают на токарном станке с целью снятия с нее окисной пленки и проводят химическую обработку для получения токопроводящей пленки. There is also known a method [2], according to which the collector plates are made of aluminum alloy, oxidized to provide electrical insulation between the plates, then assembled on a fixture and tightened with an adhesive bandage. Then the working surface of the collector is machined on a lathe in order to remove the oxide film from it and a chemical treatment is carried out to obtain a conductive film.

Провода обмотки якоря соединяют с коллекторными пластинами с помощью предварительно запрессованных в них лепестков. The wires of the armature winding are connected to the collector plates using the petals pre-pressed into them.

Недостатком этого способа, избранного в качестве прототипа, является, во-первых, применение в качестве материала коллекторных пластин алюминия (его электросопротивление в полтора раза выше, чем у меди), во-вторых, значительная трудоемкость на операциях сборки пластин, намотки и склеивания бандажей, химической обработки. The disadvantage of this method, selected as a prototype, is, firstly, the use of collector plates of aluminum as a material (its electrical resistance is one and a half times higher than that of copper), and secondly, the considerable complexity in the operations of plate assembly, winding and gluing bandages chemical treatment.

Известен также способ изготовления коллекторов электрических машин [3], согласно которому на втулке коллектора, изготовленной из электропроводного материала (титана), закрепляют токопроводящие ламели, а затем формируют на участках поверхности втулки между ламелями электроизоляционное покрытие в виде оксидной пленки. There is also known a method of manufacturing collectors of electrical machines [3], according to which conductive lamellas are fixed on a collector sleeve made of an electrically conductive material (titanium), and then an insulating coating in the form of an oxide film is formed on the surface sections of the sleeve between the lamellas.

Данный способ характеризуется большим набором технологических операций и конструктивных элементов, составляющих изготавливаемый коллектор, что усложняет процесс изготовления коллекторов и снижает их прочность. This method is characterized by a large set of technological operations and structural elements that make up the collector, which complicates the manufacturing process of collectors and reduces their strength.

Предлагаемый способ направлен на обеспечение высокой прочности коллектора и одновременное снижение трудоемкости его изготовления. The proposed method is aimed at ensuring high collector strength and at the same time reducing the complexity of its manufacture.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.

Тело коллектора в виде цилиндрической втулки изготавливают из алюминиевого сплава (на наружной цилиндрической поверхности втулки могут быть выполнены продольные пазы типа "ласточкин хвост"). Втулка подвергается оксидированию для образования электроизоляцинного покрытия в виде фрагментов цилиндрической смежной втулки и имеет продольные выступы типа "ласточкиного хвоста", помещенные в пазы на алюминиевой втулке. В таком случае они могут быть изготовлены отдельно и запрессованы в пазы алюминиевой втулки. При другом исполнении ламели могут быть сформированы путем нанесения на алюминиевую втулку (как имеющую пазы "ласточкин хвост", так и без них) медного электропроводящего покрытия, например, методом плазменного напыления с последующим его разделением на параллельные оси втулки полосы (ламели). Кроме того, ламели охарактеризованной конструкции могут быть сформированы с использованием маски также методом плазменного напыления. На ламелях формируются элементы для присоединения проводов обмотки якоря. The collector body in the form of a cylindrical sleeve is made of aluminum alloy (longitudinal dovetail grooves can be made on the outer cylindrical surface of the sleeve). The sleeve is oxidized to form an electrical insulating coating in the form of fragments of a cylindrical adjacent sleeve and has longitudinal dovetail protrusions placed in grooves on the aluminum sleeve. In this case, they can be manufactured separately and pressed into the grooves of the aluminum sleeve. In another embodiment, the lamellas can be formed by applying to the aluminum sleeve (both having dovetail grooves and without them) a copper conductive coating, for example, by plasma spraying with its subsequent division into strips (lamellas) parallel to the axis of the sleeve. In addition, the lamellas of the described construction can be formed using a mask also by plasma spraying. Elements for connecting the wires of the armature winding are formed on the lamellas.

Тем самым, достигается высокая прочность и жесткость коллектора, интенсивный теплоотвод от ламелей, что повышает износостойкость их (и коллектора в целом) и обеспечивается возможность работы коллекторов при весьма высоких скоростях вращения (выше 40 м/с). Thus, high collector strength and rigidity, intensive heat removal from the lamellas are achieved, which increases their wear resistance (and the collector as a whole) and the collectors can operate at very high rotation speeds (above 40 m / s).

На фиг.1 изображена цилиндрическая втулка 1 из алюминиевого сплава с электроизоляционным покрытием в виде окисной пленки 2 и с токопроводящими ламелями 3, имеющими "петушки" 4; на фиг.2 - втулка 1 с пазами "ласточкин хвост" и ламелями 3 с выступами "ласточкин хвост". Figure 1 shows a cylindrical sleeve 1 of an aluminum alloy with an electrical insulating coating in the form of an oxide film 2 and with conductive lamellas 3 having "cockerels" 4; figure 2 - sleeve 1 with grooves "dovetail" and lamellas 3 with protrusions "dovetail".

По предлагаемому способу были изготовлены коллекторы с использованием всех описанных вариантов. Из сплава Д16 изготавливались втулки с наружным диаметром 25 мм, внутренним 10 мм и длиной 20 мм, на части из них на долбежном станке выполнялись пазы типа "ласточкин хвост". Затем втулки подвергались электрохимическому оксидированию на глубину 80 мкм. Напряжение пробоя такой пленки, представляющей собой электроизоляционное покрытие, составляет не менее 1,6 кВ. На втулки без пазов на установке плазменного напыления наносилось медное электропроводное покрытие толщиной 1,8 мм, затем оно обрабатывалось на токарном станке до толщины 1,5 мм, а затем на вырезном электроэрозионном станке проволокой диаметром 0,3 мм в покрытии прорезались пазы до оксидной пленки. Ширина ламелей при этом составляла 3 мм. На такие же втулки тем же методом наносилось менее электропроводное покрытие через молибденовую маску, при этом ламели формировались в процессе нанесения электропроводного покрытия. С одного края втулки покрытие выполнялось толщиной 4 мм на длине 3 мм, выступ не протачивался на токарном станке, на нем же формировалась канавка для присоединения проводов обмотки якоря. Величина адгезии медного покрытия к оксидной пленке превышала 3 МПа. According to the proposed method, collectors were manufactured using all the described options. Bushings with an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 10 mm and a length of 20 mm were made of D16 alloy; dovetail grooves were made on parts of them on a mortising machine. Then the bushings were subjected to electrochemical oxidation to a depth of 80 μm. The breakdown voltage of such a film, which is an electrical insulating coating, is at least 1.6 kV. A 1.8 mm thick copper conductive coating was applied to the bushings without grooves in the plasma spraying unit, then it was processed on a lathe to a thickness of 1.5 mm, and then on a cutting EDM machine a wire with a diameter of 0.3 mm was cut into the coating to form an oxide film . The width of the lamellas was 3 mm. A less electrically conductive coating was applied to the same bushings by the same method through a molybdenum mask, while lamellas were formed during the application of the electrically conductive coating. From one edge of the sleeve, the coating was 4 mm thick over a length of 3 mm, the protrusion did not extend on the lathe, and a groove was formed on it for connecting the armature winding wires. The adhesion of the copper coating to the oxide film exceeded 3 MPa.

Две втулки с пазами "ласточкин хвост" изготавливались выдавливанием из меди ламели с продольным выступом "ласточкин хвост", которые затем запрессовывались в пазы втулки. Концы ламелей, выступающие с одной стороны коллектора за его пределом, со срезанным выступом, загибались в сторону цилиндрической поверхности коллектора, образуя "петушки" для присоединения проводов обмотки якоря. Two bushings with dovetail grooves were made by extruding from the copper a lamella with a longitudinal dovetail protrusion, which were then pressed into the sleeve grooves. The ends of the lamellas, protruding on one side of the collector beyond its limit, with a cut-off protrusion, were bent to the side of the cylindrical surface of the collector, forming “cocks” for connecting the wires of the armature winding.

Такие коллекторы успешно прошли испытания при скорости вращения 55 тыс. об/мин (77 м/с). Such collectors have successfully passed tests at a speed of rotation of 55 thousand rpm (77 m / s).

Claims (3)

1. Способ изготовления коллектора электрической машины, согласно которому изготавливают втулку из электропроводного материала с электроизоляционным покрытием на ее поверхности и снабжают втулку токопроводящими ламелями, отличающийся тем, что втулку изготавливают из алюминиевого сплава, после чего формируют изоляционное покрытие на основе окиси алюминия, а затем токопроводящие ламели закрепляют или формируют на поверхности втулки. 1. A method of manufacturing a collector of an electric machine, according to which a sleeve is made of an electrically conductive material with an electrical insulating coating on its surface and the sleeve is provided with conductive lamellas, characterized in that the sleeve is made of aluminum alloy, after which an insulating coating is formed based on aluminum oxide, and then conductive lamellas fasten or form on the surface of the sleeve. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие ламели формируют путем нанесения на поверхность втулки электропроводного покрытия с последующим его разделением на параллельные оси втулки полосы электроэрозионным методом. 2. The method according to claim 1, characterized in that the conductive lamellas are formed by applying an electrically conductive coating to the surface of the sleeve of the sleeve, followed by its separation into strips parallel to the axis of the sleeve by the erosion method. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие ламели формируют путем нанесения на поверхность втулки электропроводного покрытия в виде изолированных друг от друга параллельных оси втулки полос методом плазменного напыления с применением маски. 3. The method according to claim 1, characterized in that the conductive lamellas are formed by applying to the surface of the sleeve of the electrically conductive coating in the form of strips isolated from each other parallel to the axis of the sleeve by plasma spraying using a mask.
RU95105958A 1995-04-18 1995-04-18 Process of manufacture of collector of electric machine RU2109380C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95105958A RU2109380C1 (en) 1995-04-18 1995-04-18 Process of manufacture of collector of electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95105958A RU2109380C1 (en) 1995-04-18 1995-04-18 Process of manufacture of collector of electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95105958A RU95105958A (en) 1997-11-10
RU2109380C1 true RU2109380C1 (en) 1998-04-20

Family

ID=20166844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95105958A RU2109380C1 (en) 1995-04-18 1995-04-18 Process of manufacture of collector of electric machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2109380C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098699A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Tavrida Electric Industrial Group Device for integration of the movable current collector in the vacuum arc - quenching chamber with a circuit breaker terminal
RU2501134C1 (en) * 2012-05-11 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method for generation of oxide film at working surface of dc machine collector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Осьмаков А.А. Технология и оборудование производства электрических машин. - М.: Высшая школа, 1971, с. 125. 2. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098699A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 Tavrida Electric Industrial Group Device for integration of the movable current collector in the vacuum arc - quenching chamber with a circuit breaker terminal
RU2501134C1 (en) * 2012-05-11 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) Method for generation of oxide film at working surface of dc machine collector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6088906A (en) Method of manufacturing squirrel cage rotors
US4933587A (en) DC motor having improved contact between commutator and armature
US3861027A (en) Method of manufacturing a rotor assembly for a dynamo electric machine
EP0127801B1 (en) Commutator for an electric machine and method of making it
RU2109380C1 (en) Process of manufacture of collector of electric machine
US3237274A (en) Method of making extended foil capacitors
DE1613119C3 (en) Unipolar machine
US3376443A (en) Commutator and method of making
US4456846A (en) Commutator assembly
RU2648256C2 (en) Rotor of a dynamoelectric machine
US1631461A (en) Commutator and method of making same
US3546649A (en) Convoluted conductor assembly and method of making the same
US5199162A (en) Method for the manufacture of a wire-electrode for spark-erosive cutting
US4007520A (en) Process for the production of an electric stack or layer capacitor
SU1529361A1 (en) Squirrel-cage rotor of induction motor
SU1098069A1 (en) Tooth zone of compound magnetic circuit of electric machine and method of manufacturing it
SU1076992A1 (en) Process for manufacturing collector of electric machine
RU2128388C1 (en) End-plate commutator manufacturing process
JP2001224114A (en) Processing method for mineral insulated conductor
SU1173471A1 (en) Process of manufacturing electric machine collector
SU1676005A1 (en) Electric machine stator
SU1208683A1 (en) Method of resistance butt welding of multiwire tipped conductors
JPH0818185B2 (en) Wire for wire electrical discharge machining
EP0955717A2 (en) Squirrel cage induction motor
JPH02219438A (en) Ceramic brush for rotary electric machine