Способ обработки коллекторов электрических машин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 01 К 43 0 ЕНИ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Э л ения коллек на фиг,З. оллекторов э ствляют след ходящей через ось вращ тора; на фиг.4 - вид АСпособ обработки ктрических машин осуще уюф 1 щим образом.По первому варианту (фиг.1, 2) электродные узлы 1 располагают под углом 13 друг к другу симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вращения коллектора 2, причем угол 01. между нормалью к поверх-.ности коллектора и плоскостью расположения электродных узлов может меняться преимущественно в пределах+ (0-75). Приводом 3 продольногоперемещения производят смещение элекИз и те машин, в товления ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1405094, кл. Н О 1, В, 43/06, 1984,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОЛЛЕКТОРОВЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН(57) Изобретение относится к плазменной технологии обработки деталей машин, в частности к способам изготовления коллекторов электрических машин. Цель изобретения - повышениепроизводительности. Способ включаетудаление слоя изоляционного материаение относится к плазменогии обработки деталейастности к способам изгооллекторов электрических машин.Целью изобретения является повышение производительности.На фиг,1 изображена схема обработки коллектора электрической дугой и плазменной струей при симметричном расположении электродных узлов относительно плоскости, проходящей че.-; рез ось вращения коллектора; на фиг2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - схема обработки при расположении электродных узлов в плоскости, проа между коллекторными пластинамиоллектор вращают и охлаждают в про-ессе обработки. Плазменную струю пе".,емещают относительно коллекторадоль его оси. На поверхность коллекора дополнительно воздействуютлектрической дугой при помощи элекродных узлов. Плазменную струю проувают через электрическую дугу.лектродные узлы располагают под угом один к другому симметрично отноительности плоскости, проходящейерез ось вращения коллектора. Элекрическую дугу вместе с плазменнойтруей перемещают вдоль оси коллектоа за каждый оборот коллектора наеличину, не превышающую поперечныйазмер электрической дуги. 1 з.п.-Жтродных узлов 1 вдоль оси нрашающегося коллектора 2 за каждый его оборот на величину, не превышаюшую поперечный размер электрической дуги4, касающейся поверхности коллектораи создаюшей плазменную струю.По второму варинту (фиг.3,4)электродные узлы 1 распо;.агают подугломдруг к другу в глоскости 10проходящей через ось вращения коллектора 2. Приводом 3 продольного перемешения производят смешение электродных узлов 1 вдоль оси врашающегосяколлектора 2 за каждый его оборот на 15величину, на превышаюшую длину участка электрической дуги 4, касающейсяповерхности коллектора,Дпя достижения требуемой глубиныудаления изоляционного материала 20обработка может проводиться в несколько проходов. Поверхность коллектораэлектрической машины состоящего из/металлических контактных пластин иизоляционных прокладок, представляет 25собой последовательность чередующихся участков с резко различающимисятеплофизическими свойствами, Материалколлекторных пластин обладает высокойтемпературопроводностью (для меди 3010м/с), а изоляционный материал-1низкой (слюда, миканит ". 10 м /с)Поэтому при кратковременном воздейстнии на поверхность коллекторатеплового потока высокой плотностич10 Вт/м , источником которого может быть плазма, в режиме нестационарной теплопроводности поверхностьколлекторных пластин не успевает нагреться до температуры разрушенияиз-за хорошего теплоотвода вглубьпластин, а поверхность изоляционныхпрокладок между коллекторными пластинами за то же время нагревается дотемпературы разрушения (испарение,плавление) изоляционного материала,Причем, как следует из теории теплопроводности, чем выше плотностьвоздействующего теплового потока,тем больше разница в температурахнагрева поверхностей коллекторныхпластин и изоляционных прокладок,тем эффективнее идет процесс разрушения изоляционного материала. ки.Так как эффективное удаление изо"нляционного материала происходит н зоне воздействия электрической дугина поверхность коллектора, то оче-.видно, что для обеспечения равномерности обработки коллектора величинасмещения электрической дуги с плазмс.,менной струей вдоль оси коллектораза каждый его оборот не должна превышать размер этой зоны, которыйсоставляет. 0,5-О мм в зависимостиот расположения электрической дугиотносительно поверхности, силы тока,рода и расхода плазмообразуюшего.газа и т.д,Конструкция коллектора электрической машины такова, что коллекторныепластины электрически изолированы отвала машины, на котором коллекторобрабатывается, и следовательно,электрически изолированы от цепи питания электрической дуги, что предотвращает образование электродных нятен электрической дуги на поверхностиколлекторных пластин и разрушениепоследних.При проведении процесса обработкиколлектора важно предохранить поверхность коллекторных пластин от перегрева; который мог бы принести кразрушению или нежелательному ухудшению механических свойств материалапластин. Скорость движения поверхносФти коллектора относительно электрической дуги связана с параметрамипроцесса соотношением, получаемым из 40 50 55Повысить эффективность разрушенияизоляционного материала можно ис".пользованием электрической дуги,имеющей, как известно, значительно больщую температуру, чем плазменная струя, и следовательно, создающей теплонои поток значительно более выг. сокой плотности. Однако образующиеся при воздействии электрической дуги на изоляционный материал продукты возгонки (абляции) экранируют действие дуги, резко снижая эффектив ность возгонки последующих слоев изоляционного материала, Причем про 1 дукты абляции могут быть удалены только н .виде летучих паров, имеющих высокую температуру. Применение совместного воздействия электрической дуги и струи плазмы позволяет доводить продукты абляции до состояния летучих высокотемпературных паров и удалять из зоны действия электрической дуги, поддерживая при этом высокую температуру и предупреждая тем самым их конденсацию в зоне обработ15 При плотности теплового потокаЧ 9 электрической дуги 5 10 - 10 Вт/м и размере зоны действия электрической дуги 0,5-10 мм скорость движения поверхности при вращении коллектора составляет 0,5-50 м/с, при этом скорость углубления изоляционных прокладок между коллекторными пластинами 0,5-1,5 мм/с и более. 25 30 формула изобретения 1,Способ обработки коллекторов электрических машин, включающий удаление слоя изоляционного материалаЮ линеаризованного уравнения нестационарной теппопроводности в одномерном случае:17 1 а ц/ ЬТ К;где Ч - скорость движения поверхности коллектора, м/с;. 41 - размер зоны действия электрической дуги по окружности коллектора, м; 10а - коэффициент температуропроводности материала коллекторных пластин, м /с;2П - плотность теплового потока,Вт/м% - коэффициент теплопроводностиматериала пластин; Вт/м.К;ДТ - допустимая температура нагрева поверхности коллекторныхпластин, К; 20К - коэффициент, учитывающий неодномерность и нелинейность. между коллекторными пластинами со стороны контактных поверхностей плазменной струей, причем коллектор вращают и охлаждают в процессе обработки, а плазменную струю перемещают относительно коллектора вдоль его оси, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения производительности, на поверхность коллектора дополнительно воздействуют электрической дугой при помощи электродных; узлов, причем плазменную струю продувают через электрическую дугу, горящую между электродными узлами, а электродные узлы располагают под углом друг к другу симметрично относительно плоскости, проходящей через ось вращения коллектора, причем расстояние между электродными узлами и обрабатываемой поверхностью коллектора выбирается таким образом, чтобы оно обеспечивало касание поверхности коллектора электрической дугой, электрическую дугу вместе с плазменной струей перемещают вдоль оси коллектора за каждый оборот коллектора на величину, не превышающую поперечный размер электрической дуги, а вращение коллектора производят со ско-. .ть ростью, при которой температура нагрева поверхности коллекторных пластин не превышает температуру разрушения материала коллекторных пластин.2,Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что электродные узлы располагают в плоскости, проходящей через ось вращения коллектора.1462444 Составитель В.Волков Редактор О,Спесивых Техред А.Кравчук КорректорЛ.Зайце з 733/ дпнсн ираж 11 ефроизводственно-издательский комбинат Патент , г. Ужгород Гагарина,10 ВНЯИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская ноткрытиям при ГКНТ СС