Способ изготовления коллектора электрической машины

ВИДЕТЕЛЬСТВ Барабано во и с. 8 14,Ю,М.,лекторытмассе96 МПа, сп калибров готовки вльц ГОСУДАРСТЖННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(56) Егоров Б.А. Производсремонт коллекторов электричмашин. - Л.: Энергия, 1968Фиш А,Я., ТарнопольскийАкунц К.А Петров А.В, Коэлектрических машин на плаМ,"Л.: Госэнергоиздат, 196180. ОБРЕТЕНИЯ(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ, включающий прессование из медного порошка цилиндрической заготовки пакета пластин, спекание в среде водорода или аммиака, калибрование и запрессовку в технологическое кольцо с последующей опрессовкой пластмассой и разделением коллекторных пластин, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии, прес- сование заготовки производят при удельном давлении 147-19 екание - при 830-870 С, аание - при запрессовке заИзобретение относится к технологии изготовления электрических машини может бьп ь использовано в электротехнической промьшшенности при изготовлении цилиндрических коллекторов 5на пластмассе.Цель изобретения - упрощение технологии.На Фиг, 1 изображена цилиндрическая заготовка; на Фиг, 2 - сечение А-А на Фиг. 1; на Фиг, 3пресс для калибрования заготовки вмомент ее установки на пресс; нафиг. 4 - то же, в момент ее эапрессовки в технопогическое кольцо; на 15Фиг. 5 - то же, в момент выталкиваниязаготовки, запрессованной в технологическое кольцо.Пресс для калибрования заготовкисостоит из обоймы матрицы 1, нижнего 20пуансона 2, верхнего пуансона 3 ивнутреннего знака 4, на которыйустанавливают заготовку 5. В обоймуматрицы 1 установлено технологическоекольцо 6. 25Изготовление коллектора электрической машинь 1 производят в следующейпоследовательности.Из медного порошка прессуют приудельном давлении 147-196 МПа цилинд,рическую заготовку 5 пакета пластин.Затем заготовку 5 спекают в средеводорода или аммиака при 830-870 Си калибруют при запрессовке заготов-,ки 5 в технологическое кольцо 6.Калибрование заготовки 5 в прессе осуществляется следующим образом(Фиг. 3-5).Технологическое кольцо 6 автоматически подается в гнездо обоймыматрицы 1 иэ кассетного накопителяшиберным устройством и устанавливается в нем го скользящей посадке.Спеченная цилиндрическая заготовка 5 пакета пластин устанавливаетсяпазами па внутренний знак 4 предназначенного для калибрования внутреннего профиля заготовки,Движением верхнего ползуна прессавниз спеченная заготовка 5 верхнимпуансоном 3 запрессовывается в кольцо 6, далее подвергается всестороннему обжатию и уплотняется путемпластической деформации спеченноймеди. 55По окончании калибрования пуансон 3 отводится в крайнее верхнееположение, а обойма матрицы 1 вьпал киватепем пресса перемещается внижнее положение, при этом внутренний знак 4 выходит иэ эа отовки 5,а технологическое кольцо 6 с запрессованной в нем заготовкой 5 выталкивается из гнезда обоймы матрицы,удерживаясь на Формирующих крепежныеуглубления в коллекторных пластинахвыступах нижнего пуансона 2,Съем технологического кольца 6с запрессованной в нем заготовкой 5с пуансона 2 производится автооператором (механической рукой) пресса.После всестороннего обжатия прикалибровании запрессованную в кольцозаготовку опрессовывают пластмассойи механически разделяют коллекторные пластины.В силу упругих свойств массивного технологического кольца и послеснятия давления калибрования обеспечивается необходимое радиальноесжатие пакета пластин, что исключаетвозможный перекос пластин и повышаетмонолитность корпуса коллектора приопрессовке,Прессование заготовки 5 проводятпри удельном давлении 147-196 МПа,выбранном на основании экспериментельных данных о прессуемости порошка меди.Увеличение плотности спеченногоматериала из медного порошка послекалибрования достигается повышениемисходной пористости заготовки, т,е.снижением удельных давлений прессования, Так, при удельных давленияхпрессования 147-196 МПа и давлениикалибрования 588 МПа плотность образцов из медного порошка составляет 8,7 10 кг/м, что является следствием лучшей уплотняемости спеченной меди с более высокой пористостью (иэ-за отсутствия закрытых пор с адсорбированными в них газами) в процессе пластической деформации при объемном калибровании. Однако при уменьшении давления прессования ухудшается Формируемость медного порошка. В условиях прессования заготовок пакета пластин сложной формы на автоматических прессах со съемом заготовки автооператором пресса удельные давления прессования 49-98 ИПа не обеспечивают достаточной механической прочности прессовок и они частично разрушаются,Минимальное давление прессования35 медного порошка для обеспечения стабильного сохранения формы заготовки пакета пластин при прессовании в автоматическом режиме составляет 147 МПа, Прессование же при давлении более 196 МПа нецелесообразно, так как ведет к повышенному износу пресс-йормы, а плотность материала спеченной медной заготовки после калибрования снижается. Поэтому для получения максимальной плотности материала коллекторных пластин при сохранении формы заготовки пакета пластин в процессе прессования на прессах-автоматах необходимое оптимальное удельное давление прессования составляет 147-196 МПа. Стойкость пресс-инструмента при таком давлении прессования ио сравнению с давлением 490 МПа, принятым в известном способе резко повышается,Для выбора оптимального режима спекания заготовок из медного порошка определялось влияние температуры спекания в атмосфере водорода на плотность и электропровод- ность образцов, спрессованных из медного порошка ПМС-, при удельных давлениях 147 и 490 МПа, после калибрования при удельном давлении 588 МПа.При температурах спекания нижеО830 С удельное электросопротивление образцов заметно возрастает, что объясняется наличием в объеме материала зон неметаллическогоконтакта между частицами вследствиенеполного восстановления окислов,а также большой протяженностью границ зерен иэ-за неполной рекристаллизации в процессе спекания припониженных температурах, Повышениетемпературы спекания более 870"Снецелесообразно, так как практически не приводит к дальнейшему уменьшению удельного электросопротивленияи росту плотности после калибрования, При температуре 830-870 Синтенсивно протекают процессы восстановления окислов, межчастичнойсобирательнойрекристаллизации,обеспечивающие достижение максимального металлического контакта, асоответственно и высокой электропроводности спеченного материала,Кроме того, при,повышении температуры спекания в медных заготовках 10 15 20 25 30 40 45 50 55 образуются закрытые поры с адсорбированными в них газами из атмосферыспекания, ухудшающими пластичностьматериала при калибровании с соответствующим снижением его плотности,расход электроэнергии при повышениитемпературы также возрастает,Выбранные параметры режимов прессования и спекания обеспечиваютполучение материала коллектора измедного порошка с плотностью8, 7 10 кг/мэП р и м е р, По предлагаемому способу из медного порошка марки ПМС Чпрессовались на пресс-автоматеКБОпри удельном давлении 147 МПацилиндрические заготовки (наружныйдиаметр 25 мм, знутренний 12 мм,высота 15 мм) с пластинами, имеющимиклиновидный профиль поперечного сечения, на торцовых поверхностях которых выполнены крепежные углубленияв виде ласточкина хвоста (фиг. 1).Толщина наружного кольца заготовки(1,5 мм) выбирается с учетом проектируемого износа рабочей поверхностиплюс припуск на петушки, Спеченныев водороде при 850+20 С, откалиброванные при давлении 588 МПа и запрессованные в технологические кольцана прессе КБОзаготовки пакетапластин плотностью 8,7 10 кг/молрессовывались пластмассой АГВс последующим разделением на отдельные ламели путем фрезерования пазовдо появления пластмассы на станкахдля автоматического продораживания.оПри испытании на разгон при 130 Си скорости вращения до 40000 об/мин,превышающей номинальную более чемв 2 раза, на коллекторах не обнаружено никаких признаков деформаций,смещения пластин и других дефектов.При эксплуатационных испытаниях коллекторов в электродвигателях впаре со щетками марки 96-0 максимальная скорость износа коллекторныхпластин за 750 ч работы составила0,0005 мм/ч, а максимальная скоростьизноса щеток 0,011 мм/ч.Применение изобретения позволяетупростить технологию, повысить стойкость пресс-инструмента в 10-15 раз,снизить энергоемкость производстваспеченных коллекторов, использоватьпри спекании печное оборудование смаксимальной температурой до 1000 С,совместить операции калибрования изапрессовки в технологические кольца и усилить монолитность несущего Ьластмассового корпуса, увеличив эксплуатационную надежность коллектора.Предлагаемый способ может применяться при изготовлении быстроходных коллекторов электрическихмашин диаметром до 70 мм с окружнойскоростью вращения до 50 м/с. Способ,позволяет обеспечить высокий уровеньмеханизации и автоматизации технологического процесса изготовленияколлекторов электрических машин.. 118541)3 Составитель А.Техред О, Иеце нева Корректор Г 1, Максимиши Ков Редак 383/51 Тираж б 3 За дписно рственногообретений иЖ, Раушс ал ППП "Патен Ужгород ул ВНИИПИ Госупо делам омитета ССС открытий ая наб., д 4/5 тная, 4