一種改進(jìn)型換向器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于換向器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改進(jìn)型換向器。
【背景技術(shù)】
[0002] 換向器，俗稱整流子，是直流永磁串激電動(dòng)機(jī)上為了能夠讓電動(dòng)機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)下去 的一個(gè)部件。目前市場上的換向器，從結(jié)構(gòu)上看，它是幾個(gè)接觸片圍成圓型，分別連接轉(zhuǎn)子 上的每個(gè)抽頭，外邊連接兩個(gè)電極稱為電刷與之接觸，同時(shí)只接觸其中的兩個(gè)。
[0003] 其工作原理是：當(dāng)線圈通過電流后，會(huì)在永磁鐵的作用下，通過吸引和排斥力轉(zhuǎn) 動(dòng)，當(dāng)它轉(zhuǎn)到和磁鐵平衡時(shí)，原來通著電的線較對應(yīng)換向器上的觸片就與電刷分離開，而電 刷連接到符合產(chǎn)生推動(dòng)力的那組線圈對應(yīng)的觸片上。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)換向器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，其內(nèi)部安裝孔呈直孔形，與軸安裝的 接觸面積大，軸的過盈量小;且換向器的換向片采用銀銅合金制備而成，這樣制得的換向器 不耐磨，且生產(chǎn)成本較高，工作時(shí)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，換向片與電刷接觸，隨著溫度的上升以及時(shí)間 的增加，換向片會(huì)快速磨損，影響工作的可靠性。
[0005] 綜上所述，為解決現(xiàn)有換向器結(jié)構(gòu)上的不足，需要設(shè)計(jì)一種設(shè)計(jì)合理、耐磨性佳的 改進(jìn)型換向器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種設(shè)計(jì)合理、耐磨 性佳的改進(jìn)型換向器。
[0007] 本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種改進(jìn)型換向器，包括換向片 以及作為換向片安裝基體的成型件，所述換向片設(shè)置為多個(gè)且向內(nèi)聚攏呈圓圈狀環(huán)繞設(shè)置 在成型件的外周側(cè)面上，所述換向片由稀土銅合金材料制成，所述成型件部分包容連接換 向片的內(nèi)偵L
[0008] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在成型件的軸線上開設(shè)有連接孔，所述連接孔的 內(nèi)周面上平行于軸線一體成型有多條避讓槽，相鄰兩避讓槽之間形成有安裝部，所述安裝 部的寬度小于避讓槽的寬度。
[0009] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述成型件內(nèi)包容有彈簧襯套，所述彈簧襯套的 內(nèi)徑大于安裝部的最大直徑。
[0010] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在換向片外設(shè)置有固定環(huán)，所述固定環(huán)將換向片 環(huán)繞成片圈結(jié)構(gòu)。
[0011] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述換向片包括基座、固連部以及用于連接基座 和固連部的連接部，所述換向片呈"工"字形，所述基座的長度大于固連部的長度，所述固連 部的長度大于連接部的長度。
[0012] 作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述換向片開設(shè)有梯形的凹槽，所述凹槽垂直 貫穿連接部和固連部，凹槽的槽口開設(shè)在固連部上，且槽口的寬度小于槽底的寬度。
[0013] 作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述換向片的截面呈"工"字形，所述基座的寬 度大于固連部的寬度，所述固連部的寬度大于連接部的寬度。
[0014] 作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，在基座的一端凸出折彎形成彎鉤部。
[0015] 作為本實(shí)用新型的又一種改進(jìn)，所述換向片的稀土銅合金材料由以下成分（以重 量份數(shù)計(jì)）組成：Cu: 99 · 1-99 · 4份，Bi : 0 · 0015-0 · 003份，Sb: 0 · 0025-0 · 0035份，As: 0 · 0025-0 · 004份，F(xiàn)e: 0 · 007-0 · 0086份，PbS: 0 · 0055-0 · 0065份，S: 0 · 0056-0 · 007份，Sn: 0 · 00075-0 · 0009份，Ni : 0 · 00068-0 · 00075份，B: 0 · 00025-0 · 0004份，稀土元素：0 · 1 -0 · 35份。
[0016]在本實(shí)用新型，換向片由稀土銅合金材料制成，且降低了B的含量，加入PbS，并進(jìn) 一步提尚了稀土兀素的含量，PbS的加入能夠細(xì)化晶粒，控制冷加工如的晶粒大小，有利于 提高換向片的彈性模量以及疲勞強(qiáng)度等;B和稀土元素的加入均能細(xì)化鉛質(zhì)點(diǎn)，使之分布均 勻，以改善力學(xué)性能，除此之外，稀土元素的加入對于提高換向片的機(jī)械性能、耐熱性、耐磨 性和尚溫抗氧化性有良好的作用，從而提尚廣品的質(zhì)量。
[0017] 具體的，稀土元素和Cu元素可以形成硬度較高、分布均勻的金屬間化合物，這些化 合物成為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力；而且稀土元素可以有效地改善夾雜物的存在形式和分布，減少 其弱化晶界的可能，減少了承受載荷時(shí)沿晶界開裂的幾率，因而提高了耐磨性。含有稀土的 銅合金具有很高的硬度以及良好的塑性及韌性，可以縮短跑合階段的時(shí)間，延長穩(wěn)定磨損 的階段，從而達(dá)到減少磨耗，延長使用壽命的目的。
[0018] 在本案中，還進(jìn)一步減少了Fe元素的含量，減少合金中難溶或不溶的脆性相的存 在，從而有利于進(jìn)一步提高本實(shí)用新型稀土鋁合金材料的斷裂韌性等性能。
[0019] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述換向片的稀土銅合金材料由以下成分（以重 量份數(shù)計(jì))組成:Cu:99.2份，Bi:0.002份，Sb:0.003份，△8 :0.003份，卩6:0.008份，卩匕5:0.006 份，S:0.006份，Sn:0.0008份，Ni :0.0007份，Β:0·0003份，稀土元素：0.25 份。
[0020] 上述稀土銅合金材料的技術(shù)方案是換向片銅合金材料的優(yōu)化技術(shù)方案，通過上述 優(yōu)化配比，本案中稀土銅合金材料的耐熱性、耐磨性、高溫抗氧化性更佳，成品質(zhì)量更好。
[0021] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述稀土元素為La元素和/或Ce元素和/或Nd元素 和/或Yb元素和/或Y元素和/或Sc元素。即是說，本案中增加的稀土元素優(yōu)選為選自La元素、 Ce元素、Nd元素、Yb元素、Y元素、Sc元素中的至少一種，使得組成的稀土銅合金具有較好的 耐磨性，同時(shí)還具有較好的機(jī)械性能和較好的成型加工性能。
[0022]相對于現(xiàn)有的銀銅合金而言，由于本案中稀土銅合金材料合理的組成，更由于特 定稀土元素的加入，使得由該稀土銅合金材料成型后的換向片耐磨性能提高55%以上，同 時(shí)還獲得了優(yōu)異的高溫抗氧化性能。
[0023]作為本實(shí)用新型的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述稀土元素為La元素和Ce元素，且Ce元素的 重量份數(shù)是La元素重量份數(shù)的1.8倍-2.5倍。
[0024] 進(jìn)一步的，為提高耐磨性，經(jīng)研究后，在銅合金材料中進(jìn)一步添加 La元素和Ce元素 時(shí)，并且控制Ce元素和La元素的重量比為1.8-2.5，在合金中同時(shí)添加 Ce元素和La元素，相 輔相成，提升耐磨性能55%以上，同時(shí)還獲得了優(yōu)異的高溫抗氧化性能。
[0025] 具體的，由于Ce的原子半徑比Cu的原子半徑大得多，所以Ce原子很容易填補(bǔ)正在 生長中的銅合金晶粒新相的表面缺陷處，生成能阻礙晶粒繼續(xù)生長的膜，從而使晶粒細(xì)化， 細(xì)化使材料中晶界增多，從而使電子散射幾率增大，增大電阻率，降低電導(dǎo)率，而提高了硬 度和耐磨性，使得銅合金獲得較佳的綜合性能。
[0026]值得一提的是，加入的Ce元素還可與B元素相配合，可使得換向片干摩擦磨損減少 25 %以上，潤滑摩擦磨損量減少50 %以上。
[0027]基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型實(shí)施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果：1、選用稀土 銅合金作為換向片的材料，稀土能與銅生產(chǎn)多種金屬間化合物的中間相，它們在常溫下的 韌性度普遍比純銅高一至數(shù)倍，稀土與銅形成的金屬化合物，具有熱強(qiáng)性和高溫抗氧化性 能；稀土銅合金換向片，對于提高換向器的機(jī)械性能、耐熱性和高溫抗氧化性有良好的作 用，提升了換向片的耐磨性，有效增加了換向器的使用壽命;用稀土銅合金代替銀銅合金， 顯著地減少了成本。
[0028] 2、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，成型件將換向片包容連接成一體，形成一體成型結(jié)構(gòu)，加工 方便;在成型件的軸心處開設(shè)連接孔，連接孔內(nèi)開設(shè)避讓槽，在換向器安裝至電機(jī)的BMC軸 時(shí)，由原來光孔的全面接觸變?yōu)楸茏尣壑g安裝部的局部接觸，減少了接觸面積，顯著減少 了BMC軸的絕緣粉層的損傷，提升了電機(jī)性能；內(nèi)孔與軸接觸面積減少，增大了電機(jī)BMC軸與 內(nèi)孔的配合過盈量，增大了 BMC軸的適應(yīng)量，減少了軸的浪費(fèi)，節(jié)約了電機(jī)的成本;換向片的 截面和外形均呈"工"字型，與成型件一體成型后，換向片的成型位置準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：
[0030] 圖1是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖2是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的剖視圖。
[0032] 圖3是本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例中換向片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033] 圖中，1、換向片；11、基座；12、連接部；13、固連部；14、凹槽；15、彎鉤部;2、成型件； 21、連接孔;22、避讓槽;23、安裝部;24、間隔槽;3、彈簧襯套;4、固定環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步 的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。
[0035]本實(shí)用新型保護(hù)一種改進(jìn)型換向器，特別是一種采用稀土銅合金制成的換向器， 提高了換向器的機(jī)械