淺談直流電機(jī)換向器V型云母環(huán)壓制工藝方法

崔海龍

(哈爾濱電氣動力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱 150040)

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淺談直流電機(jī)換向器V型云母環(huán)壓制工藝方法

崔海龍

(哈爾濱電氣動力裝備有限公司，黑龍江哈爾濱 150040)

結(jié)合直流電機(jī)產(chǎn)品的市場需要，對換向器V型云母環(huán)壓制工藝方法進(jìn)行了優(yōu)化。通過工藝方法的介紹，詳細(xì)闡述了換向器V型云母環(huán)壓制工藝過程、工藝過程中具體數(shù)值的要求及V型云母環(huán)烘壓規(guī)范與檢查方法等。為工藝技術(shù)人員提供一定的參考和借鑒。

直流電機(jī)；換向器；V型云母環(huán)

0 引言

換向器是直流電機(jī)和交流整流子電機(jī)最重要、最復(fù)雜的部件之一。換向器V型云母環(huán)墊在換向片與鋼壓圈之間，作為換向器的對地絕緣。它的優(yōu)劣將直接影響換向器能否順利進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

為適應(yīng)市場，滿足用戶的要求，提高電機(jī)的性能，對換向器V型云母環(huán)壓制工藝在原有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。此壓制工藝適用于由蟲膠塑形云母板壓制的換向器V型云母環(huán)，相關(guān)云母環(huán)尺寸如圖1所示。

圖1 云母環(huán)尺寸

1 換向器V型云母環(huán)壓制工藝前準(zhǔn)備

1) 根據(jù)圖紙已知尺寸D1、D2、r1、r2、a、b、c、d，按表1計(jì)算毛坯樣板尺寸，Z、x、n值的選擇按表2中數(shù)據(jù)。

表1 毛坯樣板計(jì)算公式

注：x為毛坯增加的余量；Z為組成整圓毛坯的總?cè)笨跀?shù)。

表2 Z、x、n值的選擇

注：在選擇張數(shù)n時，應(yīng)考慮材料的套裁，一般應(yīng)保證毛坯扇形弦長A1在450～650 mm之間。

2) 根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)，按圖2形狀，用0.8～1 mm厚紅鋼紙做毛坯下料樣板。

圖2 毛坯樣板尺寸

當(dāng)n大于1時，扇形毛坯按縫線應(yīng)通過缺口的軸線，如圖3所示。

圖3 毛坯以缺口軸線相接

3) 按樣板在塑形云母板上劃線并剪去多余部分的云母。一個云母環(huán)需要毛坯總張數(shù)N按下式計(jì)算。

N=Tn/δ

式中：T為毛坯徑向總厚度，一般取T比云母環(huán)厚度公稱尺寸大0.2～0.5 mm；δ為云母板材厚度，mm；n為組成整圓的毛坯張數(shù)。

4) 將蟲膠漆片放入盛有酒精的調(diào)漆桶中調(diào)制，蟲膠漆固體含量50%為宜。在常溫下，漆片放入

酒精中一周即能完全融化并可使用。盛漆桶有蓋，防止灰塵及雜物落入。

2 具體加工方法

2.1 在干凈的工作平臺上，將剪好的毛坯單面刷上調(diào)好的蟲膠漆。漆膜應(yīng)刷得均勻，刷完第一張坯料后，將第二張坯料放在其上，并相互錯開1/4～1/3 齒寬。用同樣方法疊放其它坯料及逐次刷漆。云母環(huán)厚度1.2 mm及以下的，坯料分一組疊放。各組坯料的最外側(cè)面不需刷漆。云母環(huán)坯料張數(shù)需符合計(jì)算。

2.2 將云母環(huán)壓模的上模朝上，平放于電熱平板場地附近。將已刷漆疊放好的各組坯料在室溫中風(fēng)干半小時后，依次放在電熱平板上加熱到80～100 ℃，齒部朝上，貼放與上模外，圓側(cè)面上(注意毛坯下部稍伸出上模外圓端面并與其平行)，并用成型模(或小型壓模的下模)將毛坯齒部趁熱壓彎與上模V槽靠緊，稍冷后，移開成型模，取出已成型的毛坯。

2.3 將壓模清理干凈，上、下模刷少量滑石粉，下模鋪放0.02 mm厚玻璃紙兩層。把已成型好的各組坯料，以相互錯開的距離放在下模的玻璃紙上搭接起來，最末一組末端應(yīng)伸壓在第一組起端下面，并正好相接。圓周各組坯料的接縫處和內(nèi)外層兩組坯料間要刷蟲膠漆。坯料與上模接觸部分再墊放0.02 mm厚玻璃紙兩層，然后放入上模，裝上壓板，旋上把緊螺帽。

2.4 將已裝好坯料的模具吊放在電爐中，在模具上壓放好熱電偶，接通電源按表3規(guī)范進(jìn)行烘壓。

表3 云母環(huán)烘壓規(guī)范

注：(1)溫度公差±5 ℃，√ 表示加壓

(2)云母環(huán)第一次烘壓后，接著入爐進(jìn)行第二次烘焙，然后出爐進(jìn)行第二次熱壓。

(3)加壓壓力及加壓方式按項(xiàng)2.5進(jìn)行。

2.5 云母環(huán)進(jìn)行第一次和第二次熱壓的壓力值及其加壓方式如下：

1) 在立式油壓機(jī)上加壓

根據(jù)條件，凡能用油壓機(jī)加壓的，一律采用油壓機(jī)加壓。壓力值可按下列公式計(jì)算：

(1)

式中：D1、D2為云母環(huán)最大，最小直徑，cm；p為單位壓力。第一次加半壓，取p=150 kg/cm2；第二次加全壓p=300 kg/cm2。

當(dāng)油壓機(jī)壓力上升到規(guī)定值后用長為300 mm的扳手?jǐn)Q緊壓板螺帽。

2) 用接長扳手?jǐn)Q緊螺帽

凡不能采用油壓機(jī)加壓的可用此法，其擰緊螺帽力矩可按下式計(jì)算：

(2)

式中：d為螺桿螺紋直徑名義尺寸，如M24，取24 cm；m為模具壓板上的把緊螺桿數(shù)；P為式(1)中的第一、二次加壓相應(yīng)的P值。

2.6 云母環(huán)進(jìn)行第二次加壓后，冷至40 ℃以下脫模。

3 質(zhì)量檢查

1) 云母環(huán)的烘壓規(guī)范應(yīng)符合工藝要求。

2) 壓制好的云母環(huán)厚度均勻，3°面厚度公差不大于云母環(huán)厚度公稱尺寸的±10%。

3) 壓制好的云母環(huán)應(yīng)貼合緊密，不應(yīng)有起層現(xiàn)象；用金屬棒敲擊應(yīng)發(fā)出清脆響聲，不應(yīng)有嘶啞聲。

4) 云母環(huán)不應(yīng)有局部機(jī)械損傷，云母片脫落，尖角聚膠，尖角發(fā)白無膠、皺紋等。如有皺紋，在3°面皺紋長不應(yīng)超過1/2云母環(huán)高， 深度不超過

0.3 mm；30°面皺紋長不應(yīng)超過30°面長度的1/2，深度不超過0.15 mm。

5) 云母環(huán)中不應(yīng)夾有導(dǎo)電物或其它雜物，并按以下標(biāo)準(zhǔn)作電氣強(qiáng)度試驗(yàn)，見表4。

表4 電氣強(qiáng)度試驗(yàn)值

電氣強(qiáng)度試驗(yàn)時，對直徑700 mm以內(nèi)的云母環(huán)可將其置于Φ0.5～1 mm的鉛球箱中進(jìn)行；對直徑大于700 mm的云母環(huán)，將其內(nèi)外側(cè)面包錫箔后進(jìn)行。

6) 云母環(huán)毛坯，云母板以及壓好的云母環(huán)應(yīng)放在潔凈無導(dǎo)電雜物的地方并用塑料布遮蓋。

4 技術(shù)安全

1) 蟲膠漆應(yīng)保存在具有密封蓋的容器中，并嚴(yán)禁煙火靠近。

2) 云母環(huán)出爐前，要先切除電源，后吊爐蓋，防止漏電事故。吊運(yùn)模具時要戴石棉手套，防止把手燙傷。

3) 超過20 kg重物要用吊車搬運(yùn)。

5 結(jié)語

通過對換向器V型云母環(huán)壓制工藝方法的優(yōu)化，更加嚴(yán)格地保證了換向器V型云母環(huán)的質(zhì)量，提高了換向器的質(zhì)量，也同時提高了直流電機(jī)的性能。

作者簡介：

崔海龍，男，1982年生，工程師，哈爾濱理工大學(xué)電機(jī)專業(yè)畢業(yè)，哈爾濱電氣動力裝備有限公司工藝部工程師，主要從事直流電機(jī)與交流異步電機(jī)制造工藝工作。

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劉妍，女，1984年生，工程師，碩士。2010年畢業(yè)于武漢理工大學(xué)材料專業(yè)，畢業(yè)至今一直從事水輪發(fā)電機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)焊接工藝。