Изготовление коллекторов и контактных колец

Классификация токосъемников.

По конструкции различают:

1. Коллекторы на стальной втулке;

2. Коллекторы на пластмассовой втулке;

3. Контактные кольца.

Типовой технологический процесс изготовления коллектора.

1. Заготовка коллекторных пластин;

2. Заготовка изоляционных прокладок;

3. Сборка обоймы;

4. Прессование обоймы;

5. Механическая обработка обоймы:

- Расточка внутреннего отверстия

- Расточка ласточкиного хвоста.

6. Контроль размеров;

7. Сборка обоймы со втулкой по технологии, зависящей от типа втулки

8. Механическая обработка коллектора:

- Расточка внутренней и наружной поверхности;

- Фрезерование прорезей в петушках коллектора.

9. Контроль размеров;

10. Лужение петушков;

11. Контроль и испытания коллектора

- Проверка всех размеров;

- Биения коллектора;

- Проверка числа коллекторных пластин;

- Разгон коллектора (проверка прочности крепления пластин);

- Отсутствие замыканий.

Коллекторные пластины штампуют из чистой меди, которая поставляется виде полос трапециедального сечения. Для обеспечения заданной точности пластины правят под прессом, снимают заусенцы.

Изоляционные прокладки штампуют из коллекторного миканита, слюды. Сборка обойм производится в оправке, скрепляют пружинным кольцом. Прессование обоймы необходимо для получения заданного диаметра и усадки миканита, применяют специальные приспособления конусные для перепрессовки коллектора. Процесс длится 1-2 часа при температуре 200…220⁰С

Усилие прессования определяют

Р=10700*F [Н]

Где F – площадь боковой поверхности, м²

Механическая обработка коллектора производится на токарном станке в сжимающем приспособлении. Для контроля применяют универсальный шаблон. Прессование пластмассовой втулки производится в пресформе, по режиму для термореактивных пластмасс (К-6, АГ-4 и др). Затем проводят термообработку, проверяют на отсутствие дефектов, проверяют торцевое биение (не долее 0,1 мм).

Коллектор со стальной втулкой имеет долее сложную конструкцию. Имеет стальные детали и изоляционные элементы. Стальные втулки изготавливают из конструкционной и легированной стали точением. Изоляционные элементы – цилиндр и манжеты изготавливаются из миканита формовкой на прессе. Размер проверяют шаблоном. Затем производится сборка деталей с обоймой.

Механическая обработка производится для образования петушков, обеспечения соосности наружной поверхности с отверстием втулки на токарном станке. Фрезерование прорезей выполняют на горизонтально- фрезерном станке. Толщину фрезы выбирают по ширине прорези.

Лужение петушков производится для последующей пайки выводов, не позднее чем через 2 часа после окончания фрезерования, пока поверхность еще не окислилась. Коллектор предварительно нагревают, флюсуют, устанавливают в специально приспособление для лужения. Контактные поверхности необходимо предохранить.

Контроль и испытания коллектора.

Проверяют все обрабатываемые размеры согласно чертежу, радиальное биение должно быть не более 0,015…0,02 мм. В случае больших величин производят дополнительную обработку. Проверка числа коллекторных пластин производится в специальном полуавтоматическом приспособлении построенного по принципу электроимпульсного счетчика.

Разгон коллектора производят для проверки прочности крепления пластин. Коллектор подогревают до температуры выше рабочей, затем вращают в приспособление со скоростью в 1,5…2 раза больше номинальной. Разгонные детали снабжаются ограничителем в целях безопасности.

Время разгона определяется по формуле

T = , мин

Где n_раб – рабочее число оборотов в минуту;

n_разг – принятое число разгонных оборотов;

D – наибольший диаметр коллектора;

l – длина пластины в см;

h – высота коллекторной пластины в см.

После испытания коллектор охлаждают, затем проверяю биение и размеры, выступание коллекторных и изоляционных пластин, должно быть не более 0,003 мм.

Состояние изоляции проверяют при напряжение 750-1000В. Отсутствия замыкания между пластинами проверяют щупами, подключенными в электрическую схему. Электрические лампы сигнализируют о наличии замыканий.

Технология контактных колец.

Кольца изготавливают из кадмиевой меди, серебра, латуни, никеля, нержавеющей стали. Кольца изготавливаются отрезанием из трубы, сваркой полосы, литьем. Технологический процесс сборки узла определяется его конструкцией. Наиболее технологичен способ заформовки колец в пластмассу АГ-4.

Технологичность конструкции токосъемников.

Коллектор с пластмассовой втулкой технологичнее других способов. По сравнению с металлической имеет меньше деталей, меньше массу, снижает себестоимость, затраты труда. Однако низкая теплопроводимость пластмассы вызывает повышенный нагрев коллектора. Ориентировочно можно считать, что пластмассовые втулки применяют для диаметра коллектора до 50 мм.

Для экономии меди при изготовление пластин коллектора целесообразно производить предварительную штамповку контура пластины. Максимальное экономия материала и затраты на обработку получаются в случае применения металлокерамических пластин и контактных колец.