CN113991379B - 一种槽型换向器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种槽型换向器，包括金属衬套，所述金属衬套外侧套设有塑料壳体，所述塑料壳体外侧套设有换向机构，所述换向机构包括若干组换向片，多个所述换向片相邻之间设置有云母片，所述换向片外侧固定连接有限位条，所述限位条外侧与云母片外侧紧密贴合，所述云母片远离限位条一侧与塑料壳体内壁紧密贴合，本发明涉及换向器技术领域。该一种槽型换向器，能够有效地解决现有技术中，换向器的超速试验强度只能满足产品基本要求而不能进一步提高，在换向片的触头连接处，该部分重量集中、旋转半径大，所以离心力大，在转速不断提高的过程中，换向片的片间段差提升较快，容易出现跳排、甩片现象，损坏换向器的问题。

Description

一种槽型换向器

技术领域

本发明涉及换向器技术领域，具体涉及一种槽型换向器。

背景技术

换向器是直流永磁串激电机、单相串激电机上为了能够让电机持续转动下去的一个部件，当线圈通过电流后，在磁场的作用下，通过吸引和排斥力转动，当它转到和磁铁平衡时，原来通着电的线圈对应换向器上的触片就与电刷分离开，而电刷连接到符合产生推动力的那组线圈对应的触片上，这样不停的重复下去，直流电动机就转起来了。

槽型换向器总体成形采用热压工艺，先将已冲制成形的换向片和云母片排列成圆柱状，套上整形模，再压入到压模中，放入称过重量的塑料；如常用的酚醛玻璃纤维塑料，合上上模，放在热压机上压制，植入塑料来保持换向器的稳定，由于结合力有限，在高速运作时，容易出现跳排、甩片等现象，换向器的超速试验强度只能满足产品基本要求而不能进一步提高，在换向片的触头连接处，该部分重量集中、旋转半径大，所以离心力大，在转速不断提高的过程中，换向片的片间段差提升较快，容易出现跳排、甩片现象，损坏换向器，同时云母片通过塑料的拉力来对其进行牵制，在离心力和振动力的共同作用下，长期工作高速运转云母片容易发生窜动，导致耐磨的云母片凸出于换向片，从而影响电刷与换向片的接触，造成换向器恶化，致使电机不能运转。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种槽型换向器，能够有效地解决现有技术中，换向器的超速试验强度只能满足产品基本要求而不能进一步提高，在换向片的触头连接处，该部分重量集中、旋转半径大，所以离心力大，在转速不断提高的过程中，换向片的片间段差提升较快，容易出现跳排、甩片现象，损坏换向器的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种槽型换向器，包括金属衬套，所述金属衬套外侧套设有塑料壳体，所述塑料壳体外侧套设有换向机构；

其中，所述换向机构包括若干组换向片，多个所述换向片相邻之间设置有云母片，所述换向片外侧固定连接有限位条，所述限位条外侧与云母片外侧紧密贴合，所述云母片远离限位条一侧与塑料壳体内壁紧密贴合，多个所述换向片内部设置有紧固机构，所述紧固机构设置有两个，且所述紧固机构均匀设置在换向片内部，所述紧固机构外侧与云母片外侧紧密贴合。

进一步地，所述塑料壳体和紧固机构均为酚醛玻璃纤维塑料热压一体形成，所述塑料壳体由承接板、外接壳和内接壳组成。

进一步地，所述承接板和外接壳均设置有两个，且所述承接板和外接壳均匀设置在内接壳两侧，所述承接板外侧与换向片外侧紧密贴合，所述外接壳外侧与换向片外侧紧密卡合，所述内接壳内侧与金属衬套外侧紧密贴合。

进一步地，多个所述换向片材质为银铜或镉铜，所述换向片由触头片、梯形铜排和燕尾片组成，所述触头片外侧与外部电刷相贴合，所述梯形铜排外侧与云母片外侧紧密贴合，所述燕尾片外侧与外接壳外接紧密卡合。

进一步地，所述梯形铜排内开设有紧固孔，所述紧固孔设置有两个，且所述紧固孔均匀设置在梯形铜排内部，所述燕尾片为梯形设计，所述燕尾片内开设有若干组加固槽。

进一步地，所述紧固孔为变径弧形孔，所述变径弧形孔的大口径方向与换向片转动方向一致，所述变径弧形孔内壁开设有若干组防滑槽。

进一步地，所述紧固机构包括紧固杆，所述紧固杆位于紧固孔内部，所述紧固杆通过设置在其外侧若干组防滑片与防滑槽内壁紧密贴合，多个所述防滑片和紧固杆外侧角度安装方向与变径弧形孔的大口径方向一致。

进一步地，所述紧固杆为变径弧形杆，所述变径弧形杆直径大的一端与换向片转动方向一致，所述变径弧形杆外侧与变径弧形孔内侧相适配，所述紧固杆外侧固定连接有防松块。

进一步地，所述防松块为弧边长方块设计，且所述防松块靠近限位条一侧与云母片外侧紧密贴合。

有益效果

本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

（1）、本发明中换向片由铜排冲断成形，铜排由棒料拉拔成形，通过冷拉，既保证了梯形排尺寸的—致性，并且提高了银铜或镉铜的硬度，燕尾片的形状设计，为防止新型槽型换向器在高速运转时换向片被离心力拉出，同时燕尾片两侧冲压形成若干组加固槽，在酚醛玻璃纤维塑料植入合模放在热压机上压制时，酚醛玻璃纤维塑料流入燕尾片外侧和加固槽的内部，固化后的酚醛玻璃纤维塑料形成一体式塑料壳体，塑料壳体中流入加固槽固化后材料和若干组加固槽之间紧密固定在一起，大大提高了燕尾片和塑料壳体之间的受拉强度，同时燕尾片为梯形设计，在燕尾片高速转动过程中，燕尾片受到塑料壳体中外接壳的拉力，同时梯形燕尾片的两侧受到塑料壳体的挤压应力，二者共同作用，极大提高燕尾片和塑料壳体之间的受拉强度，防止换向片长期高速转动过程中，出现跳排、甩片等问题。

（2）、本发明中一体式紧固机构由紧固杆、防滑片和防松块组成，换向片上开设的紧固孔为变径弧形孔，变径弧形孔的大口径方向与换向片转动方向一致，变径弧形孔内壁开设有若干组防滑槽，紧固杆位于紧固孔内部，防滑片和紧固杆外侧角度安装方向与变径弧形孔的大口径方向一致，一体式成型的紧固机构设计有两个分别位于换向片上下两侧，对若干组换向片起到固定作用，将若干组分散的换向片形成一个整体，避免换向片触头连接处重量集中、旋转半径大，离心力大，在转速不断提高的过程中，换向片的片间段差提升较快，出现跳排、甩片的现象，进而提高新型槽型换向器的强度和转速上限。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明立体的结构示意图；

图2为本发明立体分层的结构示意图；

图3为本发明立体局部剖面的结构示意图；

图4为本发明换向片立体的结构示意图；

图5为本发明换向片正视局部的结构示意图；

图6为本发明换向片和紧固机构结合立体的结构示意图。

图中的标号分别代表：1、金属衬套；2、塑料壳体；3、换向机构；31、换向片；311、触头片；312、梯形铜排；313、燕尾片；314、紧固孔；315、加固槽；316、防滑槽；32、云母片；33、紧固机构；331、紧固杆；332、防滑片；333、防松块；34、限位条。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种槽型换向器，包括金属衬套1，金属衬套1外侧套设有塑料壳体2，塑料壳体2外侧套设有换向机构3；

其中，换向机构3包括若干组换向片31，多个换向片31相邻之间设置有云母片32，换向片31外侧固定连接有限位条34，限位条34外侧与云母片32外侧紧密贴合，云母片32远离限位条34一侧与塑料壳体2内壁紧密贴合，限位条34对云母片32边侧起到固定作用，多个换向片31内部设置有紧固机构33，紧固机构33设置有两个，且紧固机构33均匀设置在换向片31内部，对若干组换向片31起到固定作用，将若干组分散的换向片31形成一个整体，避免换向片31触头连接处重量集中、旋转半径大，离心力大，在转速不断提高的过程中，换向片31的片间段差提升较快，出现跳排、甩片的现象，进而提高新型槽型换向器的强度和转速上限，紧固机构33外侧与云母片32外侧紧密贴合。

塑料壳体2和紧固机构33均为酚醛玻璃纤维塑料热压一体形成，提高塑料壳体2和紧固机构33的整体强度，塑料壳体2由承接板、外接壳和内接壳组成。

承接板和外接壳均设置有两个，且承接板和外接壳均匀设置在内接壳两侧，承接板外侧与换向片31外侧紧密贴合，外接壳外侧与换向片31外侧紧密卡合，内接壳内侧与金属衬套1外侧紧密贴合。

换向片31材质为银铜或镉铜，换向片31由触头片311、梯形铜排312和燕尾片313组成，触头片311外侧与外部电刷相贴合，梯形铜排312外侧与云母片32外侧紧密贴合，燕尾片313外侧与外接壳外接紧密卡合，燕尾片313的形状设计，为防止新型槽型换向器在高速运转时换向片31被离心力拉出。

梯形铜排312内开设有紧固孔314，紧固孔314设置有两个，且紧固孔314均匀设置在梯形铜排312内部，燕尾片313为梯形设计，在燕尾片313高速转动过程中，燕尾片313受到塑料壳体2中外接壳的拉力，同时梯形燕尾片313的两侧受到塑料壳体2的挤压应力，二者共同作用，极大提高燕尾片313和塑料壳体2之间的受拉强度，燕尾片313内开设有若干组加固槽315，固化后的酚醛玻璃纤维塑料形成一体式塑料壳体2，塑料壳体2中流入加固槽315固化后材料和若干组加固槽315之间紧密固定在一起，大大提高了燕尾片313和塑料壳体2之间的受拉强度。

紧固孔314为变径弧形孔，变径弧形孔的大口径方向与换向片31转动方向一致，变径弧形孔内壁开设有若干组防滑槽316。

紧固机构33包括紧固杆331，紧固杆331位于紧固孔314内部，紧固杆331通过设置在其外侧若干组防滑片332与防滑槽316内壁紧密贴合，多个防滑片332和紧固杆331外侧角度安装方向与变径弧形孔的大口径方向一致，防滑片332受压发生弹性形变，向内折叠，便于紧固杆331相对紧固孔314轻微滑动，受压后的防滑片332受弹力作用进行恢复，防滑片332与紧固孔314边侧和防滑槽316相互阻隔，防止紧固杆331发生回弹，保持紧固机构33对换向片31的稳步固定。

紧固杆331为变径弧形杆，变径弧形杆直径大的一端与换向片31转动方向一致，变径弧形杆外侧与变径弧形孔内侧相适配，紧固杆331外侧固定连接有防松块333，防松块333自身的惯性，在紧固杆331不断增速过程中，带动防松块333不断增速，防松块333起到加快紧固杆331的增速作用，同时防松块333外侧对云母片32起到紧密固定的作用。

防松块333为弧边长方块设计，且防松块333靠近限位条34一侧与云母片32外侧紧密贴合，增加防松块333与云母片32的接触面积。

参考图1-6，运用在电钻上的有刷直流电机在正负极与电源接通后，直流电机中的磁极和碳刷不动，线圈和换向器旋转，且换向器的旋转方向始终不变，在长期高速旋转运转中，换向片的触头连接处，该部分重量集中、旋转半径大，所以离心力大，容易出现跳排、甩片等现象，对此本发明设计一种新型槽型换向器，用于解决跳排、甩片等现象，并用于提高槽型换向器的转速上限，在当线圈通过电流后，在磁场的作用下，通过吸引和排斥力使换向器进行转动，换向器的转速不断提升，换向机构3中的换向片31受到的离心力不断增加，换向片31有向外甩出的趋势，换向片31由触头片311、梯形铜排312和燕尾片313组成，换向片31由铜排冲断成形，铜排由棒料拉拔成形，通过冷拉，既保证了梯形排尺寸的—致性，并且提高了银铜或镉铜的硬度，燕尾片313的形状设计，为防止新型槽型换向器在高速运转时换向片31被离心力拉出，同时燕尾片313两侧冲压形成若干组加固槽315，在酚醛玻璃纤维塑料植入合模放在热压机上压制时，酚醛玻璃纤维塑料流入燕尾片313外侧和加固槽315的内部，固化后的酚醛玻璃纤维塑料形成一体式塑料壳体2，塑料壳体2中流入加固槽315固化后材料和若干组加固槽315之间紧密固定在一起，大大提高了燕尾片313和塑料壳体2之间的受拉强度，同时燕尾片313为梯形设计，在燕尾片313高速转动过程中，燕尾片313受到塑料壳体2中外接壳的拉力，同时梯形燕尾片313的两侧受到塑料壳体2的挤压应力，二者共同作用，极大提高燕尾片313和塑料壳体2之间的受拉强度，防止换向片31长期高速转动过程中，出现跳排、甩片等问题，在保证换向片31间隙、数量和大小等条件不变的前提下，为了提高槽型换向器的转速，本发明中，设计了紧固机构33，通过套上整形模，再压入到压模中，放入称过重量的塑料；如常用的酚醛玻璃纤维塑料，合上上模，放在热压机上压制，热压温度为150～170℃，压力约为300 x10 Pa（约300kgf/cm），在5～15分钟内成形，然后在130 ℃下后固化处理5小时，形成一体式紧固机构33，紧固机构33由紧固杆331、防滑片332和防松块333组成，换向片31上开设的紧固孔314为变径弧形孔，变径弧形孔的大口径方向与换向片31转动方向一致，变径弧形孔内壁开设有若干组防滑槽316，紧固杆331位于紧固孔314内部，防滑片332和紧固杆331外侧角度安装方向与变径弧形孔的大口径方向一致，一体式成型的紧固机构33设计有两个分别位于换向片31上下两侧，对若干组换向片31起到固定作用，将若干组分散的换向片31形成一个整体，避免换向片31触头连接处重量集中、旋转半径大，离心力大，在转速不断提高的过程中，换向片31的片间段差提升较快，出现跳排、甩片的现象，进而提高新型槽型换向器的强度和转速上限，在新型槽型换向器不断增速过程中，换向片31中的紧固孔314通过防滑槽316与紧固杆331外侧角度安装的防滑片332之间摩擦力，带动紧固杆331不断增速，进而紧固杆331和防滑片332与紧固孔314发生轻微的相对滑动，进一步加固紧固机构33与换向片31之间的一体化，通过换向器的反复使用，使紧固机构33对换向片31的固定越来越紧，避免长期使用换向片31出现松动和前期安装紧固机构33不够紧凑的问题，紧固杆331外侧角度安装的防滑片332，防滑片332受压发生弹性形变，向内折叠，便于紧固杆331相对紧固孔314轻微滑动，受压后的防滑片332受弹力作用进行恢复，防滑片332与紧固孔314边侧和防滑槽316相互阻隔，防止紧固杆331发生回弹，保持紧固机构33对换向片31的稳步固定，防松块333自身的惯性，在紧固杆331不断增速过程中，带动防松块333不断增速，防松块333起到加快紧固杆331的增速作用，同时防松块333外侧对云母片32起到紧密固定的作用，在离心力和振动力的共同作用下，长期工作高速运转云母片32容易发生窜动，导致耐磨的云母片32凸出于换向片，从而影响电刷与换向片31的接触，造成新型槽型换向器损坏，防松块333有效避免以上情况的发生，换向片31外侧限位条34对云母片32边侧起到固定作用，配合塑料的拉力来对云母片32进行牵制，三者共同作用，极大加强对云母片32的固定，进一步提高云母片32的转速上限，保证新型槽型换向器整体稳定型和转速上限大大提高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种槽型换向器，其特征在于：包括金属衬套（1），所述金属衬套（1）外侧套设有塑料壳体（2），所述塑料壳体（2）外侧套设有换向机构（3）；

其中，所述换向机构（3）包括若干组换向片（31），多个所述换向片（31）相邻之间设置有云母片（32），所述换向片（31）外侧固定连接有限位条（34），所述限位条（34）外侧与云母片（32）外侧紧密贴合，所述云母片（32）远离限位条（34）一侧与塑料壳体（2）内壁紧密贴合，多个所述换向片（31）内部设置有紧固机构（33），所述紧固机构（33）设置有两个，且所述紧固机构（33）均匀设置在换向片（31）内部，所述紧固机构（33）外侧与云母片（32）外侧紧密贴合；

所述紧固机构（33）包括紧固杆（331），所述紧固杆（331）位于紧固孔（314）内部，所述紧固杆（331）通过设置在其外侧若干组防滑片（332）与防滑槽（316）内壁紧密贴合，多个所述防滑片（332）和紧固杆（331）外侧角度安装方向与变径弧形孔的大口径方向一致，所述紧固杆（331）为变径弧形杆，所述变径弧形杆直径大的一端与换向片（31）转动方向一致，所述变径弧形杆外侧与变径弧形孔内侧相适配，所述紧固杆（331）外侧固定连接有防松块（333），所述防松块（333）为弧边长方块设计，且所述防松块（333）靠近限位条（34）一侧与云母片（32）外侧紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的一种槽型换向器，其特征在于：所述塑料壳体（2）和紧固机构（33）均为酚醛玻璃纤维塑料热压一体形成，所述塑料壳体（2）由承接板、外接壳和内接壳组成。

3.根据权利要求2所述的一种槽型换向器，其特征在于：所述承接板和外接壳均设置有两个，且所述承接板和外接壳均匀设置在内接壳两侧，所述承接板外侧与换向片（31）外侧紧密贴合，所述外接壳外侧与换向片（31）外侧紧密卡合，所述内接壳内侧与金属衬套（1）外侧紧密贴合。

4.根据权利要求1所述的一种槽型换向器，其特征在于：多个所述换向片（31）材质为银铜或镉铜，所述换向片（31）由触头片（311）、梯形铜排（312）和燕尾片（313）组成，所述触头片（311）外侧与外部电刷相贴合，所述梯形铜排（312）外侧与云母片（32）外侧紧密贴合，所述燕尾片（313）外侧与外接壳外接紧密卡合。

5.根据权利要求4所述的一种槽型换向器，其特征在于：所述梯形铜排（312）内开设有紧固孔（314），所述紧固孔（314）设置有两个，且所述紧固孔（314）均匀设置在梯形铜排（312）内部，所述燕尾片（313）为梯形设计，所述燕尾片（313）内开设有若干组加固槽（315）。

6.根据权利要求5所述的一种槽型换向器，其特征在于：所述紧固孔（314）为变径弧形孔，所述变径弧形孔的大口径方向与换向片（31）转动方向一致，所述变径弧形孔内壁开设有若干组防滑槽（316）。