一种改进型换向器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于换向器技术领域，涉及一种改进型换向器。
【背景技术】
[0002] 换向器，俗称整流子，是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去 的一个部件。目前市场上的换向器，从结构上看，它是几个接触片围成圆型，分别连接转子 上的每个抽头，外边连接两个电极称为电刷与之接触，同时只接触其中的两个。
[0003] 其工作原理是：当线圈通过电流后，会在永磁铁的作用下，通过吸引和排斥力转 动，当它转到和磁铁平衡时，原来通着电的线较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。
[0004] 现有技术中，大多数换向器结构设计不合理，其内部安装孔呈直孔形，与轴安装的 接触面积大，轴的过盈量小;且换向器的换向片采用银铜合金制备而成，这样制得的换向器 不耐磨，且生产成本较高，工作时，电机运转，换向片与电刷接触，随着温度的上升以及时间 的增加，换向片会快速磨损，影响工作的可靠性。
[0005] 综上所述，为解决现有换向器结构上的不足，需要设计一种设计合理、耐磨性佳的 改进型换向器。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种设计合理、耐磨 性佳的改进型换向器。
[0007] 本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现:一种改进型换向器，包括换向片 以及作为换向片安装基体的成型件，所述换向片设置为多个且向内聚拢呈圆圈状环绕设置 在成型件的外周侧面上，所述换向片由稀土铜合金材料制成，所述成型件部分包容连接换 向片的内侦L
[0008] 作为本实用新型的进一步改进，在成型件的轴线上开设有连接孔，所述连接孔的 内周面上平行于轴线一体成型有多条避让槽，相邻两避让槽之间形成有安装部，所述安装 部的宽度小于避让槽的宽度。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述成型件内包容有弹簧衬套，所述弹簧衬套的 内径大于安装部的最大直径。
[0010] 作为本实用新型的进一步改进，在换向片外设置有固定环，所述固定环将换向片 环绕成片圈结构。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述换向片包括基座、固连部以及用于连接基座 和固连部的连接部，所述换向片呈"工"字形，所述基座的长度大于固连部的长度，所述固连 部的长度大于连接部的长度。
[0012] 作为本实用新型的更进一步改进，所述换向片开设有梯形的凹槽，所述凹槽垂直 贯穿连接部和固连部，凹槽的槽口开设在固连部上，且槽口的宽度小于槽底的宽度。
[0013] 作为本实用新型的更进一步改进，所述换向片的截面呈"工"字形，所述基座的宽 度大于固连部的宽度，所述固连部的宽度大于连接部的宽度。
[0014] 作为本实用新型的更进一步改进，在基座的一端凸出折弯形成弯钩部。
[0015] 作为本实用新型的又一种改进，所述换向片的稀土铜合金材料由以下成分（以重 量份数计）组成：Cu: 99 · 1-99 · 4份，Bi : 0 · 0015-0 · 003份，Sb: 0 · 0025-0 · 0035份，As: 0 · 0025-0 · 004份，Fe: 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]在本实用新型，换向片由稀土铜合金材料制成，且降低了B的含量，加入PbS，并进 一步提尚了稀土兀素的含量，PbS的加入能够细化晶粒，控制冷加工如的晶粒大小，有利于 提高换向片的弹性模量以及疲劳强度等;B和稀土元素的加入均能细化铅质点，使之分布均 匀，以改善力学性能，除此之外，稀土元素的加入对于提高换向片的机械性能、耐热性、耐磨 性和尚温抗氧化性有良好的作用，从而提尚广品的质量。
[0017] 具体的，稀土元素和Cu元素可以形成硬度较高、分布均匀的金属间化合物，这些化 合物成为位错运动的阻力；而且稀土元素可以有效地改善夹杂物的存在形式和分布，减少 其弱化晶界的可能，减少了承受载荷时沿晶界开裂的几率，因而提高了耐磨性。含有稀土的 铜合金具有很高的硬度以及良好的塑性及韧性，可以缩短跑合阶段的时间，延长稳定磨损 的阶段，从而达到减少磨耗，延长使用寿命的目的。
[0018] 在本案中，还进一步减少了Fe元素的含量，减少合金中难溶或不溶的脆性相的存 在，从而有利于进一步提高本实用新型稀土铝合金材料的断裂韧性等性能。
[0019] 作为本实用新型的进一步改进，所述换向片的稀土铜合金材料由以下成分（以重 量份数计)组成: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] 上述稀土铜合金材料的技术方案是换向片铜合金材料的优化技术方案，通过上述 优化配比，本案中稀土铜合金材料的耐热性、耐磨性、高温抗氧化性更佳，成品质量更好。
[0021] 作为本实用新型的进一步改进，所述稀土元素为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。即是说，本案中增加的稀土元素优选为选自La元素、 Ce元素、Nd元素、Yb元素、Y元素、Sc元素中的至少一种，使得组成的稀土铜合金具有较好的 耐磨性，同时还具有较好的机械性能和较好的成型加工性能。
[0022]相对于现有的银铜合金而言，由于本案中稀土铜合金材料合理的组成，更由于特 定稀土元素的加入，使得由该稀土铜合金材料成型后的换向片耐磨性能提高55%以上，同 时还获得了优异的高温抗氧化性能。
[0023]作为本实用新型的更进一步改进，所述稀土元素为La元素和Ce元素，且Ce元素的 重量份数是La元素重量份数的1.8倍-2.5倍。
[0024] 进一步的，为提高耐磨性，经研究后，在铜合金材料中进一步添加 La元素和Ce元素 时，并且控制Ce元素和La元素的重量比为1.8-2.5，在合金中同时添加 Ce元素和La元素，相 辅相成，提升耐磨性能55%以上，同时还获得了优异的高温抗氧化性能。
[0025] 具体的，由于Ce的原子半径比Cu的原子半径大得多，所以Ce原子很容易填补正在 生长中的铜合金晶粒新相的表面缺陷处，生成能阻碍晶粒继续生长的膜，从而使晶粒细化， 细化使材料中晶界增多，从而使电子散射几率增大，增大电阻率，降低电导率，而提高了硬 度和耐磨性，使得铜合金获得较佳的综合性能。
[0026]值得一提的是，加入的Ce元素还可与B元素相配合，可使得换向片干摩擦磨损减少 25 %以上，润滑摩擦磨损量减少50 %以上。
[0027]基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果：1、选用稀土 铜合金作为换向片的材料，稀土能与铜生产多种金属间化合物的中间相，它们在常温下的 韧性度普遍比纯铜高一至数倍，稀土与铜形成的金属化合物，具有热强性和高温抗氧化性 能；稀土铜合金换向片，对于提高换向器的机械性能、耐热性和高温抗氧化性有良好的作 用，提升了换向片的耐磨性，有效增加了换向器的使用寿命;用稀土铜合金代替银铜合金， 显著地减少了成本。
[0028] 2、整体结构设计合理，成型件将换向片包容连接成一体，形成一体成型结构，加工 方便;在成型件的轴心处开设连接孔，连接孔内开设避让槽，在换向器安装至电机的BMC轴 时，由原来光孔的全面接触变为避让槽之间安装部的局部接触，减少了接触面积，显著减少 了BMC轴的绝缘粉层的损伤，提升了电机性能；内孔与轴接触面积减少，增大了电机BMC轴与 内孔的配合过盈量，增大了 BMC轴的适应量，减少了轴的浪费，节约了电机的成本;换向片的 截面和外形均呈"工"字型，与成型件一体成型后，换向片的成型位置准确，结构稳定。
【附图说明】
[0029] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明，其中：
[0030] 图1是本实用新型一较佳实施例的结构示意图。
[0031 ]图2是本实用新型一较佳实施例的剖视图。
[0032] 图3是本实用新型一较佳实施例中换向片的结构示意图。
[0033] 图中，1、换向片；11、基座；12、连接部；13、固连部；14、凹槽；15、弯钩部;2、成型件； 21、连接孔;22、避让槽;23、安装部;24、间隔槽;3、弹簧衬套;4、固定环。
【具体实施方式】
[0034] 以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步 的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
[0035]本实用新型保护一种改进型换向器，特别是一种采用稀土铜合金制成的换向器， 提高了换向器的机械