热固性塑料在换向器中的选用

1、热固性塑料在换向器中的选用热固性塑料在换向器中的选用摘要:热固性塑料在换向器制造中有着至关重用的作用,因换向器的机械性能,耐热性,尺寸稳定性主要由其决定,在换向器制造中它的重要性仪次于铜材鉴于热固性塑料种类多,性能复杂,生产厂家水平差异大,在换向器设计时选用一款性价比高的热固性塑料有一定难度,文章给各位使用者在选用时带来一定的指导作用.关键词:热固性塑料;换向器;制造中图分类号:TM304文献标识码:E文章编号:10047018(2012)01007302TheSelectionandApplicationofThermosettingPlasticsinCommutatorXlONGShao

2、zht(ShenzhenSompMotorCo.,Ltd.,Shenzhen312000,China)Abstract:Themechanicalpropey,theheatresistanceandthesizestabilityofcommutatorweredeterminedbythermosettingplastics.Nexttocoppermaterial,thermosettingplasticsplayedakeyroleincommutatorproducing.Thereweredifficultiesindesignselectionforthevarieties,th

3、eperfomaancecomplexitiesandproducerdifferencesofthermosettingplastics.Thedirectionsandadvicesweregiven.Keywords:thermosettingplastic;eommutator;producingO引言热固性塑料在换向器制造中有着至关重要的作用,它主要决定着换向器的机械性能,耐热性,尺寸稳定性,在换向器制造中它的重要性仅次于铜材.鉴于热固性塑料种类多,性能复杂,生产厂家水平差异大,在换向器设计时选用一款性价比高的热固性塑料有一定难度.热固性塑料是由各类树脂基体加填料混合而成,常用的填料

4、有云母粉,石英砂,玻璃纤维,颜料等.在换向器行业中应用最多的树脂是酚醛树脂,它的特点是具有高强度的机械性能,以及良好的抗酸碱性,在加热时发生缩聚反应产生不熔化不溶解的固体,此反应是一种不可逆转的化学反应,这也是与热塑性塑料的最大不同点.根据缩聚反应所产生的附属物中是否含有氨气,可分为有氨型的线性酚醛和无氨型的可溶酚醛,前者耐温最高250左右,而后者耐温可达300以上.本文把用于换向器行业中的热固性塑料简称为换向器塑料.1换向器塑料的通用性能;优良的电性能,衡量指标有:绝缘电阻,耐电弧性;加工成换向器的评估方法,在规定泄漏电流下测试换向片之间,换向片与内孔壁之间各自能否承受规定的电压值,以及用兆

5、欧表测量换向片之间,换向片与内孔壁之间的最大电阻值能否满足要求等.优良的机械性能,在换向器行业中对其间接的评估方法主要有以下四种.(一)常温和高温下的超速实验:测量换向片间相对段差变化量,换向器工作表面相对径向变化量是否满足规定要求,便可综合得出换向器塑料在常温下,高温下以及动态下的稳定性.(二)内孔压爆实验:用规定锥度的轴沿轴向压入不带衬套换向器的内孔,直至内孑L壁被压裂.该实验不仅评估了塑料自身的结合能力,同时模拟了换向器内孔与电枢轴配合时可承受的最大过盈量.(三)换向片剥离实验:将换向片按要求速度从换向器主体沿着径向剥离,测量出换向片脱离时的最大力,从而评估出模塑料与铜片的沾附能力.(四

6、)温度冲击实验:将换向器置于规定湿度的高低温冲击实验箱中,然后按要求进行温度差不少于100%高低温转换.当完成规定的循环次数后,测量换向器的换向片之间相对段差变化量,以及工作表面径向的相对变化量,便可得出该种塑料在温度骤然变化时的稳定性.2换向器塑料选择下面我们按换向器的应用领域来考查换向器塑料应具有的性能.家电类换向器.除吸尘器电机外,其它电机工作条件和环境一般要求不高,只需换向器塑料有良好的机械性能,电性能,较好的尺寸稳定性以及与铜片有较强的沾附能力等.对此类换向器塑料大多数国产料能满足要求,如WH一5515,AL一6551是不错的选择,当然,对电机要求相对较高的情况,可考虑选取进口料,如

7、PM一6432,CP一7111,CN一6641等.吸尘器电机转速可达2000040000r/min,发热量大,运行条件恶劣,要求换向器塑料具有优异的机械性能,电性能,良好的热稳定性等.目前功率不超过500W的吸尘器电机,可选用国产料WH一8010,WH一5515外,其它功率的换向器建议选择进口料为好,如CP一7010,PM一6280等.另外,对于出口到美国的家电类电机,美国对换向器使用的塑料有其特殊要求,所用塑料的抗电弧迹径指数不超过2级.目前针对此种情况可选择的换向器用塑料有:PM一6545,PG一8651等,但需要说明的是,此类塑料由于提高了电性能,其机械性能有所降低.汽车用电机换向器.这

8、类电机属于低压直流类, 用漆包线直径比同功率的高压电机粗,故在点焊时所需的电流更大,因而换向器承受的热冲击更剧烈,并且要求电机在各种复杂环境下均能可靠运行,这就需要换向器塑料具有良好耐热性,尺寸稳定性以及与铜片可靠的沾附能力.汽车电机换向器塑料在此处分三种情况说明.情况一,常规低功率电机.如升降窗电机,电动座椅电机,雨刮电机 等,该种电机对换向器塑料要求不高,常用的PM一6432,PM一6630,CP一7111,WH一5515等都能较好满足要求.情况二,特殊类低功率电机.以燃油泵电机为代表,由于电机使用环境的特殊性,要求换向器塑料不仅具有较好的机械性能,更要有优异的耐油性,耐水性等,常选用PM

9、一6600,PM一660,CP-7320等.情况三,高功率电机.以起动电机为代表,此类电机转速高(可达到22000r/min),功率大(可达10kW),电枢所用漆包线的横截面面积大(可达到20mm),这要求换向器塑料具有优异机械性能,耐热性,尺寸稳定性等.常用的换向器塑料有:PM一6530,PM一6830,CP一7010等,当然对低功率起动电机也可选用43302.电动工具用电机.此类电机具有转速高,受到外在冲击大,换向火花大的特点.要求换向器塑料具有高强度,高耐热性,高耐电弧性等,可选用塑料有RX一6551S,PM一6552,CP一7010,CN一6575等.对上述换向器塑料的选用进行汇总如表

10、1所示.表1换向器塑料选用汇总生产商用途住友日立化成松下奥特莱特无锡创达宁波安力洗衣机,料理机,豆浆机,电吹PM-6432CP-711lCN-667lWH-55l5AL-6551家电及办公设备类风,碎纸机,传真机等PM-6630CN-9388WH-65l5电机吸尘器PM-6280CP一70l0CN-6575PG-8652WH-8010满足UL1004的家电类电机PM-6545PG一8651升降窗电机,电动座椅电机,PM-6432CP一711lCN-6641WH-5515AL-6551鼓风机电机,冷凝器电机等PM-6630CN一677lWH-6515AL-6528PM-660CP-7320汽车用

11、电机类燃油泵电机PM-6600PM-6530CP一7O10CN-6930WH-5515起动电机PM-6830CP-8710RX-6551SCP-7010CN一6575PG-655lWH-8010手电钻,角磨机,切割机,电圆电动工具电机PM-6552PG-6552V-H-8642锯,电刨,割草机等PG-6559注:以上分类仅供使用时参考.3换向器塑料关键工序通过上面的介绍,我们对换向器塑料的选择有了一个较清晰的思路,但对于任何一款塑料的性能是否能充分发挥,除与它本身的特点有关外,与后序的加工工艺也有着密切的关系.下面简述后序加工中的压制,固化两道关键工序.压制工序:热固性塑料在压制前最好压成料饼

12、同时预热,其优点是,压成料饼后能减少模塑料内部的空气含量,从而利于热传递,缩短了预热和保压固化时间,并能避免换向器毛坯出现较多气孔,从而提高了换向器的机械性能.预热的作用:缩短闭模时间,加快固化速度,提高模塑料的流动性,增加固化的均匀性,减少制品因收缩不均匀产生的内应力.关于压制时温度,压强,保压时间的选择.温度的选择与模具结构有一定关系,对压塑模,压注模,注射模常将中模腔的温度控制在140170%,这个范围内的温度最有利于酚醛塑料成型.饼料预热压强:1419MPa;饼料不预热压强:1823MPa.保压时间的设定:根据换向器毛坯的模塑料壁厚确定,一般按每1mm壁厚需4060min,当然同时还要

13、考虑到员工的操作时间是否充足.换向器塑料的后期固化,其作用如下:提高制品的耐高温强度,尺寸稳定性,消除成型内应力等后期固化温度的设定;为了避免后期因温度设定不合适产生新的内应力,一般分三个步骤来进行:(a)5060min升温到160180C,保温46h;(b)4050min升温到200230oC,保温48h;(c)4050min升温到240250,保温24h;对耐温没有特殊要求的换向器,如汽车类,小家电类,办公设备类等,只需设定到第二步即可.若对耐温要求高的换向器,如吸尘器,电动工具,则需设定到第三步.4结语在实际选择换向器用塑料时,除借鉴本文阐述的方法外,还要结合使用国的法律,法规的限定,顾客的特殊要求,压制模具