《MABUCHI电机零部件结构型式分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MABUCHI电机零部件结构型式分析.doc（5页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、张旭东( 厦门达真磁记录有限公司 , 福建厦门 361006)Analyse the Structural Type of MABUC HI Motor PartsZ HA N G X u - don g( Xiamen Dazhen Magnetic Reco rd Co . ,L t d , Xiamen 361006 ,China)摘 要 :文章以 MABU CHI 电机基本结构要素中的转子冲片外径和轴径为基础 ,列出产品系列和对应型号 。对电刷 、 换向器 、磁极 、阻尼器等结构件的类型和特点以及电机供电接线方式与输出轴型式予以介绍分析 ,从而对 MABU CHI 电机 的标准化程度有
2、个基本了解 。关键词 : MABU CHI ;电机 ;零部件 ;结构型式 ;分析1 概 述MAB U CH I (万宝至) 是日本微电机行业著名的 大公司 ,也是世界著名的微电机品牌 。它的生产厂分 布于中国和东南亚的许多国家 , 我国大连 、江苏 、广 东 、台湾和香港都设有制造厂或经营公司 。其永磁直 流微电机的产量占据全世界首位 ,广泛用于音响 、视 像 、办公 、家电 、汽车等生活和工业领域的各种装置 中 。MAB U CH I 电机主体是少槽直流微型电机 ,转子 绝大多数为 3 槽和 5 槽 。产品结构型式在标准化 、 系列化 、通用化方面也是很典型的 。以转子铁心冲片 外径为基础
3、,形成 K、M 、N 、0 、1 、2 、3 、5 、7 系列 ,其对 应冲片外径和产品型号如表 1 所示 。中图分类号 :TM381文献标识码 :A文章编号 :1004 - 7018( 2004) 05 - 0008 - 04Abstract :MABU CHI motors st ruct ural model o n t he basis of t he diameter of core lame and shaf t for basic co nstit utio nal ele2 ment are indicated in t his paper . The type and cha
4、racteristic of brush , co mmutator , magnet , dampers , t he pat tem of supp y elec2 t ricit y and shaf t extensio n are analysed. Thereby t he standardiza2 tio n level to MABU CHI motors can be understood.Key words : MABU CHI ; motor ; co mpo nent ; st ruct ural type ;analysis表 1 产品系列 (机座) 号及其转子外径尺
5、寸注 1 :产品系列 ( 机座) 号列于产品型号 AA - NNN“ - ”后第一位 ,例如 RF - 370注 2 “: - ”后第 3 位 N 为 0 表示 3 槽 ;为 5 表示 5 槽 。例 RS - 360 ( 3 槽) 、RS - 365 ( 5 槽)MAB U CH I 电机 轴 径 也 已 标 准 化 , 共 有 六 个 规格 。由轴径尺寸确定了机壳轴承室尺寸 。表 2 列出 轴径及相应的机壳轴承室外径 。表 1 、表 2 的基本尺寸规格成为 MAB U CH I 电机结构型式的基础 。2 结构件型式分析MAB U CH I 电机零部件通用化程度比较高 ,结构 型式趋于标准化
6、,现以下列部件为例分析如下 。2 . 1 电刷型式MAB U CH I 电机 采 用 三 种 类 别 电 刷 : 贵 金 属 电 刷 、碳刷和金属板电刷 ,它们适用于不同用途与要求产品系列KMN012357转子外径/ mm5 . 26 . 98 . 59 . 3513 . 015 . 018 . 0 (17 . 0)23 . 027 . 5对应产品 型号FF - K10FF - K20FF - K30FF - M20RF - M50FF - N20FF - N30RF - N60RF - 020FF - 030FF - 050F K - 050FF - 100FF - 110FF - 130F
7、F - 170FF - 180FA - 130FC - 130F K - 130F K - 180R E - 140RD - 180FA - 260FC - 260F K - 260R E - 260FF - 270FC - 280F K - 280R E - 280RF - 3L 0RF - 300RF - 310RF - 320RF - 330RF - 370R K - 370R K - 384RS - 360RS - 365RS - 380RS - 385RF - 500RS - 540RS - 545RS - 550RS - 555R T - 553E G - 520E G - 530
8、RS - 750RS - 755RS - 775表 2 轴径尺寸及相应机壳轴承室外径RD - 1802 . 1 . 1 贵金属电刷贵金属具有优良的导电性能和耐热 、耐腐蚀 、耐 电弧性能 ,因此 ,被广泛用作精密微型直流电机的接 触元件 - 电刷和换向器 。MAB U CH I 电机贵金属电 刷采 用 的 材 料 牌 号 有 Ag Pd 、Ag Pd Pt 、AuAg 、Ag P2dAu Pt 等 。电刷基体是具有良好导电性能和弹性的 铜合金 ,多数采用锌白铜 (B Zn) ,也有采用铍青铜 、磷 青铜等 。在铜合金带基体上复合贵金属 Ag - Pd 等材料(与换向器滑动接触部位) ,其厚度约
9、为 10 30 m 。 由于不同型号电机结构与旋转速度不同 ,因而其固有 频率也不同 。在电刷与换向器接触一端选择不同叉 数和叉形 ,以避免产生谐振现象 ,从而保持运转平稳 。 叉形有平直电刷和弯曲电刷之分 , 叉数则有 2 叉 、3 叉 、4 叉 、5 叉几种 ,如图 1 所示 。电机主要用于汽车 (如门锁 、摇窗 、后视镜 、雨刮器 、燃油泵 、空调器等) 、办公设备 (复印机 、打印机) 、电动工 具 、家用电器 ( 按摩器 、绞拌机等) 。碳刷电机的优点是耐磨性好 ,电机寿命长 ,允许电流密度较大 。 选择碳刷 ,主要考虑刷体与换向器的接触电阻和允许的圆周速度 。接触电阻大 ,使电刷压
10、降大 ,接触 损耗加大 ,电机效率下降 ,起动电压偏高 。接触电阻小 、会延迟换向过程 ,产生火花 。因此要根据电机的工作电压 ,电机转速和工作寿命来选择不同化学成分 的碳刷 。不同的刷体对电机始动电压 、噪声 、寿命和转矩大小都有影响 。按碳刷成分有石墨电刷 、铜 - 石 墨电刷 、银 - 石墨电刷 ,按成型方式可分粉末成型冲压和切削加工两种 。微型直流电机电刷与换向器的匹配原则 ,一般来说 :(1)(2) (3)低电压高转速电机要求碳刷含铜量高 ;高电压高转速电机要求碳刷含铜量低 :低电压低转速 、低噪声电机碳刷含铜量应适中 。2 . 1 . 3 金属板电刷MAB U CH I 电机型号
11、AA - N N N 第 2 位字母为A 系板电刷 (线对称) ,为 E 为板电刷 (点对称) 。板式 电刷与换向器接触部位一般做成 23 片 ,以保持接触稳定和较低的接触电阻 ,并在组装时与换向器接触 部位涂润滑脂以减小磨损和腐蚀 。金属板电刷的材 料一般为磷青铜 ( 板) 带或黄铜 ( 板) 带 。电机出线端子与电刷臂有制成一体的 ,也有分体式 。金属板电刷 是一种低成本电刷 ,主要用于玩具电机或按摩器等产品 。板电刷的几种结构型式如图 2 所示 。 电刷对换向器的压力 ,最小为 2949 mN ( RU -140 RA) ,最大为 88137 mN ( FA - 130 RA) 。2 .
12、 2 换向器MAB U CH I 电机所使用的换向器有两种 ,组合式图 1 贵金属叉形电刷外形叉形电刷接触稳定性好 、电机噪声低 、起动性能 好 (起动电压低) 。但叉形电刷与换向器几乎是线接 触 ,因此不能经受大电流 。一般应限制在 1A 以下 ,输 出功率应限定在 1 . 5 W 以下 。应该说明的是叉形电 刷不完全是贵金属电刷 ,在 MAB U CH I 电机型号 AA- N N N 第二位字母为 F 、U 、D 者均为叉形电刷 ,即金 属板电刷中也多为叉形 。2 . 1 . 2 碳刷MAB U CH I 电机型号第 2 位字母为 C 、H 、S 均为 碳刷电机 , 为 K 者 , 有碳
13、刷式 , 也有金属板式 。碳刷轴径/ mm11 . 522 . 33 . 175机 壳 轴 承 室 外 径 及 适 用 产 品 型 号3 . 5F F - K10F F - K20F F - K304 . 7F F - 030F F - 050SU - 0206 . 15F F - 130 F K - 130F F - 180 F K - 180FC - 130 F K - 260FC - 260 R K - 280FC - 280 RC - 260R E - 140 R E - 26010. 0RS - 360RS - 365RS - 380RS - 38513 . 0RS - 540RS
14、- 545RS - 550RS - 55515 . 0RS - 750RS - 755RS - 7754 . 0F F - M20R F - M50F F - N20F F - N305 . 2F F - 100F F - 110R F - N606 . 45R F - 270 R F - 300R F - 3L 0 R F - 310R F - 320 R F - 330R F - 370 R K - 270R K - 3706 . 15R F - 020R F - 1306 . 7E G - 520 E G - 530大的小电机 。该种换向器可分为圆筒形和圆盘形 ( 即平面型 ,主要用于汽
15、车油泵电机等) 。接线方式有钩 型和糟型 , 接线部位镀锡 。换向器片有 3 片 、5 片 、8片 、12 片 、14 片几种 。工艺上多采用点焊 ,少数锡焊 。换向器片材料无氧铜 、DC 与 D G 铜合金和低银无氧 铜 CuAg (3 %) 等 。2 . 3 磁极2 . 3 . 1 橡塑磁橡塑磁为各向异性粘结永磁铁氧体 ,由锶铁氧体 磁粉与 合 成 橡 胶 ( NB R ) 或 塑 料 ( CP E) 复 合 而 成 。 MAB U CH I 磁条最大磁能积在 11 12 . 6 kJ / m3 。橡塑磁体的形状可以任意选择 , 充磁后磁性能 一 致 性 好 。橡塑磁另一特点是加工性能好
16、,可方便地冲压 、 切割 、打孔及卷绕 ,具有一定弹性 ,不易开裂和破碎 。MAB U CH I 三槽电机中圆形机壳的定子磁极大 多数采用橡塑磁条 ( R F 系列) ,配以贵金属电刷和换向器 。由于卷绕磁条适合机械化作业 ,所以生产效率 高 。2 . 3 . 2 磁瓦MAB U CH I 电机用磁瓦 ,从材料上分有烧结各向 同性钡铁氧体 、烧结各向异性锶铁氧体和注塑各向同 性钕铁硼磁瓦 。在少数模型用电机中也有采用钐钻磁铁 SmCo5 (1 :5) 和 Sm2 Co17 (2 :17) ,钐钴材料受温度 影响小 ,磁能积大 。磁瓦制造压制方式分干式和湿式两种 ,湿式各向异性磁瓦系在磁场作用下
17、压制成型 。 磁瓦在机壳内固定方式有胶粘 (厌氧胶) 、极间 U型卡簧 (圆钢丝或扁钢丝) 、机壳内翻边加 U 型卡簧(圆型机壳) 等几种 。2 . 3 . 3 磁环MAB U CH I 电 机 中 R F - 300 、R F - 310 、R F -370 、R F - N60 、R F - 020 、E G - 530 等都有采用磁环 结构作为磁极 。制作方式有烧结和注塑两种 。尤其 在机壳直径较小 、机壳较长 ,即长细比较大电机如 R F- N60 ,用磁环工艺上更方便 。2 . 4 阻尼器为了抑制电刷工作中的振动 ,降低机械噪声 ,确 保电刷与换向器稳定地滑动接触 ,一般在电刷臂上加
18、装阻尼器 ,起到减振作用 。尤其在贵金属叉形电刷上大多数都粘贴阻尼器 。阻尼器的种类有以下几种 。2 . 4 . 1 白阻尼器在聚酯薄膜绝缘纸 ( 厚度 0 . 2 0 . 4 mm) 上附有 粘接剂 (不干胶) ,切成长方形条形 。使用时用镊子从衬纸上剥离贴在刷臂指定位置 。作业方便 ,但减振效 果稍差 。另一种白阻尼器是环氧清漆浸债聚酯粘接带 ,同图 2 金属板电刷外形图和整体式( 塑压换向器) , 如图 3 所示 。图 3 换向器结构型式2 . 2 . 1 组合式换向器 所谓组合式换向器是将换向器片用绝缘垫圈固定在换向器塑料骨架 ( 芯子) 上 ( 图 3a) 。换向器片一 般是 3 6
19、 片 ,换向器外径有 2 . 1 mm 、2 . 6 mm 、3 . 3 mm 、5 . 5 mm 、7 . 5 mm 、8 . 0 mm 共六种规 格 。前两个 规 格 用 于 小 1 mm 轴 3 槽 电 机 ;2 . 6 mm 与 3 . 3 mm 用 于 1 . 5 mm 轴 3 槽 电 机 ;3 . 3 mm 也 用 于 中 2 mm 轴 3 槽 和 5 槽 电 机 ; 5 . 5 mm 换向器用于 2 . 3 mm 轴 5 槽电机 ;7 . 5 mm 规格用于3 . 17 mm 轴 3 槽电机 ;8 . 0 mm 用于 5 . 0 mm 轴之 5 槽电机 。组合式换向器按换向器片
20、材料分类列于表 3 。表 3 组合式换向器分类唱类注 :DC 、B G - 030 、C7250 为日本 J IS 工业标准铜合金牌号2 . 2 . 2 整体式换向器整体式换向器即模压成型换向器 ( 图 3b) , 填料 为热固性树脂 ( 苯酚) ,耐热性好 ,适用于输出功率较名称材料用途铜换向器无氧铜 、DC 铜条 、B G -030金属板电刷电机 ,碳刷电机银换向器AgCuCd 、AgCuNi 、AgCuCdNi 、AgCd 等 复 合于无氧铜或 C7250贵 金 属 电 刷 电 机 , RU- 140 等金换向器在银 换 向 器 表 面 再 复 合 Au电子 调 速 电 机 , CD机主
21、 轴 电 机 等 音 响 电机样切制成长方形条状供使用 。2 . 4 . 2 橡胶阻尼器用 1 - 3 mm 厚的合成橡胶 NB R 与丙烯酸类粘 接材料贴合而成 ,也称黑色阻尼器 。减震效果好 ,但 工艺上不如白阻尼器操作方便 。2 . 4 . 3 油脂阻尼器它是一种粘度大的润滑剂 ,附着力大 ,点滴于刷 臂指定位置 。其减震效果好 ,又不产生硅 、硫等有害 气体 ,也没有纤维带来的危害 。但因油脂有流动性 ,作业性较差 ,同时价格也高 。2 . 4 . 4 粘接剂阻尼器 水溶性丙烯酸胶体制成的粘接剂 ,作业性好 ,价格也便宜 。2 . 5 电机馈电接线方式MBAU CH I 电机馈电接线端
22、子的型式有端盖侧 面接线片 、与端盖表面垂直的轴向接线片 、铁盖外圆 伸出接线板 、焊接引出线及端盖侧面有插孔等几种 , 如图 4 所示 。图 4 电机馈电接线端外形图 (单位 : mm)准化程度是很高的 。这也促使产量的提高 ,使它有条2 . 6 输出轴型式输出轴大多数为光轴 ,其次为轴端部滚花 ( FC -280 、F K - 280 ) , 还 有 单 扁 ( F K - 260 ) 、双 肩 ( F K -130) 等几种型式 。有加偏心轮成振动电机用于按摩 器等 ,更多地在轴头压上塑料齿轮或粉末冶金齿轮 ,作为传动主动轮 。3 结束语由于篇幅所限 ,不能一一对电机结构型式都进行 分析
23、 。但从以上的论述 , 也可见 MBAU CH I 电机标件大批量 、多品种进行现代化生产 。这一点可供我们开发新品 、引进国外先进技术认真借鉴的 。作者简介 :张旭东 ( 1941 - ) ,男 ,高级工程师 ,主要从事电机设计 、制造与标准化工作 。为进一步提高本刊的编辑质量 ,请您对此文在读者服务卡上圈上数字代码 :有价值 ,请圈 3 ;没有价值 ,请圈 4 。(上接第 7 页) 空间允许 ,在弧形直线感应电动机初级上可以携有一种或多种不同的专用工具 。如操作手 、 喷枪 、刷 子 、铲 、钻 、灯 、摄 像 机 、X 光 机 、 射 线 探 伤 仪 、焊枪 、喷堵设备等 , 完成不同的
24、工作任务 。在生 产 、安装过程中的管内外质量检查 ,对使用中管道的焊缝 、表面腐蚀 、裂缝破损等故障检查 ,恶劣环境下的 管道清扫 、喷涂 、焊接 、内部抛光 、对旧管道的清堵和 维修 、管道内外的器材运送 、抢救等 。5 弧形直线感应电动机的优点由于弧形直线感应电动机初级的磁路是通过管 道壁闭合的 ,充分利用生产环境中的钢管壁铁磁性材 料作为次级 ,与生产设备的有机结合 ,不用专设次级 。 它的合成磁场是行波做直线运动 ,省去中间把旋转运 动转化为直线运动的传动机构 ,这一研究成果带来了 许多优点 。积 ,节省了大量的空间 。(2) 造价低 ,寿命长弧形直线感应电动机充分利用生产现场固有的
25、钢管壁作次级 ,与同功率的机械式管道爬行器相比 ,原材料节省近 2/ 3 ,因而降低 了造价 ,费用低 。由于结构简单 ,不用维护 ,寿命长 。(3) 能直接产生直线运动和螺旋运动在管道内做直线往复 、垂直 、旋转等一系列运动 ,避免齿轮等产生的噪声 。(4) 精确控制可以在管道内或管道外 ,通过控制导向轮 ,做直线 、旋转 、逆向等一系列运动 。通过频率控制能实现精确控制 ,实现准确定位 。(5) 吸附力强在通电后将产生很强的吸附力 ,不存在打滑的问题 ,增强了安全性 、机动性 。(6) 推力大 ,效率高因为它暴露在工作环境中 ,散热条件好 ,绕组通过的电流额定值可以选得高一些 ,直接产生的推力也大 ,不受爬坡角度的限制 ,减 少了传动过程 ,大大提高了效率 。(下转第 14 页)(1) 体积小弧形直线感应电动机的初级与生产设备的结合 ,大大降低了生产成本 ,缩小了体积 ,与同类功率的管道爬行器相比 ,仅占机械式的 1/ 5 体file:/D|/新建 Microsoft Word 文档.txtdf机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldffile:/D|/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56
