1、熱固性塑料在換向器中的選用熱固性塑料在換向器中的選用摘要:熱固性塑料在換向器制造中有著至關重用的作用,因換向器的機械性能,耐熱性,尺寸穩定性主要由其決定,在換向器制造中它的重要性儀次于銅材鑒于熱固性塑料種類多,性能復雜,生產廠家水平差異大,在換向器設計時選用一款性價比高的熱固性塑料有一定難度,文章給各位使用者在選用時帶來一定的指導作用.關鍵詞:熱固性塑料;換向器;制造中圖分類號:TM304文獻標識碼:E文章編號:10047018(201201007302 TheSelectionandApplicationofThermosettingPlasticsinCommutator XlONGSha

2、ozht(ShenzhenSompMotorCo.,Ltd.,Shenzhen312000,ChinaAbstract:Themechanicalpropey,theheatresistanceandthesizestabilityofcommutatorwe redeterminedbythermosettingplastics.Nexttocoppermaterial,thermosettingplasticsplayedakeyroleincommutatorproducing.Th ereweredifficultiesindesignselectionforthevarieties,

3、theperfomaancecomplexitiesandproducerdifferencesofthermosettingplastics. Thedirectionsandadvicesweregiven.Keywords:thermosettingplastic;eommutator;producingO引言熱固性塑料在換向器制造中有著至關重要的作用,它主要決定著換向器的機械性能,耐熱性,尺寸穩定性,在換向器制造中它的重要性僅次于銅材.鑒于熱固性塑料種類多,性能復雜,生產廠家水平差異大,在換向器設計時選用一款性價比高的熱固性塑料有一定難度.熱固性塑料是由各類樹脂基體加填料混合而成,常用

4、的填料有云母粉,石英砂,玻璃纖維,顏料等.在換向器行業中應用最多的樹脂是酚醛樹脂,它的特點是具有高強度的機械性能,以及良好的抗酸堿性,在加熱時發生縮聚反應產生不熔化不溶解的固體,此反應是一種不可逆轉的化學反應,這也是與熱塑性塑料的最大不同點.根據縮聚反應所產生的附屬物中是否含有氨氣,可分為有氨型的線性酚醛和無氨型的可溶酚醛,前者耐溫最高250左右,而后者耐溫可達300以上.本文把用于換向器行業中的熱固性塑料簡稱為換向器塑料.1換向器塑料的通用性能;優良的電性能,衡量指標有:絕緣電阻,耐電弧性;加工成換向器的評估方法,在規定泄漏電流下測試換向片之間, 換向片與內孔壁之間各自能否承受規定的電壓值,

5、以及用兆歐表測量換向片之間,換向片與內孔壁之間的最大電阻值能否滿足要求等.優良的機械性能,在換向器行業中對其間接的評估方法主要有以下四種.(一常溫和高溫下的超速實驗:測量換向片間相對段差變化量,換向器工作表面相對徑向變化量是否滿足規定要求,便可綜合得出換向器塑料在常溫下,高溫下以及動態下的穩定性.(二內孔壓爆實驗:用規定錐度的軸沿軸向壓入不帶襯套換向器的內孔,直至內孑L壁被壓裂.該實驗不僅評估了塑料自身的結合能力,同時模擬了換向器內孔與電樞軸配合時可承受的最大過盈量.(三換向片剝離實驗:將換向片按要求速度從換向器主體沿著徑向剝離,測量出換向片脫離時的最大力,從而評估出模塑料與銅片的沾附能力.(

6、四溫度沖擊實驗:將換向器置于規定濕度的高低溫沖擊實驗箱中,然后按要求進行溫度差不少于100%高低溫轉換.當完成規定的循環次數后,測量換向器的換向片之間相對段差變化量,以及工作表面徑向的相對變化量,便可得出該種塑料在溫度驟然變化時的穩定性.2換向器塑料選擇下面我們按換向器的應用領域來考查換向器塑料應具有的性能.家電類換向器.除吸塵器電機外,其它電機工作條件和環境一般要求不高,只需換向器塑料有良好的機械性能,電性能,較好的尺寸穩定性以及與銅片有較強的沾附能力等.對此類換向器塑料大多數國產料能滿足要求,如WH一5515, AL一6551是不錯的選擇,當然,對電機要求相對較高的情況, 可考慮選取進口料

7、,如PM一6432,CP一7111,CN一6641等. 吸塵器電機轉速可達2000040000r/min,發熱量大,運行條件惡劣,要求換向器塑料具有優異的機械性能,電性能,良好的熱穩定性等.目前功率不超過500W的吸塵器電機,可選用國產料WH一8010,WH一5515外,其它功率的換向器建議選擇進口料為好,如CP一7010,PM一6280等.另外,對于出口到美國的家電類電機,美國對換向器使用的塑料有其特殊要求,所用塑料的抗電弧跡徑指數不超過2級.目前針對此種情況可選擇的換向器用塑料有:PM一6545,PG一8651等,但需要說明的是,此類塑料由于提高了電性能,其機械性能有所降低.汽車用電機換向

8、器.這類電機屬于低壓直流類,用漆包線直徑比同功率的高壓電機粗,故在點焊時所需的電流更大,因而換向器承受的熱沖擊更劇烈,并且要求電機在各種復雜環境下均能可靠運行,這就需要換向器塑料具有良好耐熱性,尺寸穩定性以及與銅片可靠的沾附能力.汽車電機換向器塑料在此處分三種情況說明.情況一,常規低功率電機.如升降窗電機,電動座椅電機,雨刮電機等,該種電機對換向器塑料要求不高,常用的PM一6432,PM一6630,CP一7111,WH一5515等都能較好滿足要求.情況二,特殊類低功率電機.以燃油泵電機為代表,由于電機使用環境的特殊性,要求換向器塑料不僅具有較好的機械性能,更要有優異的耐油性,耐水性等,常選用P

9、M一6600,PM一660,CP-7320等.情況三,高功率電機.以起動電機為代表,此類電機轉速高(可達到22000r/min,功率大(可達10kW,電樞所用漆包線的橫截面面積大(可達到20mm,這要求換向器塑料具有優異機械性能,耐熱性,尺寸穩定性等.常用的換向器塑料有:PM一6530,PM一6830,CP一7010等,當然對低功率起動電機也可選用43302.電動工具用電機.此類電機具有轉速高,受到外在沖擊大,換向火花大的特點.要求換向器塑料具有高強度,高耐熱性,高耐電弧性等,可選用塑料有RX一6551S,PM一6552,CP一7010,CN一6575等.對上述換向器塑料的選用進行匯總如表1所

10、示.表1換向器塑料選用匯總生產商用途住友日立化成松下奧特萊特無錫創達寧波安力洗衣機,料理機,豆漿機,電吹PM-6432CP-711lCN-667lWH-55l5AL-6551 家電及辦公設備類風,碎紙機,傳真機等PM-6630CN-9388WH-65l5電機吸塵器PM-6280CP一70l0CN-6575PG-8652WH-8010滿足UL1004的家電類電機PM-6545PG一8651升降窗電機,電動座椅電機,PM-6432CP一711lCN-6641WH-5515AL-6551 鼓風機電機,冷凝器電機等PM-6630CN一677lWH-6515AL-6528PM-660CP-7320汽車用

11、電機類燃油泵電機PM-6600PM-6530CP一7O10CN-6930WH-5515起動電機PM-6830CP-8710RX-6551SCP-7010CN一6575PG-655lWH-8010手電鉆,角磨機,切割機,電圓電動工具電機PM-6552PG-6552V-H-8642鋸,電刨,割草機等PG-6559注:以上分類僅供使用時參考.3換向器塑料關鍵工序通過上面的介紹,我們對換向器塑料的選擇有了一個較清晰的思路,但對于任何一款塑料的性能是否能充分發揮,除與它本身的特點有關外,與后序的加工工藝也有著密切的關系.下面簡述后序加工中的壓制,固化兩道關鍵工序.壓制工序:熱固性塑料在壓制前最好壓成料餅

12、同時預熱,其優點是,壓成料餅后能減少模塑料內部的空氣含量,從而利于熱傳遞,縮短了預熱和保壓固化時間,并能避免換向器毛坯出現較多氣孔,從而提高了換向器的機械性能.預熱的作用:縮短閉模時間,加快固化速度,提高模塑料的流動性,增加固化的均勻性,減少制品因收縮不均勻產生的內應力.關于壓制時溫度,壓強,保壓時間的選擇.溫度的選擇與模具結構有一定關系,對壓塑模,壓注模,注射模常將中模腔的溫度控制在140170%,這個范圍內的溫度最有利于酚醛塑料成型. 餅料預熱壓強:1419MPa;餅料不預熱壓強:1823 MPa. 保壓時間的設定:根據換向器毛坯的模塑料壁厚確定, 一 般按每 1mm 壁厚需 4060mi

13、n,當然同時還要考慮到員 工的操作時間是否充足. 換向器塑料的后期固化,其作用如下:提高制品的耐高 溫強度,尺寸穩定性,消除成型內應力等后期固化溫度的設 定;為了避免后期因溫度設定不合適產生新的內應力,一般 分三個步驟來進行: (a5060min 升溫到 160180C,保溫 46h; (b4050min 升溫到 200230oC,保溫 48h; (c4050min 升溫到 240250,保溫 24h; 對耐溫沒有特殊要求的換向器,如汽車類,小家電類,辦 公設備類等,只需設定到第二步即可.若對耐溫要求高的換 向器,如吸塵器,電動工具,則需設定到第三步. 4 結語 在實際選擇換向器用塑料時,除借鑒本文闡述的方法 外,還要結合使用國的法律,法規的限定,顧客的特殊要求, 壓制模具的結構等多方面進行論