[go: up one dir, main page]

RU2038675C1 - Small-sized motor rotor and its manufacturing process - Google Patents

Small-sized motor rotor and its manufacturing process Download PDF

Info

Publication number
RU2038675C1
RU2038675C1 SU5047223A RU2038675C1 RU 2038675 C1 RU2038675 C1 RU 2038675C1 SU 5047223 A SU5047223 A SU 5047223A RU 2038675 C1 RU2038675 C1 RU 2038675C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
coil
collector
winding
commutator
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Ю. Суворов
Г.Г. Кашин
В.М. Югов
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Бердское специальное конструкторское бюро"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Бердское специальное конструкторское бюро" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Бердское специальное конструкторское бюро"
Priority to SU5047223 priority Critical patent/RU2038675C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2038675C1 publication Critical patent/RU2038675C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: small-sized motor rotor that has shaft mounting commutator, coil varistor, and ring building up magnetic tension to hold spherical surface of shaft tight against thrust bearing, is characterized in that coil is wound on commutator built up of laminations with projecting portions joined together by means of themoplastic compound. Commutator has slot receiving varistor. End portions of mentioned coil are placed above projecting parts of commutator and shaft is double-step structure. Manufacturing process for this rotor involves winding of coil groups onto cylindrical mandrel followed by their molding. Prior to winding onto mandrel, commutator is installed with its slot accommodating varistor electrically connected with commutator laminations, then coil sections are wound from wire covered with thermoplastic adhesive layer on mandrel, with end portions above projecting parts of commutator, by means of easily removable arbor. In the course of winding, coil leads immediately wound on projecting laminations of commutator and then winding is blown down with hot air for short time not over 20 s for pre-holding of winding turns on mandrel. Rotor is removed from mandrel and mounted on other one heated to 100-150 C; hollow cylinder heated to same temperature is gradually fitted onto coil. Entire assembly is then heated to not lower than 150 C and rotor is held at this temperature for to not lower than 150 C and rotor is held at this temperature for at least 15 min depending on rotor design; then rotor is cooled down to 20 60 C and removed from mandrel; coil leads and commutator laminations are soldered. EFFECT: simplified design of commutator and rotor as a whole; facilitated procedure, reduced labour consumption. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции и изготовлению полого двигателя постоянного тока. Такие двигатели используются, когда требуется незначительная инерция ротора, связанная с малым временем пуска, и повышенная надежность двигателя. The invention relates to mechanical engineering, namely to the design and manufacture of a hollow DC motor. Such motors are used when a slight inertia of the rotor is required, associated with a short start time, and increased engine reliability.

Известен малогабаритный двигатель с полым ротором, стенки которого образуются обмоткой, запрессованной в пластмассу, обмотка имеет цилиндрическую форму. Концы секции обмотки выводятся к коллектору, который укреплен на валу. A small-sized engine with a hollow rotor is known, the walls of which are formed by a winding pressed into plastic, the winding has a cylindrical shape. The ends of the winding sections are displayed to the collector, which is mounted on the shaft.

Недостатком данного двигателя является высокая трудоемкость изготовления, низкая надежность и трудность автоматизации изготовления двигателя такой конструкции. The disadvantage of this engine is the high complexity of manufacturing, low reliability and the difficulty of automating the manufacture of an engine of this design.

Известен малогабаритный двигатель, ротор которого содержит вал с закрепленным на нем фланцем для крепления обмотки, коллектор, состоящий из металлического контакта сложной формы и залитый реактопластом, варистор, закрепленный на выводах коллектора и расположенный в отверстии, сформованном в лобовых частях катушки, собственно катушку и кольцо, создающее магнитное натяжение для прижима сферической поверхности вала к подпятнику. A small-sized engine is known, the rotor of which contains a shaft with a flange mounted on it for fastening the winding, a collector consisting of a metal contact of complex shape and filled with thermosetting plastic, a varistor mounted on the terminals of the collector and located in the hole formed in the frontal parts of the coil, the coil itself and the ring creating magnetic tension to clamp the spherical surface of the shaft to the thrust bearing.

Недостатком данного устройства является высокая сложность конструкции, обусловленная наличием деталей сложной формы (коллектор и фланец), изготавливаемых методом резанья металлов, сравнительно большой диаметр рабочей части коллектора, что снижает надежность двигателя. Кроме того, такой двигатель имеет значительные активные потери в лобовой части катушки, обусловленные наличием отверстия для установки варистора. Такая конструкция двигателя очень трудно поддается автоматизации изготовления. The disadvantage of this device is the high complexity of the design, due to the presence of parts of complex shape (collector and flange) made by metal cutting, the relatively large diameter of the working part of the collector, which reduces the reliability of the engine. In addition, such an engine has significant active losses in the frontal part of the coil, due to the presence of holes for installing the varistor. Such an engine design is very difficult to automate.

Известен способ изготовления ротора малогабаритного двигателя путем намотки катушечных групп на цилиндрическую оправку, имеющую коническую поверхность на одном из торцов, с последующей их формовкой. Перед намоткой на оправку устанавливают шаблоны, причем число шаблонов соответствует числу наматываемых катушечных групп, а внутренняя поверхность каждой части имеет выемку, соответствующую профилю секции, затем производят намотку всех катушечных групп, затем отводят шаблоны и фиксируют обмотку при помощи полого стакана. A known method of manufacturing a rotor of a small engine by winding coil groups on a cylindrical mandrel having a conical surface on one of the ends, followed by their molding. Before winding onto the mandrel, templates are installed, the number of templates corresponding to the number of reel-up groups being wound, and the inner surface of each part has a recess corresponding to the section profile, then all reel-groups are wound, then the templates are retracted and the winding is fixed with a hollow glass.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость и сложность изготовления. The disadvantage of this method is the high complexity and complexity of manufacture.

Задача изобретения состоит в создании простой конструкции ротора и упрощении технологии его изготовления. Следствием решения этой задачи является повышение надежности двигателя. The objective of the invention is to create a simple design of the rotor and simplify the technology of its manufacture. The consequence of solving this problem is to increase engine reliability.

Задача решается в устройстве тем, что в роторе малогабаритного двигателя, содержащем вал с закрепленным на нем коллектором, катушку, варистор и кольцо, создающее магнитное натяжение для прижима сферической поверхности вала к подпятнику, катушка намотана на коллектор, представляющий собой ламели, скрепленные между собой при помощи термопластичной массы и имеющие паз для установки варистора, лобовые части катушки расположены поверх варистора, а вал выполнен двухступенчатым. The problem is solved in the device by the fact that in the rotor of a small engine containing a shaft with a collector mounted on it, a coil, a varistor and a ring that creates magnetic tension to clamp the spherical surface of the shaft against the thrust bearing, the coil is wound on a manifold, which is a lamella fastened together with using thermoplastic mass and having a groove for installing the varistor, the frontal parts of the coil are located on top of the varistor, and the shaft is made in two stages.

Упрощение конструкции достигается за счет того, что коллектор конструктивно представляет собой диск из термопластичной массы, в которой закреплены ламели, изготовленные, например, из проволоки круглого сечения. Этот диск выполняет одновременно функцию коллектора и фланца для крепления катушки. Simplification of the design is achieved due to the fact that the collector is structurally a disk of thermoplastic mass, in which lamellas made, for example, of round wire are fixed. This disk simultaneously performs the function of a collector and a flange for mounting the coil.

Повышение надежности двигателя осуществляется за счет уменьшения диаметра рабочей части коллектора с одновременным введением опорной поверхности для осевых нагрузок вала. Для этого вал двигателя выполнен ступенчатым. В зоне коллектора уменьшен диаметр вала, так как в этой части к валу прикладывается лишь осевая нагрузка, а радиальная практически отсутствует, что и позволяет уменьшить диаметр вала в зоне коллектора по отношению к диаметру всего вала. Уменьшение диаметра ограничено технологическими возможностями и заданной осевой нагрузкой на ось двигателя. Improving the reliability of the engine by reducing the diameter of the working part of the collector with the simultaneous introduction of a supporting surface for axial loads of the shaft. For this, the engine shaft is made stepped. In the area of the collector, the shaft diameter is reduced, since in this part only axial load is applied to the shaft, and the radial load is practically absent, which makes it possible to reduce the diameter of the shaft in the zone of the collector with respect to the diameter of the entire shaft. The diameter reduction is limited by technological capabilities and a given axial load on the engine axis.

Задача в способе решается тем, что в способе изготовления полого ротора путем намотки катушечных групп на цилиндрическую оправку с последующей их формовкой перед намоткой на оправку устанавливают коллектор, в пазы которого размещают варистор, электрически связанный с ламелями коллектора, затем наматывают секции катушки на оправку с размещением лобовых частей катушки поверх коллекторного узла при помощи легкосъемных шаблонов проводом с термопластичным клеевым слоем, причем в процессе намотки выводы катушки сразу наматывают на выступающие ламели коллектора, после чего производят обдув намотки горячим воздухом в течение короткого времени (не более 20 с) для предварительной фиксации витков обмотки на оправке, снимают ротор с оправки и переставляют на другую, нагретую до 100-150оС, и плавно насаживают на катушку полый цилиндр, также нагретый до этой температуры, затем всю конструкцию нагревают до температуры не ниже 150оС и выдерживают ротор при этой температуре не менее 5 мин в зависимости от сложности ротора, затем охлаждают до 20-60оС, после чего извлекают ротор и производят пайку выводов катушки к ламелям коллектора.The problem in the method is solved by the fact that in the method of manufacturing a hollow rotor by winding coil groups on a cylindrical mandrel with their subsequent molding, a collector is installed before winding on the mandrel, in the grooves of which are placed a varistor electrically connected to the collector lamellas, then sections of the coil are wound on the mandrel with placement the frontal parts of the coil over the collector assembly using easily removable templates with a wire with a thermoplastic adhesive layer, and during winding the coil leads are immediately wound onto a protrusion guides lamella collector, whereupon winding blowing hot air for a short time (no more than 20) for preliminary fixation of winding turns on the mandrel, the mandrel is removed from the rotor and rearranging the other heated to 100-150 ° C, and gently pushed onto the coil hollow cylinder, also heated to this temperature, and then the entire structure is heated to a temperature not lower than 150 ° C and held at this temperature for a rotor at least 5 minutes, depending on the complexity of the rotor, then cooled to 20-60 ° C, after which the rotor is recovered and produce soldering coil leads to collector lamellas.

В прототипе после изготовления катушки необходимо произвести сборку коллектора и катушки, затем закрепить выводы катушки на ламелях коллектора и произвести запайку выводов. In the prototype, after the manufacture of the coil, it is necessary to assemble the collector and coil, then fix the conclusions of the coil on the lamellas of the collector and seal the conclusions.

В предлагаемом способе упрощение технологического процесса изготовления ротора малогабаритного двигателя достигается за счет того, что катушка наматывается непосредственно на коллектор и снимается с оправки не катушка, а готовый ротор. In the proposed method, the simplification of the manufacturing process of the rotor of a small engine is achieved due to the fact that the coil is wound directly on the collector and not the coil, but the finished rotor is removed from the mandrel.

На фиг.1 изображен ротор малогабаритного двигателя; на фиг.2 коллектор. Figure 1 shows the rotor of a small engine; figure 2 collector.

Ротор малогабаритного двигателя содержит коллектор 1, состоящий из ступенчатого вала 2, ламелей 3, закрепленных на валу при помощи термопластичной массы 4, в которой выполнено посадочное место под варистор 5, катушку 6 и металлическое кольцо 7. The small-sized engine rotor contains a collector 1, consisting of a stepped shaft 2, lamellas 3, mounted on the shaft using a thermoplastic mass 4, in which a seat for a varistor 5, a coil 6 and a metal ring 7 is made.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Ротор находится в воздушном зазоре электродвигателя между цилиндрическим магнитом и корпусом электродвигателя. Таким образом, ротор находится в магнитном поле, создаваемом постоянным магнитом. Ток в катушку 6 подается через ламели 3 коллектора. Магнитное поле, возникающее в результате прохождения тока через катушку, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита. В результате этого взаимодействия возникают электромагнитные силы, заставляющие ротор перемещаться вокруг своей оси, т.е. ротор проводится во вращение. The rotor is located in the air gap of the electric motor between the cylindrical magnet and the motor housing. Thus, the rotor is in a magnetic field created by a permanent magnet. The current in the coil 6 is fed through the lamellas 3 of the collector. The magnetic field resulting from the passage of current through the coil interacts with the magnetic field of a permanent magnet. As a result of this interaction, electromagnetic forces arise, causing the rotor to move around its axis, i.e. the rotor is rotated.

Для изготовления ротора малогабаритного двигателя предлагаемым способом необходимо установить на оправку коллектор, изготовленный предварительно методом запрессовки в термопластичную массу ламелей и вала ротора, затем установить в паз коллектора варистор и подвести шаблоны. После этого производится посекционная намотка катушки на коллектор, причем после намотки каждой секции катушки производится закрепление вывода катушки на соответствующую выступающую ламель. Намотка производится проводом с термопластичным клеевым слоем. После окончания намотки нагревают витки катушки с помощью струи горячего воздуха, подаваемого через гибкий воздухопровод, на конце которого установлен нагреватель. Обдув проводится в течение короткого промежутка времени, которого достаточно для того, чтобы термопластичная изоляция провода размягчилась и произошло слипание витков между собой, т.е. обеспечена предварительная фиксация витков катушки. Окончательное спекание и формовку катушки производят на другой оправке, предварительно нагретой, например, в нагревательном шкафу. На эту оправку, имеющую отверстия для вала ротора, устанавливают ротор, насаживают на него цилиндр, также нагретый в шкафу. Предварительный нагрев оправки и цилиндра обеспечивает уменьшение усилия сборки этой конструкции и предотвращает повреждение витков, так как при повышенной температуре более 100оС обеспечивается пластичность витков обмотки без нарушения ее целостности. Полученную конструкцию нагревают до 175 ± 20оС, например, в нагревательном шкафу, и выдерживают при этой температуре в течение времени, необходимого для окончательной формовки катушки. Затем производят охлаждение конструкции на воздухе при комнатной температуре до 20-60оС. Затем конструкцию разбирают и вынимают готовый ротор, производят припайку выводов катушки к ламелям коллектора.To manufacture the rotor of a small-sized engine by the proposed method, it is necessary to install a collector on the mandrel, previously made by pressing them into the thermoplastic mass of the lamellas and rotor shaft, then install a varistor in the groove of the collector and draw the templates. After this, sectional winding of the coil on the collector is performed, and after winding each section of the coil, the output of the coil is secured to the corresponding protruding lamella. Winding is carried out with a wire with a thermoplastic adhesive layer. After winding is completed, coil turns are heated with a jet of hot air supplied through a flexible air duct, at the end of which a heater is installed. Blowing is carried out for a short period of time, which is sufficient for the thermoplastic insulation of the wire to soften and coalesce together, i.e. preliminary fixation of coil turns is provided. The final sintering and molding of the coil is carried out on another mandrel preheated, for example, in a heating cabinet. A rotor is mounted on this mandrel, which has openings for the rotor shaft, and a cylinder is inserted onto it, also heated in a cabinet. Preheating of the mandrel and a cylinder of this design reduces the assembly effort and prevents damage to the windings, as at an elevated temperature greater than 100 ° C. ductility provided by winding coils without compromising its integrity. The resulting structure is heated to 175 ± 20 about With, for example, in a heating cabinet, and maintained at this temperature for the time required for the final molding of the coil. Then produce cooling structure in air at room temperature to 20-60 ° C. Then construct disassembled and the finished rotor is removed, producing the soldering terminals of the coil to the commutator bars.

При необходимости для увеличения жесткости конструкции ротора лобовые части катушки пропитывают клеем с малой вязкостью, т.е. лобовые части катушки приклеиваются к коллектору. If necessary, to increase the rigidity of the rotor design, the frontal parts of the coil are impregnated with low viscosity adhesive, i.e. the frontal parts of the coil adhere to the collector.

Claims (2)

1. Ротор малогабаритного двигателя, содержащий вал с закрепленным на нем коллектором с токопроводящими элементами, катушечную обмотку, варистор, электрически связанный с токопроводящими элементами коллектора, и кольцевой элемент для обеспечения магнитного натяжения и прижима сферической поверхности вала к подпятнику подшипника двигателя, отличающийся тем, что вал выполнен двухступенчатым, токопроводящие элементы коллектора выполнены в виде ламелей с выступающими над поверхностью коллектора частями, скрепленных между собой термопластичной массой, коллектор выполнен с пазом, в котором размещен варистор, секции обмотки и ее лобовые части размещены поверх выступающих частей коллектора. 1. The rotor of a small engine containing a shaft with a collector mounted on it with conductive elements, a coil winding, a varistor electrically connected to the conductive elements of the collector, and an annular element to provide magnetic tension and clamp the spherical surface of the shaft to the thrust bearing of the motor, characterized in that the shaft is made two-stage, the collector's conductive elements are made in the form of lamellas with parts protruding above the collector surface, fastened together by a thermoplastic with the mass, the collector is made with a groove in which the varistor is placed, the winding sections and its frontal parts are placed over the protruding parts of the collector. 2. Способ изготовления ротора малогабаритного двигателя, согласно которому наматывают на цилиндрическую оправку секции катушечной обмотки ротора при помощи шаблона и осуществляют их последующую формовку, отличающийся тем, что перед намоткой катушечных групп на цилиндрическую оправку устанавливают коллектор, размещают в его пазу варистор, затем наматывают на коллектор проводом с термопластичным клеевым слоем секции катушечной обмотки с размещением ее лобовых частей поверх коллектора и при этом закрепляют выводы секций катушечной обмотки на выступающих частях ламелей, затем обдувают обмотку горячим воздухом в течение не более 20 с для предварительной фиксации витков обмотки, снимают ротор с цилиндрической оправки и переносят его на другую оправку, нагретую предварительно до 100 150oС, плавно насаживают на катушечную обмотку полный технологический цилиндр, также предварительно нагретый до указанной температуры, затем всю конструкцию нагревают до температуры не ниже 150oС и выдерживают при ней в течение не менее 15 мин, затем охлаждают до 20 60oС, извлекают ротор и производят пайку выводов катушечной обмотки к ламелям коллектора.2. A method of manufacturing a rotor of a small engine, according to which sections of the coil winding of the rotor are wound on a cylindrical mandrel using a template and their subsequent molding is carried out, characterized in that a collector is installed on the cylindrical mandrel before winding, placed in its groove a varistor, then wound on the collector with a wire with a thermoplastic adhesive layer of the coil winding section with the placement of its frontal parts on top of the collector and at the same time fix the conclusions of the coil coil sections the slots on the protruding parts of the lamellas, then blow the coil with hot air for no more than 20 s to pre-fix the turns of the winding, remove the rotor from the cylindrical mandrel and transfer it to another mandrel, preheated to 100 150 o C, smoothly insert the full technological winding onto the coil winding the cylinder is also preheated to the indicated temperature, then the entire structure is heated to a temperature of at least 150 o C and maintained at it for at least 15 minutes, then cooled to 20 60 o C, the rotor is removed and producing t soldering the conclusions of the coil winding to the collector lamellas.
SU5047223 1992-04-23 1992-04-23 Small-sized motor rotor and its manufacturing process RU2038675C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047223 RU2038675C1 (en) 1992-04-23 1992-04-23 Small-sized motor rotor and its manufacturing process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047223 RU2038675C1 (en) 1992-04-23 1992-04-23 Small-sized motor rotor and its manufacturing process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2038675C1 true RU2038675C1 (en) 1995-06-27

Family

ID=21606782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5047223 RU2038675C1 (en) 1992-04-23 1992-04-23 Small-sized motor rotor and its manufacturing process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2038675C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792760C1 (en) * 2022-07-06 2023-03-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Integrated collector machine

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 493863, кл. H 02K 15/08, 1973. *
Миниатюрный коллекторный двигатель ДП 20 - 0, 1 - 2 - Vi. I VI. I ЫШЗ. 120. 001, г.Владимир. *
Онацевич М.А. Электродвигатели постоянного тока для магнитофонов. М.: Энергия, 1971, с. 18-20. *
Экспонат отраслевого конкурса на разработке ряда малогабаритных двигателей для переносных магнитофонов. Приказ Минрадиопрома от 13.07.90. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792760C1 (en) * 2022-07-06 2023-03-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Integrated collector machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2806570B2 (en) Method of manufacturing a salient pole of a motor and a motor element
US6394767B1 (en) Blower and a manufacturing method of the same
US3863336A (en) Method of manufacturing flat-type rotors
US20050206264A1 (en) Manufacturing method of armature, manufacturing method of motor, and armature
JP3320714B2 (en) Method for manufacturing a stator of an electric machine, preferably a three-phase alternator
US6012217A (en) Method of fabrication of motor coil stator including bobbin wound coils
US4888508A (en) Device and procedure to adjust the axial play between the rotor and the stator mounted bearings of an electrical motor
US3599325A (en) Method of making laminated wire wound armatures
US5606208A (en) Brushless motor having terminals for connecting winding ends to circuit board lands
JP2005124360A (en) Motor or generator and method for manufacturing the same
JP2002325385A (en) Stator structure of rotating field electrical apparatus
RU2038675C1 (en) Small-sized motor rotor and its manufacturing process
MX2008014328A (en) Commutator rotor of an electrical machine and procedure for its manufacture.
CN108199516B (en) Plastic hot-melt connector for motor stator and production method
US7633187B2 (en) Stator for reciprocating motor and fabrication method thereof
KR20050070732A (en) Structure for assembling armature coil in slotless brushless dc motor
US3834014A (en) Method of making laminated wire wound/armatures
GB2052170A (en) Improvements in or relating to fuel supply units
JP3632511B2 (en) Motor insulation structure and motor stator manufacturing method
JPS5932980B2 (en) induction motor stator
US5819397A (en) Method for assembling a three-phase current transformer
US5791585A (en) Apparatus for maintaining the position of a rotating bobbin relative to a transformer core leg
JPH01138936A (en) Manufacture of induction motor stator
JPH06292335A (en) Stator of brushless motor
US6011340A (en) Dynamo-electric apparatus and methods for manufacturing