Способ соединения концов обмотки якоря электрической машины с пластинами графитового коллектора

 

(1ц-936 1 32

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рвснублик

{61) Дополнительное к авт.свид-ву (22) Заямеио 12.11.80 (21) З00З040/24-07 с присоедииеииент заявки М (28) Приоритет (ы)М. Кл.

Н 01 R 43/06

3Ъеударствснный кентет

СССР во аеатт нзабретеннй в уткрнткй

Опубликоваив 15.06.82. бюллетень,лв 22 (53) УЛ,К 621.З. .047 (088.8) Дата ояубликоваиия описания 15.06.82

P. Ф. Векишев, С. И. Качни, Г. Г. Константинов, О, А. Кашин, В. Е. Овчаренко и Г. И. Стецанов (72) Авторы изобретения

Томский. ордена Октябрьской Революции и ордена (ерундового Красного.

Знаеклн лолнтеаничсскнй ннстнттт нн. С. М. Кнроер н Слбнрскелт ордена

Трудового Красного Знамени физико-технический инеттпут,, им. В. Д. Кузнецова

{71) Заявители т (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ, КОНЦОВ ОБМОТКИ ЯКОРЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ М)ЬР(НЫ С ПЛАСТ1(ЙАМИ

ГРАФИТОВОГО КОЛЛЕКТОРА

Изобретение относится к электромашино строению и может найти применение при соединении концов обмоток якорей электрических машин с пластинами графитовых кол-. лекторов.

Известен способ соединения концов обмотки якоря электрической машины с пластинами графитового коллектора путем сварки и пайки графита с медью (1).

Однако поскольку углеродные материалы непосредственно с медью обмотки не соединяются, то необходима предварительная металлизация петушков графитовых пластин или применение специальных припоев, способных смачивать графит, в этом случае не обеспечивается хорошая механическая прочность и электропроводность соединения.

Наиболее близким к изобретению является способ соединения концов обмотки якоря

20 электрической машины с пластинами графитового коллектора, включающий металлизацню петушков коллектора путем нанесения гальванопокрытия н пайку концов обмотки к металлизированной поверхности петушков мягкими ирнноя ми (27.

Однако при оптимальной толщине гальванопо:крытия (около 6 мкм) Ж-"за его малой величины и пористости наблюдается довольно быстрое окисление нанесенного слоя металла, что накладывает определенные требования по сокращению времени между операцией нанесения гальванопокрьпия и пайкой выводов якорной обмотки. Кроме того, такое гальванопокрытие легко повреждается механически.

Оно также не допускает повторной пайки, так. как при многократном нагревании происходит выгорание покрьпия. Увеличение толщины гальванопокрытия приводит к снижению ego прочности и увеличению удельного переходного сопротивления. В ряде случаев даже прочность покрытия оптимальной тол-, щины оказывается недостаточной, что вызывает нарушение соединения. Это, в частности происходит при распайке обмоток с диаметром провода более 1 мм, когда механические усилия, действующие на медные выводы в процессе изготовления якоря и прн работе

3 936132 электрической машины передаются к месту пайки вследствие высокой жесткости провода, Цель изобретения — повышение механической прочности и электропроводности соединения концов обмотки якоря с пластинами графитового коллектора.

Поставленная цель достигается тем, что металлизацию петушков коллектора осуществляо ют в вакуумной камере при давлении 0,0150,150 Па путем окунания петушков коллекто- 10 ра в расплав олова с титаном, содержащий.

6 — 7% титана, при 973 — 1073 К и выдержке при этой температуре в расплаве в течение ,20 — 30 с.

На чертеже изображено устройство реалиэу- 15 ющее способ.

Алундовый тигль 1 с расплавом .2 олова:. и титана помещаются в камеру, состоящую . из корпуса 3 и герметически закрываемой крьиикой 4. Сам тигль 1 при этом дополнительно устанавливают в тигль 5 из графита во избежание вытекания расплава при растрескивании тигля 1. Графитовый тигль 5 стоит на подставке 6 из жаропрочного, теплоизоляционного матерйала, например, шамотного кир- 5 пича. При этом тигли 1 и 5 размещены внутри. витков индуктора 7. На стержне 8, который может перемешаться в вертикальном направлении, закрепляют коллектор 9 петушками вниз. После этого крышку 4 гермети- 5р чески закрывают и через трубку 10 откачивают воздух иэ камеры до установления давления 0,015 — 0,150 Па, что исключает окисление покрытия при высокой температуре.

На выводы индуктора подают напряжение вы35 сокой частоты. Индукдионные токи, возникаюище в тигле 5 из графита, разогревают расплав до 973 — 1073 К. Коллектор 9, закрепленный на стержне 8 опускают петушковой ча-. стью в расплав 2 и выдерживают в нем в

40 течение 20 — 30 с. После чего коллектор 6 вынимают из расплава 2, остужают камеру заполняют воздухом и открывают крышку 4, Коолектор с металлизированной петушковой частью снимают со стержня 8 и подают на следующую технологическую операцию. Про45 цесс металлизации можно наблюдать через смотровое отверстие 11 в крьшпсе 4. Расплав 2 содержит 6 — 7% титана. Снижение содержания титана приводит:к ухудшению качества покрытия, а его увеличение ведет к зна-5 чигель ому возрастанию рабочей температуры расплава.

Применение специализированного оборудования позволяет за один цикл герметизацияразгерметизация металлизировать укрупненную 55 партию коллекторов.

После установки коллектора на якоре и укладки обмотки производится распайка кон4 цов обмотки мягкими припоями к метализированной поверхности петушков графитового коллектора.

При погружении графитового коллектора в расплав олова,с титаном на поверхности графита образуется переходный слой карбида титана толщиной 0,05 — 0,1 мкм, который очень прочно сцеплен с графитовым основанием. Такое же прочное соединение образуется между оловом и карбидом титана. Толщина оловянного покрытия в определенных пределах регулируется температурой и временем выдержки в расплаве. Оптимальная толщина слоя составляет 5-7 мкм. В результате получается очень прочное и плотное покрытие, предел прочности на растяжение которого более 100 10 Па.

Коллектор, металлиэированный данным способом, может длительное время храниться на воздухе, допускает многократное повторение процесса пайки концов обмотки якоря. Огсутствие пор и других дефектов способствует высокой стойкости покрытия к окислению.

Удельное переходное электросопротивление данного покрытия значительно ниже, чем у гальванопокрытия и составляет порядка 10—

15 Оммм /м.

Изобретение позволяет повысить механическую прочность и электропроводность соединения концов обмотки якоря с пластинами графитового коллектора.

Формула изобретения

Способ соединения концов обмотки якоря электрической машины с пластинами графитового коллектора, включающий металлизацию петушков коллектора и припайку концов обмот..ю ки к металлизйрованной поверхности петушков припоями, о т л и ч а ю .шийся тем, что, с целью повь1шения механической прочности и электропроводности соединения, металлизацию петушков коллектора осуществляют в вакуумной камере при давлении

0,015 — 0,150 Па путем окунания петушков коллектора в расплав олова с титаном, содержащий 6 — 7% титана, при температуре 973—

1073 K и выдержке при этой температуре в расплаве в течение 20 — 30 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аникии Л. Т. и др. Пайка и сварка графита, М., "Металлургия", 1978, с. 81 — 86.

2. Журнал Технология электротехнического производства, и .8, 1979, с. 5-7.

936132.

Составитель В. Воскобойников

Техред М. Pelsec

Корректор Л. Бокшаи

Редактор Н. Воловик

Заказ 4232/61

Подписное

Тираж 630

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужтород, ул. Проектная, 4