MABUCHI電機零部件結(jié)構(gòu)型式分析

1、張旭東( 廈門達(dá)真磁記錄有限公司 , 福建廈門 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 電機基本結(jié)構(gòu)要素中的轉(zhuǎn)子沖片外徑和軸徑為基礎(chǔ) ,列出產(chǎn)品系列和對應(yīng)型號 。對電刷 、 換向器 、磁極 、阻尼器等結(jié)構(gòu)件的類型和特點以及電機供電接線方式與輸出軸型式予以介紹分析 ,從而對 mabu chi 電機 的標(biāo)準(zhǔn)化程度有

2、個基本了解 。關(guān)鍵詞 : mabu chi ;電機 ;零部件 ;結(jié)構(gòu)型式 ;分析1 概 述mab u ch i (萬寶至) 是日本微電機行業(yè)著名的 大公司 ,也是世界著名的微電機品牌 。它的生產(chǎn)廠分 布于中國和東南亞的許多國家 , 我國大連 、江蘇 、廣 東 、臺灣和香港都設(shè)有制造廠或經(jīng)營公司 。其永磁直 流微電機的產(chǎn)量占據(jù)全世界首位 ,廣泛用于音響 、視 像 、辦公 、家電 、汽車等生活和工業(yè)領(lǐng)域的各種裝置 中 。mab u ch i 電機主體是少槽直流微型電機 ,轉(zhuǎn)子 絕大多數(shù)為 3 槽和 5 槽 。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式在標(biāo)準(zhǔn)化 、 系列化 、通用化方面也是很典型的 。以轉(zhuǎn)子鐵心沖片 外徑為基礎(chǔ)

3、,形成 k、m 、n 、0 、1 、2 、3 、5 、7 系列 ,其對 應(yīng)沖片外徑和產(chǎn)品型號如表 1 所示 。中圖分類號 :tm381文獻(xiàn)標(biāo)識碼 :a文章編號 :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 產(chǎn)品系列 (機座) 號及其轉(zhuǎn)子外徑尺

5、寸注 1 :產(chǎn)品系列 ( 機座) 號列于產(chǎn)品型號 aa - nnn“ - ”后第一位 ,例如 rf - 370注 2 “: - ”后第 3 位 n 為 0 表示 3 槽 ;為 5 表示 5 槽 。例 rs - 360 ( 3 槽) 、rs - 365 ( 5 槽)mab u ch i 電機 軸 徑 也 已 標(biāo) 準(zhǔn) 化 , 共 有 六 個 規(guī)格 。由軸徑尺寸確定了機殼軸承室尺寸 。表 2 列出 軸徑及相應(yīng)的機殼軸承室外徑 。表 1 、表 2 的基本尺寸規(guī)格成為 mab u ch i 電機結(jié)構(gòu)型式的基礎(chǔ) 。2 結(jié)構(gòu)件型式分析mab u ch i 電機零部件通用化程度比較高 ,結(jié)構(gòu) 型式趨于標(biāo)準(zhǔn)化

6、,現(xiàn)以下列部件為例分析如下 。2 . 1 電刷型式mab u ch i 電機 采 用 三 種 類 別 電 刷 : 貴 金 屬 電 刷 、碳刷和金屬板電刷 ,它們適用于不同用途與要求產(chǎn)品系列kmn012357轉(zhuǎn)子外徑/ mm5 . 26 . 98 . 59 . 3513 . 015 . 018 . 0 (17 . 0)23 . 027 . 5對應(yīng)產(chǎn)品 型號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 軸徑尺寸及相應(yīng)機殼軸承室外徑rd - 1802 . 1 . 1 貴金屬電刷貴金屬具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和耐熱 、耐腐蝕 、耐 電弧性能 ,因此 ,被廣泛用作精密微型直流電機的接 觸元件 - 電刷和換向器 。mab u ch i 電機貴金屬電 刷采 用 的 材 料 牌 號 有 ag pd 、ag pd pt 、auag 、ag p2dau pt 等 。電刷基體是具有良好導(dǎo)電性能和彈性的 銅合金 ,多數(shù)采用鋅白銅 (b zn) ,也有采用鈹青銅 、磷 青銅等 。在銅合金帶基體上復(fù)合貴金屬 ag - pd 等材料(與換向器滑動接觸部位) ,其厚度約

9、為 10 30 m 。 由于不同型號電機結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)速度不同 ,因而其固有 頻率也不同 。在電刷與換向器接觸一端選擇不同叉 數(shù)和叉形 ,以避免產(chǎn)生諧振現(xiàn)象 ,從而保持運轉(zhuǎn)平穩(wěn) 。 叉形有平直電刷和彎曲電刷之分 , 叉數(shù)則有 2 叉 、3 叉 、4 叉 、5 叉幾種 ,如圖 1 所示 。電機主要用于汽車 (如門鎖 、搖窗 、后視鏡 、雨刮器 、燃油泵 、空調(diào)器等) 、辦公設(shè)備 (復(fù)印機 、打印機) 、電動工 具 、家用電器 ( 按摩器 、絞拌機等) 。碳刷電機的優(yōu)點是耐磨性好 ,電機壽命長 ,允許電流密度較大 。 選擇碳刷 ,主要考慮刷體與換向器的接觸電阻和允許的圓周速度 。接觸電阻大 ,使電刷壓

10、降大 ,接觸 損耗加大 ,電機效率下降 ,起動電壓偏高 。接觸電阻小 、會延遲換向過程 ,產(chǎn)生火花 。因此要根據(jù)電機的工作電壓 ,電機轉(zhuǎn)速和工作壽命來選擇不同化學(xué)成分 的碳刷 。不同的刷體對電機始動電壓 、噪聲 、壽命和轉(zhuǎn)矩大小都有影響 。按碳刷成分有石墨電刷 、銅 - 石 墨電刷 、銀 - 石墨電刷 ,按成型方式可分粉末成型沖壓和切削加工兩種 。微型直流電機電刷與換向器的匹配原則 ,一般來說 :(1)(2) (3)低電壓高轉(zhuǎn)速電機要求碳刷含銅量高 ;高電壓高轉(zhuǎn)速電機要求碳刷含銅量低 :低電壓低轉(zhuǎn)速 、低噪聲電機碳刷含銅量應(yīng)適中 。2 . 1 . 3 金屬板電刷mab u ch i 電機型號

11、aa - n n n 第 2 位字母為a 系板電刷 (線對稱) ,為 e 為板電刷 (點對稱) 。板式 電刷與換向器接觸部位一般做成 23 片 ,以保持接觸穩(wěn)定和較低的接觸電阻 ,并在組裝時與換向器接觸 部位涂潤滑脂以減小磨損和腐蝕 。金屬板電刷的材 料一般為磷青銅 ( 板) 帶或黃銅 ( 板) 帶 。電機出線端子與電刷臂有制成一體的 ,也有分體式 。金屬板電刷 是一種低成本電刷 ,主要用于玩具電機或按摩器等產(chǎn)品 。板電刷的幾種結(jié)構(gòu)型式如圖 2 所示 。 電刷對換向器的壓力 ,最小為 2949 mn ( ru -140 ra) ,最大為 88137 mn ( fa - 130 ra) 。2 .

12、 2 換向器mab u ch i 電機所使用的換向器有兩種 ,組合式圖 1 貴金屬叉形電刷外形叉形電刷接觸穩(wěn)定性好 、電機噪聲低 、起動性能 好 (起動電壓低) 。但叉形電刷與換向器幾乎是線接 觸 ,因此不能經(jīng)受大電流 。一般應(yīng)限制在 1a 以下 ,輸 出功率應(yīng)限定在 1 . 5 w 以下 。應(yīng)該說明的是叉形電 刷不完全是貴金屬電刷 ,在 mab u ch i 電機型號 aa- n n n 第二位字母為 f 、u 、d 者均為叉形電刷 ,即金 屬板電刷中也多為叉形 。2 . 1 . 2 碳刷mab u ch i 電機型號第 2 位字母為 c 、h 、s 均為 碳刷電機 , 為 k 者 , 有碳

13、刷式 , 也有金屬板式 。碳刷軸徑/ mm11 . 522 . 33 . 175機 殼 軸 承 室 外 徑 及 適 用 產(chǎn) 品 型 號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大的小電機 。該種換向器可分為圓筒形和圓盤形 ( 即平面型 ,主要用于汽

15、車油泵電機等) 。接線方式有鉤 型和糟型 , 接線部位鍍錫 。換向器片有 3 片 、5 片 、8片 、12 片 、14 片幾種 。工藝上多采用點焊 ,少數(shù)錫焊 。換向器片材料無氧銅 、dc 與 d g 銅合金和低銀無氧 銅 cuag (3 %) 等 。2 . 3 磁極2 . 3 . 1 橡塑磁橡塑磁為各向異性粘結(jié)永磁鐵氧體 ,由鍶鐵氧體 磁粉與 合 成 橡 膠 ( nb r ) 或 塑 料 ( cp e) 復(fù) 合 而 成 。 mab u ch i 磁條最大磁能積在 11 12 . 6 kj / m3 。橡塑磁體的形狀可以任意選擇 , 充磁后磁性能 一 致 性 好 。橡塑磁另一特點是加工性能好

16、,可方便地沖壓 、 切割 、打孔及卷繞 ,具有一定彈性 ,不易開裂和破碎 。mab u ch i 三槽電機中圓形機殼的定子磁極大 多數(shù)采用橡塑磁條 ( r f 系列) ,配以貴金屬電刷和換向器 。由于卷繞磁條適合機械化作業(yè) ,所以生產(chǎn)效率 高 。2 . 3 . 2 磁瓦mab u ch i 電機用磁瓦 ,從材料上分有燒結(jié)各向 同性鋇鐵氧體 、燒結(jié)各向異性鍶鐵氧體和注塑各向同 性釹鐵硼磁瓦 。在少數(shù)模型用電機中也有采用釤鉆磁鐵 smco5 (1 :5) 和 sm2 co17 (2 :17) ,釤鈷材料受溫度 影響小 ,磁能積大 。磁瓦制造壓制方式分干式和濕式兩種 ,濕式各向異性磁瓦系在磁場作用下

17、壓制成型 。 磁瓦在機殼內(nèi)固定方式有膠粘 (厭氧膠) 、極間 u型卡簧 (圓鋼絲或扁鋼絲) 、機殼內(nèi)翻邊加 u 型卡簧(圓型機殼) 等幾種 。2 . 3 . 3 磁環(huán)mab u ch i 電 機 中 r f - 300 、r f - 310 、r f -370 、r f - n60 、r f - 020 、e g - 530 等都有采用磁環(huán) 結(jié)構(gòu)作為磁極 。制作方式有燒結(jié)和注塑兩種 。尤其 在機殼直徑較小 、機殼較長 ,即長細(xì)比較大電機如 r f- n60 ,用磁環(huán)工藝上更方便 。2 . 4 阻尼器為了抑制電刷工作中的振動 ,降低機械噪聲 ,確 保電刷與換向器穩(wěn)定地滑動接觸 ,一般在電刷臂上加

18、裝阻尼器 ,起到減振作用 。尤其在貴金屬叉形電刷上大多數(shù)都粘貼阻尼器 。阻尼器的種類有以下幾種 。2 . 4 . 1 白阻尼器在聚酯薄膜絕緣紙 ( 厚度 0 . 2 0 . 4 mm) 上附有 粘接劑 (不干膠) ,切成長方形條形 。使用時用鑷子從襯紙上剝離貼在刷臂指定位置 。作業(yè)方便 ,但減振效 果稍差 。另一種白阻尼器是環(huán)氧清漆浸債聚酯粘接帶 ,同圖 2 金屬板電刷外形圖和整體式( 塑壓換向器) , 如圖 3 所示 。圖 3 換向器結(jié)構(gòu)型式2 . 2 . 1 組合式換向器 所謂組合式換向器是將換向器片用絕緣墊圈固定在換向器塑料骨架 ( 芯子) 上 ( 圖 3a) 。換向器片一 般是 3 6

19、 片 ,換向器外徑有 2 . 1 mm 、2 . 6 mm 、3 . 3 mm 、5 . 5 mm 、7 . 5 mm 、8 . 0 mm 共六種規(guī) 格 。前兩個 規(guī) 格 用 于 小 1 mm 軸 3 槽 電 機 ;2 . 6 mm 與 3 . 3 mm 用 于 1 . 5 mm 軸 3 槽 電 機 ;3 . 3 mm 也 用 于 中 2 mm 軸 3 槽 和 5 槽 電 機 ; 5 . 5 mm 換向器用于 2 . 3 mm 軸 5 槽電機 ;7 . 5 mm 規(guī)格用于3 . 17 mm 軸 3 槽電機 ;8 . 0 mm 用于 5 . 0 mm 軸之 5 槽電機 。組合式換向器按換向器片

20、材料分類列于表 3 。表 3 組合式換向器分類唱類注 :dc 、b g - 030 、c7250 為日本 j is 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)銅合金牌號2 . 2 . 2 整體式換向器整體式換向器即模壓成型換向器 ( 圖 3b) , 填料 為熱固性樹脂 ( 苯酚) ,耐熱性好 ,適用于輸出功率較名稱材料用途銅換向器無氧銅 、dc 銅條 、b g -030金屬板電刷電機 ,碳刷電機銀換向器agcucd 、agcuni 、agcucdni 、agcd 等 復(fù) 合于無氧銅或 c7250貴 金 屬 電 刷 電 機 , ru- 140 等金換向器在銀 換 向 器 表 面 再 復(fù) 合 au電子 調(diào) 速 電 機 , cd機主

21、 軸 電 機 等 音 響 電機樣切制成長方形條狀供使用 。2 . 4 . 2 橡膠阻尼器用 1 - 3 mm 厚的合成橡膠 nb r 與丙烯酸類粘 接材料貼合而成 ,也稱黑色阻尼器 。減震效果好 ,但 工藝上不如白阻尼器操作方便 。2 . 4 . 3 油脂阻尼器它是一種粘度大的潤滑劑 ,附著力大 ,點滴于刷 臂指定位置 。其減震效果好 ,又不產(chǎn)生硅 、硫等有害 氣體 ,也沒有纖維帶來的危害 。但因油脂有流動性 ,作業(yè)性較差 ,同時價格也高 。2 . 4 . 4 粘接劑阻尼器 水溶性丙烯酸膠體制成的粘接劑 ,作業(yè)性好 ,價格也便宜 。2 . 5 電機饋電接線方式mbau ch i 電機饋電接線端

22、子的型式有端蓋側(cè) 面接線片 、與端蓋表面垂直的軸向接線片 、鐵蓋外圓 伸出接線板 、焊接引出線及端蓋側(cè)面有插孔等幾種 , 如圖 4 所示 。圖 4 電機饋電接線端外形圖 (單位 : mm)準(zhǔn)化程度是很高的 。這也促使產(chǎn)量的提高 ,使它有條2 . 6 輸出軸型式輸出軸大多數(shù)為光軸 ,其次為軸端部滾花 ( fc -280 、f k - 280 ) , 還 有 單 扁 ( f k - 260 ) 、雙 肩 ( f k -130) 等幾種型式 。有加偏心輪成振動電機用于按摩 器等 ,更多地在軸頭壓上塑料齒輪或粉末冶金齒輪 ,作為傳動主動輪 。3 結(jié)束語由于篇幅所限 ,不能一一對電機結(jié)構(gòu)型式都進(jìn)行 分析

23、 。但從以上的論述 , 也可見 mbau ch i 電機標(biāo)件大批量 、多品種進(jìn)行現(xiàn)代化生產(chǎn) 。這一點可供我們開發(fā)新品 、引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)認(rèn)真借鑒的 。作者簡介 :張旭東 ( 1941 - ) ,男 ,高級工程師 ,主要從事電機設(shè)計 、制造與標(biāo)準(zhǔn)化工作 。為進(jìn)一步提高本刊的編輯質(zhì)量 ,請您對此文在讀者服務(wù)卡上圈上數(shù)字代碼 :有價值 ,請圈 3 ;沒有價值 ,請圈 4 。(上接第 7 頁) 空間允許 ,在弧形直線感應(yīng)電動機初級上可以攜有一種或多種不同的專用工具 。如操作手 、 噴槍 、刷 子 、鏟 、鉆 、燈 、攝 像 機 、x 光 機 、 射 線 探 傷 儀 、焊槍 、噴堵設(shè)備等 , 完成不同的工作任務(wù) 。在生 產(chǎn) 、安裝過程中的管內(nèi)外質(zhì)量檢查 ,對使用中管道的焊縫 、表面腐蝕 、裂縫破損等故障檢查 ,惡劣環(huán)境下的 管道清掃 、噴涂 、焊接 、內(nèi)部拋光 、對舊管道的清堵和 維修 、