电刷与电机装配位置的分析与检测

电刷与电机装配位置的分析与检测

师江涛 蔡晓 丁磊 彭世杰 刘鹏

中车永济电机有限公司 山西 永济 044502

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，以及科学技术水平的不断提高，大部分电机设备已经能够取代传统的作业方式。在我国电机设备的普遍使用，促进了我国机械行业的迅猛发展，所以现阶段，人们对电机装配过程中多余物控制工艺要求也越来越严格控制，电机装配过程中多余物的工艺水平，正是衡量高性能高精度电机的标准，是电机设备正常运转的基础与前提。

关键词：电刷；电机装配位置；检测

引言

随着社会经济的高效发展，电机设备作为一种重要的工程工具，其使用范围越来越广泛，其作用越来越凸显。设备的性能及使用寿命在很大程度上取决于多余物控制工艺技术的高低，但是在实际工作中还是存在很多缺陷，导致整机设备在运转过程中有非常大的安全隐患，严重威胁着广大群众的生命财产安全。提高电机装配过程中多余物控制工艺要求的目的就是提高设备的使用性能和安全性能的同时为了提高生产综合效益。

1概述

电刷的材质较脆，往往需要被稳固在刷架的刷盒中使用。电刷在刷盒内不仅需要上下自由移动，在弹簧的压力下，还需在不断磨损的Ｎ时与换向器持续保持紧密接触。对电机而言，刷架和电刷都是极其重要的部件，不管电刷的特性多么好，如果刷架不合适，电刷不仅不能充分发挥它的优良特性，而且会给电机本身的性能和寿命带来较大的负面影响。电刷架的结构必须牢固，保持电刷稳定期间还需减小除了受弹簧压力外的其他力对电刷的影响；另外，电刷架的结构还应便于进行电刷的检査或更换。在电动工具产品中，需要调整电刷与电机间的装配位置时，可通过调整电刷架装配位置来实现。

2电刷与电机装配位置的分析与检测

2.1工序交接过程中的多余物检查

工序之间交接很容易将多余物带入下一工序，因此为防止携带多余物的零件转入下一道工序，应进行产品多余物检查，一般应做好三项工作：第一，在上一工序产品还未封装前，应派人在容易产生多余物的装配区域进行检查，确认无多余物后，封装好转运至下一道工序；第二，对上个工序接受到的材料、零件，操作人员应按照工艺过程检表多余物，若发现多余物，应按照相关工艺文件规定方式处理；第三，当最后一道工序为出厂交付时，出厂交付产品应按出厂技术文件规定检查多余物，复杂产品应按象限或区域要求进行多余物检查。

2.2多余物的管理要求

健全的电机装配过程中多余物管理制度是保证机械设备安全运行的基础与前提，无论是机械设备投入使用之前还是使用之后，都需要进行机电设备维护和管理，因此必须制定系统的保养和管理制度。而电机装配过程中多余物管理是一项长期而细致的工作，必须建立完善的规章制度，明确划分管理人员的工作内容和责任，并且就机电设备使用、维修和保养等具体内容进行细化，使机电设备管理规范化与标准化。同时，对于电机装配过程中多余物的检测操控和管理，还需要建立长效监督机制，可以利用先进的信息管理系统或者网络化技术，比如利用无线传输技术，对电机装配过程中多余物进行实时监督与跟踪，实时了解和掌握机械设备的运行状况、维修保养状况等，通过机电设备的数据变化分析，构建机电设备的运转数据趋势，在通过数据变化进行综合分析与评估，设置报警系统，一旦发生任何问题，报警系统会发出相应的信号，可以及时采取相应措施进行解决，避免机电设备故障扩大，以保证机械设备运行安全。

2.3PLC数据的采集及管理

实时仿真功能的实现，要求对生产线实时PLC数据进行采集、处理和读写，传统的轮循查询造成平均查询等待时间过长，简单的多线程操作会使线程数过多，造成资源浪费，因此，需要对数据采集方法进行优化设计。此外，PLC数据更新具有不稳定性，因此，针对已采集到的PLC数据要设计合理的数据管理方法。PLC数据采集基于HSL协议实现。首先根据配置文件创建PLC连接;然后基于．NET4.0提供的Task类创建数据采集任务序列，每个任务对应一个工位的PLC数据，利于线程池原理执行数据采集任务;之后将采集到的PLC数据放入数据缓冲区，数据缓冲区基于生产者消费者模式设计;最后遵循FIFO原则，对于缓冲区的数据进行解析处理。

2.4装配过程中的多余物控制

装配过程一般应考虑如下要求：第一，装配前，清理和检查零部件，确保零部件完整、清洁与完好；第二，定子内腔与转子表面应保持干净、无杂质，检查定子绕组端部有无高出铁芯部位的情况，止口尺寸要符合要求；第三，装配前应检查所需装配工具是否到位，未到位应及时补上，对安装、装配使用的夹具与工装设备，应派人仔细检查，确保表面清洁，无多余物产生；第四，焊接过程中应采取适当保护措施，防止飞溅物进入定子或转子内部，焊接后应清理多余金属粉末或焊渣，可采用磁铁吸除法或用净化清洁空气吹除多余物。第五，铆接装配时容易产生金属削，应在此过程完毕后，及时清理金属粉末，同样可采用吸、吹方法清除；第六，装配过程中应有专门的容器存放堵头、标签与标牌，完成装配后应及时清点数量，防止多余物进入装配零件，若有多余零件进入内腔，可采用内窥镜机械手清除多余物；第七，不允许在装配过程中进行机械加工，避免多余物产生，如必须进行机械加工，应移至指定区域进行；第八，电机装配好后，应该采用相关设备、仪器进行检查，发现多余物后可打开外壳，用振动法在产品上适当敲击，去除多余物；第九，对于装配好的产品返修处理，必须严格遵守相关质量要求，返修后对多余物进行检测和清理；第十，应设置双岗位，检查关键性部位或者难以检查部分，共同确认装配过程，然后才能进入下一工序。

2.5刚体运动参数化建模

建立刚体运动映射需要对刚体运动和映射关系进行参数化描述。根据微电机装配线的工艺流程和设备运动特征，将刚体运动划分为3类:简单运动、运动序列和机器人运动，并对其进行分类描述。描述刚体运动的参数包括:①运动主体。即做刚体运动的几何物体;②描述运动主体位姿的位置量和角度量，统称为位姿量;③时间量。描述运动触发延迟时间和运动耗时;④主体结构。通过描述复杂运动主体的父子结构关系，确立位姿继承关系;⑤触发量描述的是驱动信号的点位信息，从而确立了运动与驱动信号的映射关系;⑥运动描述量为运动映射添加标注，便于后续的修改和维护。

2.6电刷在换向器的径向位置

在换向器的径向位置，电刷截而与换向器的外圆面始终紧密接触，所要考虑的是电刷在刷盒下的露出部分，即刷盒下端边缘与换向器表面的间隙，建议取2.0㎜即可。太大则电刷易因颠动而破碎，太小则刷架易碰擦，电刷与换向器接触表面间的热量不易散开，进而融化、损坏刷架。另外，电刷受热后易膨胀，电刷粉末易在刷盒口堆积，一旦堵塞刷盒口，电刷即被卡在刷盒中，损伤电刷与换向器的接触面导致工具断路。上、下电刷架相对独立装配在机壳中，电刷架在换向器的径向方向上，存在上、下刷盒的下端边缘至换向器轴线间距离不相等的装配偏差。该偏差值大，上、下刷盒内的电刷弹簧对电刷的弹性压力差值相应增大，从而造成上、下电刷架内的电刷磨损不一致。

结语

对电刷与电机之间的装配位置进行检测是电动丁具制造中较为繁琐的工艺过程，作为技术人员，不仅需要对电刷与电机间装配位置的重要性保持清醒的认识，更需要有足够的耐心，才能确保量产工具产品使用寿命的不断延伸。

参考文献

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