Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Выбор и обоснование технологического процесса




Технологический раздел

При разработке технологического процесса были проанализированы технологические: процессы сборки якоря, применяемые в отечественной практике. Разработка технологического процесса велось с учетом его реализации на отечественных заводах. Для этого при разработке ориентировались на оборудование, используемое в отечественной практике и сложившиеся традиции технологических решений.

Конструктивно якоря электродвигателя представляют собой узел, состоящий из вала, на который насажены пакет железа с обмоткой, и коллектор. В пазах пакета размещена обмотка. Обмотка якоря электродвигателя из изолированного медного провода.

Технологический процесс имеет следующую схему.

После вырубки пластин железа якоря производится, отмер необходимого количества пластин для пакета железа, т. е, производится сборка пакета.

Сборку пакетов осуществляют в два этапа: комплектование (шихтовка) пластин и скрепление пластин в пакет.

Комплектование пластин может производиться взвешиванием, измерением общей длины пакета и поштучным отсчетом пластин. Простота и высокая производительность обусловливают широкое распространение комплектования пластин методом взвешивания. Необходимая масса железа устанавливается опытным путем исходя из требуемой длины пакета пластин железа. Эталонная величина массы железа периодически контролируется и при необходимости корректируется. К набранному пакету добавляется с обеих сторон изоляционная пластина из электрокартона. Шихтовку (ориентирование) пластин обычно производят на установке, показанной на рисунке 2.1. Ориентация пластин в пакете производится на моторно-щеточном приспособлении по технологическому пазу в виде выемки на внутреннем диаметре пластин.

 


Рисунок 2.1 - Конструктивная схема установки для набора пластин

 

Установка состоит из вращающейся проволочной щетки 6 и двух или трех установочных стержней 5, выполненных по размеру центрального отверстия пластины. Стержни имеют шпонки 3, соответствующие форме и габаритным размерам технологического знака пластин. Для регулирования расстояния между осями стержней 5 и щеткой б стержни закреплены на направляющих салазках 2, перемещающихся по основанию 1 при помощи винтов 7. На стержни 5 надевают пластины 4 и приводят их во вращение щетками 6. При совмещении технологического знака пластины со шпонкой 3 пластина соскальзывает вниз по стержню 5. Для ускорения процесса шихтовки предусмотрен груз, который расположен на пластине.

Вырубленные пластины из-под штампа выходят в ориентированном положении. Для сохранения ориентированного положения пластин под штампом устанавливают специальные устройства (рисунок 2.2) с направляющими, которые входят в пазы пластин. Для транспортирования пластин в ориентированном положении со штамповочного участка на сборочный используют специальные оправки.

 

Рисунок 2.2 - Устройство для подачи пластин пакета из-под штампа в ориентированном положении

 

Набранный таким образом пакет железа с изоляционными пластинами передается на операцию, где пакет напрессовывается на вал якоря. Для запрессовки коллекторов небольшого размера используют специальное приспособление (рисунок 2.3), которое размещают на поворотном столе пресса.

Рисунок 2.3 – Приспособление для запрессовки коллекторов

Собранный пакет железа якоря устанавливают в стакан 1 приспособления с ориентацией паза пакета железа на фиксатор 2. Коллектор вставляют в пуансон 3 таким образом, чтобы специальный выступ (или прорезь) раз­местился между «крючками» ламелей. При запрессовке пуансон 3 сохраняет свое положение относительно стакана, закрепленного на столе пресса. Это обеспечивает точную ориентацию коллектора. Контроль после напрессовки коллектора включает проверку правильности расположения оси паза пакета железа относительно оси ламели коллектора, глубины посадки коллектора на валу. Контроль осуществляют при помощи специальных калибров.

Расчет усилия запрессовки Р, Н:

P = π * d * f * L * p (2.1)

где d – диаметр охватываемой детали, мм;

f – коэффициент трения при запрессовке;

L – длина запрессовки, мм;

p ­– давление на поверхности контакта, кгс/ мм³

 
 


(2.2)

 

 


 


где Δ – натяг, мкм (20 мкм);

d – диаметр охватываемой детали, мм;

Е1 и Е2 – модули упругости материалов деталей, кгс/мм2 (сталь -2,12*104кгс/мм2, медь -104 кгс/мм2 и т.п.)

С1 и С2 – коэффициенты, зависящие от соотношения диаметров и материалов деталей

 
 


 

, (2.3)

 

, (2.4)

 

Где d1 – диаметр отверстия охватываемой детали, мм (d1 =0, если деталь сплошная);

d2 – наружный диаметр охватывающей детали, мм;

μ1 и μ2 – коэффициенты Паассона (0,25 -0,35)

 

С1 = (40,2²+17,76²) / (40,2² - 17,76²) – 0,3 = 1,1565

С2 = (41,2² + 40,2²) / (41,2² - 40,2²) + 0,3 = 32,275

р = (20*10­­³)/ (40,2*(0,8735/21200 + 32,275/21200))=7,086 кгс/мм³

Р = 3,14*40,2*0,1*25,7,086 = 1980,75 Н

 

Таблица 2.1 — Таблица коэффициентов трения (запрессовывают сталь)

Куда запрессовывается   К-т трения Куда запрессовывается К-т трения
Сталь 0,06-0,22 Латунь 0,05-0,1
Алюминиевые сплавы 0,02-0,08 Пластмассы 0,54

 

Далее в пазы напрессованного пакета железа на вал помещается изоляция из электрокартона. Изолировка пазов производится на специальном полуавтомате, где сначала формируется необходимая форма изоляции, а затем она запрессовывается в паз. Затем якорь поворачивается на зубцовое деление и изолируется следующий паз. Станки для наматывания обмотки якорей электрических машин по принципу действия делятся на две основные группы. Станки первой группы производят укладку провода в пазы пакета вращающегося якоря (бесчелночные станки), второй группы при его вращении вокруг неподвижного пакета челночным механизмом, совершающим вращательно-колебательные движения по периметру витка секции при неподвижном пакете, причем возможен вариант при котором намотка производится одновременно во все пазы пакета при возвратно-поступательном и колебательном движениях проводоукладчика. Станки первой группы (рисунок 2.4) применяются для наматывания хордовых петлевых и волновых обмоток на пакеты с прямым и косым пазами диаметром до 40—60 мм, длиной 100—170 мм. При наматывании секции пакет 3 вращается совместно с направляющими щечками 2, по которым провод 1 скользит в прорезь паза. Станки такого типа применяются при намотке якорей малых электродвигателей.

Станки второго типа (рисунок 2.5) применяются для намотки якорей электродвигателей. Якорь 5 закрепляют на оправке 8 шпинделя поворотного механизма. Обмоточный провод, сматываемый с катушки 9 вдоль оси без инерционного механизма регу­лирования натяжения, проходит через направляющую щель, роликом 1 направляется в отверстие пустотелого шпинделя 3, подается на ролик 2 вращающегося проводоукладчика 6, а затем закрепляется на оправке пакета. Круговое движение провода вокруг пакета сообщается проводоукладчиком 6, смонтированным на шпинделе 3, вращение которого осуществляется от электродвигателя через шкив 7. При вращении проводоукладчика 6 вокруг пакета 5 провод, соскальзывая с щечек 4, направляется в соответствующие пазы пакета.

Недостатком станков второй группы является закручивание провода вращающимся бегунком на угол 360º по длине каждого витка обмотки. Это при соответствующих условиях вызывает недопустимые деформации металла и изоляции провода. Опасение справедливо при сравнительно больших диаметрах обмоточного провода и малых размерах пакетов, Для устранения этого недостатка применяют безинерционные механизмы регулирования натяжения с осевым сматыванием провода. При осевом сматывании с неподвижной катушки провод закручивается на длине смотанного витка на угол 360º. Закручивания провода при осевом сматывании можно избежать на вышерассмотренном станке путем раскручивания провода в обратную сторону при помощи вращающейся планшайбы. Направление закручивания провода, сматываемого с безинерционных механизмов, легко изменяется поворотом катушки на 180° вокруг оси, перпендикулярной ее геометрической оси.

Недостатком бесчелночных станков является также то, что обмотки имеют разную длину витков в секциях, что вызывает необходимость в балансировке якорей. Разное электросопротивление секций затрудняет образование параллельных электрических ветвей. Станки второй группы более производительные и применяются при намотке средних размеров электродвигателей.

Соединение обмотки с коллектором может производится пайкой, сваркой или термоосадкой. Термоосадка является наиболее прогрессивным способом присоединения концов обмотки к коллектору, так как устраняет трудоемкую операцию по зачистке концов обмотки, не требует применения дорогостоящего припоя. Наиболее целесообразно применять термоосадку при сборке якорей электродвигателей. При термоосадке присоединение концов обмотки к ламелям коллектора якорях электродвигателей малой мощности осуществляется в процессе намотки обмотки в пазы пакета железа якоря. После намотки заданного числа витков конец провода специальным устройством накидывается на «крючок» ламели коллектора. Затем процесс намотки повторяется. Крючки ламелей загибают, используя метод термоосадки с одновременным разрушением изоляции провода.

Схема процесса термоосадки показана на рисуноке 2.6:

электроды нагревают до высокой температуры. Концы обмотки под давлением присоединяются к коллектору. Должно быть постоянное высокое давление. Если при сварке металлы подвергаются диффузии, то при термоосадке они посредством поверх­ностного контактного трения только сцепляются один с другим. В процессе термоосадки под действием высокой температуры электроизоляция проводов обугливается, и между проводником и коллектором образуется токопроводящий мостик.

Внедрение процесса присоединения концов обмотки к коллектору методом термоосадки позволяет сэкономить дорогостоящие припой и флюс. Необходимость в зачистке концов секций отпадает, значительно облегчается автоматизация процесса присоединения концов обмотки к коллектору. Надежность и прочность соединения концов обмотки к ламелям коллектора якоря выше, чем при пайке. Процесс имеет высокую производительность, на присоединение проводника к ламели коллектора требуется одна секунда. Якоря, у которых концы обмотки к коллектору присоединены методом термоосадки, могут используют в высокооборотных электрических машинах с частотой вращения до 120 000 об/мин при диаметре коллектора 6— 7 мм.

Для обеспечения большей механической прочности обмотки якоря, улучшения отвода тепла от секций якоря, а также повышения влагостойкости якорь пропитывается специальным компаундом КП-50. Пропитка производится капельным методом, как наиболее совершенным. Его принцип основан на автоматической подаче тонкой струёй (или каплями) дозы лака из одного или нескольких сопел на нагретую лобовую часть обмотки. Для этого якорь вначале разогревается для удаления влаги и обеспечения проникновения пропиточного материала во все полости. Далее он устанавливается горизонтально или под углом 15… 20° к горизонтальной плоскости и вращающуюся с малой частотой. Стекая вниз по деталям якоря компаунд заполняет все полости якоря в зоне обмотки и полностью ее пропитывает. Медленное вращение якорей препятствует вытеканию лака из обмоток. Внутренние и наружные поверхности пакетов магнитопроводов, а также коллекторы и валы не загрязняются.



а) б)

а — с симметричным расположевкем ламелей; б — с асимметричным расположением ламелей

Рисунок 2.6 – Схемы термоосадки концов обмотки в пазах коллектора

 

После пропитки якорь подвергается сушке, где происходит затвердевание компаунда. Режимы капельной пропитки и токовой сушки в значительной степени зависят от состава пропиточного компаунда. При токовой сушке через обмотку рекомендуется пропускать ток силой 20…25 А. Для отечественных лаков без растворителей (типа КП) может быть рекомендован следующий режим капельной пропитки:

Температура, ºС:

предварительного нагрева обмоток…........................... 80… 90

пропитки.................. ………………………………..… 80…90

отверждения…………………………………….………. 150...155

Продолжительность отверждения, мин....................... 6...12

Угол наклона изделия при пропитке, °......................... 20

Положение изделия при желатинизации.................… Горизонтальное

Частота вращения изделия, мин-1.................................. 15...20

Применение капельной пропитки позволяет получить высокую степень заполнения межвиткового пространства, резко сократить длительность и трудоемкость процесса и обеспечивает малый расход пропиточного материала.

Пропитку и сушку электрических машин малой мощности выполняют или на полуавтоматических установках роторного типа, или на установках линейного типа. На этих установках погрузочно-разгрузочные операции автоматические. На установках линейного типа указанные операции производятся одновременно на нескольких изделиях. Установки легко встраиваются в поточные линии.

Механическая обработка якоря включает в себя проточку коллектора и якоря.

После этих операций якорь подвергается контролю на биение и, в случае необходимости, производят правку на реечном прессе. Якорь при этом базируется на призмах по местам соединения с подшипниками, а индикатор устанавливается в месте контроля в соответствии с чертежом. Вращая якорь определяют биение и если оно более требуемого определяют положение изгиба и на этом же месте, отведя индикатор в сторону производится удар реечным прессом, при этом шейки вала опираются уже на силовые призмы.

Для исключения динамических нагрузок, якорь после пропитки и механической обработки подвергается динамической балансировке. Неуравновешенность якорей электрических машин вызвана неоднородностью материала деталей, неточностью их геометрических размеров и формы, несимметричностью обмотки, а также наличием несимметричных деталей (пластины с технологическим знаком и др.), неточностью взаимного расположения деталей при сборке якоря.

Якорь помещают на специальный автоматический станок, где он приводится во вращение, в процессе которого с помощью специальных датчиков определяется величина и место расположение массы дисбаланса. Для компенсации дисбаланса на обмотку в определенном месте наносится определенное количество смолы УП5-190, состоящей из двух компонентов, Место нанесения и количество смолы вычисляется на основании замера дисбаланса.

Изготовленный таким образом якорь подвергается контролю на механическую и электрическую прочность и отсутствие замыканий в обмотке.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-04-24; Просмотров: 856; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.048 сек.