До последнего времени электропромышленностью производятся несколько типов асинхронных электрических двигателей малых габаритов. В своем большинстве, кроме двигателя типа Р (Урал), разработанного в последние годы, их конструкции проектировались 10—15 лет тому назад. Они не были рассчитаны на большой объем выпуска и поэтому страдают рядом дефектов с технологической точки зрения.
Электрический двигатель типа АД, при разработке которого конструкторы ставили перед собой задачу максимального уменьшения веса машины и экономии материалов, затрачиваемых на ее изготовление. Опыт сравнительно длительного периода производства этой серии показал на недостаточную механическую прочность двигателей. Обработка основных деталей ввиду этого затруднена, так как требуется неукоснительное соблюдение различных искусственных мер против возможной деформации. Электродвигатели серим АД снабжены осевой системой вентиляции.
Электрический двигатель серии Р (Урал), конструкция которого разрабатывалась в последние годы. Этот двигатель значительно проще по своей конструкции. У него отсутствует специальный вентилятор, а применена радиальная система вентиляции. Основные детали двигателя Р более массивные и более жесткие, чем у АД, что повышает его эксплуатационные свойства и облегчает проведение механической обработки. Электродвигатели серии Р отличаются от АД большим весом, а следовательно, и коэффициентом запаса своих активных и конструктивных элементов.
Электрический двигатель, у которого все отливки выполнены в виде литья под давлением из алюминиевого сплава. В таких двигателях сердечник статора закладывается в преесформу и заливается сплавом, отчего подобные конструкции называются электрическими двигателями с залитыми статорами.
Преимуществом этой конструкции является значительное упрощение механической обработки всех основных литых деталей, облегчение веса двигателя, отсутствие необходимости в чугуннолитейном цехе и связанное с этим значительное уменьшение внешнего грузооборота завода. К недостаткам конструкции относится меньшая механическая прочность, а также слабая сопротивляемость алюминиевых сплавов к действию различных щелочных растворов, широко употребляемых в производстве в виде эмульсий для охлаждения режущих инструментов.
Поэтому такие двигатели требуют более бережного к себе отношения в процессе изготовления и эксплуатации. Расходование цветных металлов при изготовление конструктивных деталей, где с успехом могут применяться черные металлы, также может считаться достоинством подобных электрических двигателей, вследствие чего, несмотря на ряд указанных преимуществ, такие двигатели не могут полностью вытеснить обычные конструкции.
С точки зрения качества двигателя, основными требованиями к технологическому процессу его производства являются: соблюдение той степени точности изготовления деталей, которая необходима для соосности статора и ротора; отсутствие биений у ротора и в установленных пределах должно быть выдержано расстояние между наружным диаметром ротора и внутренним диаметром статора или полюсов (воздушный зазор). Последнее требование особенно важно в производство асинхронных электрических двигателей, где воздушный зазор значительно меньше зазора машин других типов.
К основным обрабатываемым деталям электрического двигателя относятся; станина (корпус), подшипниковые (передний и задний) щиты и вал. Станина и подшипниковые щиты в подавляющем большинстве электрических двигателей изготовляются из чугунных отливок. Вал производится из прутковой стали.
Точности обработки для посадочных мест — второй и третий классы точности и для свободных размеров — пятый и седьмой классы точности. В станине крепится сердечник статора или полюсы (у машин постоянного тока), а с обеих сторон к ней прикрепляются при помощи винтов подшипниковые щиты. Сердечник статора запрессовывается в станину и чаще всего дополнительно укрепляется стопорным винтом. При обработке станины особое внимание следует обращать на размеры диаметров расточек под посадку сердечника статора или полюсов и посадку щитов, а также соосность всех этих расточек, перпендикулярность оси машины торцам станины и точность расстояния от плоскости лап до оси.
В подшипниковых щитах должны быть тщательно выдержаны размеры отверстия под посадку подшипников, диаметр заточки для посадки в станину, соосность обеих указанных поверхностей и перпендикулярность торцевой поверхности посадочного места по отношению к оси расточки.
Вал должен иметь выдержанные размеры диаметров для посадки шкива, обоих шарикоподшипников и сердечника ротора, а также осевые размеры между заточками, определяющие продольную игру ротора или якоря. В случае коллекторных машин сюда добавляются диаметр под посадку коллектора и особой размер от торца коллектора до сердечника.
Для посадки сердечника ротора, а также коллектора на коллекторных машинах, валы мелких электрических двигателей чаше всего снабжаются продольным рифлением. Последнее обязательно должно выполняться строго прямолинейным с соблюдением одинакового профиля отдельных зубьев, так как только при этом может быть обеспечена правильная и надежна посадка сердечника. Требования, предъявляемые к обработке отдельных мелких деталей, ясны из их назначения и не требуют особых замечаний.
Необходимое для получения сердечника статора или ротора количество листов каждого наименования, идущих на одну машину, колеблется от 100 до 300 шт.; их толщина чаще всего равна 0,5 мм. Листы имеют сложные контуры. Массовое изготовление подобных листов представляет собой одну из самых сложных проблем в области холодной штамповки. В данном случае нужно обеспечить получение деталей с возможно более правильным профилем и без образования на них заусенцев.
Кроме того, нужно добиться полной взаимозаменяемости деталей с различных штампов, так как объем производства чаще всего требует применения одновременно нескольких одинаковых штампов. Обмотки статоров, полюсов (полюсные катушки) и якорей или роторов (кроме короткозамкнутых) различаются по своему виду, применяемой изоляции, профилю и размерам поперечных сечений обмоточных проводов. Все обмотки соответствующим образом изолируются при помощи разнообразных изоляционных материалов, а затем, для повышения их стойкости против влияния среды и достижения необходимой электрической прочности, подвергаются пропитке с последующей сушкой.
Изоляция обмотки зависит от назначения электрического двигателя, его рабочего напряжения, допускаемой температуры нагрева, условий эксплуатации и пр., в связи с чем на одном и том же предприятии приходится выполнять обмотки по различным техническим условиям. Роторы асинхронных короткозамкнутых электрических двигателей вместо обмотки проводом заливаются алюминием. В некоторых конструкциях выполняют клетку ротора из медных или латунных стержней, применяя сварку стержней с торцевыми кольцами.
Этот способ для поточного производства короткозамкнутых роторов применяется в очень ограниченных размерах. Производство электрических двигателей, как видно из изложенного, состоит из довольно разнохарактерных технологических процессов, причем некоторые из них присущи исключительно, электропромышленности. Номенклатура выпуска на заводах состоит из большого числа типоразмеров двигателей, отличающихся друг от друга как по габаритам, зависящим от мощности и скорости вращения, так и по напряжению и конструктивному оформлению отдельных деталей.
Поэтому, несмотря на общий высокий объем выпуска электрических двигателей на отдельных заводах, обычно лишь несколько типоразмеров двигателей выпускаются в массовом порядке или крупными сериями, а остальная, довольно широкая номенклатура производится в значительно меньших количествах. Эти обстоятельства усложняют задачи внедрения в производство электрических машин прогрессивной технологии и требуют частных решений в области внедрения массовых способов производства.