Модернизация конструкций станин
У станин, изготовляемых из отливок (чугунных или стальных), основные работы по модернизации конструкций заключаются в упрощении их формы для облегчения процессов формовки и заливки. При проведении научно-исследовательских работ в этой области можно думать, что окажется возможным механизировать изготовление форм и перейти на отливку в металлические формы с земляными стержнями. Таким путем упрощение формы отливок является первым направлением модернизации станин.
Для облегчения процессов обработки к конструкции литых станин предъявляется требование необходимой жесткости изделий. Только при достаточно жесткой станине можно вести ее обработку с высокими режимами резания и полным использованием свойств, заложенных в современном оборудовании и инструменте.
У двигателей серии Р станина сделана более массивной, чем у двигателей серии АД, однако ее способность к деформациям остается еще очень большой. При опытах пользовались грузом, накладываемым на стоявшую станину, причем центр приложения груза помещался по возможности точно в середине станины. Следует отметить, что посадка, осуществляемая запрессовкой сердечника статора, становится более прочной и определенной при более жестких типах станин.
Станина обладает следующими очевидными преимуществами:
а) она обеспечивает полную защищенность сердечника статора, который в данном случае запрессовываете в целое кольцо;
б) станина значительно жестче тех конструкций, где посадка сердечника статора осуществляется на продольные ребра, ослабленные наличием вентиляционных каналов, необходимых при радиальной системе вентиляции;
в) условия обработки станины улучшаются, так как расточка производится по непрерывной цилиндрической поверхности, а не по отдельным ребрам. При этом отпадают толчки и удары, неизбежные при обработке прерывистой поверхности, повышается стойкость режущего инструмента, точность обработки и сохранность оборудования. Появляется также возможность применять значительно большие скорости резания, чем у станин с прерывистыми поверхностями, что приводит к существенному снижению времени, затрачиваемого на обработку.
Недостатками станины являются:
а) некоторое усложнение формовки, благодаря увеличению числа и сложности стержней;
б) ухудшение условий теплообмена статора, благодаря увеличению его толщины ввиду наличия сплошного прилегающего к нему кольца.
Придание станине большей жесткости является вторым направлением ее модернизации. В отношении приведенного положения необходимо сделать следующее замечание. В ряде конструкций электрических машин, в том числе, например, к конструкции закрытых обдуваемых электрических двигателей единой серии, необходимо обеспечивать такое положение, при котором прилегание наружной поверхности сердечника к внутренней поверхности станины было бы возможно более полным, так как это способствует повышению теплообмена.
Полное прилегание может быть проще всего осуществлено при том положении, что станина выполняется возможно более тонкостенной. После запрессовки сердечника статора стенки несколько деформируются и плотно облегают сердечник. Необходимость отведения тепла через стенки станины в данном случае также говорит в пользу возможного утонения стенок.
При этом, однако, существенно усложняется процесс обработки подобных станин, так как при основной операции — растачивании внутреннего диаметра — приходится применять пониженные режимы обработки. Возможность изменения формы замка для посадки щитов уже была разобрана выше.
Следует еще раз указать, что такие конструкции электрических машин, где возможно совершенно отказаться от производства специальных заточек для посадки щитов, позволяют значительно упростить технологию обработки станины, сокращая ее минимум на два перехода. Многие из существующих типов станин, однако, сильно деформируются после запрессовки в них сердечника статора, что вынуждает производить повторную проточку замков перед окончательной сборкой машины.
Естественно, что при этом весь смысл отказа от самостоятельной заточки пропадает. Упрощение формы замков и отказ от отдельных расточений под посадку щитов являются третьим направлением модернизации конструкции станины.
Большинство из существующих типов станин имеет три-четыре размера отверстий и два-три размера нарезок. Необходимо стремиться количество различных по размеру отверстий, получаемых при помощи сверления, доводить до одного-двух, а нарезок—до одного размера. В современных конструкциях двигателей Р и единой серии это требование выполнено. Кроме этого, является желательным, чтобы в пределах всей серии количество разных отверстий и нарезок было сведено к минимуму.
Помимо экономии в инструментальном хозяйстве, это мероприятие будет способствовать сокращению времени на переналадку поточных линий при переходе с одного изделия на другое. Унификация размеров отверстий и нарезок является четвертым направлением модернизации конструкций станин. В отношении станин, изготовляемых из труб или листовой стали, модернизация сводится к ликвидации специальных заточек под посадку подшипниковых щитов и унификации размеров отверстий и нарезок.
Значительного упрощения обработки станин и одновременно снижения трудоемкости литья можно достичь, заменив чугунные станины на литые под давлением из алюминиевого сплава. При этом сердечник статора непосредственно заливается сплавом. В этом случае вместо литейного производства связанного с формовкой в землю, что имеет место в случае чугунных станин, нужно иметь соответствующее количество машин для литья под давлением. Отпадают, таким образом, все земляное хозяйство, формовка, изготовление стержней н т. д.
Механическая обработка сводится к проверочной проточке замков, чистовой фрезеровке мест для установки лап, сверлению н нарезанию отверстий. Следует иметь в виду, что алюминиевые сплавы значительно легче обрабатываются, чем чугун. Для сравнения можно указать, что трудоемкость обработки станин типа ЛД третьего диаметра при массовом производстве составляла около 15 мин., а трудоемкость аналогичной по размерам, но отлитой под давлением станины составляет около 2 мин. (без лап). Об отрицательных сторонах алюминиевой конструкции было сказано ранее.
Необходимо к этому только добавить, что вместо одной станины при алюминиевой отливке появляется еще новая деталь — основание, которое в этом случае, как правило, привертывается к станине машины.