Конструкции сердечников

В отличие от разобранных нами до сих пор основных де­талей, имеющих характер конструктивных деталей, сердечники статора и ротора являются активными деталями, несущими электромагнитные нагрузки. Для уменьшения потерь статоры и роторы набираются из отдельных листов, штампуемых из электротехнической стали. Штамповочные свойства этих сталей не особенно высокие, так как, с одной стороны, они легко образуют заусенцы на вырубленных деталях, а, с другой, в силу наличия в них крем­ния они обладают заметными абразивными свойствами, что способствует быстрому изнашиванию штампов. Каждый из листов представляет собой диск, имеющий круглое отверстие и большое число пазов для укладки обмотки, равномерно расположенных по окружности. Для уменьшения потерь в стали на вихревые токи листы обычно изолируются или путем наклеенной тонкой бумаги, или при помощи лака. В последние годы, однако, получает все более и более ши­рокое распространение способ создания необходимого изоляционного слоя между отдельными листами путем создания на их поверхности плотной оксидной пленки, которая на кремнистой стали имеет синий цвет. Пленка из окислов обладает высокой механической проч­ностью, а в части электрического сопротивления почти не от­личается от изоляционного слоя, образованного лаковой пленкой или бумагой. Наряду с этим способ нанесения изо­ляционного слоя в виде пленки окислов обладает рядом суще­ственных преимуществ: сам процесс нанесения оксидного слоя осуществляется дешевле и проще, чем нанесение какого-либо другого изоляционного слоя; поскольку оксидная пленка является органически связанной с основным металлом, она оказывается более прочной, чем лаковый или бумажный изо­ляционный слой и, наконец, при оксидной пленке процент по­лезного заполнения объема сердечников получается более вы­соким, чем в остальных случаях. Известно, что для улучшения магнитных свойств листов они после штамповки должны подвергаться отжигу. Эта опе­рация наиболее выгодно осуществляется при проведении ее непосредственно перед оксидированием. Подлежащие отжигу и оксидированию листы, уложенные стопками, помещаются в печь. Отжиг производится в восста­новительной атмосфере при температуре выше 726°, при этом снимаются все образовавшиеся в процессе производства напряжения и наклеп, улучшаются магнитные свойства листов, одновременно с этим с поверхности листов полностью удаля­ются имеющиеся на них окислы и окалина. Подобный отжиг листок может выполняться как в камерных печах с контроли­руемой атмосферой, так и в соответствующим образом обору­дованных конвейерных печах. При отсутствии специальных печей, рассчитанных на производство термической обработки в восстановительной атмосфере, можно применять простые камерные печи, помещая изделия под колпаки с песочным уплот­нением и подавая под такие колпаки необходимый газ. Листы после отжига охлаждаются в той же восстанови­тельной атмосфере до температуры, лежащей в пределах от 570 до 400°. После этого в камеру, где находятся листы, от­крывается доступ пара, в атмосфере которого на поверхности электротехнической стали образуется тонкая, но вместе с тем плотная и очень прочная пленка окислов, обладающих высо­ким электрическим сопротивлением. Эта пленка при правиль­ном ведении процесса состоит целиком из магнитной окиси железа и имеет синий цвет. После выдерживания изделий необходимое время в атмо­сфере пара они охлаждаются в печи до температуры 300° и затем остывают на воздухе. Высокое электрическое сопротив­ление такой пленки имеет место вследствие того, что в ней содержится менее 15% металлического железа. Следует указать, что отступления от приведенного режима приводят к рез­кому ухудшению свойств оксидной пленки. При окислении электротехнической стали при более высоких, чем это указано, температурах на ее поверхности образуется соединение при остывании изделий в интервале темпера­тур между 570 и 400° становится нестабильным и полностью разлагается на металлическое железо. Электрическое сопротивление получившегося таким образом слоя окисла, состоящего из смеси окисла и металлического железа, с высо­ким содержанием последнего, во много раз ниже слоя окисла. Возможно также при некотором ухудшении качества изо­ляции листов не производить предварительный их отжиг, а ог­раничиваться одним только нанесением оксидного слоя в атмосфере водяного пара. Однако и в этом случае процесс оксидирования не должен производиться при температурах, превышающих 550°, а лучше всего его выполнять при темпе­ратурах, близких к 500°. При этом следует не допускать по­падания пара на изделия пока последние не прогреются вы­ше точки, так как в противном случае пар в первые моменты будет конденсироваться на изделиях и качество их оксидирования существенно ухудшится. Для получения доброкачественной электрической машины штамповки должны удовлетворять высоким требованиям. Наружная и внутренняя цилиндрические поверхности должны быть строго концентричными и диаметр их отвечать второму и, в крайнем случае, третьему классу точности. Размеры пазов должны быть выдержаны по четвертому или третьему классу точности. Особое внимание следует уделять равномерности расположения пазов по окружности. Необходимо, кроме того, иметь в виду, что на листах не допускается наличие заусенцев, так как последние мешают правильной сборке достаточно плотных сердечников и в силь­ной степени увеличивают потери на вихревые токи. Высокая точность изготовления листов в сочетании с их сложной конфигурацией, при необходимости производства в очень больших количествах создают значительные трудности для правильной организации их штамповки. Действительно, считается, что на небольшую электрическую машину в среднем расходуется по 200—250 листов статора и столько же листов ротора, при суточном выпуске в 1 000 машин, оказы­вается необходимым производить по 200- 250 тыс. листов каждого вида в день. Если в индивидуальном и мелкосерийном производстве технология изготовления листов оказывается сравнительно простой, не требующей сложной и дорогой оснастки, то в мас­совом производстве возникает ряд сложных производственных вопросов, от успешного решения которых зачастую зависит весь ход производства электрических машин. В настоящее время наиболее распространенной технологией изготовления листов на электромашиностроительных заводах является следующая: разрезание листового материала на полосы или квадратные заготовки производится на гильотинных ножницах; вырубка по контуру листов статора и ротора выполняется при помощи сложных совмещенных штампов, т. е. таких штампов, которые за один удар производят вырубку по всему контуру — наружному, внутреннему и пазам. Обычно вначале вырубается лист статора, а уже из его внутренней высечки — лист ротора; в дальнейшем на многих предприятиях производится зачи­стка заусенцев на специальных станках с вальцевой подачей и затем сборка и прессовка сердечников. В случае изолировки листов бумагой перед разрезанием листы проходят через оклеечную машину, на которой и про­исходит односторонняя оклейка листа. При изолировке листов статора лаком до операции сборки и спрессовки листы прохо­дят через лакировальную машину. Совмещенные штампы являются самым сложным и квали­фицированным инструментом применяемым в электромашино­строении. При существующей стойкости штампов, лишь в ис­ключительных случаях достигающих от 1,5 до 2 млн. листов (до полного износа пуансона и матрицы), одного комплекта штампов должно хватить лишь на два — три дня при объеме производства в 1 000 электрических машин в день. Трудоем­кость изготовления одного совмещенного штампа составляет несколько сот часов высококвалифицирован­ного труда. Поэтому организация правиль­ного изготовления и эксплуатация штампов является таким обстоятельством, важность которого нельзя недооценивать. Ввиду того, что после вырубки листы на большинстве заводов в беспорядке падают в ящик и в таком виде поступают на даль­нейшую сборку, раньше всего оказывается необходимым комплектовать их в стопки. Эта операция производится вручную. Сборка сердечников производится в спе­циальных приспособлениях, причем сердечники подвергаются прессовке. Для прессования сердечников мелких электрических машин применяются: винтовые, пнев­матические и гидравлические прессы.

Возможно, Вас так же заинтересует:
Коммерческое предложение