Файл: Обмоточно-изолированные, пропиточно-сушильные и сборочные работы в производстве электрических машин малой мощности..pdf

СБОРОЧНЫЕ РАБОТЫ

СБОРКА ПАКЕТА РОТОРА C ВАЛОМ

Одной из основных операций при сборке электродвигателей яв­ ляется соединение пакета ротора с валом. Существуют разные способы соединения (посадка с нагревом пакета ротора, прессовка на накатанный вал, склеивание, обжим листов ротора).

На ряде отечественных заводов вал запрессовывают в шихто­ ванный сердечник с последующей заливкой ротора. При этом на­ блюдается значительный изгиб вала, который приводит к увеличе­ нию неуравновешенности ротора и возникновению неравномерного воздушного зазора. При неравномерном же воздушном зазоре ухуд­ шаются энергетические показатели электродвигателя, возникают значительные переменные магнитные усилия, которые вызывают динамическое давление на подшипниковые узлы. Все эти явления при эксплуатации двигателей вызывают возрастание вибрации, местные перегревы обмотки статора и трение ротора о статор, сокращают долговечность подшипникового узла.

Для устранения причин, вызывающих изгиб вала, целесообраз­ но собирать ротор после заливки, обрабатывать отверстие залито­ го сердечника и нагревать сердечник перед сборкой с валом.

Для свободного введения вала диаметром 17 и 20 мм в ро­ тор электродвигателей с высотами оси вращения 56 и 63 мм сер­ дечник нагревают примерно до температуры 55O0C, что способст­ вует улучшению энергетических показателей электродвигателя.

Кроме того, нагрев сердечника и его ускоренное охлаждение после сборки с валом может повысить переходное сопротивление между алюминиевой клеткой и сердечником, что также улучшает энергетические показатели электродвигателя.

Обработка отверстия залитого сердечника и последующий на­ грев его перед сборкой позволяют: обеспечить достаточно высо­ кое качество сборки; сохранить точность узла при эксплуатации и повысить вибростойкость и долговечность электродвигателей; сво­ бодно ввести вал в отверстие сердечника ротора, не применяя

33

прессового оборудования; достигнуть более высокой точности вза­ имного расположения сердечника и вала в продольном направлении, поскольку точность в этом случае не зависит от усилия сборки и в основном определяется положением упора; увеличить прочность соединения ротора с валом, поскольку посадка с нагревом в 2-3 раза прочнее обычных прессовых при прочих равных условиях.

Для повышения точности сборки узла ротора на ряде зарубеж­ ных предприятий применяются различные способы соединений рото­ ра с валом.

Широко распространен нагрев сердечников ротора перед за­ прессовкой вала. На многих предприятиях залитый сердечник на­ гревают в газовой циркуляционной печи.

При производстве электродвигателей малой мощности, выпуска­ емых английской фирмой Zarrael, перед сборкой ротора сердечник нагревается токами высокой частоты.

На заводах Бельгии, выпускающих малые электродвигатели, сразу после запивки сердечники подаются в непрерывнодействую­ щую высокотемпературную печь, в результате чего не теряется тепло, полученное сердечником от жидкого металла. Вал в отвер­ стие сердечника вставляется без применения пресса.

На заводе Medisson (США) ротор после сборки нагревается

с последующим быстрым охлаждением, что способствует повышению к.п.д. электродвигателей. Ротор нагревается в двухзонной печи: температура в первой зоне быстрого нагрева 87OoC, во второй зоне выдержки - 700θC. После выхода из печи ротор охлаждается в струйной закалочной машине. Время охлаждения одного ротора 5,5 мин. Регулирование теплового режима в каждой из зон печи, а также загрузка и выгрузка роторов полностью автоматизированы.

Широко применяется за рубежом также склеивание ротора с валом.

В США изготовлена специальная конвейерная линия для произ­ водства узлов роторов микродвигателей. Рабочий изготовляет сердечники роторов на конвейере, по которому они перемещаются в печь для нагревания до температуры 150oC. Когда сердечники выходят из печи, рабочий вставляет валы, на посадочную поверх­ ность которых нанесен слой клеящего компаунда. Компаунд обес­ печивает прочность соединения ротора с валом до 140 кгс/см^. Производительность установки 1000 узлов/ч.

Большое распространение за рубежом получил способ соедине­ ния ротора с валом путем деформации листов сердечника ротора (патент США № 365002 кл Н02 к, заявленный 12/ХП-1969).

Наружная поверхность ротора обрабатывается заранее, затем в отверстие вставляется вал. Часть пакета (первые три листа) вок­ руг отверстия деформируется, вследствие чего материал заходит внутрь и захватывает вал. При сборке сохраняется равномерный зазор около 0,001 (0,0254) мм. Крайние листы можно обжимать

34

с обеих сторон. Этот способ еще мало изучен, но рекомендуется его дальнейшее изучение для внедрения в отечественной промыш­ ленности.

Ванглийском патенте № 1090086 (Н02 к 1/28), заявлен­ ном 1/III-1964, описывается способ крепления ротора на валу с обеспечением линейного контакта между ними в трех и более мес­ тах. Крепление осуществляется термореактивным материалом, за­ ливаемым в отверстие.

Вбельгийском патенте № 708251 (Н02 к), заявленном 20/XII-1967, описывается способ крепления пакета ротора на гладком валу с помощью усилия, прилагаемого к нагретой током части пакета, расположенной вокруг центрального отверстия. На­ гретая часть размягчается и жестко закрепляет ротор на валу.

Впатенте США № 3349478 кл. 29-598 описывается способ крепления сердечника окончательно обработанного ротора на валу склеиванием.

На обработанный вал в месте крепления пакета накладывается пленка клеящего изоляционного материала толщиной 3,8 мкм. За­ литый сердечник нагревается до температуры 3OO-35OoC и наде­ вается на вал. При этом пленка, находящаяся на валу, размягча­ ется, а при охлаждении сердечника затвердевает, обеспечивая ме­ ханическую связь его с валом.

Этот способ экономичен при массовом производстве асинхрон­ ных электродвигателей.

Во французском патенте № 1514322, кл. Н02 к для проч­ ного закрепления якоря на валу с одновременным изолированием его от вала предлагается отверстие в листах сердечника якоря штамповать со скосами в виде 'ласточкина хвоста', и зазор ме­ жду якорем и валом заливать полиамидной смолой, содержащей короткие стеклянные волокна. При усадке смола обжимает вал и прижимает его к скосам якоря, обеспечивая прочное жесткое зак­ репление.

В немецком патенте № 1286196, кл. 21 d 1-50 предлага­ ется отверстие ротора делать не круглым, как обычно, а треуголь­ ным, четырехугольным, многоугольным и т.д. При этом вал сопри­ касается с сердечником не по всей поверхности, а в трех, четы­ рех и т.д. точках. При введении вала в отверстие сердечника ро­ тора предварительно нанесенный на вал слой клея заполняет про­ странство между отверстием и валом, обеспечивая прочное сцеп­ ление ротора с валом.

ОБЩАЯ СБОРКА

На отечественных заводах в зависимости от типа производ­ ства, степени расчленения технологического процесса и характер­ ных особенностей электродвигателей применяются следующие орга­ низационные формы сборки: стационарная дифференцированная; под­

35

вижная со свободным перемещением изделий} подвижная с прину­ дительным перемещением изделий; поточная комплексно-механизи­ рованная с периодическим принудительным движением.

При стационарной дифференцированной сборке все операции вы - полняются на нескольких постоянных, параллельно расположенных рабочих местах, к которым подаются все детали и узлы электро­ двигателей.

Большинство заводов применяют подвижную сборку со свобод­ ным перемещением изделия от одного рабочего к другому. На ра­ бочем месте выполняется одна операция. Для перемещения собира­ емого изделия от одного рабочего к другому в большинстве слу­ чаев применяется напольный ленточный транспортер вертикально­ замкнутый, вдоль которого расположены рабочие места. Рабочий переносит изделие с транспортера на рабочее место вручную. На рабочих местах выполняются запрессовка подшипников на вал роте ра с помощью ручных, механических или пневматических настоль­ ных прессов (подшипники запрессовываются без нагрева) и запрес­ совка подшипниковых щитов на подшипники ротора и замок статора с помощью ручного механического или пневматического прессов.

При подвижной сборке с принудительным перемещением изде­ лия транспортируются конвейером или тележками с помощью пере­ двигающейся замкнутой цепи, на которых осуществляется сборка.

Наиболее современной организационной формой является поточ­ ная комплексно-механизированная сборка с периодическим принуди­ тельным движением изделий. На каждом рабочем месте выполняет­ ся определенная операция; изделие передается на последующую операцию немедленно по окончании предыдущей. На всех рабочих местах сборочной линии работа синхронизирована, движение дета­ лей и узлов механизировано, а более трудоемкие операции распре­ делены между двумя-тремя рабочими местами.

Основным направлением совершенствования сборочных работ в производстве электрических машин малой мощности является их организация на поточных линиях' с максимальным оснащением ра­ бочих мест механизированным инструментом и специальной оснасткой.

Рассмотрим особенности сборочных работ на некоторых веду­ щих заводах отрасли. На Пермском электротехническом заводе электродвигатели типа ABE собираются на ленточном конвейере с расчленением операций. Подшипники на вал ротора запрессовыва­ ются на ручном прессе; гайки затягиваются ручными электрогай­ ковертами.

На вильнюсском электротехническом заводе "Эльфа* электро­ двигатели собираются на конвейерах. Весь процесс разбит на операции, синхронизированные по ритму. Для сборки электродвига­ телей типа ДАОЦ применяется специальный станок заводского из­ готовления. Двигатели на этом станке собираются в вертикальном положении вала ротора с предварительным подогревом щитов до

80oC.

38

Нижний подшипниковый щит и статор устанавливаются на выд­ винутую каретку, вставляется ротор, с предварительно aanpecçoванными на вал подшипниками, и на центрирующие стержни устанав­ ливается верхний подшипниковый щит. Затем каретка передвигает­ ся в рабочее положение и опрессовываются подшипниковые щиты. Гайки затягиваются с помощью четырехшпиндельного гайковерта.

При сборке электродвигателей типа КД введен селективный подбор подшипников на валу ротора. Гайки затягиваются ручным гайковертом, остальные операции выполняются последовательно без применения механизмов.

На Лобненском электротехническом заводе подшипники запрес­ совываются на вал ротора в приспособлении с одновременнным до­ зированием смазки.

На тбилисском заводе "Микродвигатель' электродвигатели ти­ па ABE собираются на конвейере. Подшипники на вал ротора за­ прессовываются с помощью ручного приспособления; смазка в под­ шипники подается горизонтальным шприцем, шпильки стягиваются ручными электрогайковертами.

При разработке прогрессивной технологии сборки электродви­ гателей малой мощности важное значение приобретают техноло­ гичность конструкции изделия. Необходимо чтобы изделие и его детали отвечали следующим требованиям: простота конструкции; минимальное количество деталей в изделии; соответствие деталей условиям автоматической загрузки и транспортирования; удобное базирование и самоцентрирование деталей на позициях сборки; от­ сутствие резьбовых, шплинтовых и других соединений деталей, ус­ ложняющих автоматическую сборку; соответствие деталей условиям автоматического контроля.

Во ВНИИТМЭ создан ряд прогрессивных технологических про­ цессов сборки различных типов электродвигателей малой мощности с применением высокопроизводительного оборудования, объединен­ ного в поточную линию, механизированного инструмента, транс­ портных устройств.

Комплексно-механизированная поточная линия для сборки и контрольных испытаний электродвигателей серии 4А с высотами оси вращения 56 и 63 мм состоит из автомата для продувки ста­ тора, полуавтомата для сборки ротора, печи для нагрева подшипни­ ков, установки для нагрева щитов, установки для смазки щитов.

Оборудование соединено между собой шаговым транспортером. На пинии выполняются: автоматическая продувка статора; сборка ротора с подшипниками и заведение его в статор; нагрев, смазка и установка подшипниковых щитов на статор с обеих сторон; крепление подшипниковых щитов; монтаж электромагнитного устрой­ ства (для двигателей с электромагнитным устройством); установка кожуха; контроль установочно-присоединительных размеров.

Производительность линии 500 тыс.изделий/год; пинию обслу­ живают 7 сборщиков. Годовой экономический эффект от примене­

37

ния линии составит 68 тыс.руб.; производительность труда увели­ чится на 60%; высвободится около 30 рабочих; при этом срок оку­ паемости дополнительных капиталовложений 2,4 года (данные ВНИИТМЭ).

На передовых зарубежных электромашиностроительных заводах широко применяются автоматические поточные линии для сборки электродвигателей малой мощности.

На заводе VEB Elektromotoren Werk (г.Турм, ГДР) применяется поточно-механизированная линия для сборки асинхронных электро­ двигателей с высотами оси вращения 56-100 мм. Электродвигате­ ли собираются на пластинчатом вертикально-замкнутом конвейере, вдоль которого расположены рабочие места. Такт работы линии

0,5 мин.

Народное предприятие VEB Elektromaschinenbau Sachsen-Werk (г.Дрезден, ГДР) для сборки электродвигателей с высотами оси вращения 56-100 мм использует поточно-механизированную ли­ нию, представляющую собой транспортную систему, вдоль которой расположены рабочие места.

Линия рассчитана на сборку нескольких типоразмеров электро­ двигателей и оснащена универсальными средствами малой механи­ зации. Для выполнения операций изделия снимают с транспортера.

Полуавтоматическая линия (изготовитель - фирма СЕМ, Фран­ ция) для сборки асинхронных электродвигателей с высотами оси вращения 56-63 мм представляет собой ряд транспортных систем, расположенных по ходу технологического процесса и оснащенных необходимым оборудованием. Производительность линии 400 двигателей/ч; обслуживают ее 13 человек.

больших электродвигателей использует круглый поворотный стол с 18 позициями, из которых 11 являются рабочими.

Производительность машины 8000 изделий за восьмичасовую рабочую смену.

На машиностроительных заводах Японии в Массовом и серий­ ном производствах электродвигатели собираются на поточно-меха­ низированных линиях, рабочие места которых оснащены специаль­ ным оборудованием и сборочным инструментом.

На ряде заводов США применяется способ сборки специальных электродвигателей, обеспечивающий постоянство воздушного зазо­ ра. Способ заключается в том, что сначала между ротором и ста­ тором с двух сторон вставляют регулировочные пружинящие прок­ ладки цилиндрической формы из пластмассы, температура плавле­ ния которой ниже температуры выхода из строя обмотки электри­ ческих машин. Собранный электродвигатель нагревается и расплав­ ленная масса прокладок вытекает через отверстия, предусмотрен­ ные в корпусе.

Автоматизация и механизация основных сборочных операций резко повышает не только производительность сборки, но и каче-

38