Характеристика и особенности

технологии электромашиностроения

Основной особенностью технологии производства электричес­ких машин является чрезвычайное разнообразие технологических процессов и многономенклатурность выпускаемых изделий. Техноло­гические процессы производства электрических машин помимо ме­ханической обработки и общей сборки машины включают отливку деталей сложной формы из черных и цветных металлов; все виды сварки от тонких проводов до огромных деталей гидрогенераторов, штамповку и сборку сердечников, изготовление коллекторов и щет­кодержателей; намотку, формовку, изолировку, пропитку и уклад­ку в пазы катушек обмоток, пайку и т.п.

Качество выполнения этих процессов в значительной степени определяет такие важные свойства машины, как надежность ее ра­боты, искрение под щетками, потери в стальных сердечниках, на­грев и т.д. Потери от вихревых токов в сердечниках для данного сорта электротехнической стали почти исключительно зависит от технологии штамповки листов, сборки и обработки сердечников.

В производстве обмоток исключительно важное значение имеют чистота в цехе и точное выполнение технологических процессов. Пыль и грязь, попадающие на изоляцию, снижают срок ее службы, а металлическая стружка приводит к пробою изоляции. Своеобразие некоторых технологических процессов, как, например, шихтовка сер­дечников или укладка обмоток в пазы, сильно затрудняют их меха­низацию и автоматизацию. Поэтому доля ручного труда в электрома­шиностроении еще велика,

В технологии производства электрических машин значительное место занимает,так называемое,не стандартное оборудование, кото­рое изготовляется самими заводами. Сюда относятся станки для растяжки катушек, изолировочные и намоточные станки различных типов, пресы для формовки обмоток н т.д.

Совершенствование технологии во многом зависит от основных активных и конструкционных материалов, получаемых электромашино­строительными заводами от других отраслей промышленности. Сюда относятся электротехническая сталь, обмоточные провода, коллек­торная медь, изоляционные материалы, пропиточные составы, круп­ные поковки, подшипники качения.

Изготовление электрической машины -совокупность различных

технологических процессов, состоящих из: получения заготовок

деталей машины, механической обработки деталей; штамповки де­талей из тонколистовой стали, цветных металлов и изоляцион­ных материалов; изготовление и укладки обмоток; сборки сбороч­ных единиц и машины в целом; контроля и испытания обмоток. Рассмотрим кратко эти процессы.

Получение заготовок.Этот процесс включает в себя отливку из чугуна и стали в земляные и металлические формы заготовок деталей машин, имеющих сложную конфигурацию; отливку деталей из цветных металлов, чаще всего из алюминия в кокиль под дав­лением /станины и подшипниковые щиты машин небольшой мощности, вентиляторы, коротко замкнутые роторы/; сварку; ковку или штам­повку заготовок валов и других деталей.

Механическая обработка деталей.Механической обработке на металлорежущих станках подвергаются станины, подшипниковые щиты, валы, крышки подшипников, детали якорной группы. Для обработки деталей применяются универсальное металлорежущее оборудование, полуавтоматы, агрегатные станки и автоматические линии.

Штамповка, дета леи это один из высокопроизводительных про­цессов. Штамповкой изготовляют листы сердечников магнитопроводов, кожухи, различные крышки, медные пластины и изоляционные прокладки коллектора и т.д. Наибольший удельный вес среди дета­лей, получаемых штамповкой, составляют листы сердечников магнитопроводов.

Изготовление и укладка обмоток.Обмотки электрических ма­шин изготовляют в обмоточно-изоляционных цехах. Для изготовле­ния и укладки обмоток применяют специальное технологическое обо­рудование,

Сборка К сборочным процессам относятся изготовление сбо­рочных единиц /сердечник, коллектор, контактные кольца, якорь и т.е./ и сборка машины в целом. Изготовление сборочных единиц имеет особенности, связанные с применением изоляционных матери­алов, Например, при изготовлении коллекторов операции сборки перемещаются с операциями нагрева и выпечки собираемых изделий в специальных печах.

Контроль, и испытание обмоток.Контролируют и испытывают об­мотки как в процессе их изготовления, так и в готовом изделии.

Для этого на производственных участках создаются испытательные станции.

Одна из отличительных особенностей производства электричес­ких машин - широкая номенклатура выпускаемой продукции. Расшире­ние номенклатуры выпуска машин приводит к увеличению количества наименований изготовляемых деталей, а при одном и том же объеме производства -к снижению серийности. Это создает трудности для внедрения высокопроизводительного оборудования и передовых форм организации производства.

Противоречия между требованиями промышленности /расширение номенклатуры/ и технологий изготовления /уменьшение номенклатуры и увеличение партии/ разрешается электромашиностроителями за счет специализации производства, унификации и нормализации деталей, внедрения групповых методов обработки. В масштабе отрасли произ­водство однотипных электрических машин сосредоточивают на одном предприятии. Это создает условия для организации их изготовления методами поточно-массового производства. Внедрение групповых ме­тодов обработки позволяет изготовлять мелкосерийную продукцию методами массового и крупносерийного производства.

Материалы, применяемые при изготовлении электрических машин

Материалы, применяемые в электрических машинах, подразделяются на три категории: конструктивные, активные и изоляционные.

Конструктивные материалыприменяются для изготовления та­ких деталей и частей машины, главным назначением которых являет­ся восприятие и передача механических нагрузок /валы, станины, подшипниковые щиты и стояки, различные крепежные детали/. 3 качестве конструктивных материалов в электрических машинах ис­пользуют сталь, чугун, цветные металлы и их сплавы, пластмассы. К этим материалам предъявляются требования, общие в машиностроении.

Активные материалыподразделяются на проводниковые и маг­нитные и предназначены для изготовления активных частей машины /обмотки и сердечники магнитопроводов/.

Проводниковые материалы.Широко применяются электролитичес­кая медь, а в последнее время из-за дефицита меди также рафинированный

алюминий. Медные сплавы используются также для изготов­ления вспомогательных токоведущих частей /контактные кольца, болты и т.д./.

Магнитные материалы. Применяется листовая электротехни­ческая сталь, листовая конструкционная сталь, литая сталь и чугун. Чугун вследствие невысоких магнитных свойств использует­ся относительно редко.

Для уменьшения потерь на гистерезис и вихревые токи в состав электротехнической стали входит кремний. Наличие приме­сей углерода, кислорода и азота снижает качество электротехни­ческой стали. Электротехническая сталь маркируется 4цифрами:

Первая цифрахарактеризует сталь по виду прокатки.

1 -горячекатанная изотропная;

2 -холоднокатанная изотропная;

3 -холоднокатанная анизотропная с серебристой структурой.

Вторая цифра -от "О", 1,2,3,4,5 -содержание кремния. "О" -00,4

"I" - 0,40,8 "2" -0,81,8;"3" - 1,82,8;

"4" - 2,83,8; "5" - 3,84,8.

С увеличением содержания кремния возрастает хрупкость ста­ли, Б связи с этим, чем меньше машина и, следовательно, чем меньше размеры зубов и пазов, тем труднее использовать стали с повышенной и высокой степенью легирования. Поэтому высоколе­гированная сталь применяется для изготовления трансформаторов и очень мощных генераторов переменного тока.

Третья цифра -основные нормируемые характеристики "О" -1,5Тл при 50Гц; "I" - 1,7Тл при 50Гц; "2" - 1,7Тл - 400Гц.

Четвертая .цифра -порядковый номер стали группы, куда вхо­дит штампуемость стали. За критерий штампуемости принимается стойкость штампа и другие условия,

Изоляционные, материалы.применяют с я для электрической изо­ляции обмоток и других токоведущих частей, а также для изоляции листов электротехнической стали друг от друга. Отдельную группу составляют материалы, из которых изготовляются электрические щетки.

К изоляционным материалам предъявляются след.требования:

высокая электрическая прочность, механическая прочность, нагревостойкость и теплопроводность, а также малая гигроскопичность, эластичность. Важно, чтобы изоляция была по возможности тонкой,

т.к. увеличение ее толщины ухудшает теплоотдачу и приводит к уменьшению коэфф. заполнения паза, что вызывает уменьшение номинальной мощности машины» Изоляционные материалы могут быть твердые, жидкие и газообразные. Газообразные -это воздух и водород. Жидкие -главным образом в трансформаторостроении в виде трансформаторного масла.

Наибольшее значение в электромашиностроении имеют твердые изоляционные материалы.

Электроизоляционные материалы, применяемые в электромаши­ностроении, в зависимости от нагревостойкооти подразделяют на семь классов: У ,А, Е, В, FН, С.

Xкассу V/предельная допустимая температура при дли­тельной работе 90°С/ относятся текстильные и бумажные материа­лы, изготовленные из хлопка, натурального шелка, целлюлозы и полиамидов, древесины и пластмассы с органическими наполните­лями.

К классу А /105°С/ относятся материалы класса У ,пропи­танные изоляционным составом или погруженные в жидкие диэлектри­ки; лакоткани, электрокартон; гетинакс, текстолит, эмалевая изоляция проводов типа ПЭЛ, ПЭМ, ПЭЛР, ПЭВД и другие.

К классу Е /120°0/ относятся синтетические пленки и волок­на, термореактивные синтетические смолы и компаунды /эпоксид-ные, полиэфирные, полиуретановые/, эмалевая изоляция проводов типа ПЭВТЛ, ПЭВТЛК и другие на основе полиуретановых и поли­амидных смол,

К классу В /130°0/ относятся материалы на основе слюды /миканиты, слюдинита/, стекловолокна, асбестовые волокна, пласт­массы с неорганическим наполнителем, термореактивные синтети­ческие копаунды, эмалевая изоляция проводов типа ПЭТВ, ПЗТВД и другие на основе полиэфирных лаков и термопластических смол.

К классу С /155°0/ относятся материалы класса В из слюды, стекловолокна, асбеста, но без подложки или с неорганической подложкой; эмалевая изоляция проводов типа ПЭТ-155, ПЭТП-155, ПЭД на основе капрона.

К классу Н /180°С/ относятся материалы, указанные в классе В, из слюды, стекловолокна и асбеста с неорганической подложкой, кремний органические эластомеры; эмалевая изоляция проводов ти­па ПЭТ-200, ПТЭП-200 и другие на основе кремний органических ла­ков.

К классу С /более 180°С/ относятся слюда, стекло, электро­техническая керамика, кварц, шифер, материалы из слюды со стекловолокнистой подложкой, полиимидные и полифторэтиленовые плен­ки.

В современных электрических машинах применяют, в основном, изоляционные материалы классов В и F, а в специальных машинах, работающих в металлургической промышленности, в горном оборудо­вании и на транспорте, изоляцию класса Н,

В качестве пазовой и междуфазовой изоляции применяют плен-косинтокартоны марок ПСК-1 и ПСК-ЛП. Эти материалы представляют собой полиэтилентерефталатную пленку марки ПЭТВ, оклеенную с двух сторон бумагой из фенилонового волокна /ПОК-Ф/ или бумагой из лавсанового волокна без пропитки /ПСК-Л/ или с пропиткой Л1СК-ЛП/.

Выводные проводаэлектрических машин выполняют с каучуко­вой и ленточной изоляцией, В последние годы внедрены новые про­вода марки ПРГБ о изоляцией из бутилкаучука, нагревостойкость которых достигает 90°0. Для более высоких температур применяют провода марки ПАЛ-130 /130°С/; ПАЛ-180 /180°0/; РКП /180°С/. Провода марки ПТЛ-250 допускают нагрев до температуры 250°С.

Лаки -это раствор пленкообразующих веществ в растворите­ле. Лаки подразделяются на пропитывающие::, покровные, клеящие. Они применяются при пропитке обмоток, при изоляции листов элек­тротехнической стали, чтобы уменьшить потери на вихревые токи»

Компаунд -это масса без растворителя, компаундами пропи­тывают обмотки высоковольтных машин. Т.к. при запекании компа­унда нет растворителей, то вследствие неоднородности запечки не создаются участки с растворителями, приводящими к образова­нию трещин, расслоений и включений -неоднородностей изоляции-опасных для высоковольтных машин.

Производственный и технологический процессы

Слово "технология" образованное из двух греческих слов "техно" -мастерство и "логос" -учение, означает науку о про­цессах производства различных изделий и необходимых для этого технологических средствах. Процесс изготовления изделий состоит

из комплекса работ, необходимых для производства заготовок, их обработки, сборки из деталей узлов и сборки из узлов готовых изделий.

Производственный процесс -это совокупность всех действии людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.

Производственный процесс охватывает подготовку средств про­изводства и организацию обслуживания рабочих мест, получение и хранение материалов, изготовление деталей и сборку машин, все виды транспортировки, технический контроль на всех стадиях про­изводства, изготовление приспособлений и инструмента, ремонт оборудования и т.д.

Технологический процесс -часть производственного процесса, содержащая действия по изменению формы, размеров, свойств мате­риалов для получения детали и последующему определению состояния предмета производства.

Технологический процесс делят на операции, которые состоят из переходов, установов, позиций, рабочих и вспомогательных хо­дов.

Элементы технологического процесса

Технологическая операция -законченная часть технологичес­кого процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Технологичес­кая операция охватывает все последовательные действия рабочего и станка при обработке детали. Операция является основной частью технологического процесса и по ней определяется трудоемкость процесса, необходимое число рабочих, станков, приспособлений, инструмента.

Технологический переход -законченная часть операции, ха­рактеризуемая постоянством применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой, или режима работы станка.

• Рабочийход -законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности иди свойств заготовки.

Вспомогательный ход -однократное перемещение инструмента относительно заготовки, не сопровождаемое изменением заготовки, но необходимое для выполнения рабочего хода.

Установ -часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собира­емой сборочной единицы.

Позиция -каждое отдельное положение заготовки, занимае­мое ею относительно станка при неизменном ее закреплении.

Прием -законченная совокупность движений рабочего в про­цессе выполнения операции.

Средства выполнения технологического процесса

Технологическое оборудование -орудия производства, в ко­торых для выполнения определенной части технологического про­цесса размещаются материалы или заготовки, средства воздейст­вия на них и при необходимости источники энергии /станки, кра­ны, разметочные плиты, испытательные стенды и т.д./.

Технологическая оснастка -орудия производства, добавляе­мые к технологическому оборудованию для выполнения определенной части технологического процесса /например, режущий инструмент, штампы, приспособления, калибры, пресс-формы и т.д./,

Типы производств

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабиль­ности и объема выпуска изделий, произволе т во электрических машин делят на три типа: массовое, серийное и единичное.

Тип производства определяют на основании ряда характерис­тик, основной из которых является коэффициент закрепления опе­рацийК зо ,Кзо -это отношение числа всех различных техно­логических операций /О/, выполненных или подлежащих выполнению к числу рабочих мест /Р/, выполняющих различные технологические операции.

Кзо=О/Р

Каждому типу производства присуща своя организация произ­водства и характер технологических процессов.

Массовое производствохарактеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени. Характерным признаком массового

производства является не только количество выпускаемых изделий, а выполнение на большинстве рабочих мест только одной закрепленной за ними постоянно повторяющейся операции*

Программа выпуска в массовом производстве обусловливает возможность узкой специализации рабочих местирасположение. оборудования по ходу технологического процесса в виде поточных линий. Длительность операций на всех рабочих местах примерно одинакова и соответствует заданной производительности,

Такт выпуска,интервал времени, через который периодичес­ки производится выпуск изделий, для всех рабочих мест будет один и тот же. Такт существенно влияет на построение технологи­ческого процесса, т,к, необходимо привести время каждой опера­ции ко времени, равному или кратному такту, что достигается со­ответствующим расчленением технологического процесса на опера­ции или дублированием оборудования для получения необходимой производительности»

Во избежание перебоев в работепоточной линии на рабочих местах предусматриваются межоперационные запасы /заделы/ заго­товок или деталей. Заделы обеспечивают непрерывность выпуска продукции в случаенепредусмотренной остановки отдельного,обо­рудования» Массовое производство часто называют поточно-массо­вым, На поточных линиях выполняются операции механической об­работки, обработки давлением, укладки обмоток, пропитки, сборки, окраски, контроля, качества продукции, коэффзакрепления опера­ции для массового производства принимают равным I.Б электрома­шиностроении методами массового производства изготовляют асин­хронные электродвигатели серии АИ мощностью до 10кВт./Привести пример производства/.

Для массового производства характерно применение для обра­ботки деталей специальных станков, полуавтоматов и автоматов и автоматических линий. Для проверки деталей используют измери­тельные приспособления, различные калибры и шаблоны.

Серийное производствохарактеризуется ограниченной номенкла­турой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися парти­ями и сравнительно большим объемом выпуска,

3зависимости от количества изделий в партии и значения коэффициента закрепления Кзоразличают мелкосерийное произ-

о • и *

водство Кзо = 2040,среднесерийное Кзо = 1020и крупносерий-

ное Кзо=110

При серийном производстве применяют универсальное специа­лизированное оборудование, станки-автоматы. На станке выполня­ют одну или несколько операций. Универсальные станки оснащены специальными приспособлениями, превращающими их в специализи­рованные станки. Режущий и измерительный инструмент -универ­сальный и специальный»

Единичное производствохарактеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом его выпуска» Кзо -не регламентируется. Примером единичного производства является из­готовление опытных образцов машин и отдельных крупных электри­ческих машин по спец.заказам.

Для обработки деталей применяют станки, приспособления, ре­жущий и измерительный инструмент универсального типа. Специаль­ные приспособления и инструменты изготовляют лишь в том случае, если без них невозможно изготовить деталь /напр.пазовые штампы/. Изделия изготовляют, как правило, по маршрутным технологичес­ким процессам.

Структура электромашиностроительного

предприятия

Электротехническая промышленность вцелом имеет структуру, представленную на рис.1, стр.10Ы.У. Нас будет интересовать структура лишь электромашиностроения* Для крупных, средних и мелких машин структура предприятия будет примерно одна и та же. Общая структура всех электромашиностроительных предприятий СССР представлена на рис.3, стр12/ М.У./.

На электромашиностроительных заводах в зависимости от наз­начения вое цеха разделяют на три категории: основного вспомогателъного и опытного производства,,

Основное производствоВ цехах этого производства изготов­ляют изделия для поставки. Цехи основного производства рездаля-ют на выпускающие и заготовительные*

Выпускающие цехи.Из выпускающих цехов выходят готовые к эксплуатации электрические машины, т.е в них происходит сбор­ка электрической машины. При большой номенклатуре выпускаемых электрических машин на заводе может быть несколько выпускающих цехов.

Заготовительные цехиК ним относятся цехи: литейный, кузнечный, сварочный, обмоточно-изоляционный, якорный, кол­лекторный, гальванический, термический, штамповочный, пласт­масс, валов и т.д.

В литейном цехе отливают станины, подшипник, щиты, крышки подшипников, вентиляторы и т.д.

Назначение каждого из цехов видно из его названия.

Таким образом, заготовительные цехи служат для обработки однотипных по конструкции или технологии изготовления деталей и узлов электрических машин. Это дает возможность применить на­иболее совершенные методы обработки деталей с использованием специального и автоматизированного высокопроизводительного обо­рудования. Даже при сравнительно большой номенклатуре деталей, применяя групповые методы обработки, удается достичь высоких экономических результатов.

Наиболее совершенная организация производства -поточная, при которой значительно изменяется структура цехов завода. Количество заготовительных цехов уменьшается, остаются лишь такие, как литейный, кузнечный, сварочный, т.е< цехи, связанные с производством заготовок, Функции другие заготовительных цехов принимают на себя участки, которые располагаются в выпускающем цехе в соответствующих поточных линиях. Таким образом, выпуска­ющий цех становится цехом с замкнутым технологическим циклом,

Вспомогателъное производство.К нему относят цехи: инстру­ментальный, нестандартного оборудования, ремонтно-механический, электроремонтный и модельный. Здесь изготовляют и ремонтируют средства технологического оснащения, осуществляют производство и подачу сжатого воздуха, тепловой и электрической энергии.

Опытное производство.Цех опытного производства предназна­чен для изготовления образцов, партий или серий изделий для проведения исследовательских работ или разработки конструктор­ской и технологической документации для установившегося произ­водства,

Кроме того на заводе имеются:

складское хозяйство/готовой продукции, полуфабрикатов исх. матер./,

транспортное хозяйство /депо, автопарк/,

отделы и службы /гл. энергетика, механика и т.д./,

административно-хозяйственная часть /дирекция, отдел тру­да и зарплаты, снабжение и т,д/.

Подготовка производства

Это комплекс взаимосвязанных процессов научного у техничес­кого, организационно-плановсго, экономического и социально-психологическогохарактеров, направленных на разработку и про­мышленное освоение новых видов изделий заданного качества при установленных сроках, объемах выпуска и затратах.

Подготовка производства может быть подразделена на стадии подготовки производства:

научная;

техническая/а/ конструкторская и б/ технологическая/,

материально-техническая,

организационно-плановая;

экономическая,

социально-психологическая.

Из всех стадий П,П. техническая занимает до 70^,поэтому нас она будет интересовать больше всего,

Техническаяподготовка производства представляет собой ком­плекс технических, организационных и производственных мероприя­тий по созданию лучших конструкций, разработке технологии и ос­настки, освоению выпуска новых электрических машин, обеспечению ритмичного бесперебойного производства и высокого качества ма­шин.

По своему содержанию техническая подготовка производства состоит из двух основных стадий: конструкторской и технологической.

Конструкторская подготовка производства

В процессе конструкторской подготовки производятся электро­магнитный, тепловой, вентиляционный и механический расчеты ма­шины, разработка конструкции в виде чертежей и выпуск рабочих чертежей со спецификациями.

Конструкторская подготовка производства новой машины сос­тоит из следующих этапов:

1.Техническое задание.

2.Технический проект

ЗРабочие чертежи

4.Опытный образец машины.

1.Техзадание на новую машину включает номинальные данные:

Р, n,U, форму исполнения, способ защиты от окружающей среды, особое требования.

2.Технический проект содержит расчеты машины и проектные чертежи общих видов, в кот.заложены основы технологии ее изго­товления с учетом количества выпускаемых машин.

3.Рабочие чертежи разделяются на сборочные и детальные и составляются в соответствии с ГОСТ и действующими на заводе нор­малями.

4.Для проверки расчетов, конструкции и технологии в цехе опытного производства изготовляют один или несколько опытных об­разцов новой машины, которые подвергаются всесторонним испыта­ниям. На основании протокола испытаний вносятся необходимые кор­рективы в расчеты и чертежи и машина утверждается к пуску в про­изводство.

Технологическая подготовка производства

Технологическая подготовка производства, нового изделия вли­яет на качество», трудоемкостъ и себестоимость изготовления 5.Ц. В современных условиях технического прогресса, когда конструкция изделий претерпевает быстрое моральное старение, технологичес­кая подготовка производства должна обеспечить выпуск новых изде­лий вкратчайшие сроки,в заданном объеме и требуемого качества. Эти требования могут быть обеспечены только за счет совершенных методов и средств ведения технологической подготовки производст­ва. Такие методы и средства разработаны для всех предприятий машиностроения в виде системы государственных стандартов, полу­чивших название Единой системы технологической подготовки про­изводства -ЕОТПП.

ЕСТПП -комплекс государственных стандартов, определяющих систему организации и управления процессом ТПП; ЕСТПП предусмат­ривает широкое применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов.

Основные функции технологической подготовки производства:

I/обеспечение технологичности конструкции изделия; 2/ разработка

технологических процессов; З/ проектирование и изготовление средств технологического оснащения; 4/ управление процессом технологической подготовки производства.

1.Обеспечение технологичности конструкции изделия. Технологичность конструкции -это совокупность свойств конструк­ции, проявляемых в оптимальных затратах труда, средств, мате­риалов и времени при технической подготовке производства, изго­товлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций того же назначения. Следова­тельно, при отработке конструкции изделия на технологичность ставится задача снизить затраты и сократить время на проектиро­вание и ТПП и при этом создать машину, которую можно было бы изготовить с минимальными затратами труда и материалов, органи­зовать ее выпуск на базе высокопроизводительного оборудования* Отработка конструкции изделия на технологичность производится конструктором в творческом .содружестве с технологом на стади­ях разработки.

2.Разработка технологических .процессов.После того как , конструктор внес все изменения в рабочие чертежи по замечаниям технолога в процессе отработки конструкции на технологичность, технологи приступают к выбору заготовок и технологических баз, определению последовательности и содержанию технологических опе­раций, определению режимов и т.д.

ЗПроектирование и изготовление средств технологического оснащения.В состав средств технологического оснащения входят технологическое оборудование и оснастка, средства механизации я автоматизации.

Средства оснащения делят на стандартные и нестандартные. Стандартные закупают. Нестандартные -проектируют и изготавли­вают сами.

4.Управление процессом технологической подготовки производ­ства. Утверждается план-график работ по конструкторской и техно­логической подготовкам производства с указанием состава, объе­ма и сроков выполнения, уточняются функции различных служб ТПП, определяются периодичность контроля и метода его проведения по этапам ТПП.

Технологическая документация.

К технологическим документам относятся графические и тек­стовые документы, которые отдельно или в совокупности опреде­ляют технологический процесс изготовления или ремонта изделия, комплектацию деталей, сборочных единиц, материалов, оснастки, технологических документов и маршрут прохождения изготовляемо­го или ремонтируемого изделия по службам предприятия.

Составной частью Единой системы технологической подготовки производства /ЕСТПП/ является Единая система технологической документации /ЕСТД/, в которой изложены стадии разработки техно­логических документов и их виды, общие требования к документам и правила их оформления»

Разработка технологической документации производится парал­лельно с разработкой конструкторской документации /ЕСКД/. Длн каждой стадии конструкторской документации разрабатываются со­ответствующие технологические документы,

В комплект технологических документов входят основные до­кументы: маршрутная карта МК/, карта технологического процесса ДТП/, ведомость деталей к типовому технологическому процессу

/втп/.

Маршрутная карта/МК/ -это технологический документ, со­держащий описание технологического процесса изготовления или ре­монта изделия по всем операциям различных видов в технологичес­кой последовательности с указанием материальных и трудовых нор­мативных данных об оборудовании, оснастке.

Карта технологического процесса /КТП/.В отличие от маршру­тных карт в карте технологического процесса описывается техноло­гический процесс по всем операциям одного вида работ /напр. меха­ническая обработка резанием, штамповка и т.д./, В КТП имеются графы для записи информации, специфичной для данного вида про­цесса.

Ведомость .деталей ,к„_типовому технологическому процессу содержит перечень деталей, изготовленных по типовому технологи­ческому процессу, с указанием трудовых нормативов и при необхо­димости -данных о материалах, технологической оснастке и режи­мах обработки. Ведомость деталей к типовому технологическому процессу следует применять совместно с МК.

Стандартизация  нормализация иунификация

При производстве ЭМ и тр-ров используются материалы и комплектующие изделия, выпускаемые промышленностью в соответст­вии с требованиями ГОСТ и ОСТ. Однако использование всех типо­размеров и марок материалов, а также всей номенклатуры комплек­тующих изделий, указанных в ГОСТ, настолько усложнили бы снаб­жениематериалами их хранение и выдачу цехам, планирование и учет работы цехов, что завод не смог бы работать. Поэтому служ­бы стандартизации завода совместно с другими отделами и производ­ственными службами разрабатывают ограничительные стандарты пред­приятия /ОСТ/, которые ограничивают сортаменты и марки применяемых материаловТакже выпускаются стандарты, вносящие ограни­чения по использованию на заводе крепежных изделий, резьб , от­верстий, насадок, сварных швов и т,д. Эти мероприятия позволяют резко уменьшить номенклатуру применяемых материалов и деталей, инструмента и оснастки, уменьшить число переналадок станков ,луч­ше организовать производство. Типизация технологических процес­сов резко сокращает время на подготовку производства и освоение изготовления деталей, а также повышает качество технологичес­ких процессов

_Аттестация уровня производства на предприятиях

В последние годы на отечественных электромашиностроительных и тр- тор о строительных заводах проводится периодическая аттеста­ция достигнутого уровня производства.

Аттестация уровня производства -это система, состоящая из аттестации уровня качества изделия, аттестация уровня техноло­гии, аттестация уровня организации производства.

Для оценки уровня производства приняты три категории:

высшая категория В, Iкатегория, П категория.

К высшей категории "В" относятся предприятия, цехи, участки, имеющие лучшие показатели, достигнутые на аналогичных предприя­тиях в СССР и за рубежом. К 1 категории относятся предприятия, цехи, участки, имеющие средние показатели, достигнутые на анало­гичных предприятиях в СССР. Ко П категории относятся предприятия,

цехи и участки, имеющие показатели ниже средних, достигнутых в отрасли.

Аттестация показывает, что на заводах все больше внимания уделяется вопросам технологии, разработке и внедрению новых вы­сокопроизводительных технологических процессов и специального технологического оборудования, модернизации действующего обо­рудования, внедрению поточно-механизированных и автоматических линий, позволяющих получить максимальный экономический эффект,

Перспективы совершенствования технологии и организации производства электрических машин и трансформаторов

В электромашиностроении на уровень производительности тру­да влияют факторы трех групп:

1.Повышение технического уровня производстваСюда отно­сятся механизация и автоматизация производства, модернизация действующего оборудования, внедрение совершенной технологии, применение экономичных видов сырья и материалов.

2.Улучшение организации производства и труда.Организация производства включает совершенствование управления, внедрение АСУТП /автоматизированные системы управления технологическим процессом/, конвейеризацию и т.д. Организация труда включает в себя внедрение планов НОТ, изменение состава работающих, сокра­щение потерь рабочего времени,

3.Изменение объема и .структуры производства продукции, т.е. ассортиментные сдвиги, изменение удельного веса отдельных производств, с учетом конъюнктуры и спроса на изделия, требова­ний уровня развития науки и техники,

За последние года многое сделано для повышения техническо­го уровня производства. Это в первую очередь относится к заво­дам, с крупносерийным и массовым производствам,

Литье корпусов, щитов и других деталей осуществляют про­грессивными методамиШтамповку листов сердечников осуществля­ют из рулонов или лент на автоматических установках. Сборку сердечников производят на полуавтоматах. Сборку машин конвейери­зируют. Все эти мероприятия позволяют повысить производитель­ность труда при изготовлении машин.

Степень механизации производства повышается также за счет применения оборудования с числовым программным управлением,

По плану технического перевооружения па период до 1990г. .предусматривается значительный рост внедрения на предприятиях отрасли передовой технологии, механизации и автоматизации про­изводственных процессов.

Научно-технический прогресс, рост энергопотребления, все возрастающее потребление природных ресурсов требуют от науки и производства поиска и создания принципиально новых способов по­лучения энергии, сырья, технологических процессов. Металлы, про­изводство которых лимитируется ресурсными или экономическими фак­торами, могут вытесняться полимерными, композитными и керамичес­кими материалами.

Комплексное использование сырья, создание оптимальных по затратам энерготехнологических предприятий, разумное сочетание жестких и гибких перестраиваемых автоматизированных производств -все это пути качественного изменения технологических процессов

Фундаментальными исследованиями создан немалый задел для обеспечения высокоразвитого производства. Поэтому реализовать этот задел может только совершенная технология производства, Технология гибкая, способная быстро перестраиваться с учетом запросов н требования времени. Поэтому в технике мы вступаем в технологическую эпоху.Но совершить этот переворот способны только должным образом подготовленные люди» владеющие достиже­ниями современной Фундаментальной науки и одновременно понимаю­щие потребности промышленности. На повестку для ставится вопрос, чтобы вы как специалисты были способны не просто усваивать и совершенствовать применяемые процессы, но и предлагать и научно обосновывать принципиально новые подходы, которые только и мо­гут обеспечить технологический переворот.

Технологическая последовательность операций при изготовлении асинхронных электродвигателей

АД серии АИ являются наиболее массовой продукцией электро­машиностроения. Поэтому удобно рассмотреть технологическую по­следовательность операций производства тленно на этом примере.

ЗАГОТОВКИ МЕХАНИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Для изготовления всякой детали нужна заготовка, которая путем обработки резанием, давлением или другими способами пре­вращается в готовую деталь» Заготовки деталей и способы их по­лучения могут быть разделены на следующие виды: прокатштамповка отливка, поковка , сварка

При конструировании Э.М. конструктор должен выбрать вид заготовки для каждой детали, что уже определяет ее форму и тех­нологию, Для многих деталей этот вопрос имеет несколько реше­ний и выбор того или иного решения зависит от многих факторов. Это в первую очередь относится к литым и сварным деталям, т.к. возможности технологии литья и сварки делают их для многих де­талей взаимозаменяемыми.

Общие соображения, которыми следует руководствоваться при выборе вида заготовки, следующие:

1.Технико-экономическое сравнение различных вариантов.

2.Объем детали*

3.Использование материала /отходы/.

4.Трудоемкость получения заготовки.

5.Простота и трудоемкость обработки.

6. Стоимость технологической оснастки.

7.Механизация и автоматизация производства,

8.Длительность технологического цикла,

9.Надежность детали в эксплуатации.

На заре электромашиностроения механические детали выполня­лись в основном путем литья из чугуна и стали, что сильно уве­личивало расход металлов, в особенности тех частей Э.М., кото­рые были магнитно -нагруженными. Однако стальное литье недолгое время являлось основным материалом в электромашиностроении, ус­тупив место электродуговой сварке.

Внедрение дуговой сварки свершило переворот во многих об­ластях электромашиностроения. В области крупных машин появилась возможность изготовления сверхкрупных Э.М. Переход на сварные конструкции дал огромную экономию металла и снижение трудоемкос­ти механической обработки.

Рассмотрим вкратце способы получения заготовок деталей литьем

Литье

К литейному производству относится изготовление -фасонных дета­лей или их заготовок путем заливки расплавленного металла в форму, полость которой имеет конфигурацию детали. Методом литья можно изготавливать изделия сложной конфигурации, которые дру­гими видами обработки изготовить трудно или невозможно.

В, Э.М. литые детали составляют 35-60 общей массы. Наиболь­шее применение находят отливки из серого чугуна и алюминия. Серый чугун -самый дешевый из литейных сплавов. Он имеет хорошие ли­тейные свойства и обладает способностью рассеивать вибрационные колебания. Основной недостаток серого чугуна -низкая пластич­ность. Из серого чугуна отливают корпуса, щиты, коробки выво­дов, крышки и т.д.

Стальное литье применяют в Э.М., когда необходимо иметь де­тали с высокими прочностными харчами или когда детали служат магнитопроводами . Из стали отливают корпуса, шиты, детали коллекто­ров, валы, и т.д. Стальные отливки в среднем на 50^дороже, чем отливки из серого чугуна.

Из алюминиевых сплавов отливают: корпуса, щиты, крышки, коробки выводов, вентиляторы, клинья роторов турбогенераторов и т.д. Преимуществом алюминиевых сплавов является малая плотность, высокая коррозионная стойкость, хорошие литейные свойства, хоро­шая обрабатываемость.

При производстве Э.М. находят применение отливки из медных сплавов, латуни и бронзы. Отливки из медных сплавов обладают высокой износостойкостыо, стойкостью в атмосфере, кислотах и щелочах, пресной и морской воде.

Стоимость отливок из цветных сплавов в 5-6раз выше стои­мости отливок из чугуна,

Основные принципы технологичности литых деталей следуюшие

I/Для выемки модели из формы детали должны иметь литейные конусы.

2/ Во избежание образования усадочных раковин не допускает­ся резкий переход от тонких сечений к толстым.

З/ Поверхности, подлежащие обработке, должны выступать

над черновыми поверхностями отливки.

4/ Обрабатываемые поверхности должны иметь припуск ж об­работку, определяемый:, размерами детали и методами литья.

5/ Переходы между плоскостями и углы должны иметь округле­ния.

Для увеличения жесткости и прочности отливок при тонких стенках и глубоких нишах должны быть предусмотрены ребра жест­кости.

В качестве примера рассмотрим отливку подшипникового щита /стр.16, рис.20/.

Основной задачей, стоящей перед литейным производством, является максимальное приближение формы и размеров литых заго­товок к форме и размерам готовых деталей. Это позволяют сделать специальные способы изготовления литых заготовок. Так, например, большинство отливок из цветных сплавов получают способом литья под давлением, литье под давлением во многих случаях позволяет совсем исключить или свести к минимуму дальнейшую механическую обработку. Литье под давлением производят на специальных машинах в массовом и крупносерийном производстве. В современник машинах литья под давлением автоматизирован весь процесс литья: дозирование, прессование, извлечение отливок и т.д.

КОВКА -вид горячей обработки металлов давлением. Ковкой изготавливают валы, втулки, нажимные шайбы и некоторые другие детали. Кроме того, ковкой получают заготовки для деталей осна­стки и нужд ремонтных цехов.

ПРОКАТКАиспользуется в крупносерийном и массовом производ­стве для получения заготовок ступенчатых тел вращения /напрвалов, пальцев/,

ШТАМПОВКА -получают подшипниковые крышки, кожухи вентиля­торов, жести магнитопроводов. Основное техническое требование к штамповке -максимальное использование листового материала.

СВАРКА. Основные технологические требования, предъявляемые . к конструкциям сварных деталей, заключаются в следующем:

I/Простота формы заготовок.

2/ Максимальное использование сортового проката.

З/ Минимальная длина и простота контура деталей, выреза­емых из листа и наилучшее использование площади листа при раскрое.

VУдобное расположение сварных швов и минимальная их длина.

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ

Механическая обработка занимает значительную долю в общей трудоемкости изготовления Э,М. При производстве машин переменноготока мощностью до 100кВт она равна 1025%машин постоянного тока мощностью до 200кВт - 2540Процесс обработки, трудоемкость и себестоимость детали зависят от рода заготовки. Необходимо стремиться к получению заготовки, по форме и размерам прибли­жающейся к форме и размерам готовой детали. При такой заготовке облегчается ее механическая обработка и повышается коэффициент использования металла.

Пути совершенствования механической обработки деталей -это использование высокопроизводительного оборудования, осна­щение станков автоматизированными устройствами для проверки раз­меров деталей и т.д.

На себестоимость изготовления деталей влияет величина при­пуска. Припуск -это слой металла, оставляемый на заготовке и удаляемый с ее поверхности в процессе обработки. Большой при­пуск влечет за собой излишний расход металла, снижает произво­дительность труда, увеличивает расход режущего инструмента и электроэнергии.Малыйприпуск не всегда обеспечивает получение заданных чертежом размеров детали из-за неполного удаления с заготовки поверхностного дефектного слоя. Малые припуски тре­буют более точной установки детали при обработке, что удорожа­ет обработку. Припуск на обработку должен быть оптимальным

Припуски можно разделить на промежуточные и общие Промежуточный припуск -слой металла, снимаемый с заготовки при ее обработке на данном переходе.Общий припуск -слой металла, снимаемый с заготовки на всех стадиях ее обработки до получе­ния готовой детали. Общий припуск равен сумме промежуточных припусков и определяется как разность размеров заготовки и го­товой детали.

Как правило, припуск тем больше, чем больше размеры детали.

Припуски тобработку плоских деталей задаются на одну сторону, а при обработке цилиндрических -на диаметр.

БАЗЫ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И ВЫБОР

При конструировании изделия и разработке технологических процессов большое значение имеет правильный выбор баз. Точность обработки детали, быстрота ее установки в приспособление, конст­рукция приспособления в сильной степени зависят от выбранной базы.

Базами называют исходные поверхности, линии или точки, оп­ределяющие положение заготовки в процессе ее обработки на стан­ке или готовой детали в собранной машине. Различают конструк­торские, технологические, измерительные и сборочные базы.

Конструкторскими базаминазывают поверхности, оси или точ­ки, определяющие положение детали относительно других деталей при ее работе в машине. За конструкторские базы часто принимают

не материальные, а геометрические элементы деталей машин.

Технологическими базаминазывают поверхности, используемые

для определения положения заготовки или изделия в процессе изго­товления» Так, при использовании приспособлений за технологичес­кие базы принимают реальные поверхности, непосредственно контак­тирующие с элементами приспособления.

Технологические базы делятся на черновые, промежуточные и окончательные.

Черновые, базы используются на первых операциях обработки, когда обработанных поверхностей на заготовке еще нет. Они служат для создания промежуточных или окончательных технологических баз.

Кроме того, технологические базы делят на основные и вспомога­тельные.

Основные базы:это поверхности, предусмотренные конструкцией

и выполняющие определенную роль при ее работе в изделии»

Вспомогательные базы -это поверхности, специально созда­ваемые на детали с учетом технологических требований. При не­обходимости после завершения обработки эти поверхности могут быть удалены. Примерами вспомогательных баз могут служить цент­ровые гнезда валов, приливы на подшипниковых щитах и др.

Все это технологические базы.

Измерительная база -это поверхность, линия или точка поверх­ности, относительно которой измерением проверяют положение обра­ботанной поверхности,

.Сборочными базамиявляются обработанные поверхности, кото­рыми деталь присоединяется к другим деталям, определяющим ее по­ложение в узле или машине»

Сборочными базами подшипникового щита являются отверстия, которым он монтируется на подшипник и корпус. Сборочными база­ми вала являются поверхности, на которые насаживаются подшипни­ки,

При выборе технологических баз для обработки заготовок сле­дует использовать принцип совмещения баз, т.е. в качестве техно­логической базы брать поверхность, являющуюся измерительного ба­зой. Лучшие результаты достигаются при совмещении технологичес­кой, измерительной и конструкторской баз, т.е. тех поверхностей, которые определяют положение детали в собранном изделии.

При выборе баз руководствуются общими положениями с учетом особенностей каждого из них:

I/деталь должна удобно устанавливаться и выниматься из приспособления за минимальное время;

2/ Базовые поверхности должны быть равными и иметь доста­точную площадь для устойчивого положения детали в приспособлении;

З/ усилия резания, зажима и собственного веса должны подвер­гать деталь наименьшим деформациям;

Vчерные /необработанные/ поверхности детали следует исполь­зовать только в первой операции для получения чистых баз;

5/ Для деталей, у которых обрабатываются все поверхности,

за черновую базу принимают поверхность, имеющую наименьший при­пуск»

При построении маршрута обработки следует соблюдать прин­цип постоянства баз; на всех основных технологических операциях использовать в качестве технологических баз одни и те же поверх­ности заготовки.

ВАЛЫ

Вал Э.М. является очень ответственной деталью. От жесткос­ти вала и точности его обработки зависит равномерность воздуш­ного зазора по окружности между статором и ротором. Прочность вала определяет механическую надежность машины в эксплуатации. Прямолинейность и прочность вала зависят не только от правильно­го расчета и выбора конструктивных размеров, но и от технологи­ческих процессов обработки вала и сборки насаживаемых на него деталей.

Валы имеют ступенчатую форму с уменьшающимися по диаметру ступенями к обоим концам. Конструкция валов зависит от характе­ра работы двигателя. Вал тягового электродвигателя более нагру­жен, поэтому переход от одной ступени к другой выполнен плав­ным, в форме радиуса, называемого галтелью. Этим достигается снижение концентрации напряжений в местах перехода, У вала э.д. серии 4А в местах перехода ступеней имеется небольшое углубле­ние , .предназначенное для выхода круга при шлифовании.

Различают основные типы валов:

I/гладкие валы2/ бесфланцевый с двумя подшипниковыми шейками; З/ с фланцем; Vребристый; 5/ валы турбогенераторов, откованные вместе с бочкой ротора /рис..1 ,стр. IЗ/.

Гладкие валы применяют только в микромашинах диаметром не более 5мм. Повадка ротора на вал производится по системе вала.

Такая конструкция валов является наиболее экономичной, но она неприменима для машин большой мощности.

Наиболее характерной для Э.М. является форма вала в виде ступенчатого цилиндра с посадкой деталей по системе отверстия.

Вцелях снижения трудоемкости обработки следует стремиться к уменьшению числа ступеней и поэтому часто на одну ступень на­саживают две или несколько деталей»

При передаче больших вращающих моментов шпоночные соедине­ния конца вала о приводным механизмом являются недостаточно на­дежными и поэтому вместе с валом из одного куска отковывают фланец для соединения валов /рис 1 б,стр.13 вал с фланцем/.На­личие фланца сильно увеличивает сложность поковки, требует зна­чительно больших припусков на обработку. В последнее время в" связи с использованием совершенных способов сварки удается по­лучать значительную экономию металла за счет приваривания флан­ца к валу»

Ребристый вал /рис_1в, стр.13/ имеет ряд преимуществ из-за лучшей технологичности изготовления. На.рис.2 показана ротор­ная втулка, которая является одной из разновидностей ребристого вала. 1,2 -кольца, которые насаживаются на вал по заходным ко­нусам; 3 -ребро;': 4 -перемычка, слуаащая для увеличения жест­кости и выдерживания равного расстояния между ребрами.

Валы турбогенераторов, откованные вместе с бочкой ротора, изготавливают из хромомолибденовой стали и просверливают в них центральное отверстие которое используют для токоподвода к об­мотке ротора. А в гидрогенераторах для регулировки угла атаки лопаток турбины,

В старых сериях электрических машин независимо от формы и способа получения заготовки валу придавали ступенчатую форму , описанную около кубической параболы,очерчивающей брус равного сопротивления изгибу.

Такой метод проектирования валов из

цилиндрических заготовок в

современных машинах не применяется.

Это объясняется реальным взглядом на экономию металла в конструкциях. При проектировании вала следует учитывать вопросы тех­нологичности его изготовления. Они заключаются в снижении трудоемкости обработки, упрощении технологического процесса, удешев­лении заготовок и экономии металла,

ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ВАЛОВ

О металлургического предприятия сталь для валов поступает в виде прутков длиной от 2до б м. Перед обработкой прутки раз­резают на заготовки определенной длины централизованно В загото­вительных отделениях. Прутки разрезают приводными ножовками или дисковыми пилами на отрезных станках или производят рубку метал­ла на специальных прессах.

Заготовками для валов могут быть:

I/круглый цилиндрический прокат;

2/ поперечно-винтовой прокат;

З/ поперечно-клиновой прокат;

4/ поковки, получаемые радиальной ковкой, 5/ поковки, получаемые обычной ковкой в штампах на ковочных молотах.

Заготовки из кругло цилиндрического проката -наиболее просты. Применение таких заготовок мотет быть оправдано /из-за экономии металла/ при обработке валов гладких, или имеющих не­большой перепад диаметров ступеней вала, а также в условиях еди­ничного и мелкосерийного производства.

Заготовки валов из поперечно-винтового /периодического/ прокатаимеют размеры и форму, близкую к размерам готового вала. Поперечно-винтовой прокат заготовок валов получают путем обжатия цилиндрических заготовок на специальных трехвалковых станах. Заготовки, нагретые до ковочной температуры /до 1200°/,вращаясь вокруг своей оси, перемещаются вдоль стана, проходя между тре­мя валками с дисками, расположенными под углом 120°.

Разница в диаметрах ступеней заготовки вала при прокате получается за счет изменения рас­стояния между дисками. Команду на перемещение дисков для проката очередной ступени заготовки механизмы стана получают от следящей системы, перемещающейся по копиру, профиль которого соответствует профилю ступеней вала.

ЗАГОТОВКИ ВАЛОВ ИЗ ПОПЕРЕЧНО-КЛИНКОВОГО ПРОКАТА

Заготовки наиболее совершенны,их форма и размеры отличаются

от формы и размеров готового вала величиной небольшого припуска

на обработку ступеней. Так изготавливают АД серии 4А с высотой

оси вращения до 132мм.

Нагретая до ковочной температуры

заготов­ка подается в валки, которые

вращаясь внедряются выступающими

клиньями в тело заготовки, приводя ее во

вращение. Благо­даря высокой точности и

чистоте поверхнос­ти проката на

механическую обработку ос­тавляют

припуск небольшой величины, ко­торая снимается, за один рабочий ход на

токарном станке или в процессе шлифования ступеней вала,

Заготовки валов из поковок, получаемые методом радиальной ковки. По форме и размерам заготовки мало отличаются от готово­го вала. Получение заготовок валов указанным методом в условиях серийного и крупносерийного производства является наиболее ра­циональным, из таких заготовок изготовляют валы АД серии 4Ас высотой оси вращения 160-280мм,

Метод радиальной ковки валов заключается в том, что ци­линдрическую заготовку, нагретую до ковочной температуры, зак­репляют в зажимное устройство ковочной машины. Медленно вращаясь и перемещаясь вдоль оси и проходя между четырьмя бойками, заго­товка обжимается /рис.6, стр.13/. Бойки машины делают колеба­тельные движения с частотой 550колебаний в минуту. Ковочные машины австрийской фирмы "Steir ".

За один нагрев отковывается один конец вала, а затем, пос­ле переворота вала, куется второй конец.

Заготовки валов из поковок,получаете методами обычной ковки на ковочных молотах или мощных гидравлических прессах.

ТЕХПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ

Основные операции механической обработки валов следующие:

I/фрезерование торцов и центрование отверстий,

2/ токарная обработка;

З/ фрезерование шпоночных канавок;

4/ рифление;

5/ сверление;

б/ нарезание резьб;

7/ шлифование.

Для изготовления вала из заготовки на металлорежущих станках необходимо у детали иметь базу. Этой базой служат центро­вые отверстия, а при обточке на гидрокопировальных автоматах -и торцы вала.

Фрезерование торцов и центрование отверстий вала произво­дится на фрезерно-центровальных двухпозиционных полуавтоматах. /рис.7, стр.13/. Iфреза, 2 -сверло.

Обработка валов на токарных станках непроизводительна. Для повышения производительности труда эти станки оснащают гидро­копировальными суппортами /рис.8, стр.13/. Гидрокопировальные полуавтоматы, представляющие собой гамму высокопроизводительных станков, благодаря автоматизации процесса обработки, простоте наладки нашли широкое применение в условиях серийного и массо­вого производства.

Фрезерование шпоночных канавок, предназначенных для зак­репления в них призматических шпонок.

Канавки, показанные на рис.9, стр.13 могут фрезероваться двумя способами: за один рабочий ход /а/ и с маятниковой пода­чей /б/. За один рабочим ход канавки фрезеруют на вертикально-фрезерном станке. Фреза углубляется на полную глубину канавки, а затем профрезеровывает канавку на всю длину.

При фрезеровании шпоночной канавки за один рабочий ход нагрузка на фрезу возростает , и поэтому она быстро тупится и теряет размеры. Поэтому фреза дает неточный размер канавки по ширине.

При маятниковой подаче фрезы ширина канавок получается бо­лее точной, т.к. нагрузка на фрезу не большая и она длительное время сохраняет свои размеры.

Шпоночные канавки фрезеруются на горизонтально-фрезерных станках дисковой фрезой /рис. 9,в/.

На валу Э.М. имеется несколько шпоночных канавок. Ширину их стараются задавать одинаковой, чтобы фрезеровать одной фре­зой, т.к. при необходимости замены инструмента затрачивается значительное время.

Рифление, /рис.10,с тр.14/представляет собой выдавливание металла зубцами валков» В процессе прокатки эти ролики прижима­ют к валу и вращают вал. При рифлении диаметр вала несколько увеличивается»

Шлифование валов.Существует несколько способов шлифова­ния наружных поверхностей: а/ с продольной подачей; б/ врезной и г/ комбинированный. При шлифовании с продольной подачей/рис. На/припуск снимается при малых глубинах резания за несколько рабочих ходов. При шлифовании в результате давления шлифоваль­ного круга происходит упругое отжатие шлифуемой детали, которая оказывает отрицательное влияние на шероховатость поверхности и форму детали. Для получения правильной геометрической формы и чистой поверхности в конце шлифования выполняют дополнительные рабочие ходы без поперечной подачи до прекращения появления искр.

При шлифовании шеек вала, ширина которого меньше ширины

шлифуемого круга, применяют врезное шлифование, когда шлифоваль­ному кругу сообщается только поперечная подача.

Комбинированный процессшлифования состоит из врезного /при черновом шлифовании/ и шлифования с продольной подачей /при чистовом/. Применяется при шлифовании ступеней вала, длина кото­рого больше ширины круга /напр.под железо/. При таком способе шлифования припуск снимается в несколько приемов. Вначале врез­ным шлифованием снимают основную часть припуска, затем продоль­ной подачей вал шлифуют начисто. Комбинированный способ шлифо­вания производительнее способа шлифования с продольной подачей.

ВЫБОР БА3 ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВАЛА

На рисунке приведены основные размеры вала и правильная их простановка.

Поверхность торца шейки вала кото­рая фиксируется подшипник Б при­нимается за конструкторскую,

измерительную и сборочную базу. От этой базы проставляют основные размеры: l1 -до свободного конца вала; l2-до сердечника;

l3 -расстояние между подшипниками;l4 -полная длина вала,

Одним из важнейших требований является соосность поверх­ности ротора В с поверхностями под подшипники Б и поверхностью рабочего конца вала А. Соосность этих поверхностей определяет равномерность воздушного зазора в машине.

СТАНИНЫ

Станина -основная Деталь Э.М, к которой различными спосо­бами крепят все остальные детали и сборочные единицы. Станицы АД отливают из чугуна или алюминиевых сплавов /эл.двига с не­большой высотой оси вращения/станины МПТ, являющиеся магнитопроводом, изготовляют из стали. В крупных машинах для удобства мон­тажа и ремонта станины делают разъемными. По конструкции крепле­ния подшипниковых щитов станины бывают с внутренним или наружным замком /рис.12, стр.14/.

Замкану станины и подшипникового щита принято называть по­верхности, которыми они сопрягаются при сборке, В машинах единых серий мощностью до 100кВт применяют внутренний замок а ,а в крупных машинах обычно бывает наружный замок б. Это объясняется тем, что в станинах больших машин легче выполнить обработку под замок снаружи машины.

По условиям работы Э.М. станина должна быть обработана с определенной точностью. Посадочные поверхности под подшипнико­вые щиты обрабатывают по 2-му классу точности.

Для обеспечения равномерного зазора между ротором и стато­ром и для нормальной работы подшипников без перекоса поверхности, сопрягаемые с подшипниковыми щитами и пакетом статора, должны быть концентричными, а торцы станины, к которой прилегают под­шипниковые щиты, -перпендикулярными оси станины» Ось расточен­ных отверстий должна быть параллельна плоскости лап /рис.13,стр.14/.

В станинах единой серии 4А замковые поверхности и лапы обра­батывают предварительно с припуском под последующую обработку» Окончательную обработку производят с базой от внутреннего диа­метра пакета статора, после запрессовки его в станину.

До развития эл.сварки стальное литье было единственным способом изготовления станин МПТ, В настоящее время эл.сварка значительно вытеснила стальное литье и литые станины сохранились только в машинах сложной конструкции, например, в тяговых и крановых двигателях. В МПТ общего применения почти исклю­чительно применяют сварные станины. Основным исполнением свар­ных станин является гибка их на вальцах из полос листовой стали.

1,2-приводные валки3 -прижимной валок

Станины малых размеров сгибают в трубы с одним швом, а больших размеров -сваривают из двух полуцилиндров. Сварочные швы располагают по линии главных полюсов, чтобы не нарушать сим­метрию магнитной цели,т.е. у главного полюса поток в станине разветвляется»

Для крепления машин на плите к ободу приваривают лапы с отверстиями для крепящих болтов /рис.14. стр14/.

При диаметре свыше Iм станины машины пост,тока делают разъемными /рис,14/.При сварной конструкции для стягивающих болтов к верхней половине станины приваривают бобышки.

Совместно со шведской фирмой АСЕА разработан метод изго­товления станицы А.Н. из листов рулонной стали с предваритель­ным изготовлением ребер.

Сталь из рулона Iподается в пресс 2,

где производится формование ребер. На

втором станке отрезается необходимая

длина заготовки, на 3производится из-

гибание и сварка станины с пакетом.

Дальше привариваются к станине лапы,

коробка выводов, два торцевых кольца, в кот. протачиваются замки. Основной недостаток: замковые поверхности протачиваются уже при наличии обмотки.

Впоследнее время на смену традиционной круглой форме ма­шин приходят машины, ближе приближающиеся к квадратной форме:

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАНИН

В результате многолетней практики определились две основ­ные схемы обработки станин. Эти схемы различаются базами, а, след., и применяемым для обработки станин оборудованием.

При токарном вариентеобработки станин в качестве базы для первой операции принимают торец и наружный или внутренний диаметр станины, обрабатывают отверстие станины и замковые по­верхности, которые будут служить базой для последующих операций./см.рис.16, стр.15/.

Во второй операции на специальной оправке с базой от рас­точенного замка обрабатывают с другой стороны замковые поверх­ности.

По такой схеме для обработки на универсальном оборудовании требуются токарные, револьверные и карусельные станки.

Такой вариант обработки применяют в условиях единичного и мелкосерийного производства при обработке на универсальном оборудовании станин средних и небольших габаритов. Дальнейшая обработка станины заключается в фрезеровании лап на вертикально -и продольно фрезерных станках, сверлении отверстий и нарезании в них резьб. Базой для этих операций принимают замок станины.

При расточном вариантев первой операции фрезеруют лапы/рис.16,стр.15/,сверлят в них отверстия, два из которых допол­нительно зенкеруют или развертывают, т.к. они будут использова­ны в качестве базирующих при дальнейшей обработке станины. Для первой операции базой служат торец, поверхность лап и наружная поверхность или отверстие станины. Дальнейшие операции -обра­ботка замковых поверхностей и центрального отверстия станины, сверление крепежных отверстий -выполняются с базой от. опорных поверхностей лап и двух развернутых отверстий в них»

По последнему варианту на универсальном металлорежущем оборудовании обрабатывают главным образом крупные стальные станины МПТ.

В условиях индивидуального и серийного производства ста­нины обрабатывают на универсальном металлорежущем оборудовании» Замковые поверхности отверстий под пакет статора у станины об­рабатывают на токарных станках. За базу при обработке принимают отверстия станины. На рис.17«стр.15показана пневматическая оправка для обработки станин на карусельном станке.

В условиях массового производства эл. двигателей станины двигателей обрабатываются на автоматических линиях. Линию настраивают на обработку станин эл.двигателя для одной определенной высоты оси вращения. На линии производится полная механическая обработка станины, включающая в себя сверление всех крепежных отверстий, чистовую обработку отверстия под пакет и т.д.

У станин эл. двигателей единой серии замковые поверхности и лапы обрабатывают начисто после запрессовки пакета в станину с базой от внутреннего диаметра пакета статора»

На рис.18, стр.15показан токарный станок для расточки замков статора: а/ автомат ЦСП-2, б/ расточная оправка автома­та; в/ схема обработки замков,

Оброшенная т ехно логиче екая схема обработки станины с . сердечником:

Статор с сердечником. Одним из важнейших требова­ний является соосность поверх­ности внутр. диаметра сердеч­никами поверхностей замка. При простановке размеров за базу принимают замок, который находится на стороне выходного конца вала.