Проектирование двухскоростного двигателя (стр. 9 из 17)

GпрА =

= = 200,94 ∙105 Па

11. Напряжение в сечении Е.

МиЕ = К ∙Fn ∙С∙(1-

)+(Ср+Т) = 2∙170,536 ∙18 ∙10-2(1- ) + (129+1043,784) = 78,14 Нм;

где

Т = Тс/(1-m) = 673,631/(1-0,3546) = 1043,784 Н

WЕ = 0,1 ∙d3 = 0,1∙(3,7∙10-2)3 = 5,0653 ∙10-6 м3

GпрЕ =

= = 164,3075 ∙105 Па

12. Напряжение в сечении Д.

МиД= 2∙170,536 ∙18 ∙10-2 (1-

)+(129+1043,784) = 60,198 Нм

WД = 0,1∙(4,1∙10-2)3 = 6,8921 ∙10-6 м3

GпрД =

= 96,731 ∙105 Па

13. Напряжение в сечении Г.

МиГ= [K∙Fn∙C + (Gp+T)b]

= [2∙170,536∙18∙10-2 (129+1043,784)∙20,6 ∙10-2] = 23,427 Нм

WГ = 0,1∙(4∙10-2)3 = 6,4 ∙10-6 м3

GпрД =

= 57,826 ∙105 Па

14. Напряжение в сечении Ж.

МиЖ= [K∙Fn∙C + (Gp+T)b]

= [2∙170,536∙18∙10-2 (129+1043,8)∙20,6 ∙10-2] = 71,842 Нм

WЖ = 0,1∙(4,1∙10-2)3 = 6,8921 ∙10-6 м3

GпрЖ =

= 112,221 ∙105 Па

Для стали марки 45 предел текучести равен 3600 ∙105 Па.

Из сопоставленных данных следует, что наиболее нагруженным является сечение А, для которого

Gпр = 166,616 ∙105 Па < 0,7∙3600 ∙105 Па.

Таким образом, вал удовлетворяет всем требованиям механических расчетов.

Таблица 3.1.

№ уч-ка	di, м	Ii, м4	Уi, м	У3i, м3	У3i - У3i-1, м3	, м-1	У2i, м2	У2i – У2i-1, м2	, м-2	Левая часть
1	3,7 ∙10-2	9,2∙10-8	4,2∙10-2	74,088∙10-6	74,088∙10-6	8,053∙102	17,64∙10-4	17,64∙10-4	1,9174∙104
2	4,1∙10-2	14∙10-8	11,3∙10-2	1442,897∙10-6	1368,809∙10-6	97,772∙102	127,69∙10-4	110,05∙10-4	7,8607∙104
3	4,5∙10-2	20,13∙10-8	20,6∙10-2	8741,816∙10-6	7298,919∙10-6	362,59∙102	424,36∙10-4	314,31∙10-4	15,614∙104

№ уч-ка	di, м	Ii, м4	Хi, м	Х3i, м3	Х3i - Х3i-1, м3	,м-1	Sb = = 468,414 Sa = = 327,408 S0 = = 25,4	Правая часть
1	3,7 ∙10-2	9,2∙10-8	3∙10-2	27∙10-6	27∙10-6	2,935∙102
2	4,1∙10-2	14∙10-8	9,2∙10-2	778,688∙10-6	751,688∙10-6	53,692∙102
3	4,5∙10-2	20,13∙10-8	18,4∙10-2	6229,504∙10-6	5450,816∙10-6	270,781∙102

4. Технологический процесс изготовления обмотки статора

4.1 Основные технологические операции

Фактически технологический процесс изготовления обмотки статора сводится к следующим основным операциям:

1. Пазоизолировка.

2. Намотка или укладка в пазы катушечных групп.

3. Заклеивание обмотки в пазы.

4. Бандажирование лобовых частей.

5. Пропитка.

6. Сушка.

7. Испытание.

Ниже эти операции описаны подробно.

Кроме перечисленных основных имеются заготовительные процессы. К ним принадлежат: порезка рулонов изоляционного материала на ролики для последующего изготовления из них пазовых коробов, крышек и других деталей; изготовление междуфазных прокладок; порезка трубчатых изоляционных материалов; изготовление выводов обмотки из монтажных проводов.

При ручной укладке обмотки к заготовительным процессам относят также намотку катушек.

В серии 4А весь комплекс статорообмоточных операций для двигателей мощностью до 100 кВт механизирован. Первая операция – изолирование пазов статора осуществляется на станках полуавтоматах моделей ИПС-3-4; ИПС-5М; ИПС-8; ИПС-4 отечественного производства конструкции ВНИИТэлектромаш. В станке материал формируется по форме паза и подается в паз статора. Усилие подачи коробочки в паз контролируется предохранительной муфтой. Станки легко перестраиваются на разные части пазов и на различные исполнения статоров.

Наиболее часто применяемая конструкция пазовой изоляции, разработанная с учетом требований машинных процессов, показана на рис. 4.1, а. Так как пазовый короб 3 открытый, т. е. боковые кромки его разомкнуты, внутрь короба поверх катушки 2 устанавливают пазовую крышку 1 таким образом, чтобы боковые стороны короба и крышки взаимно перекрывались. Значение этого перекрытия выбирают из условий обеспечения требуемой электрической прочности изоляционной конструкции. Если в одном пазу находятся стороны двух катушек, их разделяют межслойной прокладкой 4.

Рис. 4.1 Конструкция пазовой изоляции с основными размерами.

В рассматриваемой конструкции изоляции пазовая крышка одновременно с функциями изоляционной детали выполняет роль клина, крепящего катушку в пазу, поэтому ее называют крышкой-клином, а процесс установки — заклиниванием обмотки. Пазовый короб имеет манжеты 5 (рис 4.1,б), фиксирующие его в пазу в продольном направлении. Чаще других применяют простую конструкцию с одинарными манжетами. На рис. 4.1 б, в указаны основные размеры короба, а на рис. 4.1 г – крышки.

Следующая операция- укладка обмотки в пазы статора. Станки для укладки обмотки работают по двум различным схемам: 1) непосредственная укладка проводников в паз; 2) раздельная намотка секции и пересыпка их в пазы статора. На станках непосредственной укладки провод протягивается через ролики в фильеру проводоводителя. На нем установлены специальные кольца, при помощи которых провод протаскивается в паз и забрасывается на пластины и крючья, образующие лобовые части. Проводоводитель совершает сложные возвратно-поступательные движения вдоль оси (провод проводится через паз) и вращательные вокруг оси статора (образуется лобовая часть). Пример такого станка серии WST-600 («Электромат» Германия).

Более эффективными являются станки раздельной намотки. Комплекс этого станка состоит из двух агрегатов. На первом наматываются на шаблоны секции, которые на специальной оправке переносятся на второй агрегат с установленным на нем сердечником статора. Здесь секции втягиваются в паз на один ход, после чего производится заклиновка рулонным синтетическим материалом. Примером такого оборудования служит комплекс станков НК-7 и ОСР-3, разработанных ВНИИТэлектромаш. Далее производится намотка катушечных групп электродвигателя. Шаблон размещается на планшайбе шпинделя станка. С помощью раскладчика осуществляется однородная намотка. Все операции (намотка, обрезка, пересыпание на съемник и т.д.) производятся автоматически от гидросистемы. Катушки укладывают на оправку, куда устанавливается статор, закрепленный на подвижной каретке. Происходит одновременное всыпание и заклинивание в пазах. Подвижная каретка переходит на формовочную позицию, где происходит отжим лобовых частей. Для всыпания второго яруса катушек цикл повторяется.

Опрессованые статоры бандажируются на станках типа БС, разработанных ВНИИТэлектромаш. Бандажирование производится лавсановым шнуром повышенной прочности, при этом игла проходит в просветы между катушками, делает петлю и затягивает ее. После бандажирования статор испытывают и посылают на пропитку.

Технологический процесс пропитки обмоток: электрических машин является неотъемлемой частью процесса изготовления электродвигателей. Применительно к современным электрическим машинам он должен обеспечивать:

цементацию проводников обмотки, предупреждающую вибрацию отдельных проводников и истирание изоляции;

повышение теплопередачи от проводников, лежащих в пазах, к сердечнику;

создание дополнительной защиты от увлажнения изоляции проводников и действия; агрессивных сред.

Эти условия удовлетворяются при использовании современных пропиточных составов основой которых являются главным образом синтетические смолы. Существуют различные способы введения пропиточного состава в обмотки. Выбор способа диктуется конструктивными особенностями пропитываемых изделий, применяемым пропиточным составом, характером производства изделий.

Пропитка статоров двигателей с высотами оси вращения до 180 мм осуществляется капельным (струйным) методом пропиточными составами без растворителей на специальных роторных установках УПС конструкции ВНИИТэлектромаш. К основным преимуществам капельного метода относятся:

значительное сокращение длительности процесса пропитки и термообработки обмоток;