Методическое пособие 43

Произвести пробное включение, проверить работоспособность электродвигателя.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Электрическая машина состоит из отдельных деталей и узлов, которые должны быть соединены между собой в соответствии с требованиями конструкторских чертежей. Это обеспечивается введением в технологический процесс сборочных операций. Сборочные операции подразделяются на заготовительные и окончательные. Выполнение заготовительных сборочных операций обеспечивает соединение деталей в отдельные узлы, каждый из которых обладает свойствами самостоятельного изделия. Такие узлы называют сборочными единицами: коллектор, ротор, статор и т.п.

Окончательные сборочные операции обеспечивают соединение сборочных единиц и не вошедших в них отдельных деталей в готовое изделие - электрическую машину.

Кроме заготовительных и окончательных сборочных операций сборочное производство содержит ряд вспомогательных операций, обеспечивающих выполнимость сборочных операций и способствующих повышению качества изделия (транспортировка составных частей, их сортировка, промывка, продувка воздухом, доработка, уравновешивание вращающихся систем, регулировка и т.п.). Сборочные операции могут подразделяться на отдельные составные части - переходы.

Чаще всего в сборочной операции можно выделить следующие основные стадии: предварительное ориентирование собираемых частей, их сопряжение, фиксация их взаимного положения в соответствии с требованиями сборочного чертежа. Предварительное ориентирование обеспечивается элементами конструкции собираемых частей или специальными технологическими приспособлениями и обеспечивает выполнение требований сопряжения, исключая возможность повреждения собираемых частей. Сопряжение обеспечивает окончательное ориенти-

19

рование собираемых частей в соответствии с требованиями чертежа.

Допуски на размеры сопрягаемых деталей предусматривают разный характер сопряжения: с гарантированным зазором или натягом, с вероятностью как зазора, так и натяга. Такие сопряжения в литературе называют посадками соответственно: с зазором, с натягом или переходными. Сопряжение с натягом должно обеспечить расчетную прочность взаимной фиксации деталей и может сопровождаться приложением усилий к сопрягаемым деталям, например, с использованием прессовки. сопряжение с переходной посадкой для фиксации взаимного положения деталей предусматривает наличие какого-либо крепежа: резьбовые элементы, заклепки, штифты или др. Такие посадки позволяют совместить требуемую точность взаимного ориентирования деталей с отсутствием дополнительных нагрузок в процессе сборки. Посадки с гарантированным зазором обеспечивают взаимную подвижность сориентированных деталей и предусматривают в конструкции специальные меры их надежного расположения (например, соединение ротора с щитами с помощью подшипниковых опор).

Последовательность сборки в значительной степени определяется конструкцией электрической машины. Однако, конструкция допускает несколько вариантов последовательности сборочных операций. Эти варианты, как правило, неравноценны по затратам трудовых, материальных и энергетических ресурсов в конкретных условиях производства (тип производства, объем, технологическая оснащенность и т.п.). Поэтому возникает задача выбора наиболее рационального технологического маршрута.

Наиболее экономичное производство и эксплуатация предусматривают полную взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц электрической машины. Однако, в некоторых случаях бывает целесообразным отказаться от полной взаимозаменяемости, используя так называемую селективную сборку. В последнем случае сопрягаемые детали сортируются по группам

20

и собираются пары, принадлежащие к одной группе. Селективная сборка может предусматривать индивидуальный подбор наиболее рациональной пары сопрягаемых деталей. Для электрических машин характерным примером селективной сборки является сопряжение шейки вала с подшипником.

В машинах малой мощности вводу ротора предшествует установка на статор одного из подшипниковых щитов. После этого статор располагают вертикально так, чтобы установленный щит оказался внизу. Ротор вводится в статор сверху, его несложно аккуратно опустить в расточку, одновременно установив подшипник в гнездо щита.

После ввода ротора приступают к установке подшипниковых щитов. Особенностью этой операции является то, что при установке каждого щита необходимо правильно выполнить сопряжение одновременно не менее, чем по двум поверхностям. Это - замковая поверхность сопряжения со станиной и поверхность отверстия в щите под подшипник. После затяжки крепежа проверяется плавность хода ротора и его осевой разбег (люфт). При контроле люфта на соответствие требованию чертежа прикладываемое к ротору осевое усилие не должно превышать допустимого значения для используемых в конструкции подшипников.

При сборке коллекторных машин предусматривают операции по установке щеток на геометрическую (реверсивные машины) или на физическую (нереверсивные машины) нейтраль, а также регулировку силы нажатия щеток и их прилегания к коллектору.

Готовая машина должна отвечать ряду требований, выполнение которых зависит от качества сборочных операций. К этим требованиям можно отнести: плавность хода ротора; присоединительные размеры вала, фланца; осевой и радиальный люфт вала; равномерность воздушного зазора; радиальное биение вала и др. Эти параметры могут контролироваться и регулироваться как в процессе сборки, так и после её завершения.

21

Сборка заканчивается пробным пуском двигателя и передачей на обкатку для выявления случайных отказов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Проверить комплектацию электродвигателя согласно чертежу общего вида и спецификации.

Убедиться, что ротор отбалансирован, а щетки прошли предварительную притирку.

Соблюдая требования чертежа и технологической документации, собрать блок щеткодержателей, установить их на щит задний.

Установить щит передний на корпус и зафиксировать винтами.

Установить на шейки вала шайбы маслозащитные. Предварительно сориентировав подшипники относительно поверхностей шеек вала, напрессовать их на вал до упора. Заложить в подшипники смазку, соблюдая требования чертежа. Осторожно ввести якорь в статор, введя передний подшипник в гнездо переднего щита до упора. Измерить длину вылета вала, отрегулировать размер на соответствие чертежу шайбами регулировочными. Подбирая шайбы разной толщины, обеспечить в сборке не более трех шайб.

Не допуская контакта щеток с коллектором (во избежание повреждения), Установить щит задний на место до упора сопрягаемой поверхности корпуса. Соблюдая требования техпроцесса, измерить осевой люфт ротора. Отрегулировать люфт на соответствие требованиям чертежа постановкой шайб регулировочных под задний подшипник. Действие выполнять осторожно, чтобы не повредить сборочных поверхностей деталей. Зафиксировать щит винтами.

Опустить щетки на коллектор. Измерить и при необходимости отрегулировать усилие нажатия щеток.

22

При необходимости произвести намагничивание и стабилизацию основного магнитного потока, руководствуясь соответствующей инструкцией.

Включить двигатель на холостом ходу, слегка ослабить винты, крепящие задний щит, осторожно поворачивая последний, обеспечить установку щёток на геометрическую или физическую нейтраль. При этом необходимо руководствоваться требованиями чертежа и технологической инструкции.

Проделать пробное включение собранного двигателя на холостом ходу, и, при отсутствии замечаний, передать на обкатку.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Как устроен и работает собираемый двигатель?

2.Из каких этапов состоит сборочная операция?

3.Какие размеры называют сборочными, от чего они

зависят?

4.Как подготовить ротор к сборке?

5.Как подготовить щетки к сборке, обеспечить качество прилегания к коллектору и отрегулировать силу нажатия?

6.Как отрегулировать размер вылета вала и осевой

люфт ротора?

7.Как установить щетки на геометрическую или физическую нейтраль?

8.Для чего производится обкатка двигателя после

сборки?

23

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МИКРОМАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Освоить методы и приемы промышленных испытаний электрических микромашин. Изучить виды промышленных испытаний, требования к изделиям, программы испытаний, используемое оборудование и методы проведения контрольных опытов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

По конструкторской и технологический документации ознакомиться с устройством, характеристиками и особенностями технологии изготовления испытуемого изделия. Ознакомиться с содержанием технических условий [ТУ], программой испытаний, методикой проведения каждого предусмотренного программой эксперимента.

Ознакомиться с рабочим местом испытательной станции, характеристиками и наладкой используемого оборудования.

Проверить внешний вид изделия, измерить установочноприсоединительные размеры, осевой люфт и радиальное биение вала. Используя предусмотренное техпроцессом оборудование. произвести проверку рабочих параметров изделия, предусмотренных программой испытаний. Обратить внимание на отклонения измеряемого параметра от номинального значения, указанного в ТУ, оценить их допустимость.

Проделав испытания нескольких изделий, оценить степень рассеяния контролируемых параметров.

24

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Промышленные испытания могут иметь разрушающее и неразрушающее воздействие на объект. Возникает противоречие: нужно проверить изделие на соответствие техническим требования и одновременно - отгрузить потребителю машины с гарантией, что дефекты в ней отсутствуют, и она отработает заданный срок службы.

Проблема решается тем, что практикуется несколько различных видов испытаний: приемочные, приемо-сдаточные, периодические и типовые. Они предусмотрены и стандартом, оговаривающим общие технические требования к электрическим машинам постоянного и переменного тока. Каждому виду испытаний соответствует своя программа испытаний и конкретная потребность в их проведении.

Приемочные испытания проводятся на опытных образцах промышленного изготовления новых конструкций машин для решения вопроса о возможности освоения их промышленного выпуска и дальнейшей эксплуатации с необходимой гарантией. Эти испытания позволяют проверить правильность принятых конструкторских и технологических решений в части полного удовлетворения требований производства и использования изделия. Машины испытывают по ужесточенной программе, включая проверку её устойчивости к различного рода внешних воздействий. Заканчиваются испытания проверкой на отработку срока службы с номинальной нагрузкой. После успешного завершения указанных проверок машины продолжают испытывать под нагрузкой до отказа. Последнее позволяет получить представление о фактическом ресурсе изделия. Понятно, что после всех этих опытов изделие не может быт отгружено и списывается в утилизацию. Такого род\а испытания проводятся выборочно, вы выборке от 3-х до 5-ти изделий.

Приемосдаточные испытания предусматривают проверку каждой собранной машины по сокращенной программе. В

25

программу включаются проверки, которые с одной стороны позволяют получить достаточную информацию о пригодности машины к эксплуатации, а с другой - не воздействуют на изделие разрушающим образом. Положительные результаты таких испытаний дают основание для отгрузки изделий потребителю. Испытания проводятся, как правило, в нормальных условиях. Обычно в программу этих испытаний входят: измерение сопротивления обмоток и изоляции, проверка электрической прочности изоляции, испытания при повышенной частоте вращения. При необходимости контролируются уровни вибрации и шума, производимых машиной на холостом ходу. Для отдельных типов машин в программу приемосдаточных испытаний включают проверки их специфических электромеханических и энергетических параметров. Так, для машин постоянного тока это: э.д.с. холостого хода генератора (при номинальной частоте вращения якоря и номинальном токе возбуждения) или частота вращения якоря при холостом ходе двигателя (при номинальном токе якоря и в цепи возбуждения). Для сериесных двигателей проверка проводится при независимом питании цепей возбуждения. После этого в генераторах проверяют параметры при номинальной нагрузке. В двигателях чаще всего можно ограничиться проверкой пускового момента при пониженном напряжении питания якоря. Для асинхронных электродвигателей проводят опыты холостого хода и короткого замыкания. В двигателях с фазным ротором проверяют коэффициент трансформации. Для синхронных машин: проводят опыты холостого хода и короткого замыкания, а также параметры под нагрузкой при номинальном токе возбуждения. В отдельных обоснованных случаях приемосдаточные испытания могут дополняться и другими неразрушающими проверками.

Периодическим испытаниям подвергают уже косвенные в производстве машины. Испытания производятся в сроки, установленные стандартом или ТУ.

Для испытаний делают выборку нескольких (3 - 5) машин. Программа испытаний - расширенная, она включает про-

26

верку работоспособности машин при оговоренных в техусловиях внешних воздействиях, и заканчиваются испытаниями на срок службы. При необходимости и наличии такой возможности проверяют наработку на ресурс.

Итоги приемосдаточных и периодических испытаний обычно используют для оценки качества продукции статистическими методами с целью своевременной корректировки технологических режимов и подналадки оборудования.

Сопротивление изоляции, обмоток, электрическая прочность изоляции контролируются на не включенной машине при нормальной температуре. Сопротивление изоляции всех токоведущих цепей производится относительно корпуса и между изолированными цепями. Проверка производится стационарным или переносным мегомметром.

Сопротивление обмоток может быть измерено способом вольтметра и амперметра, с помощью одинарного моста (Уинстона) или двойного моста (Томпсона), омметром логометрической системы и др. Чаще других используют первые два способа. При измерении сопротивлений менее 1 ом использование одинарного моста не допускается.

Собственную вибрацию электрической машины оценивают по эффективному значению вибрационной скорости, которая измеряется вибродатчиками, закрепленными на её корпусе, щитах или стояках.

Испытание асинхронных машин предусматривает про-

ведение только двух опытов: холостого хода и короткого замыкания. В первом случае двигатель включают на номинальное напряжение без нагрузки на его валу. Измеряют частоту вращения ротора, напряжение между фазами и ток в каждой фазе, и потребляемую активную мощность. Во втором случае ротор затормаживают в неподвижном состоянии и поддают на статорную обмотку пониженное симметричное напряжение с таким расчетом, чтобы перегрев машины не превышал допустимой нормы. Измеряют напряжение, ток и мощность. По результатам

27

этих опытов при необходимости строят рабочие характеристики машины.

Для испытания синхронных машин также часто огра-

ничиваются опытами холостого хода к установившегося короткого замыкания (для генераторов). При испытаниях двигателей приходится дополнительно контролировать прямым или косвенным способом момент втягивания ротора в синхронизм.

При испытаниях машин постоянного тока также ши-

роко практикуется метод холостого хода и короткого замыкания. Дополнительно в этих машинах проверяют состояние коммутации при номинальной нагрузке и кратковременных перегрузках по току. Машины последовательного возбуждения на холостом ходу испытывают при независимом возбуждении.

В отдельных случаях для проведения проверок характеристик в номинальном режиме для создания нагрузки на валу используют специальные динамометры, моментомеры, балансмашины.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Внимательно изучить по чертежам (габаритный и общего вида) устройство электродвигателя, по техническим условиям

– программу и методику испытаний.

Ознакомиться с рабочим местом испытательной станции, имеющимися приборами, инструментами, приспособлениями.

Используя мерительный инструмент, проверить устано- вочно-присоединительные размеры на соответствие габаритному чертежу, сравнить их с требованиями чертежа.

Используя специальное приспособление и часовой индикатор перемещений, измерить осевой люфт ротора. Обратить внимание, что при этом эксперименте к ротору должно прикладываться строго регламентированное усилие.

Снизив напряжение до величина, обеспечивающей номинальное значение ока при неподвижном якоре, измерить пусковой момент и потребляемый ток машины. Пересчитать резуль-

28

11Котеленец Н.Ф., Кузнецов Л.Н. Испытания и надежность электрических машин: учеб. пособие для ВУЗов по спец. “Электромеханика” / Н.Ф. Котеленец, Л.Н. Кузнецов – М.: “Высшая школа”, 1988 – 232 с.

12Пархоменко Г.А. Технология электромашиностроения: учеб. пособие., Ч.2 / Г.А. Пархоменко, Л.Н. Титова, Ю.А. Перцев – г. Воронеж, изд-во «КВАРТА», 2003г – 82 с.

31

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Технология производства электромеханических преобразователей ” для студентов направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

(профиль «Электромеханика») очной формы обучения

Составители: Пархоменко Георгий Анатольевич Горемыкин Сергей Александрович

Титова Лариса Николаевна

В авторской редакции

Подписано к изданию 16.06.2016.

Уч.- изд. л. 1,9.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14