Технология расточки ласточкина хвоста

После выпечки изоляционных прокладок, так как комплект коллекторных пластин приобрел монолитность, выполняют операцию расточки ласточкина хвоста для крепления комплекта пластин на втулке.

Основная задача расточки состоит в получении концентричных конических поверхностей, правильно расположенных относительно геометрической оси и имеющих заданный угол наклона образующих. В процессе обработки ласточкина хвоста должна быть выдержана концентричность угловых расточек с обеих сторон. Выполнение этих требований обеспечивается обработкой конических поверхностей по специальным шаблонам-скобам и тщательной выверкой. При расточке ласточкина хвоста добиваются высокой точности прилегания шаблона к поверхности без видимого просвета.

В единичном и серийном производстве в зависимости от габаритов ком­плекта пластин ласточкин хвост растачивают на токарных или карусельных станках.

В массовом производстве у коллекторов, например тепловозных двигателей, ласточкин хвост растачивают на специальном агрегатном станке.

При обработке ласточкина хвоста на токарных и карусельных станках приспособлениями служат трех- или четырехкулачковые патроны или специальные оправки, а режущим инструментом - фасонный резец. Ласточкин хвост небольших коллекторов обрабатывают фасонным резцом продольной подачей, при этом профиль резца соответствует профилю выточки ласточки­на хвоста. За базу при расточке принимают торец и наружный или внутренний диаметр приспособления.

Для получения концентричности расточек ласточкина хвоста целесообразнее всего его обрабатывать, закрепив комплект пластин на специальной пневматической оправке, показанной на рис.18. Такая оправка позволяет растачивать ласточкин хвост у комплекта пластин с внутренним диаметром 95 мм и более. Оправка состоит из двух частей: неподвижной, включающей корпус (2) и планшайбу (1), посредством которой эта часть закрепляется на шпинделе станка, и подвижную, включающую тягу (9), внутреннюю оправку (6), наружную оправку (5), гайку (7), кулачки (4).

Рисунок 18 - Расточка ласточкина хвоста на пневматической консольной оправке: 1 - планшайба, 2 - корпус, 3 - кольцо коллекторных пластин, 4 - кулачок. 5 - наружная оп­равка, 6 - внутренняя оправка, 7 - гайка, 8 - съемная шайба, 9 - тяга, 10 - упор, 11 - шпонка

Последовательность расточки ласточкина хвоста следующая. Комплект пластин (3), опрессованный кольцом с плашками, устанавливают на кулачки (4), при этом сторона с выступающими изоляционными прокладками должна быть прижата к корпусу (2). При включении пневмоцилиндра (на рисунке не показан) тяга (9) через съемную стопорную шайбу (8) передает давление на внутреннюю оправку (6), которая при движении своим конусом разжимает кулачки (4), прочно закрепляя на них комплект пластин (3). После расточки угловой выточки од­ной из сторон комплекта пластин гайкой (7) запирают внутреннюю оправку (6) в корпусе наружной оправки (5), Пневматический цилиндр переключается на разжим и тяга (9) перемещается вправо. Сняв стопорную шайбу (8), вынимают из корпуса (2) оправку с закрепленным на ней комплектом пластин, поворачивают на 180° и вставляют снова в корпус другой стороной. Надев на тягу стопорную шайбу (8) включают пневмоцилиндр для закрепления оправки. Производят обработку второй стороны комплекта пластин. Для снятия комплекта пластин оправку (5) поворачивают в первоначальное положение, выкручивают гайку (7), через упор (10) внутреннюю оправку (6) отводят вправо, освобождая кулачки (4). Дня предохранения наружной оправки (5) от проворачивания в процессе обработки предусмотрена шпонка (11).

При обработке выточек в комплекте пластин необходимо соблюдать режим точения - небольшую глубину и большую скорость резания (до 250 м/мин). Это позволит исключить заусенцы на обрабатываемых поверхностях, которые являются причиной короткого замыкания между пластинами.

После обработки комплект пластин снимают с оправки и проверяют на отсутствие замыкания между пластинами контрольной лампой. Обнаруженные заусенцы меди удаляют надфилем или напильником.

Технология общей сборки коллектора

На рабочее место сборки коллектора поставляют все готовые детали и узлы коллектора. Их тщательно очищают от пыли и грязи, протирая хлопчатобумажными салфетками с последующей продувкой сжатым воздухом в шкафу с отсосом. Путем визуального осмотра проверяют отсутствие заусенцев на обработанных поверхностях комплекта пластин. Чтобы лучше видеть заусенцы и заволоки, обработанные поверхности протирают кистью, слегка смоченной спиртом или смесью бензина с уайт-спиритом (в соотношении 1:1). Смоченная поверхность изоляционных прокладок темнеет, и на ней хорошо видны заусенцы меди.

Общую сборку коллектора производят в такой последовательности (рис.19 ). На сборочную плиту устанавливают втулку (2) коллектора и на нижний нажимной конус (1), который выполнен заодно со втулкой, надевают изоляционную манжету (3). Затем на манжету устанавливают комплект пластин (4) с опрессовочным кольцом (5) и конусными плашками (6). Специальным шаблоном проверяют положение шпоночного паза втулки и медной коллекторной пластины. Необходимо, чтобы середина шпоночного паза совпадала с серединой медной коллекторной пластины или изоляционной прокладки, что должно быть указано в чертеже. В крупных коллекторах установить по шаблону кольцо коллекторных пластин на втулку трудно, поэтому шпоночную канавку при изготовлении втулки не делают, а ее долбят или протягивают в собранном коллекторе в соответствии с требованиями чертежа.

В выточку коллекторных пластин вкладывают верхний нажимной конус (8) с надетой на него изоляционной манжетой (7) и завертывают гайку (9). Рейсмусом проверяют горизонтальность поверхностей пластин и верхнего конуса относительно сборочной плиты.

В процессе сборки коллекторов необходимо тщательное соблюдение чистоты на рабочих местах. Не допускается производить вблизи рабочего места сборки коллекторов опиловку, обрубку и обдувание сжатым воздухом деталей, так как малейшее загрязнение миканитовых манжет или конусов меди коллекторов, особенно металлической пылью, вызывает в них межламельное или корпусное замыкание.

После сборки производят выпечку коллектора: коллектор нагревают в печи и прессуют, подтягивая гайку. После этого ставят коллектор на плиту пресса другой стороной и давлением пресса на опрессовочное кольцо снима­ют с коллектора это кольцо с плашками.

Нагрев и выпечку коллектора выполняют в тех же печах, в которых выпе­кались изоляционные прокладки. Температура и время выпечки одинаковы и указываются в технологических картах.

В результате выпечки необходимо сохранить давление между пластина­ми, которое они получили после опрессовки кольцом с плашками. Для этого необходимо надежно закрепить комплект пластин за ласточкин хвост между конусами втулки и нажимной шайбы за счет усилий, создаваемых подтяжкой гайки.

Рисунок 19–Последовательность сборки коллектора

1–нижний нажимной конус, 2–втулка, 3,7– манжеты изоляционные, 4–комплект пластин, 5–кольцо опрессовочное, 6–плашки,8– верхний нажимной конус, 9–гайка.

При выпечке коллектора происходит выпечка изоляционных манжет, ко­торая так же, как и выпечка изоляционных прокладок, необходима для уда­ления из манжет летучих веществ, полимеризации смолы и придания им окончательной монолитной формы. Если эту операцию выпечки не выпол­нить или выполнить не полностью, то при работе коллектора произойдет усадка манжет и между коллекторными пластинами и нажимными конусами появится небольшой зазор, который будет способствовать расшатыванию пластин и нарушению работоспособности коллектора.

У собранного на втулку коллектора на гидравлическом прессе при давле­нии на нажимную шайбу гайку подтягивают до упора с помощью специаль­ных прессовочных приспособлений и ключей (рис. 7.27). Собранный на втулку коллектор устанавливают на стол пресса. На гайку коллектора накла­дывают корончатый ключ (4), а на нажимной конус - втулку (2). При ходе вниз подвижная траверса гидропресса (1) давит через втулку (2) на нажимной конус, создавая определенное давление на ласточкин хвост комплекта пла­стин (5). Воротком (3), который поочередно вставляется в отверстия корон­чатого ключа (4), гайку коллектора поворачивают до упора. Корончатый ключ имеет отверстия для воротка, расположенные по окружности. Для про­хода воротка во время поворота во втулке имеются три прямоугольных паза.

Коллектор подвергают двукратной выпечке с последующей подтяжкой на прессе в горячем состоянии (сразу после выпечки) и далее в холодном (после его остывания до температуры помещения).

Для коллекторов, в которых стягивание нажимных конусов производится не­сколькими шпильками или болтами, необходимо соблюдать очередность их под­тягивания. В этом случае их подтягивают крест-накрест, т. е. вторым подтягива­ют болт, расположенный на 180° по отношению к первому, третий- на 90° по отношению к первому, четвертый - на 180° против третьего, и т. д.

Для проверки прочности крепления пластин, способности сохранять свою форму и монолитность собранный и выпеченный коллектор подвергается ди­намической формовке. Динамическую формовку проходят все коллекторы, имеющие окружную скорость свыше 10 м/с. Назначение ее - стабилизация

коллектора путем имитирования условий работы машины с некоторым утяже­лением их. В процессе проведения динамической формовки коллектор, нагре­тый до температуры 150... 160 °С, надевают на оправку динамической формов­ки и разгоняют 10...30 мин при этой температуре до скорости, равной 1,5 но­минальной для данного коллектора. Динамическую формовку коллектора про­изводят до трех раз. При этом после каждой формовки проверяют затяжку гаек с контролем усилия затяжки без снятия коллектора со шпинделя.

Целью подтяжки коллекторных болтов в процессе динамической формов­ки является закрепление пластин круговой арки в их естественных положе­ниях, получившихся под действием центробежных сил. Равномерное распре­деление усилий арочного распора может быть достигнуто только подтяжкой коллекторных болтов непосредственно на формовочном станке с помощью болтоверта, оснащенного устройством измерения и ограничения крутящего момента затяжки.

На рис.20 показан общий вид станка РТ-36 для динамической формовки коллектора. Станок позволяет проводить динамическую формовку коллекторов диаметром от 350 до 700 мм, с наибольшей частотой вращения 4000 об/мин.

Нагревательная камера (4) состоит из двух шарнирно соединенных половин, одна из которых неподвижна, а другая открывается при установке и снятии коллектора. Нагрев производится трубчатыми электронагревателями, расположенными между стенками камеры и изолированными от них теплозащитной изоляцией. Заданная температура поддерживается автоматическим регулятором. Суппорт механизма проточки имеет вертикальную и горизонтальную подачи. На каретке установлена поворотная головка (6), имеющая два держателя: один - для закрепления резца при проточке контрольного пояска, другой - для бесконтактного датчика контроля геометрической формы коллектора.

Пылесосная установка (8) служит для удаления медно-миканитовой стружки и пыли.

Испытуемый коллектор (5) устанавливают на шпиндель станка и закреп­ляют гайкой. Шпиндель приводится во вращение электродвигателем (3) через клиноременную передачу. Протачивают контрольную канавку, по которой будут определять возможное смещение коллекторных пластин. Затем закры­вают нагревательную камеру, производят нагрев коллектора и его разгон. Датчиком контроля проверяют радиальное смещение коллекторных пластин и при необходимости подтягивают гайку (гайки) их крепления. Повторяют проточку контрольного пояска, разгон и контроль смещения пластин.

Рисунок 20 - Станок РТ-36 для динамической формовки коллекторов: 1 - станина, 2 - колонка шпинделя, 3 - привод шпинделя, 4 - нагревательная камера, 5 - ис­пытуемый коллектор, 6 - поворотная головка, 7 - механизм проточки коллектора, 8 - пылесос-ная установка

Цикл динамической формовки и контрольных разгонов повторяется, если разность радиальных биений рабочей поверхности в горячем и холодном состоянии превышает величину, указанную в чертеже. Так, например, для двигателей крупных электрических машин (в частности, для тяговых двигателей тепловозов и электровозов) эта разность не должна превышать 0,02 мм. Если после семи циклов динамической формовки разность радиального биения превышает 0,02 мм, коллектор бракуется и отправляется на переборку. Момент затяжки болтов в процессе формовки коллекторов тяговых двигателей тепловозов и электровозов составляет 300...320Н-М.

В процессе производства коллекторы испытывают на механическую и электрическую прочность.

На механическую прочность коллектор проверяют во время динамической формовки.

При испытании на электрическую прочность проверяют отсутствие замыканий между медными пластинами. Это испытание осуществляют переменным током частотой 50 Гц.

В процессе отделки коллектор продувают сухим сжатым воздухом, протирают чистой бязью и удаляют острым ножом затяжки меди между пластинами. Выступающие части манжет закрывают бандажом из стеклоленты, промазанной эпоксидным лаком, а затем бандаж покрывают эмалью. Окон­чательно отделанный коллектор проверяют на отсутствие межпластинных замыканий и прочность корпусной изоляции.

25