Технологічний процесс виготовлення полюсних котушок двигуна типу НБ-412К

Міністерство транспорту і зв’язку України

Українська державна академія залізничного транспорту

 

Кафедра    СЕТ

 

 

Технологічний процесс виготовлення полюсних котушок двигуна типу НБ-412К

Пояснювальна записка  та розрахунки до курсової роботи з  дисципліни: “ Технології виробництва електричних машин”

 

 

 

 

 

 

  Перевірила

      _____ Н.П. Карпенко

Розробив ст. гр. 8-IV-ЕТ

_____ С.Ю. Співак

 

 

 

 

 

2008

Зміст

1. Вступ
2. Призначення технічні дані електродвигуна
3. Конструкція електродвигуна
4. Матеріали, які використовуються при виготовленні тягового електродвигуна
1. Конструктивні матеріали
2. Магнітні матеріали
3. Проводникові матеріали
4. Електроізоляційні матеріали
5. Технологічний процес виготовлення полюсних котушок
6. Список використанної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Підвищення техніко-економічних  показників  машин базується на використанні нових матеріалів або  материалів із кращими характерстиками, нових, більш досконалих процесів і  нових конструкторських рішень. Проектуючі електричні машини, як правило, мають  більш складну конструкцію, деталі мають менші допуски на обробку  та меншу шероховатість поверхнь, які обробляються. При цьому трудоємність нових машин повинна зменшитися у зрівнянні з раніше випущеними аналогічними машинами. Це досягається  використанням більш досконалих технологічних процесів і устаткування, а також більш високою організацією виробництва і праці.

В загальному випуску машин  постійно зростає доля спеціальних  машин і зменшується доля машин  загального призначення. Сьогодні модифікації  становлять більш 60-70% загального випуска  машин.

У масовому та багатосерійному виробництві зниження трудоємності проводиться за рахунок  створення автоматизованих технологічних комплексів, які об’єднаних в єдиний технологічний потік, а у малосерійному виробництві – за рахунок створення автоматичних гнучких виробничих модулів, гнучких виробничих комплексів, гнучких автоматичних виробництв.

Найважливішим завданням  удосконалення конструкції і  технології виготовлення виробів є зниження матеріало- і енергоємкости машин. Економічне витрачання матеріалів і енергії закладається при розробці конструкції і реалізується прогресивними технологічними процесами. Кількість нових технологічних процесів, що щорічно освоюються промисловістю, в 50-60 разів менше, ніж освоюваних нових виробів, а принципово нових технологічних процесів освоюється одиниці. Нові процеси, направлені на зниження витрат  матеріалів і енергії, як правило, у меншій мірі забруднюють навколишнє середовище.

Істотну економію матеріалів отримують при виготовленні заготовок  формою і розмірам, максимально наближеними до готової деталі. Для цього, потрібне спеціальне, як правило, достатньо дороге і складне устаткування. В даний час в світовій практиці є тенденція підвищення частки устаткування для отримання заготовок, здійснення фінішних операцій  ( грубе і тонке шліфування і т. п.), і зниження частки устаткування для зняття стружки.

Великі перспективи в  економії матеріалів, енергії, в зниженні трудомісткості, поліпшенні якості деталей, поліпшенні умов праці відкриває  технологічний процес пресування деталей  з металлопорошков. Вдається отримати практично готову деталь за один хід преса з використанням матеріалу до 98-99%.  В електромашинобудуванні з металлопорошків  виготовляють колекторні пластини, контактні кільця, підшипники ковзання для малих машин, деякі конструкційні деталі і наполегливо намагаються виготовити магнітопроводи для малих машин, магнітні клини.

Останніми роками отримав  застосування технологічний процес просочення обмоток складами без розчинників. При цьому в навколишнє середовище практично не виділяються шкідливі речовини, відсутні відходи просочувального складу; його витрата, а також витрата енергії на сушку після просочення найменший порівняно зі всіма іншими способами просочення і сушки. Процес має високі комфортні умови праці.

У електромашинобудуванні починає  використовуватися технологічний  процес забарвлення изделей  що водорозбавляються грунтами і фарбами, які мають як розчинники воду, а не токсичні речовини, використовувані в більшості фарб. При цьому поліпшуються умови праці і відсутні шкідливі викиди в атмосферу. Різко підвищується використання матеріалу забарвлення, а при хорошій організації процесу воно складає близько 100%.

У багатьох країнах ведуться роботи по отриманню матеріалів з  новими властивостями, які дозволили  б понизити трудомісткість виготовлення машин, поліпшити умови праці. До таких робіт слід віднести розробку проводів і електротехнічних сталей з клейовим покриттям. Клейове покриття має товщину 3-5 мкм і дозволяє переробляти ці матеріали на існуючому устаткування.

При виготовленні обмоток з проводів, що склеюються, ліквідовується операція просочення обмотки, після намотування по проводах пропускається струм, вони нагріваються і склеюються. При виготовленні сердечників з електротехнічної сталі, що склеюється, скріплення сердечника проводять розпрямленням і запіканням склеюючого складу. Відсутні операції зварки або скріпляння скобами, якість склеєних сердечників вельми висока, оскільки немає розпускання зубців.

Робляться численні спроби  виготовити сердечник статора і  ротора навивкой стрічки на ребро. При такому способі виходить високе використання електротехнічної сталі, але недостатня  якість сердечника, яка не відповідає вимогам мехнізованого намотування і досягнутому рівню надійності роботи машини.

 

 

2 Призначення і технічні дані

 

Призначення. Тяговий электродвигун НБ-412К пульсуючого струму призначений для перетворення електричної енергії, що отримується з контактної мережі, в механічну, передавану з валу двигуна на колісну пару. Індивідуальний привід кожної колісної пари элект ровоза має жорстку двосторонню косозубу передачу. Малі шестерні змонтовані на кінцях валу двигуна, великі — на осі колісної пари; двигун має опорновісьове підвішування.

Основні технічні дані тягового електродвигуна НБ-412К

Напруга  на   затисках  двигуна, В - 1600

Максимальна напруга на затисках двигуна, В - 1850

Максимальна    частота        обертання, об/мии  - 1680

Кількість    повітря, що охолоджує , м3/мин - 11О

Маса двигуна   (без  деталей зубчатої передачі), кг - 4850

Годинний  режим

Потужність на валу, кВт  - 775

Струм якоря, А - 515

Струм збудження, А - 490

Частота обертання, об/мин - 850 
Тривалий режим 
Потужність на валу, кВт – 675

Струм якоря, А - 450

Струм збудження, А - 429

Частота обертання, об/мин -  895 
Загальний  опір обмоток  двигуна при 20 °С, Ом - 0,0880

Опір    обмотки    якоря    при 20 З, Ом - 0,031

Опір  обмоток  всіх  котушок головних   полюсів    (без    шунта)    при 20 °С, Ом - 0,0238

Опір ланцюгу обмоток додаткових полюсів прн 20 З, Ом -  0,032 
Опір    компенсаційної    обмотки при 20 °С, Ом - 0,218

Обмотка  якоря

Число пазів - 75

Крок по пазах - 1 —13

Число колекторних  пластин - 525

Крок по колектору - 1—2

Крок зрівнювачів  по колектору - 1 —176

Електромеханічні  характеристики тягового двигуна приведені на  рис.   2.1,   вентиляційна — 2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Конструкція  електродвигуна

Двигун є шести полюсною електричною машину з послідовним збудженням і незалежною примусовою системою вентиляції, для чого встановлені спеціальні вентилятори, має компенсаційну обмотку.

Номінальну потужність двигун НБ-412К розвиває при нагнітанні в нього повітря з подачею ПО м3/мин при противодавлении в колекторній камері, рівному 75 мм вод. ст.

Повітря поступає в колекторну камеру через вентиляційний патрубок і розділяється на три потоки. Один потік йде під колектор, потім проходить через вентиляційні канали в сердечнику якоря і выхо дит через отвори в підшипниковому щиті з боку, протилежною колектору. Інший потік охолоджує поверхня якоря, проходить через повітряний зазор і виходить через отвори в остові і підшипниковому щиті. Третій потік проходить між котушками полюсів двигуна і виходить назовні через отвори в остові.

Для запобігання попаданню снігу і води через вентиляційні отвори на двигуні встановлений зварний кожух. Повітря з нього виходить через лабіринтові щілини.

Тяговий електродвигун (рис. 3.1 і 3.2) складається з остову, щіткового  апарату, якоря, підшипникових щитів, моторно-осьових підшипників.

Остов має циліндрову форму, відлив із сталі 25Л11, є одночасно магнітопроводом. До остову кріплять шість головних і шість додаткових полюсів, поворотну траверсу з шістьма щіткотримачами і щити з роликовими підшипниками, в яких обертається якір двигуна. Із зовнішнього боку остову виконано два приливи для кріплення букс моторно-осьових підшипників, приливи для підвішування двигуна і запобіжні. У нижній частині остов має два зливні отвори. Вентиляційний люк для повітря і колекторний люк для огляду щіткового апарату і колектора, що закривається кришкою з пружинним замком, розташовані у верху остову. Другий колекторний люк знаходиться внизу. Для кращого ущільнення на кришках люків передбачені повстяні прокладки.

Остов тягового двигуна має  наступні розміри: діаметр розточування внутрішньої поверхні остову під  посадку полюсів 985 мм; діаметр розточування поверхонь під підшипникові щити з боку колектора 920 мм, з боку, протилежною колектору, - 920 мм; відстань між головними полюсами   по   діаметру   749   мм;   расстоя ние між додатковими полюсами по діаметру 754 мм; відстань між наконечниками головних і додаткових полюсів 36 мм; зовнішній діаметр остову 1105 мм; довжина остову між торцями поверхонь під посадку підшипникових щитів 970 мм. Маса остову в зборі рівна 2835 кг

Головні полюси (рис. 3.1 і 3.2) складаються з сердечника, котушки і деталей, призначених для кріплення котушки.

Сердечники головних полюсів, набрані з листової сталі мазкі     Е-2-0,5 завтовшки 1,5 мм, стягнуті заклепками і прикріплені до остову чотирма болтами М20 із сталі 40Х. Перед стягуванням шихтованный сердечник пресують, покривають лаком БТ-99.

Сердечники головних полюсів мають наступні параметри: ширина сердечника 179,5 мм; довжина 448 мм; висота під посадку котушки 57,5 мм; загальна висота 117,5 мм; ширина полюсного наконечника 265 мм; число заклепок, що скріпляють сердечник, 5; діаметр заклепки 16,1 мм; число стрижнів під болти для кріплення сердечника до остову 2; розмір стрижня 40X40 мм; число пазів компенсаційної обмотки 10; ширина паза 12,5 мм; висота паза 32 мм.

Котушка головного полюса, що має 20 витків, намотана на ребро. Вона виконана з м'якої шинної міді МГМ  з розміром перетину 1,95X65 мм і зігнута  по радіусу для прилягання до внутрішньої  поверхні остову.

 

 

Між сердечником   головного   полюса   і  остовомустановлена одна сталева прокладка завтовшки 0,5 мм, яка лежить під сердечником і котушкою. Для того, щоб щільно затиснути полюсні котушки, підкладають прокладки з электррнита.

Завод виготовляв котушки  з наступною ізоляцією: корпусна з шести шарів стекломикаленты товщиною 0,13 мм, укладених в полуперекрышу, і одного шару стекло-ленты товщиною 0,2 мм, також укладеною в полуперекрышу; межвит-ковая з азбестового паперу завтовшки 0,5 мм.

При капітальному ремонті двигунів витковая ізоляція котушок головних полюсів виконується з азбестового паперу, просоченого ласий КО-919, корпусна ізоляція — з микаленты ЛМК.-ТТ, покривна — із стрічки ЛЕС.

Параметри котушок головних полюсів наступні: площа поперечного перетину міді 125,9 мм2; довжина котушки 650 мм, ширина 316 мм, висота 55 мм; довжина вікна 484 мм, ширина 182 мм; при 20 °С опір міді котушки 0,00365— 0,00408 Ом; повітряний зазор під головними полюсами 4,5 мм; клас ізоляції Н; маса котушки 35 кг

Додаткові полюси складаються з сердечника, котушки і деталей, призначених для кріплення котушки. Сердечник виконаний шихтованным з листів електротехнічної сталі Е-22-05, в опресованому стані утримується торцевими боковинами і спеціальними стрижнями з развальцованными кінцями. Сердечники кріплять до остову трьома болтами М20 із сталі 40Х. Для забезпечення надійної комутації двигуна в перехідних режимах між остовом і сердечниками додаткових полюсів ставлять дві алюмінієві прокладки завтовшки 4 мм кожна.

Сердечники додаткових полюсів мають наступні параметри: ширина сердечника 36 мм, довжина 500 мм; висота під посадку котушки 53 мм, загальна висота  107  мм;  ширина  по люсного наконечника 48 мм; число заклепок, що скріпляють сердечник, 2; діаметр стрижня заклепки 12 мм.

Котушки додаткових полюсів намотують на ребро з м'якої шинної міді МГМ розміром 4,1X32 мм по десять витків кожна.

Корпусна ізоляція виготовлялася  заводом з шести шарів мика-ленты завтовшки 0,13 мм і одного шару стеклоленты товщиною 0,2 мм, укладених в полуперекрышу. Меж-вітковая ізоляція виконана з азбестового паперу завтовшки 0,5 мм. Вітковая ізоляція котушок додаткових полюсів виконується з азбестового паперу, просоченого в лаку КО-919, корпусна, — з микаленты ЛМК-ТТ, покривна, — із стрічки ЛЕС.