Специальные технологические расчёты

При общей сборке электрических машин и аппаратов обычно не возникает потребность в дополнительной механической обработке, необходимость в расчётах, связанных с образованием соединений.

В тоже время при проектировании технологии узловой сборки часто приходится считать припуски на обработку сборочной единицы и режимы резания, определять усилия, необходимые для выполнения различных типов соединений, выбирать режимы изготовления обмоток различной конструкции, выполнять расчеты, связанные с выбором приспособлений и сборочного оборудования и т.д..

При решении вопросов механической обработки сборочных единиц можно воспользоваться указаниями в [34]. Для решения задач узловой сборки электрических машин и аппаратов необходимо пользоваться справочниками и другой технической литературой, например [10, 18, 31, 35, 39].

Пример 15.Рассчитать усилия напрессовки ротора без вала на вал и выбрать способ сборки, оборудование, и оснастку (Приложения 4, 6).

Исходные данные: наружный диаметр ротора D=71,6_–0,05 мм, номинальный диаметр соединения d=18 мм, диаметр отверстия в роторе без вала Ø18H7 мм, диаметр вала под напрессовку ротора Ø18u8 мм, осевая длина ротора без вала L=40 мм.

Сборку подобных соединений (с натягом) осуществляют под действием осевой силы, создаваемой прессом (продольнопрессовое соединение), или с термовоздействием (поперечнопрессовое соединение). Критерием выбора способа сборки будет величина мощности, потребляемая оборудованием.

При продольнопрессовом соединении необходимо определить максимальное значение осевой силы P, создаваемой прессом [35, с. 200]

Н = 98,6 кН,

где f_з = 0,14 – коэффициент трения при запрессовке [35, с. 201];

, – давление на поверхности контакта, МПа

, – расчётный натяг в соединении, мкм;

– максимальный натяг в соединении, мкм;

–верхнее предельное отклонение вала, мкм;

– нижнее предельное отклонение отверстия, мкм;

– шероховатость сопрягаемых поверхностей, мкм [7, табл. 2.67];

– расчётный коэффициент для вала;

– расчётный коэффициент для сердечника ротора;

– модуль Юнга для стали, Н/м²;

– коэффициент Пуассона для стали [15, с. 459].

Осевая сила, которую должен развивать пресс, равна 98,6 кН. Выбираем гидравлический одностоечный пресс типа П6320 [10, с. 367], [39, с. 347], с номинальной силой 100 кН. Основные технические характеристики: наибольший ход штока – 400 мм, наибольшее расстояние между запрессовочным столом и штоком – 600 мм, размер запрессовочного стола – 500 х 380 мм, расстояние от оси штока до станины – 200 мм, скорость рабочего хода штока – 20 мм/с, возвратного хода 300 мм/с, мощность привода – 3 кВт, габаритные размеры в плане – 1250 х 1215 мм, высота над уровнем пола – 1982 мм, масса пресса – 1,208 т. Учитывая, что наибольший диаметр ротора 71,6 мм, а суммарная длина ротора и вала не более 270 мм (см. Приложение,6), данный пресс можно применять для сборки ротора.

Сборка с термовоздействием осуществляется путём нагрева ротора без вала для получения теплового сборочного зазора в соединении. Необходимая температура равна

°С,

где – тепловой сборочный зазор, мм,

– коэффициент линейного расширения, С^–1,

– температура окружающей среды, °С.

В серийном производстве часто применяют индукционные нагреватели, мощность которых можно рассчитать по формуле [35, с. 207]

кВт,

где – коэффициент, учитывающий величину зоны нагрева, принимаем равным 1, т.к. отношение длины ротора к диаметру мало и ротор будет нагреваться по всему объёму;

кг – ориентировочная масса ротора без вала;

кг/м³ – плотность электротехнической стали;

Дж/(кг·°С) – удельная теплоёмкость стали [15, с. 463];

, с – время нагрева ротора;

, ·°С/с – скорость нагрева ротора [35, с. 207];

, общий КПД индуктора [35, с. 207].

С точки зрения расхода электроэнергии более выгоден продольнопрессовый способ сборки ротора. Установленная мощность привода пресса 3 кВт. КПД асинхронного двигателя такой мощности равен 0,81. Следовательно, двигатель будет потреблять мощность 3/0,81=3,7 кВт, что в полтора раза меньше мощности, потребляемой индуктором при нагреве ротора. Следует отметить, что качество сопряжения при термовоздействии выше.

Также как и в электрических машинах, технология общей сборки электрических аппаратов не предусматривает механической обработки. В большинстве случаев узлы аппаратов напряжением до 1000 В представляют собой модули, которые соединяются в определенной последовательности. Важным звеном электрического аппарата является катушка. От качества ее изготовления в значительной мере зависит качество всего электрического аппарата. Дефекты катушки относятся к категории скрытых, а последствия их проявления могут привести к внезапным отказам не только электрического аппарата, но и объекта, которым управляет этот аппарат. Поэтому от параметров обмотки, качества ее изготовления, от ее компактности, теплостойкости во многом зависит технический уровень и надежность всего изделия.

При производстве и катушки необходимо выбрать такие ее контролируемые параметры, которые позволять оценить качество технологического процесса. Кроме того, необходимо рассчитать область технологического разброса, в пределах которой катушка будет обеспечивать заложенные при проектировании технические показатели.

Пример 16.Спроектировать эскиз каркаса катушки переменного тока, разместить на каркасе катушку с рядовой намоткой и известными обмоточными параметрами. Рассчитать допуски на контролируемые параметры: на число витков, на массу провода, на сопротивление катушки при 20⁰ С. Рассчитать режимы намотки катушки (Приложения 17, 18).

Дано: w=4000 витков; d_пр = 0,4 мм; длина стержня; l_ст = 100 мм; сечение стержня b × a = 8×12 мм; класс изоляции F.

Необходимо выбрать тип эмалированного обмоточного провода при заданном диаметре провода, обеспечивающего заданный класс изоляции. Выбираем провод ПЭТ-155 ТУ16К71-160-92, d / d_из= 0,4/0,446 мм, s_пр = 0,1257 мм².

<2 3 456 7 8 >

Дата добавления: 2015-09-07; просмотров: 1245;