КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Для изготовления частей машины, несущих механические нагрузки и обеспечивающих соединение машины в единое целое, используют конструкционные материалы. Их делят на три группы: черные, цветные металлы и пластмассы.

К черным металлам относятся литая сталь, серый и ковкий чугун, различные сорта и профили прокатных сталей. Литую сталь в электрических машинах применяют для изготовления частей машины, выполняющих одновременно роль конструкционных частей и части магнитопровода, где замыкается постоянный поток. В машинах постоянного тока — это станина, основные и добавочные полюсы; в неявнополюсных синхронных машинах — бочка ротора, а в явнополюсных — полюсы индуктора и индуктор (обод ротора).

Литая сталь применяется также для изготовления деталей с высокими механическими напряжениями — втулок коллектора, подшипниковых щитов тяговых и взрывозащищенных машин. Изготовление деталей из литья связано с большой трудоемкостью, поэтому там, где это допустимо, литую сталь заменяют сварными деталями из листовой стали. В электромашиностроении применяют литую сталь марок 20Л, 35Л, 45Л (ГОСТ 977—88).

Серый чугун марок СЧ12-28, СЧ15-32, СЧ18-36, СЧ21-20, СЧ28-48 (ГОСТ 1412—85) применяют для изготовления станин асинхронных и синхронных машин, подшипниковых щитов.

Из ковкого чугуна (ГОСТ 1215—79) путем отливки изготавливают станины, втулки, подшипниковые щиты, нажимные шайбы, маховики, шкивы и полумуфты. Преимущество ковкого чугуна по сравнению с серым заключается в пластичности и высокой износостойкости.

В электромашиностроении применяют круглую, листовую, шестигранную и квадратную прокатную сталь.

Сталь круглую (ГОСТ 2590—88 и ГОСТ 7417—75) используют для изготовления валов, втулок, шестерен и других деталей.

Сталь шестигранную (ГОСТ 8560—78) применяют для изготовления деталей, имеющих шестигранную часть: болтов, гаек и других деталей. Крупные болты изготовляют из круглой стали с высадкой шестигранной головки.

Сталь квадратная (ГОСТ 2591—88 и ГОСТ 8559—75) идет на изготовление стержней, пальцев щеткодержателей и других деталей.

Сталь листовую применяют для изготовления листов полюсов машин постоянного тока и переменного тока, фундаментных плит, стояков подшипников и многих других деталей (диффузоров, распорок и т. д.).

Жесть белую холоднокатаную горячего лужения и ленточную толщиной 0,18…0,5 мм, покрытую с обеих сторон слоем олова, применяют при изготовлении бандажей, скрепок, табличек. Она хорошо штампуется и устойчива против коррозии.

Углеродистую стальную холоднокатаную проволоку используют при изготовлении пружин щеткодержателей, запоров крышек и других деталей.

Проволоку стальную луженную бандажную выпускают немагнитной и магнитной и применяют для изготовления бандажей обмоток асинхронных двигателей постоянного тока. Диаметр проволоки 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0 мм.

Детали из алюминиевого литья легче чугунных и стальных, но ненадежность резьбы вызывает необходимость армирования втулками.

Алюминиевые литые сплавы применяются для изготовления корпусов, подшипниковых щитов, вентиляторов и других деталей электрических машин. Ал2 — алюминиево-кремнистый сплав, используется для изготовления деталей сложной формы и требующих высокой герметичности; Ал11— алюминиево-кремнисто-цинковый сплав, применяется для изготовления крупных деталей сложной формы, несущих большие статические нагрузки. Детали из этих сплавов отливаются в кокиль, под давлением и в земляные формы.

Литые сплавы с содержанием меди — латуни — используются для отливки щеткодержателей и других токоведущих деталей. ЛС59-1 — латунь свинцовая. ЛС80-3Л — латунь кремнистая. Детали из этих сплавов отливаются центробежным способом и по выплавляемым моделям.

В электромашиностроении находит большое применение сортовой прокат цветных металлов. Это латунь Л63 и латунь свинцовистая ЛС59-1. Поставляются они в виде проволоки, лент, листов и прутков круглого, квадратного и шестигранного сечения, используются для изготовления деталей ковкой, штамповкой и механической обработкой.

Бронзу БрОЦС — оловянисто-цинково-свинцовую — применяют для деталей, работающих на трение (втулки, вкладыши, червячные колеса).

Баббиты БКА, БК2, Б-89, Б-83, Б-16, Б-6, БН и БТ используются для заливки втулок, сегментов и вкладышей подшипников скольжения.

В качестве конструкционных материалов в электрических машинах достаточно широко применяются пластмассы. При нагреве пластмассы под влиянием давления приобретаются очертания пресс-формы. Пресс-порошки в определенных соотношениях составляют основные составляющие пластмассы. В большинстве случаев пластмассы состоят из двух компонентов: связующего и наполнителя. В качестве связующего используется органический полимер, обладающий способностью деформироваться, в качестве наполнителя — опилки, асбестовое и стеклянное волокно, бумага, ткани, кварцевый песок и др. Наполнители существенно снижают стоимость пластмассы.

Технология изготовления пластмасс определяется связующим веществом. Большинство пластмасс требует при изготовлении горячей прессовки. Эти пластмассы делятся на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты). К термопластам относятся пластмассы на основе поливиниловых и полиамидных смол, эфиров целлюлозы и др., к реактопластам — пластмассы на основе фенолформальдегидных, карбомидных и других термореактивных смол.

Из термореактивных пластмасс изготавливают колодки зажимов, изоляционные втулки и другие детали. Широко применяются спрессованные детали — щеточные пальцы, траверсы и другие детали. В двигателях серии АИ из пластмассы на малых высотах оси вращения изготавливаются вентиляторы [2].