Книга представляет собой обработанный цикл лекций, читанных автором в Московском энергетическом институте.
Детали электрических машин можно разделить на два вида: 1) активные части машин (шихтованные сердечники, коллекторы, обмотки) и 2) конструктивные или механические части (валы, станины, крестовины роторов, подшипники и др.).
Инженеры-электромеханики работают на электромашиностроительных заводах в качестве расчетчиков, конструкторов и технологов. Конструкторы создают конструкцию электрические .машины в целом, включая активные и механические части. Технологи имеют дело только с активными частями электрической машины. Производством цехов горячей и механической обработки металлов, заняты инженеры других специальностей.
В соответствии с этим в курсе «Производство электрических машин» и в настоящем учебном пособии подробно рассматриваются вопросы технологии активных частей электрических машин. Что качается механических частей, то здесь изложены лишь детали, непосредственно связанные с активными частями, и главным образом с конструктивной точки зрения (выбор материала, способ получения заготовки, выбор допусков и посадок, технологичность конструкции и т. п.). При этом учитывалось предварительное изучение студентами курсов «Технология металлов», «Детали машин» и «Технология машиностроения».
В электропромышленности изготовляются электрические машины широкого диапазона мощностей от долей ватта до сотен тысяч киловатт.
Настоящее учебное пособие в основном базируется на серийных машинах общего применения, производством которых заняты почти все электромашиностроительные заводы и подавляющее большинство технических кадров. Микромашины представляют собой обособленную область электромашиностроения, поэтому в книге рассматриваются в качестве примеров массового производства лишь
детали, сохранившие конструктивное .сходство с деталями электрических машин средней мощности. Это «асается производства коллекторов на пластмассе, станков для изолировки полюсных катушек, обмоточных станков для роторов и статоров, склеивания пакетов магнитных сердечников .и т. п. Что касается тур-бо- и гидрогенераторов, то принципы их охлаждения, конструкция и технология находятся в настоящее время в стадии творческих исканий. Поэтому пришлось ограничиться рассмотрением особенностей сложившейся технологии характерных деталей турбогенераторов серии ТВ2 и гидрогенераторов для волжских ГЭС. Сюда относятся стержневые обмотки статоров, обмотки роторов, коллекторы.с бандажными кольцами, шихтованные сердечники из сегментов и др.
В книге большое -место уделено вопросам механизации и автоматизации. Процесс производства электрических машин излагается в его развитии, и в начале каждой главы рассматриваются основные задачи данной области производства.
При составлении книги автор избегал давать готовые рецепты и данные справочного характера -по различным вопросам технологии электромашиностроения, например карты технологических процессов, режимы, пропитки и сушки, нормы-времени и т. п., так как они быстро устаревают. Главное внимание уделено принципам построения технологических процессов и путям их развития.
Структура всякого учебника безусловно имеет важное значение для педагогического процесса. Вследствие большого разнообразия технологических процессов выбор структуры учебного пособия по производству электрических машин представлял особую трудность. В принципе возможны два варианта группировки материала по главам: 1) по технологическим и 2) по конструктивным признакам. В данной книге использованы оба принципа. Так, вопросы штамповки и сборки сердечников, пайки и сварки соединений, пропитки, укрепления в пазах и испытания обмоток объ-
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие................... 3
Глава первая.
Характеристика и развитие технологии электромашиностроения
1-1. Развитие электромашиностроения....... 9
1-2. Характеристика технологии электромашиностроения ..................... 12
Глава вторая Техническая подготовка производства
2-1. Типы производств. . . . .......... 14
2-2. Задачи и содержание технической подготовки
производства ................ 15
2-3. Конструкторская подготовка производства . . 16
2-4. Стандартизация, нормализация и унификация . . 16
2-5. Технологическая подготовка производства ... 17
2-6. Маршрутная технология........... 19
2-7. Карты технологических процессов...... 19
2-8. Типизация технологических процессов..... 20
2-9. Технологическая оснастка.......... 21
2-10. Проектирование технологической оснастки ... 22 2-11. Производственные цехи электромашиностроительного завода............... 22
2-12. Пример технологической подготовки производства асинхронного двигателя......... 22
Глава третья Штампованные детали
3-1. Типы штампованных деталей......... 31
3-2. Основные задачи технологии штамповки листов
сердечников ... .............. 31
3-3. Электротехническая сталь.......... 32
3-4. Применение марок электротехнической стали . 32
3-5. Нормальные диаметры статоров и якорей ... 33
3-6. Использование электротехнической стали ... 35
3-7. Снижение отходов электротехнической стали . 36
3-8. Раскрой листов.......•....... 40
3-9. Типы эксцентриковых прессов........ 41
3-10. Расчет вырубных усилий........... 42
3-11. Зазоры между матрицей и пуансоном..... 44
3-12. Срок службы штампов............ 45
3-13. Типы вырубных штампов........... 46
3-14. Простые вырубные штампы......... 47
3-15. Совмещенные (компаундные) штампы..... 48
3-16. Последовательные штампы.......... 49
3-17. Штамповка листов якоря.......... 50
3-18. Штамповка листов статора и ротора..... 51
3-19. Штампы из твердых сплавов......... 55
3-20. Автоматизация процессов штамповки..... 57
3-21. Штамповка сегментов............ 6
3-22. Штамповка листов полюса.......... 6
3-23. Технологичность конструкции листов сердечников .................... 64
3-24. Контроль электротехнической стали и штамповки листов сердечников.......... 67
3-25. Штамповка мелких деталей......... 68
3-26. Гибочные штампы.............. 69
3-27. Вытяжные штампы . . . . •......... 69
3-28. Выдавливание деталей на оправке роликом . . 70
3-29. Штампосборочные операции......... 71
3-30. Техника безопасности в штамповочных цехах 72
Глава четвертая Шихтованные сердечники
4-1. Типы сердечников.............. 73
4-2. Основные задачи технологии сердечников ... 74
"4-3. Заусенцы и борьба с ними.......... 75
4-4. Явление наклепа и отжиг листов....... 75
4-5. Изоляция листов.............. 76
4-6. Размеры пазов в штампе и „в свету" .... 78
4-7. Ориентировка листов по знаку и шихтовка . . 79
4-8. Пакетирование сердечников........ 81
4-9. Выбор баз для шихтовки сердечников статора 82
4-10. Сердечники со скошенными пазами...... 83
4-11. Склеенные сердечники микродвигателей. ... 85
4-12. Заливка статора в алюминиевую оболочку . . 85
4-13. Металлокерамические сердечники....... 86
4-14. Прессовка сердечников.....•...... 87
4-15. Веер зубцов................. 88
4-16. Расчет прессовки сердечников........ 90
4-17. Обработка-пазов............... 92
4-18. Роторные втулки.............. 92
4-19. Шихтовка сердечников из сегментов..... 93
4-20. Сборка разъемных сердечников гидрогенераторов ..................... 95
4-21. Сборка сердечников турбогенераторов..... 99
4-22. Сборка сердечников полюсов......... 101
4-23. Контроль сердечников............ 103
Глава пятая Коллекторы со стальными корпусами
5-1. Типы коллекторов............. 104
5-2. Основные задачи технологии коллекторов ... 104
5-3. Коллекторные пластины........... 105
5-4. Штамповка и правка коллекторных пластин . . 107
5-5. Калибровка коллекторных пластин...... 109
5-6. Петушки коллекторных пластин....... 110
5-7. Фрезерование коллекторных пластин..... 111
5-8. Коллекторный миканит............ 114
5-9. Сборка пластин в кольцо.......... 114
5-10. Цилиндрические прессовочные кольца..... 115
5-11. Конические прессовочные кольца....... 116
5-12. Прессовка коллекторов арочного типа в конических кольцах -...........'..... 117
5-13. Прессовочные кольца с радиальными болтами 119 5-14. Прессовка коллекторов арочного типа в кольцах с радиальными болтами......... 119
5-15. Обработка ласточкиных хвостов....... 120
5-16. Механические детали коллектора....... 121
5-17. Расчет и конструкция пресс-форм для манжет 123
5-18. Изготовление миканитовых манжет...... 125
5-19. Изготовление сегментов для составных манжет 129
5-20. Общая сборка коллектора.......... 130
5-21. Технологичность конструкции коллектора . . 131 5-22. Коллекторы быстроходных машин с бандажными кольцами............... 132
Глава шестая Коллекторы на пластмассе
6-1. Типы коллекторов на пластмассе....... 134
6-2. Коллекторы из профильной полосовой меди ... 135 6-3. Коллекторы с прессованными и штампованными
заготовками пластин '......... 136
6-4. Пластмассы для коллекторов ....••.... 138
6-5. Пресс-формы для коллекторов......... 139
Глава седьмая Контактные кольца
7-1. Типы контактных колец............ 141
7-2. Контактные кольца с болтовым креплением . . 141 7-3. Контактные кольца с холодной прессовкой на
втулку . . .......... . . 142
7-4. Контактные кольца с горячей прессовкой на
-^-v. втулку................... 143
ч2иОКонтактные кольца на пластмассе . . . . • . . 145
CLS) Материал контактных колец.......... 146
7-7. Соединение контактных колец с обмоткой ... 146
Глава восьмая • Общие вопросы обмоточного производства
8-1. Характеристика обмоточных работ ........ 147
8-2. Основные задачи технологии обмоточного производства ................... 148
8ДОбмоточные провода............. 148
$^45 Изоляция обмоток.............. 150
&S. Вопросы экономики обмоточного производства 152
Глава девятая Якорные обмотки машин постоянного тока
9-1. Типы якорных обмоток.....•...... 155
9-2. Ручные обмотки'якоря............ 155
9-3. Схемы ручных обмоток якоря........ 156
^ Г®"*^ Стан к н для изолировки пазов........ 158
^а Станки для обмотки якорей.......... 158
9-6. Катушечные обмотки из круглого провода . . 161
9-7. Катушки с двойной головкой......... 162
9-8. Расчет намоточных шаблонов для якорных
катушек.................. 163
9-9. Растяжка катушек.............. 164
9-10. Одновитковые обмотки............ 165
9-11. Стержневые обмотки якоря.......... 167
9-12. Обмотки якоря с уменьшенными потерями в
S7**\ массивных проводниках........... 168
(9-13J Изолировка якорных катушек........ 169
а-Г1 Разметка якоря под обмотку......... 169
9-15. Укладка обмотки в пазы........... 171
9-16. Отделка якоря............... 174
fi
Глава десятая Статорные обмотки катушечные
10-1. Типы статорных обмоток.......... 176
10-2. Концентрические обмотки.......... 177
10-3. Равнокатущечные однослойные обмотки ... 179
10-4. Двухслойные всыпные обмотки....... 180
10-5. Намоточные станки для катушек...... 181
10-6. Намоточные шаблоны для всыпных обмоток . 182
10-7. Укладка всыпных обмоток в пазы...... 183
10-8. Механизация обмоточных работ....... 184
10-9. Полуавтоматические обмоточные станки для
статоров................... 186
10-10. Схемы статорных обмоток.......... 190
10-11. Обмотки статора при полуоткрытых пазах • . 191 10-12. Катушечные обмотки при открытых пазах
статора.................. 192
10-13. Расчет намоточных шаблонов для статорных
катушек................... 193
10-14. Растяжка катушек............. 193
10-15 Прессовка и рихтовка катушек....... 194
ОйЦа^Вит'ковая изоляция............. 196
ЖЫТ^ Корпусная изоляция статорных обмоток . . . 197
rWlf Укладка обмоток статора в открытые пазы . 198
Глава одиннадцатая Статорные обмотки стержневые
11-1. Конструкция стержней............ 200
t Заготовка и плетение стержней....... 201
Изолировочные станки.....• ..... 202
Изолировка и компаундировка стержней . . . 205
Укладка в пазы обмоток турбогенераторов . . 206
11-6. Укладка в пазы обмоток гидрогенераторов. . 208
Глава двенадцатая Роторные обмотки фазные
12-1. Типы роторных обмоток.....• . . . . 209
12-2. Однослойные всыпные обмотки ротора .... 209 12-3. Двухслойные катушечные обмотки ротора . . 210 12-4. Элементы стержневой обмотки ротора .... 211 12-5. Обмотки ротора с удлиненными и с укороченными переходами . . • •......... 212
12-6. Конструкция перемычек.......... • 214
Q?-^ Гибка и изолировка стержней роторной обмотки................... 215
12-8. Гибка стержней на роторе . •........ 218
12-9. Обмоточные таблицы............ 219
12-10. Торцовые схемы обмоток ротора ... • . . 219
Глава тринадцатая Короткозамкнутые обмотки роторов
13-1. Типы короткозамкнутых обмоток....... 222
13-2. Статический способ заливки роторов алюминием • . . . . .......... 222
13-3. Центробежный способ заливки роторов .... 223
1Д4. Вибрационный способ заливки роторов .... 224
ПТй» Заливка роторов под давлением...... 225
п?Б. Роторы с радиальными каналами, залитые
алюминием............... 226
13-7. Контроль роторов, залитых алюминием .... 227 13-8. Короткозамкнутые обмотки из медных стержней .................... 230
Глава четырнадцатая Роторные обмотки турбогенераторов
14-1. Особенности роторных обмоток турбогенераторов ................... 231
t Станок для намотки турбороторных катушек 232
Изолировка роторных катушек....... 233
Изготовление коробок роторного паза .... 233
14-5. Укладка обмотки ротора в пазы •...... 234
14-6. Подготовка к прессовке роторной обмотки . , 236
§рессовка роторной обмотки........ 237
жрытие роторных пазов.......... 237
эклинивание пазов ротора ......... 237
торая прессовка лобовых частей •..... 237
апечка обмотки ротора .......... 237
асадка бандажных колец......... 238
Глава пятнадцатая * Катушки полюсов
15-1. Типы полюсных катушек.......... 239
15-2. Намоточные станки для катушек из тонкого
провода ... - .............. 241
15-3. Намотка катушек из изолированного провода 241
15-4. Намотка катушек из шинной меди плашмя. . 243
15-5. Намотка катушек из шинной меди на ребро 245
С^2& Изолировка катушек............ 246
и>7. Технологичность конструкции катушек .... 249
15-8. Намотка катушек гидрогенераторов..... 250
15-9. Отжиг и рихтовка катушек......... 251
15-10. Комплектовка катушек........... 252
сЗЗЗХ? Витковая изоляция катушек......... 252
15-12. Специальный профиль меди для катушек крупных гидрогенераторов......•..... 253
Глава шестнадцатая Пайка и сварка соединений в обмотках
16-1. Припои мягкие и твердые.......... 254
16-2. Флюсы.................... 256
16-3. Паяльники................. 257
16-4. Пайка коллекторов мягкими припоями .... 258
16-5. Пайка твердыми припоями.......... 259
16-6. Сварка соединений в обмотках...... . . 260
16-7. Соединения методом прессования....... 261
16-8. Лужение.................. 263
Глава семнадцатая Бандажи и-пазовые клинья
§ Назначение бандажей и клиньев....... 263
Устройство бандажей......•..... 264,
Намотка бандажей............. 266
Бандажировочные станки........'. . 267
Заготовка пазовых клиньев.......... 268
Заклинивание пазов ... .......... 269
Глава восемнадцатая Пропитка -обмоток
f*^*F~*.
ШЦ^ Способы пропитки.............. 270
ГП^С. Ванны для пропитки............. 270
QI&jL^Пропитка обмоток в водноэмульсионном лаке 271
Л?зр Пропиточно-сушильный конвейер....... 272
(ге^Н Компаундирование обмоток.......... 273
Глава девятнадцатая Контроль и испытание обмоток
19-1. Виды контроля и испытаний......... 274
19-2. Измерение сопротивления обмотки...... 275
Ij^L Контроль числа витков........... 276
^|5)Измерение сопротивления изоляции..... 276
Т[У??Проверка обмоток на отсутствие межвитковых
_ замыканий................. 277
(?9^5И1роверка обмоток якоря методом падения на-
^^-утряжения................. 279
щ?2^Проверка качества пайки ультразвуком . . . 279 /^Прр Испытание обмоток аппаратами типа СМ . . . 280 ^пЖР Испытание -электрической прочности изоляции 281 СПЬ® Конвейер для контрольных испытаний асинхронных электродвигателей . . . ."...... 282
Глава двадцатая Механические детали
20-1. Типы механических деталей......... 283
20-2. Виды заготовок............... 283
20-3. Общие принципы технологичности заготовок 285
20-4. Допуски и посадки............. 286
20-5. Валы................... 287
20-6; Подшипниковые щиты........... 290
20-7. Стояки подшипников........... . 292
20-8. Вкладыши................ 293
20-9. Станины.................. 294
20-10. Траверсы................. 299
. Глава двадцать первая Сборка электрических машин
21-1. Характеристика сборочных работ...... 299
21-2. Балансировка роторов........... 300
21-3. Диаграммы балансировки.......... 302
21-4. Сборка подшипниковых узлов........ 303
21-5. Ввод ротора в статор........... 305
21-6. Сборка электродвигателя АК-92....... 305
21-7. Измерение воздушного зазора........ 306
21-8. Сборка щеточного аппарата........ . 307
21-9. Автоматизация сборки........... 308
21-10. Отделка и окраска машин......... 310
21-11. Сборка крупных машин........... 311
21-12. Защита от подшипниковых токов...... 312
21-13. Центровка валов.............. 313
21-14. Сборка турбогенератора с водородным охлаждением.................. 314
21-15. Сборка гидрогенератора на место установки 316
Литература.................. 317
Цена: 300руб.
