а) Сборка соединений с натягом

Соединения с натягом применяются для получения неподвижных соединений, как правило, без дополнительного крепления винтами, штифтами, шпонками и другими деталями. Относительная неподвижность достигается вследствие напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей, деформации их контактных поверхностей. При прочих равных условиях напряжение пропорционально натягу. Прочность сопряжения при одном и том же натяге зависит от принятого способа сопряжения, материала и размеров деталей, шероховатости поверхностей, рода смазки и скорости запрессовки, условий нагрева или охлаждения и т.п.

Наиболее известный и несложный - процесс соединения под прессом. Усилия запрессовки могут быть значительными, особенно при больших натягах и размерах посадочных поверхностей. Для облегчения запрессовки применяют тепловую сборку, нагрев охватывающей детали или охлаждение охватываемой детали. При запрессовке небольших деталей в крупные корпусные практически применим только способ охлаждения охватываемой детали.

Тепловая сборка существенно (в среднем в 1.2-1, 5 раза) увеличивает несущую способность соединений с натягом. Это объясняется тем, что при сборке под прессом микронеровности сминаются, в то время как при тепловой сборке они, смыкаясь, заходят друг в друга, что повышает коэффициент трения и прочность сцепления. Следовательно, в неразборных соединениях можно снизить натяг, применив тепловую сборку.

При достаточно высоком нагреве охватывающей детали (или глубоком охлаждении охватываемой) можно получить нулевой натяг или обеспечить зазор h при сборке соединения.

Температура нагрева охватывающей детали не должна превышать 400°С, так как превышение температуры может привести к изменению структуры металла, появлению окалины, из-за которой сопряжение станет трудноразъемным, короблениям. При охлаждении охватываемой детали эти явления не наблюдаются. Однако способ охлаждения уступает нагреву, так как при нем возможна реализация соединений с относительно меньшими натягами. Охватываемая деталь может охлаждаться с помощью сухого льда (твердая двуокись углерода, температура испарения-79°С), твердой двуокиси углерода и спирта (температура испарения око- ло-100°С), жидкого кислорода (температура испарения - 183°С), жидкого азота (температура испарения - 196°С). При этом разность температур охватываемой и охватывающей деталей получается меньше, чем при нагреве. Кроме того, технологически более сложно охлаждение детали, чем ее нагрев.

Возможны комбинированные способы. Соединения с натягом в электрических машинах используются при соединении сердечника ротора с валом (в машинах малой мощности), креплении сердечника ротора от осевых перемещений втулками (машины постоянного тока), креплении внутренней обоймы подшипников на валу, креплении сердечников статора в корпус и т.п. В некоторых случаях осуществляют дополнительное крепление сопрягаемых деталей и узлов пинтами или шпонками.

б) Сборка узла подшипника

В электрических машинах применяются различные типы подшипников в зависимости от конструкции машины, характера нагрузки и ее значения. Как правило, внутреннее кольцо подшипника насаживается на нал с натягом и при очередных разборках с не снимается, а наружное кольцо входит в подшипниковый шит подвижно. Поля допусков на вал и подшипниковый щит устанавливаются ГОСТ.

Монтаж подшипников на вал и в щит - весьма ответственная операция.

Со складов завода на сборочный участок подшипники подаются в упакованном виде. Перед установкой подшипники должны быть расконсервированы и промыты. Промывка производится в ваннах с минеральным маслом, нагретым до температуры 80-100°С.

Рис.1. Насадка подшипников монтажной трубой

Обогрев ванн желательно осуществлять паром для снижения пожароопасности установок. Ванны должны иметь отсос паров масла. Подшипники загружают в корзину, которую опускают в ванну. Из корзины подшипники извлекают крючком и в горячем состоянии надевают на вал.

Для надевания подшипников небольшого диаметра используют гидравлические или пневматические прессы. После установки в подшипник набивают смазку. В некоторых электродвигателях применены закрытые подшипники со смазкой, заложенной в подшипник на заводе-изготовителе.

Такой подшипник устанавливают на вал без расконсервации и промывки, следует только снять упаковку. При монтаже более крупных подшипников используют простейшие приспособления (рис.1), изготовленные из трубы 2 с обод- ком 1 из мягкого металла. Диаметр трубы должен быть несколько больше диаметра вала 4 и упираться во внутреннее кольцо подшипника. Конец трубы заглушается металлической пробкой 3. Перед насадкой подшипник нагревают. Роликовый подшипник перед сборкой разбирают. Из него извлекают внутреннюю обойму, которая в нагретом виде надевается на вал. Остальную часть подшипника надевают на внутреннюю обойму после ее остывания или устанавливают в щит и сборку подшипника производят при надевании щита.

Посадку подшипников выполняют до упора внутренней обоймы в буртик на валу. В малонагруженных валах применяют буртики с поднутряющей канавкой для выхода шлифовального камня. Посадочную поверхность обычно доводят лишь до галтели подшипника. На втулке делают фаску под углом 45° для перекрытия ступеньки т и облегчения монтажа втулки на вал. Поднутренние втулки кольцевой выточкой обеспечивает более надежную затяжку. В промежуточных установках с затяжкой подшипника между двумя втулками применение поднутряющих выточек обязательно. В установках с креплением гайкой всегда применяют мелкую резьбу. Высоту упорных буртиков и других элементов, фиксирующих подшипники в осевом направлении, определяют с учетом условий демонтажа подшипников.

Подшипники качения монтируют и демонтируют с приложением усилия только к закрепленной обойме (внутренней обойме при посадке подшипников с натягом на вал и наружной при посадке с натягом в корпус). Воздействовать на другую обойму нельзя, так как в этом случае усилие передается через тела качения и беговые дорожки, которые при этом могут быть повреждены. Если в машине предусмотрены внутренние крышки подшипников, балансировочные кольца или другие детали, то они должны быть надеты на вал до монтажа подшипников.

Наиболее качественно можно произвести посадку подшипника на вал в гидро- или пневмоприспособленнях. При этом подшипник насаживается на вал без ударов и перекосов. Иногда посадку подшипникового шита и подшипников объединяют и производят на одном приспособлении.

в) Запрессовка сердечника статора

Сердечники статора запрессовывают в корпус па гидравлических прессах. На рис.2 показана типовая схема запрессовки, которая используется практически на всех заводах.

Рис.2. Схема запрессовки сердечника статора в корпус.

Сердечник статора 1 и корпус 3 устанавливают на стол подачи, сердечник - в призму 7, ориентируя по выводным концам, а корпус - на спутник 5. После включения пресса стол подачи перемещается на позицию прессования, где корпус центрируется по замкам 4 и 6 и зажимается. Затем прессующая головка 8 перемещает сердечник по призме и через направляющую головку 2 запрессовывает его в корпус. Как только сердечник входит во втулку, стол подачи воз- вращается в исходное положение. По окончании прессования статор освобождается и сталкивается с центрирующего кольца. При переналадке пресса на другую длину изделий необходимо сменить дистанционные и центрирующие кольца. Для лучшей запрессовки на корпусе должны быть предусмотрены заходные фаски.

г) Заведение ротора в статор

Заведение ротора в статор является ответственной операцией, так как воздушный зазор весьма мал. Если масса ротора до 20 - 25 кг, его заводят руками. При большой массе ротор можно завести в статор при помощи приспособления, показанного на рис.3. Грузоподъемное кольцо 1 стараются располагать по центру тяжести ротора. Грузоподъемное кольцо 2

Рис.3. Приспособление для ввода ротора в статор.

Рукоятка 3 позволяет придавать ротору нужное направление. При операции ввода ротора при помощи такого приспособления крановщик, поднимающий ротор, должен иметь высокую квалификацию.

Крупные машины часто собираются на месте монтажа. При заведении ротора требуются специальные приспособления и подъемные средства. После заведения ротора в статор производят надевание щитов.

д) Сборка подшипниковых щитов и крышек подшипников

Подшипниковые щиты надевают на корпус и наружную обойму подшипника по переходной посадке. В машинах, работающих в тяжелых условиях, возможны посадки щита на корпус с натягом.

Во всех случаях, в подшипниковых щитах и корпусе предусматривают заходные фаски. Щиты диаметром до 500 мм в крупно- серийном производстве могут запрессовываться вместе с подшипниками. Щиты большего диаметра подают на сборку подъемными средствами и надевают на наружное кольцо подшипника, а затем придвигают плотно к станине и наживляют болты. Для совпадения крепежных отверстий в щитах и внутренних крышках подшипников в последние ввертывают длинную технологическую шпильку, которую вводят в крепежное отверстие щита при его придвигании к станине. Крышку подшипника к внутренней поверхности щита подтягивают за выступающий конец шпильки.

Затем надевают наружную крышку подшипника, на вал, а одним отверстием на шпильку и наживляют болты. После этого вывертывают технологическую шпильку, и в это отверстие наживляют последий болт. Затем завертывают болты и постукивают по щиту для того, чтобы его замов и замок на корпусе с единились. Затягивая болты до отказа, производят посадку щита. При этом замок на щите и корпусе должны цилиндрическими поверхностями сомкнуться бел задиров, а вертикальные поверхности плотно сомкнутся по всему периметру. Качество сборки резьбовых соединений зависит от правильной затяжки болтов и гаек, шероховатости поверхностей и перпендикулярности торца болта или гайки и бобышки под них. Качество сборки также зависит от шероховатости сопрягаемых поверхностей. Сборку болтовых соединении следует. Производить завинчиванием от руки до соприкосновения болта с деталью, а затем завинчивают ключом до полной затяжки. Длина рукоятки ключа не должна превышать 15 диаметров резьбы, что обеспечивает нормальную затяжку и предотвращает срыв резьбы. Для обеспечения достаточной плотности соединения затяжку следует выполнять тарированными ключами. Момент затяжки должен быть равен заданному крутящему моменту. Для предотвращения самоотвинчивания болтов устанавливают пружинные шайбы. При расположении болтовых соединений по окружности затягивают болты крест-накрест. При сборках широко используют торцовые ключи, а также болтоверты. При сборке на конвейерах широко используются многошпиндельные болтоверты.

Сборка трансформаторов

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Рассмотрим вначале сборку трансформаторов III - VIII габаритов при мелкосерийном производстве. Сборка трансформаторов производится на специально оборудованных для выполнения определенных сборочных операций рабочих местах 4. Для удобства сборки магнитопроводы трансформаторов небольшой мощности устанавливают на подставки; большой - на специальные стендовые плиты. Сборочные площадки оборудованы передвижными механизированными стеллажами.

Первая сборка трансформатора заключается в монтаже обмоток и изоляции на магнитопроводе. Она включает снятие верхних ярмовых балок и расшихтовку верхнего ярма магнитопровода, укладку нижней изоляции, насадку на стержни всех обмоток и установку изоляционных деталей между обмотками, укладку верхней изоляции, зашихтовку и прессовку верхнего ярма, осевую прессовку обмоток и первое предварительное испытание. Эти технологические операции для всех типов силовых и многих типов специальных трансформаторов аналогичны и различаются в основном трудоемкостью и длительностью технологического процесса в зависимости от габаритов и сложности тех или иных узлов и деталей. Рассмотрим подробнее эти типовые технологические процессы сборки.

В зависимости от габарита сборку трансформаторов выполняют бригадой 3-6 человек. Вначале производят настройку стеллажей в соответствии с размерами собираемого трансформатора, после чего распрессовывают верхнее ярмо магнитопровода в следующей последовательности: с помощью крана и строп стропят верхние ярмовые балки, ослабляют гайки полубандажей и горизонтальных прессующих шпилек 5. Для предохранения от "завалов" верхней части стержня и выпадения крайних позиций сверху ярма устанавливают скобы 8 располагая их в шахматном порядке между пластинами ярма. С полубандажей и шпилек отворачивают И снимают гайки, шайбы, втулки. Снимают детали замкового устройства 4. В торцевые отверстия верхних ярмовых

Рис.4. Рабочее место первой сборки трансформаторов.

1 - механизированные стеллажи: 2 - магнитопровод после расшихтовки; 3-переносной стеллаж; 4 - сталь верхнего ярма; 5 - ремни для стягивания стержня; 6 - подъемная площадка балок 2 устанавливают распорные технологические шпильки.

Верхние ярмовые балки разводят на расстояние, при котором замковые пластины ярмовых балок выйдут из зацепления с вертикальными пластинами 6 стержней, удаляют распорные ступенчатые (деревянные) брусья, изоляцию 5 ярмовых балок от активной стали, и затем снимают ярмовые балки. Все снятые узлы и детали комплектуют и укладывают на стеллажи.

При расшихтовке очень важно сохранить тот порядок чередования пластин, в котором они были заложены в ярмо при сборке магнитопровода, и не повредить изоляцию пластин. Расшихтовку производят вручную, с двух сторон магнитопровода, постепенно ьснимая П - и Г-образные скобы, стягивающие ярмо. Начиная с крайних пакетов, одновременно вынимают по 2-3 пластины из ярма (в зависимости от того, как был собран магнитопровод) и укладывают на стеллажи. Укладка пластин на стеллажи должна производиться строго в том порядке, в котором они находились в ярме, так как шихтовка ярма начинается именно с тех пластин, которые были вынуты последними и находятся на стеллажах сверху.

Рис.5. Распрессовка верхнего ярма магнитопровода.

1 - лист магнитопровода; 2 ярмовые балки; 3 - горизонтальные шпильки; 4 - замковое устройства; 5 - изоляционная прокладка ("мост"); 6 - вертикальная пластина: 7 - уст- ройство дли осевой прессовки; 8 - технологические скобы; 9-подъемное устройство.

Поскольку скорость разборки ярма с каждой стороны может быть неодинакова, расшихтовка может окончиться не обязательно на середине ярма. Чтобы не ошибиться при начале зашихтовки, место, откуда вынимается последняя пластина, отмечается обычно киперной лентой, прокладываемой между пластинами стержня.

Распушенные пластины стержней магнитопровода не дают возможности правильно без повреждения насадить обмотки, поэтому специальными приспособлениями или брезентовым ремнем, лентой стержни магнитопровода стягивают, как показано на рис.4.

По окончании расшихтовки магнитопровод осматривают, обнару- женные повреждения устраняют, продувают сжатым воздухом, после чего он готов к установке и насадке обмоток. Количество обмоток и их расположение как на стержне, так и по фазам определяются конструкцией трансформатора, обмотки монтируются в соответствии с требованиями чертежа. Рассмотрим установку обмоток трехобмоточного трансформатора класса напряжения 110 кВ с расположением обмоток НН - СН - ВН, считая от стержня. Укладка нижней изоляции начинается с установки деталей уравнительной изоляции 1 (рис.6).

Нижние плоскости изоляционных прокладок должны плотно прилегать к полкам ярмовых балок, поэтому при сборке разрешается подгонять толщину этих прокладок по месту, чтобы обеспечить опорную плоскость для обмоток на уровне выступа ярма. На уравнительную изоляцию сверху накладывают ярмовую изоляцию 2. Прокладки ярмовой и уравнительной изоляции должны точно совпадать (разрешается отклонения до 5 мм). После укладки нижней изоляции на стержни магнитопровода устанавливают деревянные планки с вырезами под бандажи и шпильки, придавая его сечению форму, близкую к кругу, обеспечивая этим надежную опору для обмотки в радиальном направлении, а также благоприятные условия для охлаждения стержней магнитопровода.

Обмотки, насаживаемые первыми на магнитопровод, изолируются от него, кроме масляного промежутка, цилиндром. Так называемый "мягкий" цилиндр наматывают послойно из вальцованных листов, электроизоляционного картона марки А или Б толщиной 1, 5-2 мм так, чтобы на хлест листов в месте стыка составлял не менее 100 мм, что обеспечивает достаточную электрическую прочность слоя электроизоляционного картона.

Рис.6. Монтаж изоляции 1 - уравнительная изоляция; 2 - ярмовая изоляция; 3 - мягкий цилиндр; 4 - приспособление для затяжки мягкого цилиндра; 5 - отметка места окончания расшихтовки; 6 - ремень для стяжки верхней части стержня: 7 - пластина; 8 - полоса электрокартона; 9 - стеклобандаж; 10 - изоляция; 11 - ярмовые балки; 12 - опорная пластина.

Для затяжки листов картона используют приспособление, располагая его на цилиндре, как показано на рис.6. Комплект обмоток трансформатора доставляют на участок пер- вой сборки стянутыми в плитах Обмотки должны поступать на сборку не позже чем через 12 ч после окончания сушки, в противном случае они подлежат повторной сушке. Перед насадкой обмоток на магнитопровод каждую из них проверяют и подготавливают к сборке. Обмотку осматривают снаружи, прове- ряют осевой размер, правильность вывода концов, отсутствие меха- нических повреждений, обрывов проводов и замыканий, после чего распрессовывают. Последовательно ослабляют затяжку гаек на стяжных шпильках, снимают с обмотки верхнюю прессующую плиту, производят обрубку реек на 20-25 мм ниже опорного кольца, чтобы после окончательной сушки активной части рейки не упирались в электроизоляционные детали. Осматривают обмотку внутри, проверяют размеры внутреннего (по рейкам) и наружного диаметров обмотки, отсутствие механических повреждений изоляции, правильность выполнения переходов. Концы обмоток изгибают в соответствии с чертежом и изолируют, чтобы не было замыканий между отдельными параллельными проводниками, изоляция которых могла быть нарушена при изгибе концов, между ними прокладывают полосы лакоткани или крепированной бумаги. Изо- гнутый конец плотно изолируют полосами лакоткани в полуперекрытие до получения толщины, указанной в чертеже. Недостаточно плотное наложение изоляции неизбежно приведет к появлению в ней пустот, резко ухудшающих ее электрическую прочность. Толщину уложенной изоляции проверяют штангенциркулем или шаблоном. Закрепляют изоляцию бандажом из киперной ленты. Пе- ред насадкой обмотку продувают сжатым воздухом и для облегчения насадки внешнюю поверхность электрокартонных реек натирают парафином.

Вторая сборка - установка отводов и переключателя