В электромашиностроении применяют следующие способы соединений: пайку мягкими или твердыми припоями, сварку электроконтактную, аргонодуговую, холодную сварку.
8.2. Пайка припоями
Пайка представляет собой процесс соединения металлических деталей с помощью припоя, составленного из различных металлов и имеющего более низкую температуру плавления, чем металлы соединяемых деталей. Прочность и плотность соединения достигаются благодаря способности припоя и основного металла взаимно растворяться и диффундировать. Припой должен обладать свойством смачивать соединяемый металл и хорошо заполнять все зазоры между плоскостями деталей. Припои делятся на две группы: мягкие - с температурой плавления ниже 300 ос и твердые - с температурой плавления свыше 6000с.
Из мягких припоев наибольшее применение получили оловянистосвинцовые, являющиеся сплавами олова и свинца в различных соотношениях. Припои ПОС-30, ПОС-40, ПОС-60 различаются содержанием олова. Большое содержание олова улучшает жидкотекучесть и адгезию. Перед пайкой соединяемые поверхности должны быть очищены от грязи и окислов, обезжирены и облужены. Лужение улучшает качество паяного соединения. Пайку производят ручными паяльниками или в ваннах. Перед пайкой соединяемые концы проводов должны быть механически скреплены. Пайка оловянистыми припоями имеет ряд недостатков: место пайки обладает невысокой теплостойкостью и механической прочностью, при пайке требуются флюсы, гильзы. Оловянистый припой довольно дорог, и с годами применение его сокращается.
К твердым припоям относятся припои серебряные и медно-фосфористые, обладающие более высокой механической прочностью и электрической проводимостью. Из серебряных припоев применяются ПСр-15, содержащий 15% серебра, 80% меди и 5% фосфора, с температурой плавления 635-800С, и ПСр-45, содержащий 45 % серебра, 30 % меди и 25 % цинка, с температурой плавления 660-7200С. Из меднофосфористых припоев наибольшее
распространение получил припой ПМФ-7, содержащий 93 % меди и 7 % фосфора, с температурой плавления 705-730 ос. Припой ПМФ-7 является самофлюсующимся и не требует при пайке флюса.
При пайке круглых проводов небольших сечений мягкими припоями провода зачищают, лудят, а затем скручивают и паяют с торца скрутки. Пайку про изводят паяльниками, или провода опускают в ванны с расплавленным припоем
Для пайки мягкими припоями в ванне коллекторов предложена технология и оборудование, в которых используется магнитотидродинамический эффект. Установка состоит из ванны 2 (рис. 15.4), заполненной припоем. Под ванной расположена катушка 1· переменного тока, Якорь устанавливается коллектором.4 на оправку 8. При включении электрического тока в резуль тате взаимодействия переменного мапнитного поля катушки с индуктированными в жидком металле токами возникают электромагнитные силы. Эти силы выталкивают наверх припой, который образует непрерывный кольцеобразный поток, обтекающий все коллекторные пластины одновременно. Вместе с этим процессом происходят магнитная обработка и локальный индуктивный подогрев жидкого припоя непосредственно перед пайкой.
Процесс пайки осуществляется быстро ( 1 0-240 с в зависимости от массы пропаиваемого места), происходит интенсивный нагрев места пайки, а остальная часть коллектора остается холодной (на рисунке показана температура нагрева коллектора по высоте).
В результате того что процесс осуществляется быстро, не происходит рекристаллизации меди. В ванне находится мало припоя. Его разогрев в начале работы осуществляется индукционными токами и происходит менее чем за 40 мин. Первые данные опыта позволяют установить, что предлагаемые установки в сравнении
с установками без магнитогидродинамического эффекта дают экономию припоя до 30 % и электроэнергии до 70 %. Установлено, что при чисто механическом перемешивании припоя, например обычными насосами, не получается качественного процесса в короткое время. Экспериментально установлено влияние магнитного поля на качество сварки, однако по литературным данным механизм его еще не ясен.
Установки позволяют осуществить пайку любыми припоями с температурой плавления до 450 ос и даже с припоями, которые при других способах не позволяют осуществлять процесс из-за плохой смачиваемости. Переналадка на пайку коллекторов других типоразмеров про изводится практически без перерыва в работе за время менее 1 мин и состоит в смене оправки 3.
При пайке прямоугольных проводов твердыми припоями их концы зачищают, изгибают и накладывают друг на друга (рис. 15.5) .. Пайку твердым припоем производят при помощи угольных клещей или специальных установок (рис. 15.6).
Установка для пайки припоем ПМФ-7 состоит из стойки 7, на верхнем конце которой шарнирно укреплен кронштейн б, свободно поворачивающийся вокруг стойки 7. На кронштейне б шарнирно закреплен кронштейн 5, на конце которого ук-
8.3. Сварка
Сварку медных одножильных проводов, а также концов обмоток с многожильными выводными концами можно осуществлять на установке типа УС-9, разработанной ВНИИТэлектромаш. Сварка. может выполняться без зачистки проводов от эмалевой изоляции.
Установка работает на природном газе с добавкой кислорода или пропан-бутана. Установка состоит из рабочего стола и системы газопитания. На рабочем столе смонтированы механизм установки и перемещения статора, горелка, воздуховод, лоток, щиток и патрубок. Производительность установки 325 соединений в час.
Сварку медных одножильных проводов можно производить также, оплавляя провода графитовыми электродами.
В коллекторных машинах при соединении обмотки с коллектором широко используется сварка. Сварку выполняют неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа (аргона, гелия, азота). Используют только полуавтоматические и автоматические способы сварки, так как ручная сварка не обеспечивает необходимое качество.
Схема установки показана на. рис. 15.8, а. Якорь 3 устанавливается на стойках и медленно вращается двигателем 1 посредством ремня 2. Частоту вращения можно плавно регулировать до 1 об/мин. Сварочная горелка 4 с вольфрамовым ЭJ1ектродом, системой подачи газа и воды! для охлаждения закрепляется неподвижно. Между электродом и коллектором непрерывно горит дежурная дуга;- По сигналу системы управления включается сварочный ток и проплавляется одна точка. Проплавление происходит за время менее 1 с. Сварочный ток выбирается в пределах 100-150 А. За время сварки одной точки необходимо обеспечить его плавное повышение, максимальное значение и плавное снижение. При сварке изоляционная прокладка между коллекторными пластинами нагревается не выше 130-1500с. Система управления поворотом якоря и включения сварочного тока состоит Из двух щупов установки 5, контрольного щупа 7 и аппаратуры управления 6. Включение сварочного тока происходит, когда одна игла 5 сходит с коллекторной пластины и попадает на изоляцию. При этом электрическая цепь между иглами разрывается. Контрольный щуп останавливает якорь при отказе щупов установки. Путь контрольного щупа: медь -. слюда - медь, а щупов установки: слюда - медь - слюда. Система регулируется так, что включение сварочного тока происходит в момент нахождения середины коллекторной пластины перед горелкой. После сварки одного ряда точек го - релка опускается ниже и сваривается второй ряд точек. Число рядов точек определяется высотой коллекторного петушка.
На рис. 15.8,6 показана часть петушков до и после сварки. При аргонодуговой сварке качество и надежность соединения коллектора с обмоткой резко повышаются.
Лекция 8
9. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБМОТОК
9.1. Классификация обмоток
Намоткой называется процесс формообразования обмоток электрических машин или аппаратов, при осуществлении которого последовательно навиваются токопроводящие витки. Обмотка -, это конструктивная часть катушки, получаемая в результате намотки провода.
Процесс изготовления обмоток состоит из следующих основных операций: изготовления каркасов (магнитопроводов), подготовки и контроля обмоточных проводов, наматывания обмоток зачистки и закрепления их концов, изолирования катушек лентой, лужения и скручивания концов обмоток, пропитки и сушки обмоток, контроля их геометрических и электрических параметров. Контроль может быть межоперационным и окончательным. В некоторых случаях при изготовлении обмоток часть перечисленных операций может не выполняться.
По конструктивно-технологическим признакам, в основу которых положены конструкция каркаса и способы получения раскладки витков, обмотки можно разделить на открытые (катушечные), кольцевые и пазовые. Их также классифицируют по следующим дополнительным признакам:
• диаметру и марке провода;
• форме сечения и размерам каркаса (круглые, эллипсные, прямоугольные и т. д.);
• электрическому сопротивлению, числу витков, марке, толщине, числу слоев и виду укладки изоляции.
Открытые обмотки создают навивкой провода на вращающийся каркас при фиксированном положении оси бобины с проводом или путем вращения бобины вокруг неподвижного каркаса.
Кольцевые обмотки получают вращением провода относительно каркаса, который чаще всего имеет форму кольца или сегмента. Для изготовления кольцевых обмоток применяют челночные станки. При намотке каркас медленно вращается вокруг своей оси, которая расположена в плоскости движения провода, что обеспечивает раскладку провода с требуемым шагом. Кольцевые обмотки применяют в кольцевых реостатах, потенциометрах, трансформаторах и других приборах и устройствах.
К пазовым относятся обмотки, у которых провод наматывают в пазы магнитопровода (пакета пластин). Обмотки, создаваемые во внешних пазах пакета, принадлежат к роторной группе а во внутренних пазах - к статорной. Технологический принцип классификации обмоток можно положить в основу классификации намоточных станков, объединяя их по характеру относительного движения провода и каркаса при изготовлении обмотки.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 |
