Технология и оборудование производства электрических машин - Характеристика и особенности технологии электромашиностроения

Изготовление электрической машины — совокупность различных технологических процессов, состоящих из:
а)    получения заготовок деталей машины;
б)    механической обработки деталей;
в)    штамповки деталей из тонколистовой стали, цветных металлов и изоляционных материалов;
г)     изготовления и укладки обмоток;
д)     сборки сборочных единиц и машины в целом;
е)    контроля и испытания обмоток.
Рассмотрим кратко эти процессы.
Получение заготовок включает в себя процессы: отливку из чугуна и стали в земляные и металлические формы заготовок деталей машин, имеющих сложную конфигурацию (станины, подшипниковые щиты, детали якоря и др.), отливку деталей из цветных металлов, чаще всего из алюминия в кокиль и под давлением (станины и подшипниковые щиты машин небольшой мощности, вентиляторы, короткозамкнутые роторы); различные процессы сварки, связанные с изготовлением заготовок остовов из листовой стали, созданием штампосварных конструкций; ковку или штамповку заготовок валов и других деталей.
Механической обработке на металлорежущих станках (снятие стружки) подвергаются станины, подшипниковые щиты, валы, крышки подшипников, детали якорной группы (втулки и конусы коллектора, обмоткодержатели, нажимные шайбы).
Механическая обработка занимает значительное место в общей трудоемкости изготовления электрической машины. Для обработки деталей применяется универсальное металлорежущее оборудование, полуавтоматы, агрегатные станки и автоматические линии. Обработка деталей на автоматизированном оборудовании является наиболее производительной. Но применение дорогостоящего оборудования, каким являются полуавтоматические станки и автоматические линии, бывает экономически целесообразно только при большом выпуске деталей одного типоразмера, т. е. в условиях массового и крупносерийного производства.
Одной из отличительных особенностей производства электрических машин является широкая номенклатура выпускаемой продукции. Расширение номенклатуры выпуска машин приводит к увеличению количества наименований изготавливаемых деталей, а при одном и том же объеме производства — к снижению серийности (уменьшению партии одновременно изготавливаемых изделий). Это создает трудности для внедрения высокопроизводительного оборудования и передовых форм организации производства.
Противоречия между требованиями промышленности (расширение номенклатуры) и технологией изготовления (уменьшение номенклатуры и увеличение партии) разрешаются электромашиностроителями за счет специализации производства, унификации и нормализации деталей, внедрения групповых методов обработки.
В масштабе отрасли производство однотипных электрических машин сосредоточивается на одном предприятии. Это создает условия для организации их изготовления методами поточно-массового производства.
За счет специализации производства ставится задача на предприятиях, выпускающих асинхронные двигатели единой серии,— сосредоточить изготовление только одного габарита двигателя.
При проектировании электрических машин предусматривается широкая унификация и нормализация узлов и деталей как в одной машине, так и в ее модификациях. Например, оба подшипниковых щита короткозамкнутого электродвигателя принимают одинаковой конструкции. Во всех тяговых электродвигателях городского транспорта применен один и тот же коллектор.
Внедрение групповых методов обработки (см. § 2-5) позволяет изготовлять мелкосерийную продукцию методами массового и крупносерийного производства;
В единичном и мелкосерийном производстве часто бывает экономически нецелесообразно изготовлять специальные приспособления для обработки деталей. Вместо них для повышения производительности труда применяют универсально-сборные приспособления (У СП).
УСП представляют собой различные приспособления, которые собирают из нормализованных деталей, а когда они не нужны, их разбирают на составные элементы.
В крупных городах созданы прокатные базы УСП, которые имеют по несколько комплектов нормализованных деталей и из них по заказам заводов собирают нужные приспособления. В один комплект УСП входит до 10 тысяч различных нормализованных деталей: корпусов, втулок, призм, планок, прихватов, опор, направляющих элементов и т. п.
Штамповка деталей является одним из высокопроизводительных процессов.
Методами штамповки изготавливают листы сердечников магнитопроводов, кожухи, различные крышки, медные пластины и миканитовые прокладки коллектора, кабельные наконечники, прокладки, шайбы и т. п.
Наибольший удельный вес среди деталей, получаемых штамповкой, составляют листы сердечников магнитопроводов. Листы статора, ротора или якоря в зависимости от типа производства штампуют пазовыми штампами на специальных прессах, совмещенными — на универсальных прессах и последовательными — на прессах-автоматах.
Наиболее производительной является штамповка листов сердечников на четырехпозиционных прессах-автоматах типа Weingarten и Schuler. Однако на таких прессах можно вырубать листы сердечников сравнительно небольших размеров. Бакинским электромашиностроительным заводом создана конструкция горизонтального пресса-автомата типа «Бакинец», на котором можно производить штамповку совмещенными штампами листов сердечников, имеющих большие размеры. Такими прессами предполагается оснастить многие электромашиностроительные заводы.
Изготовление и укладка обмоток являются специфическими процессами, присущими электромашиностроению. Обмотки электрических машин изготовляют в обмоточно-изоляционных цехах.
Для изготовления обмоток применяется нестандартизированное оборудование, т. е. оборудование, которое не выпускается станкостроительной промышленностью, а изготавливается электромашиностроительными заводами по их чертежам. Конструкции таких станков менее совершенны, а станки менее производительны, чем стандартизированное оборудование.
Механизация и автоматизация процессов изготовления обмоток зависят во многом от исходных изоляционных материалов. Так, например, наложение наружной изоляции катушек возбуждения удалось механизировать после замены механически непрочной микалентной изоляции на более прочную стеклоизоляцию.
При изготовлении обмоток и особенно при укладке их в пазы сердечников в основном преобладает ручной труд.
К сборочным процессам относятся изготовление сборочных единиц (сердечник, коллектор, контактные кольца, якорь и др.) и сборка машины в целом. Изготовление сборочных единиц имеет особенности, связанные с применением изоляционных материалов. Например, при изготовлении коллекторов операции сборки перемежаются с операциями нагрева и выпечки собираемых изделий в специальных печах.
Контроль и испытание обмоток производят как в процессе их изготовления, так и в готовой машине. Для этого на производственных участках создаются испытательные станции, оборудованные различными электротехническими установками.