Стартовая >> Оборудование >> Трансформаторы >> Практика >> Производство изоляционных деталей трансформаторов

Производство изоляционных деталей трансформаторов

Оглавление
Производство изоляционных деталей трансформаторов
Производство деталей из электроизоляционного картона
Комплексная механизация изоляционного производства

Технологические процессы производства изоляционных деталей трансформаторов

а) Общие сведения
Качество изоляции трансформаторов зависит не только от применяемых  материалов, но и от правильного технологического процесса изготовления деталей. Большинство изоляционных деталей трансформаторов изготавливают из  стандартных листов электроизоляционного маслостойкого картона марок А, Б. Картон  подвергается выборочному  контролю  на соответствие  стандарту  или техническим условиям. Методы испытания механической и электрической прочности установлены ГОСТ 4194-78, 7629-77 и 13525.19-71.
Одной из особенностей картона является гигроскопичность, приводящая к изменению его линейных размеров в зависимости от изменения влажности. При нормальных условиях хранения листы картона содержат 8—10 % влаги. После ее удаления линейные размеры листа уменьшаются по длине примерно на 0,5%, по ширине — до 1,5%, поэтому очень важно производить раскрой электроизоляционных деталей из сухого стабилизированного картона с учетом различных его усадок вдоль и поперек направления волокон. Раскрой проводят по картам раскроя, предусматривающим минимальные отходы.
Картон раскраивают на дисковых, многодисковых и гильотинных ножницах. Если раскраивают на гильотинных ножницах листы маломерного картона на квадратные заготовки, то вдоль каждого листа по переднему упору обрезают вначале избыточную (по ширине квадрата) полосу — деловой отход, а затем, переставив упор на размер квадрата, разрезают двойную заготовку на квадраты. При раскрое на дисковых ножницах заготовок для «мягких» цилиндров (имеющих обычно большие габариты) отрезают заготовку таким образом, чтобы последующая вальцовка цилиндров производилась по направлению волокон картона. Раскрой листов картона на полосы шириной более 40 мм производят на многодисковых ножницах. При раскрое заготовок шайб и полушайб следует вначале скомплектовать всю изготавливаемую партию колец таким образом, чтобы размеры заготовок квадрата или прямоугольника были выбраны по самому большому размеру кольца раскраиваемой партии. Раскрой заготовок для шайб и полушайб производят на вибрационных, дисковых или гильотинных ножницах.

б) Технологические процессы механической обработки электроизоляционного картона

Технологические процессы механической обработки картона включают: обработку без снятия стружки — операции резки, вырубки, уплотнения (усадки) и гибки; обработку со снятием стружки — операции резки пилами, фрезерования, сверления, шлифования и т. п.
Операция резки широко используется при раскрое картона на заготовки. Различают два вида резки — поперечный, он осуществляется поперек подачи листа или заготовки, и продольный вдоль направления подачи листа.
Поперечный рез осуществляется на ножницах с плоскими и наклонными ножами (рис. 1).
Схема резки электроизоляционного картона
Рис. 1. Схема резки электроизоляционного картона.
а — плоско-параллельными ножами; б — с наклонным верхним ножом; в —дисковыми ножами; г — вибрационными ножами; 1 — верхний нож; 2 — разрезаемый лист картона; 3 — нижний нож (штриховкой указана максимальная площадь среза).

При поперечной резке параллельными ножами усилие реза прямо зависит не только от толщины раскраиваемого листа, но и от его ширины h. При больших толщинах и особенно ширинах листа усилие резания может достигать больших значений. Для уменьшения силы резания верхний нож ножниц устанавливают под углом (обычно 3—6°) к нижнему ножу, в связи с чем уменьшается площадь среза.
Для продольного реза широко используются дисковые ножницы. Процесс резания дисковыми ножами непрерывный, благодаря чему обеспечивается его высокая производительность. Производительность резко возрастает при применении многодисковых ножниц, так как при этом лист картона одновременно разрезается на полосы несколькими парами дисковых ножей.

Благодаря тому что при резке на вибрационных ножницах линия контакта режущих ножей с раскраиваемым материалом весьма мала, они применяются для вырезки фасонных заготовок из листового материала. Вырезка круговых и кольцевых заготовок осуществляется на круговых ножницах.
Большое количество плоских деталей (прокладки, шайбы, диски и др.) получают вырубкой из листового картона с помощью специальных вырубных штампов. Усилие вырубки определяется так же, как и усилие реза, так как вырубка является разновидностью резки плоскопараллельными ножами. Площадь среза при вырубке находят по формуле

FB = bh,  

где FB — площадь среза при вырубке, м2; b — периметр вырубаемой детали, м; h — толщина картона, м.

Для вырубки используются быстроходные эксцентриковые прессы. Как известно, для изготовления дистанционных прокладок ярмовой и уравнительной изоляции применяют уплотненный картон с плотностью у= 1250-7-1350 кг/м3, который получают обычно методом прокатки (обжатия) валками (рис. 2). Так как при линейной деформации картона уменьшается его объем, то, следовательно, увеличивается его плотность.

Схема прессования электрокартона методом прокатки
Рис. 2. Схема прессования электрокартона методом прокатки.
1 — верхний прокатный валок; 2— обжимаемая полоса картона; 3 — нижний валок.

Таким образом, если знать требуемую объемную массу уплотненного картона, то по (30.6) легко можно определить, на какую конечную быть осажен.
Многие изоляционные детали типа коробочек, щитов, хомутов и других выполняются путем гибки заготовок на кромкогибочных станках. При изгибе наружные волокна картона растягиваются, внутренние — сжимаются. При этом не должно быть разрывов волокон картона, так как они могут привести к снижению его электрической прочности. Разрыв волокон может произойти, если растяжение (или сжатие) превысит допустимые значения для данной марки электроизоляционного картона.

Изоляционные детали особенно большой толщины подвергают механической обработке со снятием стружки: в них сверлят отверстия, фрезеруют пазы, зачищают полученные заусенцы. Для сверления и фрезерования используют стандартный металлорежущий инструмент. Для сверления отверстий в картоне применяют спиральные сверла, имеющие специальную заточку. При сверлении в прокладках отверстий с уступом применяют сверла-цековки с направляющими. При необходимости иметь отверстия диаметром до 90 мм в клееной изоляции (кольцах или прокладках) пользуются пустотелыми зенкерами. Фрезы целесообразно применять цилиндрические с крупным спиральным зубом, у которого задний угол равен 10—25°. Для вырезки внутренних пазов в деталях применяют пальцевые фрезы. При разрезке деталей толщиной свыше 6 мм применяют дисковые пилы. Заусенцы, получаемые во время механической обработки, удаляются на ленточно-шлифовальном станке. Оборудование для механической обработки картона должно быть снабжено эффективной вытяжной вентиляцией, удаляющей из зоны резания пыль и стружку.

При необходимости изготовления изоляционных деталей толщиной более 6 мм их изготавливают из нескольких более тонких листов (или заготовок) толщиной 2—3 мм путем склейки бакелитовым лаком марки ЛБС-2 (ГОСТ 901-78). Этот лак при большой клеющей способности обладает достаточной механической прочностью и не растворяется в горячем трансформаторном масле.
Процесс склейки осуществляется в три этапа: нанесение и подсушка лакового покрытия; расплавление лака и склейка листов (заготовок) между собой; тепловая обработка заготовки с отверждением (полимеризацией) связующего. Нанесение лакового покрытия осуществляется при движении листов или заготовок между валками лакировальной машины. Лакированный картон сушится на воздухе в течение 8—10 ч до полного исчезновения отлипа. Из высушенных листов нарезают заготовки. После этого производят набор пакета из лакированных заготовок. Пакеты собирают толщиной S+K, где 5 —толщина детали, К — технологический припуск на усадку при прессовке. Значение К равно примерно 10—12 % толщины детали.
Во избежание смещения отдельных пластин во время прессования собранные пакеты бандажируют по всей длине лентой из кабельной бумаги, которую после прессовки удаляют. Склейка и прессовка пакетов (или деталей) производится на гидравлическом прессе этажерочного типа (рис. 3) [16]. Время выдержки деталей под давлением зависит от их толщины и составляет 1 ч — при толщине до 25 мм и 3 ч — при более 80 мм. По окончании прессовки снимают давление, разводят плиты и разгружают детали.

Гидравлический этажерочный пресс
Рис. 3. Гидравлический этажерочный пресс (усилием 0,35 МН).
/ — передвижные прессующие плиты (с паровым обогревом); 2— верхняя траверса; 3 — паропровод; 4 — колонны; 5 — упоры для плит; 6 — стойка.

В последние годы при изготовлении сборной изоляции стали применять склейку в процессе сборки. Так, для соединения прокладок с шайбами или фасонными листами электроизоляционного картона при сборке ярмовой и уравнительной   изоляции вместо картонных   заклепок   все шире применяют   клей   марки   КМЦ (водный раствор натриевой соли и     карбоксилметилцеллюлозы). Этот клей полимеризуется   при нормальной цеховой температуре (18—20 °С). Для надежного соединения склеиваемые детали обжимаются      давлением     0,2— 0,5 МПа   в течение   не   менее 20 мин с последующей выдержкой на воздухе   без давления в течение 1 сут. Склеивание клеем
марки КМЦ не требует сложного прессового оборудования с подогревом и может быть обеспечено простыми средствами механизации непосредственно на рабочих местах сборки изоляции.
Чтобы выполнить сборную изоляцию с достаточной точностью, сборку необходимо производить в специальных шаблонах. Скрепление отдельных элементов изоляции в одну сборную деталь может производиться различными способами: с помощью заклепок или клея, как это делают при сборке ярмовой и уравнительной изоляции, «мягкую» угловую шайбу скрепляют шнуром, сборка рейки с нужным количеством дистанционных прокладок осуществляется нанизыванием прокладок на верхнюю более широкую полосу рейки, обеспечивающую зацепление на ней дистанционных прокладок.
Изоляционные детали сложной формы получают методом литья или прессовки.
Метод литья основан на способности мелких волокон целлюлозы, выпадая в осадок, образовать на поверхности модели оболочку той же формы. В качестве сырья используются отходы электроизоляционного картона, из которых приготавливается специальная бумажная масса. Отходы картона в необходимом количестве, выбранном из расчета получения в ролле концентрации 5 %, размачиваются в специальном баке в течение 8—10 ч, после чего куски картона загружают в ролл и заполняют его водой. Для придания деталям механической прочности вводят в массу пульвербакелит в виде эмульсии. Процесс размола длится 4—4,5 ч, после чего масса спускается в бак, где ее разбавляют водой до концентрации, равной 2 %. Формообразование деталей методом литья производится в рабочей ванне (рис.  4, а, б,), куда масса из бака перекачивается с помощью насоса и разбавляется водой до концентрации 0,6—1 %. На подъемник рабочей ванны устанавливают модель — форму заданного размера, подключают к ней вакуум-провод и опускают подъемник с формой в массу. Выдерживают форму в ванне в течение времени, необходимого для формообразования детали заданной толщины, после чего поднимают форму из ванны. Формообразование производится при остаточном давлении 6,5— 13,5 кПа. После уплотнения и сушки образовавшейся детали ее снимают с формы. Новая технология производства литых изоляционных деталей позволяет получать детали самых сложных форм и больших размеров (до 3000 мм).

 

Схема формирования и опрессовки угловой шайбы
Рис. 4. Схема формирования и опрессовки угловой шайбы.
а — формование прямой угловой шайбы; б — схема прессовки на гидропрессе; / — рабочая ванна с массой; 2 —шайба; 3 — сетчатая форма с вакуум-проводом: 4 — резиновый пуансон.

Способ прессовки является наиболее перспективным для получения фасонных деталей из листовых заготовок электроизоляционного картона в специальных формообразующих штампах. Этот принципиально новый метод прессования основан на способности электроизоляционного картона к пластической деформации. Фасонные детали типа угловых шайб получают двумя способами прессовки: осевой и радиальной отбортовкой. Осевая отбортовка характеризуется тем, что с помощью пуансона (или матрицы) часть плоской поверхности заготовки отбортовывается в цилиндрическую. Радиальная отбортовка характеризуется тем, что полосовая заготовка с помощью пуансона и матрицы постепенно изгибается по заданному радиусу с одновременным отгибом полки шайбы в радиальном направлении.
При опрессовке угловых шайб способом радиальной отбортовки из-за несовпадения направления силы прессования с осью симметрии поперечного сечения возникают значительные скручивающие усилия, вызывающие искажение формы детали, поэтому целесообразно этим способом прессовать так называемые «спаренные шайбы», т. е. шайбы с швеллерообразным поперечным сечением, из которых затем путем механической разрезки получают две угловые шайбы.



 
« Проводниковые материалы, применяемые при изготовлении трансформаторов   Производство магнитопроводов трансформаторов »
электрические сети