Листы активной стали переизолируют и приступают к шихтовке сердечника.
Рекомендуется следующая последовательность работ.
Рис. 36. Рихтовочный калибр.
Для шихтовки сердечника на глухую торцевую стенку 3 (рис. 35) укладывают листы с нажимными пальцами, а затем листы первого пакета, осаживая их по всей окружности после набора 10—15 слоев текстолитовой или деревянной киянкой или стальным молотком через деревянную прокладку.
Особенно тщательно листы осаживают в местах сопряжения их со сборочными клиньями. При укладке листов соблюдают их расположение, выявленное при расшихтовке сердечника.
При наличии в фирменном исполнении выравнивающих прокладок укладывают взамен них прокладки из асбеста или стеклотекстолита (марки СТЭФ), вырезанных по форме сегмента с помощью специального шаблона. Асбестовые прокладки покрывают грифталевым лаком ГФ-957 (б. 1155, ТУ 503.014-67) или клеем БФ-2.
Собрав первый пакет, рихтуют пазы рихтовочным калибром (рис. 36) и устанавливают вплотную ко дну паза сборочные калибры (рис. 37) из расчета на каждый сегмент не менее двух сборочных калибров, которые должны делить сегмент приблизительно на три равные части. Соответственно этому требованию в прессующем кольце следует выполнить окна 8 (см. рис. 35).
Замеряют ширину первого пакета ручной струбциной (рис. 38) с узкими лапками. При необходимости снимают лишние сегменты либо закладывают асбестовые или текстолитовые выравнивающие прокладки, с тем чтобы ширина пакета была такой же, как и перед расшихтовкой, с допуском ±0,5 мм. Убедившись в точности шихтовки первого пакета, укладывают на него сегмент с ветреницами.
Рис. 37. Сборочный калибр.
Вместо указанной ручной струбцины рекомендуется применять гидравлическое приспособление (рис 39), при помощи которого измерение пакета производится одновременно со сжатием листов стали с заданным давлением. Приспособление предназначено для измерения пакетов толщиной от 35 до 55 мм Диапазон ограничен 120 мм во избежание увеличения размеров цилиндра и массы приспособления. Шкала на цилиндре выполняется с миллиметровыми делениями, нанесенными справа и слева от продольной риски со сдвигом 0,5 мм, что позволяет измерять высоту пакета с точностью до 0,5 мм.
Рис. 38. Струбцина для сжатия пакета активной стали.
1 — измеряемый пакет стали: 2 и 6 — планки с лапками; 3 — прессующий винт, 4 — установочный винт;
5 — контргайка.
В процессе сборки всегда измеряют верхний пакет. Лапку 2 вдвигают в вентиляционный канал, и имеющийся в лапке вырез свободно проходит по обе стороны ветреницы. Затем вращением звездочки опускают поршень, и под действием масла плунжер 4 сжимает пакет стали. Рабочий должен всегда выдерживать одинаковое заданное давление, контролируемое по манометру, например 1,0 МПа с отклонениями ±5%.
При шихтовке сердечников используют три вида калибров: сборочные, рихтовочные и контрольные.
Сборочные калибры (см. рис. 37) имеют назначение обеспечить при шихтовке сердечника ровный паз, без выступающих внутрь паза листов стали, то есть получить максимальное приближение размеров «паза в свету» к размерам «паза в штампе».
Сборочные калибры устанавливают не менее двух на сегмент и не менее четырех на кольцевой лист стали (для статора) или диск (для ротора); сборочные калибры вставляют в пазы после сборки одного- двух пакетов сердечника.
Высоту сборочного калибра А при открытых пазах выполняют равной высоте паза, а при закрытом пазе — на 10% меньше высоты его прямолинейной части, однако не более 90—100 мм. Длина сборочного калибра L равна высоте части сердечника, прессуемой за 1 раз, плюс 100 мм, но не более 500 мм, так как при большей длине трудно при изготовлении калибров выдержать требуемую точность размеров.
Основной размер сборочного калибра — толщина Тс б — определяется по формуле, мм;
Рис. 39. Гидравлическое приспособление для измерения высоты пакетов.
1 — корпус-рукоятка; 2 —лапка; S- сегмент 4— плунжер; 5 — пружина; 6 —цилиндр; 7 и 8 — манжеты: 9 — поршень; 10 — крышка; 11—винт: 12 — звездочка; 13 — манометр.
где 6шт—6СВ — разность между шириной паза в штампе и в свету; k — коэффициент, зависящий от длины шихтуемого сердечника и разности 6Шт—
—6 с в.
Для гидрогенераторов k=
= 0,7; для турбогенераторов £=0,4; 6шт—6СВ у них обычно равно 0,5 мм. Для прочих электрических машин при 6Шт—6СВ, равном 0,3, £=0,7 и ,при 6Шт—6СВ, равном 0,5, £=0,8.
В верхней части сборочного калибра выполняется отверстие для вытягивания (выдергивания) его из паза перед сборкой очередной части сердечника.
Рихтовочные калибры (см. рис. 36) С их помощью выравнивают поверхность пазов, для того чтобы на их стенках не -было выступающих листов стали. Количество рихтовочных калибров определяется габаритами сердечника и организацией работ.
Размер по высоте рихтовочного калибра h определяется, как и для сборочного, а толщина определяется по формуле
Контрольные калибры (рис. 40) служат для окончательного определения качества сборки сердечника. Размер по высоте контрольного калибра h определяется, как и для сборочного; выполняют не менее двух калибров.
|При закрытом пазе длина ручки калибра должна обеспечивать проверку паза в любом его месте.
Толщина контрольного калибра 7КНт=6св±0,02 мм.
Рис. 40. Контрольный калибр.
Все три типа калибров выполняют из ст. 3, цементируют на глубину Q,8—1 мм (для контрольного 0,6—0,8 мм) и закаливают до твердости HRC 54...57 (ручку у рихтовочного калибра закаливают до твердости HRC 42...44).
Аналогично шихтовке первого пакета собирают еще пять пакетов, рихтуя каждый пакет калибром, и приступают к первой промежуточной прессовке сердечника.
Как указывалось, первая прессовка выполняется после шихтовки сердечника до высоты 300—350 мм, т. е. после шихтовки пяти-шести пакетов, а последующие— после шихтовки каждых трех-четырех пакетов.
Таким образом, в нашем примере будут две прессовки: первая после шихтовки шести пакетов и вторая, окончательная, после шихтовки десяти пакетов.
Для выполнения прессовки вставляют в опорное кольцо прессующие шпильки, на сшихтованные шесть пакетов укладывают прессующее кольцо, надевают на шпильки подкладочные втулки и равномерно по окружности затягивают гайки шпилек.
Давление при первой прессовке должно быть примерно 0,7—0,8 МПа, при второй (а для нашего примера— окончательной) 0,9—1,0 МПа.
При ручной прессовке трудно проконтролировать истинную величину давления, которая зависит от длины
рукоятки ключа и прикладываемого рабочим усилия (крутящего момента FI). Но, применяя для затяжки гаек ключ с предельным тарированным крутящим моментом, головка которого автоматически отключается, когда крутящий момент превосходит определенную белизну, можно все-таки с достаточной для этих работ точностью оценить давление на сердечник.
После затяжки всех гаек выдерживают давление на сердечнике 20—30 мин и, не снимая его, проверяют плотность прессовки листов активной стали контрольным ножом (см. рис. 30). Если лезвие ножа заходит более чем на 2 мм между листами, увеличивают усилие прессовки подтяжкой гаек.
Проверяют общую длину сердечника, и если отклонение от величины, замеренной при расшихтовке, превышает ±2 мм, то добавляют в последний пакет выравнивающие стеклотекстолитовые или асбестовые прокладки или снимают лишние сегменты. Затем, подтянув сборочные калибры вверх (нижние концы их после подтяжки должны находиться в двух-трех пакетах), разбирают приспособление и продолжают шихтовку оставшихся четырех пакетов сердечника.
При второй прессовке укладывают на последний пакет нажимное кольцо статора, собирают приспособление и прессуют сердечник.
После затяжки всех гаек нажимное кольцо должно занять свое прежнее положение до расшихтовки при соблюдении достаточной степени прессовки, проверяемой ножом. Необходимое выравнивание производят изоляционными прокладками.
Выдерживают сердечник под давлением 30—40 мин, еще раз проверяют плотность прессовки и, не снимая давления, закладывают запорные шпонки, удерживающие нажимное кольцо, и приваривают их к станине электросваркой.
После разборки приспособления удаляют все сборочные калибры и проверяют каждый паз контрольным калибром. Обнаруженные выступающие в паз зубцы обрабатывают слесарной пилой. Затем опиливают и зачищают места электросварки, продувают статор сжатым воздухом и покрывают расточку тонким слоем лака БТ-99.
Сердечники с креплением сегментов на клиньях-ребрах с резьбовыми концами или с креплением шпильками перешихтовывают по той же технологии и с тем же приспособлением, что было описано выше. Стяжные шпильки устанавливают, и затягивают гайки этих шпилек, не снимая давления при последней прессовке сердечника.
Перешихтовка сердечников, собираемых на стяжных шпильках в «глухих» станинах, как отмечалось выше, из-за своей конструкции сопряжена с дополнительными трудностями, которые обусловлены большим количеством сварных элементов и базированием сегментов по расточенным ребрам станины.
При расшихтовке сердечника сначала удаляют швы приварки нажимного кольца к станине; для этого используют пневматическое зубило и переносные машинки с наждачным кругом. Перед снятием нажимного кольца обязательно фиксируют его положение в станине, так как при изготовлении статора отверстия в нажимном кольце под шпильки сверлят совместно с глухой стенкой станины.
По мере расшихтовки пакетов срубают швы приварки планок (серег) к ребрам станины, снимают их и зачищают места сварки.
Для шихтовки сердечника с указанным креплением станину устанавливают на подставку высотой 400— 500 мм глухой полкой вниз. Сверху накладывают нажимное кольцо и устанавливают стяжные шпильки с легко навинченными гайками.
Шихтовку сегментов производят на стяжные шпильки и сборочные калибры, непрерывно подбивая сегменты в радиальном направлении к расточенным ребрам станины. При надевании на шпильки планок, а также для установки прессующего кольца приспособления при промежуточных опрессовках шпильки временно опускают. Промежуточные опрессовки ведут при установленных стяжных шпильках и уложенном нажимном кольце статора.
В прессующем кольце выполняют вырезы под стяжные шпильки и сборные калибры и отверстия для прессующих технологических шпилек. В опорном кольце, помимо отверстий под прессующие шпильки, делают вырезы под гайки стяжных шпилек сердечника.
После выполнения последней прессовки нажимное кольцо должно запять свое прежнее положение. Не снимая давления, затягивают гайки стяжных шпилек, приваривают планки к ребрам и нажимное кольцо к станине.
Нажимное кольцо приваривают тонким электродом (2—3 мм), (накладывая швы длиной не более 50 мм, располагая их диаметрально по окружности станины. После наложения первого ряда сварочных швов дают нажимному кольцу статора остыть, затем расклепывают швы, проверяют сварку и продолжают ее до достижения толщины, соответствующей заводскому исполнению. Нарушение этой технологии приводит к деформации нажимного кольца, особенно у быстроходных машин, где разность наружного и внутреннего диаметров сердечника значительна.
После полного остывания снимают прессующее приспособление и готовят статор под укладку обмотки.
Из рассмотрения технологии перешихтовки сердечника статора вручную можно заключить, что все ремонтные операции очень трудоемки и могут быть рекомендованы к применению только для электрических машин с длиной сердечника не более 500—600 мм и диаметром не более 2 м, т. е. максимально при трех прессовках и 35—50 технологических шпильках.
Значительно более совершенным и, кроме того, менее трудоемким способом прессовки сердечников, при котором можно достаточно точно контролировать и регулировать величину давления на сердечник, является прессовка гидравлическими домкратами. Практически при этом можно создать любое необходимое давление, причем потребность в ручном труде значительно снижается.
Прессовка сердечника гидродомкратами позволяет сократить количество прессовок за счет увеличения давления и значительно уменьшить время самих прессовок.
Однако, как показал опыт работы электромашиностроительных заводов, давление выше 1,8—2,0 МПа применять не имеет смысла, так как усадка сердечника практически прекращается, а под ветреницами могут развиться большие местные давления, что не исключает повреждение лаковой пленки.
При прессовке гидродомкратами при первой прессовке можно взять 12—14 пакетов, применив давление 1,3—1,4 МПа, при последующих прессовках — по 8—10 пакетов со все возрастающим до 1,8—2,0 МПа давлением.
Предельные давления используют при длине сердечника более 3—3,5 м в быстроходных машинах и более 1 м в тихоходных.
Указанные давления ориентировочные и не являются обязательными; их следует рассматривать как расчетные, и они могут быть изменены в процессе работ в меньшую сторону, если достигается удовлетворительное качество прессовки при более низких их значениях.
Ниже рассматривается технология полной перешихтовки сердечника статора крупной быстроходной машины с креплением листов активной стали на 12 клиньях «ласточкин хвост» и использованием приспособления для прессовки гидродомкратами. По окружности сердечника укладывается шесть сегментов. Шихтовка выполняется со сдвигом стыков на 1/2 сегмента и стягивается с двух сторон нажимными кольцами, фиксируемыми в станине запорными шпонками. Все размеры сердечника указаны выше.
Расшихтовку сердечника можно выполнять с любой стороны по описанной выше последовательности операций. На рис. 41 показаны этот сердечник и приспособление в различных стадиях прессовки.
Приспособление состоит из двух фигурных прессующих плит, сваренных из толстолистовой стали: нижней 12 и верхней 2, которые закрепляют на валу 4 двумя замками — верхним 5 и нижним 13. Каждый замок представляет собой два массивных полукольца, скрепленных болтами 6. Плиты 2 и 12 имеют центральные отверстия, через которые проходит вал 4. Верхняя прессующая плита лежит на стальном прессующем кольце 7, которое непосредственно передает усилие прессовки от гидродомкратов на сердечник. Четыре гидродомкрата 9 устанавливают на нижнюю прессующую плиту, и при работе они, упираясь в опорное стальное кольцо 8, опускают вал 4, плиту 2 и прессующее кольцо 7. Под гидродомкратами расположены противни 10 для сбора масла, которое, находясь под большим давлением в цилиндрах домкратов, может в небольшом количестве просачиваться через уплотнения.
Для сборки приспособления и перестановки прессующих элементов при различных стадиях прессовки служат винтовые домкраты 14.
Рис. 41. Установка статора и расположение приспособлений для перешихтовки сердечника с использованием
гидродомкратов.
Положение приспособлений: а —перед первой прессовкой; б — после второй прессовки; а—перед последней прессовкой.
Перед началом работ определяют количество прессовок в зависимости от длины сердечника. При этом следует учесть, что предпоследняя прессовка должна проходить без одного-двух пакетов, а последняя — со всеми пакетами и нажимным кольцом сердечника без прессующего кольца 7. Это наиболее ответственная прессовка, так как пакеты выступают над сборочными клиньями и фиксируются только сборочными калибрами, а нажимное кольцо при окончании прессовки должно точно занять свое прежнее место в станине.
Показанный на рис. 41 сердечник статора имеет 32 пакета. Если прессовать вначале 12.пакетов, затем 2 раза по 9 пакетов и наконец оставшиеся 2 пакета, то общее количество прессовок составит 4.
Установив количество прессовок, определяют необходимое усилие для каждой прессовки, руководствуясь тем, что первую прессовку производят при давлении 1 МПа, а при всех последующих постепенно увеличивают давление на 0,1 МПа, доведя его при последней прессовке до 1,6 МПа. Таким образом, давление при первой прессовке должно быть 1,3 МПа, при второй 1 МПа, при третьей 1,5 ПМа и при окончательной 1,6 МПа.
Усилие для каждой прессовки подсчитывается как произведение давления на чистую прессуемую площадь, т. е. на площадь кольца, ограниченную наружным и внутренним диаметрами сердечника, за вычетом площадей, занятых пазами. Разделив это усилие на площадь поршня гидродомкрата и на количество гидродомкратов, определяют необходимое давление масла (МПа), фиксируемое показанием манометра насосной станции гидродамкратов.
Так, например, в рассматриваемом случае при прессуемой площади 8100 см2 усилие для первой прессовки составит
а для последней
При диаметре поршня гидродомкрата 180 мм, т. е. при его площади 254 см2, и установке четырех домкратов показания манометра должны быть соответственно
Ниже приведены результаты вычислений для всех стадий прессовок:
Данные сердечника статора
Диаметр расточки, см ........................................................................... 66,0
Наружный диаметр, см............................................................................ 125,0
Длина, см.................................................................................................. 150,0
Сумма площадей пазов, см2 .................................................................. 725,0
Прессуемая площадь, см2......................................................................... 8100
Число пазов................................................................................................... 54
Число пакетов................................................................................................ 32
Число вентиляционных каналов.................................................................. 31
Общее число прессовок......................................................................... 4
Первая прессовка
Число прессуемых пакетов.......................................................................... 12
Давление, МПа............................................................................................. 1,3
Усилие прессовки, МН............................................................ 1,053
Показание манометра, МПа....................................................................... 10,4
Вторая прессовка
Число прессуемых пакетов.......................................................................... 21
Давление, МПа............................................................................................. 1,4
Усилие прессовки, МН............................................................................. 1,133
Показание манометра, МПа....................................................................... 11,2
Третья прессовка
Число прессуемых пакетов.......................................................................... 30
Давление, МПа............................................................................................. 1,5
Усилие прессовки, МН............................................................................. 1,215
Показание манометра, МПа............................................................... 12.0
Четвертая пресговка
Число прессуемых пакетов.......................... ............................................. 32
Давление, МПа...................... ..................................................................... 1,6
Усилие прессовки, МН............................................................................. 1.296
Показание манометра, МПа....................................................................... 12.8
Работы по шихтовке активной стали с помощью гидродомкратов начинают с расстановки симметрично стоек 11 на ровном строго горизонтальном фундаменте. Между стойками устанавливают также симметрично четыре винтовых домкрата 14 я на них помещают прессующую плиту 12. Ось плиты должна совпадать с осью расставленных стоек, а горизонтальность ее положения регулируют с помощью винтовых домкратов. Расстояние между плитой и верхом стоек должно быть на 15—20,мм больше высоты гидродомкрата при полностью опущенном в его корпус поршне. Затем устанавливают на прессующую плиту 12 гидродомкраты 9. Каждый гидродомкрат размещают над ее вертикальным ребром жесткости (прессующая плита выполняется с симметрично расположенными ребрами, число которых в 2 раза больше числа домкратов).
На стойки укладывают опорное кольцо 8, наружный диаметр которого должен быть не меньше диаметра торцевой стенки станины, а внутренний диаметр на 20 мм меньше диаметра расточки. Ось опорного кольца должна совпадать с осью плиты 12.
На опорное кольцо 8 устанавливают станину 1. Если нажимное кольцо статора и торец станины находятся в разных плоскостях, то закладывают между ними кольцевую стальную прокладку соответствующей формы. Точность центровки станины при ее установке контролируют по расточке кольца 8.
После установки станины приступают к шихтовке первого пакета стали согласно эскизу (карте) шихтовки, составленному при разборке сердечника стали, осаживают сегменты по мере их укладки текстолитовой или деревянной киянкой или стальным молотком через деревянную прокладку, аналогично тому как это выполнялось при ручной прессовке сердечника. Особенно тщательно осаживают места сопряжения сегментов со сборочными клиньями.
При наличии в фирменном исполнении изоляционных прокладок укладывают взамен них асбестовые или стеклотекстолитовые прокладки.
Отрихтовав пазы первого пакета рихтовочным калибром и установив 12 сборочных калибров 15 (из расчета 1 шт. на сегмент), замеряют ширину пакета и при необходимости удаляют лишние сегменты или же укладывают прокладки, добиваясь того, чтобы ширина пакета была такой же, как в заводском исполнении. Аналогичным образом собирают все остальные 12 пакетов сердечника, предназначенные для первой прессовки. При этом подтягивают вверх сборочные калибры, так как высота 12 пакетов превосходит предельную длину сборочных калибров, которые изготовляют длиной не более 500 мм.
Подготовка к прессовке начинается с укладки на активную сталь прессующего кольца 7. Это кольцо имеет наружный диаметр, равный наружному диаметру сердечника, и в нем сделаны вырезы под все 12 сборочных клиньев. При установке следят, чтобы между вырезами и сборочными клиньями был везде одинаковый зазор 2—3 мм. Внутренний диаметр кольца 7 на 20 мм меньше диаметра расточки (так же, как у кольца 8), что необходимо для надежного прессования зубцовой зоны активной стали. По внутреннему диаметру кольца сделаны вырезы под все сборочные калибры 15. Размеры вырезов должны обеспечивать зазор до монтажного калибра 2—3 мм на сторону.
На кольцо 7 укладывают плиту 2. Эта плита имеет наружный диаметр на 20—25 мм меньше расстояния между двумя противоположно расположенными сборочными клиньями. В нижней части плиты сделаны вырезы (окна) под 12 сборочных калибров с обеспечением зазора 5—6 мм.
Диаметр центрального отверстия прессующих плит 2 и 12 на 10—15 мм больше диаметра вала 4, чем обеспечивается свободный проход вала через плиты. Затем устанавливают краном вал 4 в расточку статора и фиксируют его сверху и снизу замками 5 и 13. Замок 13 вставляют в крайнюю проточку вала, а замок 5— в ближайшую к плите 2. Слегка приподняв краном прессующую плиту 12 (не более, чем на зазор между гидродомкратами и кольцом 8, как это указано на рис. 41,а), удаляют винтовые домкраты 14 и опускают вал.
Проверив правильность положения всех плит и колец, их соосность относительно сердечника, зазоры между прессующими элементами и сборочными калибрами, включают насосную станцию гидродомкратов. При достижении по показанию манометра необходимого давления выключают насосную станцию и при этом давлении прессуют пакеты сердечника, как указано на рис. 41,6, Выдерживают требуемое давление в течение 1—1,5 ч. Если за это время давление масла понизится, то вновь включают насосную станцию гидродомкратов и восстанавливают первоначальное давление.
По окончании выдержки под давлением вытягивают монтажные калибры из пазов при помощи крана на 2/3 их длины и снимают давление гидродомкратов на сердечник статора. Осторожно приподнимают краном вал 4 (все поршни гидродомкратов опускаются при этом в свои корпуса) до первоначального положения плиты 12 и устанавливают под нее винтовые домкраты 14. Опускают вал, разбирают замки 5 и 13, после чего вынимают вал из расточки статора, убирают плиту 2 и кольцо 7.
Аналогичным образом набирают и прессуют все пакеты сердечника. Положение приспособлений после второй прессовки указано на рис. 41,6, а перед последней на рис. 41,в. Как видно из рисунка, при последней прессовке вместо прессующего кольца 7 устанавливают нажимное кольцо сердечника статора 16, которое после достижения необходимого усилия прессовки должно занять положение вровень с торцом станины, как при заводском исполнении машины.
Последнюю прессовку выдерживают в течение 6— 10 ч, и по ее окончании, не снимая давления, устанавливают запорные шпонки 17 и приваривают их электросваркой. Указанной операцией заканчивается перешихтовка сердечника.
Следует учесть, что совпадение нажимного кольца 16 сердечника с торцом станины может произойти лишь в том случае, если в процессе прессовки контролировалась и при надобности регулировалась высота каждого пакета установкой асбестовых или стеклотекстолитовых прокладок вместо сегментов стали или удалением лишних листов.
При шихтовке сердечника, после того как высота его достигает 1—1,2 м, становится неудобным, стоя на плите 12, укладывать сегменты. Поэтому в сердечник помещают деревянный круг, который опирается на специальные скобы, закладываемые в радиальные каналы. В зависимости от диаметра расточки количество этих скоб составляет 8—16.
Если расточка статора достаточно велика и позволяет укладывать сегменты, не вынимая вала, то для предотвращения его наклона следует предусмотреть крепление (центровку) вала, например в виде углубления в фундаменте на 200—260 мм
Как показала практика ремонта, способ прессовки сердечника гидродомкратами освоить нетрудно, а производительность труда не ниже, чем на электромашиностроительном заводе. Приспособление для прессовки несложно и может быть изготовлено на месте ремонта.
Имея сменные кольца 7, можно охватить этим приспособлением ряд машин несколько различных по диаметру сердечника, а выполнив вал 4 составным (соединение с помощью муфты), можно прессовать сердечники различной длины.
Учитывая, что вал 4 из-за своей массивности является тяжелой и сложной в изготовлении деталью, целесообразно использовать один вал для нескольких машин, близких по типу и габаритам.
Рис. 42. Прессовка гидравлическими домкратами сердечника статора тихоходной электрической машины
При этом проточки на валу могут не совпадать с требуемыми для прессовки конкретной машины. В этом случае можно прессовать на один пакет больше или меньше, чем это требуется по расчету, или установить промежуточную втулку 3, как это указано на рис. 41,а.
На рис. 42 показана установка приспособления для прессовки сердечника активной стали крупного тихоходного электродвигателя 1, имеющего большой диаметр расточки и малую длину сердечника.
Применяемое приспособление в основном не отличается от рассмотренного выше для прессовки сердечника быстроходной машины. Однако в этом случае гидродомкраты 3 размещены на верхней прессующей плите 2. Вал 4 зафиксирован в центре расточки на брусе 7.
При опрессовке сердечника поршни гидродомкратов, выдвигаясь из своего корпуса, упираются в кольцо 5, изготовленное из толстолистовон стали, и верхнюю прессующую плиту 2. При длине сердечника до 400—500 мм достаточно ограничиться двумя прессовками: первой — без последнего пакета и второй — со всеми пакетами и нажимной шайбой сердечника статора 6.
При массовых работах по перешихтовке в условиях мастерских целесообразно зафиксировать вал стационарно в бетонном приямке и тем самым отказаться от нижних прессующих элементов.
В приспособлении используются гидравлические домкраты типа ДГ-200м грузоподъемностью 2,0 МН с ходом поршня 155 мм и максимальным рабочим давлением 1 МПа. Габаритные размеры домкрата: высота 345 мм, наружный диаметр корпуса 247 мм. Площадь поршня 500 см12.
Домкраты работают от передвижной насосной станции типа НСП-400м, с рабочим давлением 400 МПа, производительностью 1,6 л/мин с коллектором на шесть отводов. Размеры станции: длина 950 мм, ширина 590 мм, высота 1073 мм.
Разумеется, можно применять и другое гидравлическое оборудование, если оно компактно и обеспечивает с запасом необходимое усилие для прессовки сердечников.
Приспособление с гидродомкратами успешно применяют для перешихтовки не только крупных электродвигателей, но и турбогенераторов с частотами вращения 3000 и 1500 об/мин. Имеется опыт их использования для турбогенераторов мощностью до 100 000 кВт.
При перешихтовке турбогенераторов с частотой вращения 1500 об/мин для более равномерной передачи на сердечник усилия прессовки устанавливают до шести вышеуказанных гидродомкратов.
Перешихтовку гидрогенераторов, как и электродвигателей, с диаметром расточки больше 2,5—3,0 м выполнять с применением такого приспособления нецелесообразно. Конструкция получается громоздкой, металлоемкой, неудобной в работе и не создающей равномерной передачи усилия прессовки.
При перешихтовке гидрогенераторов применяют так называемый кольцевой гидропресс, конструкция которого в основном заимствована у электромашиностроительных заводов.
Рис. 43. Прессовка сердечника гидрогенератора кольцевым гидропрессом.
Как известно, статоры тихоходных машин с вертикальным валом и гидрогенераторов в зависимости от их диаметра выполняют по условиям транспортировки разъемными на несколько частей, называемых секторами.
В условиях завода шихтовка и прессовка каждого сектора производятся отдельно. Прессовку ведут с помощью гидропресса, выполненного по форме шихтуемого сектора. При перешихтовке же гидрогенератора на месте его установки нет надобности в сохранении деления сердечника на секторы. Его шихтуют и прессуют сразу весь в кольцо; для этого выполняют кольцевой гидропресс. Шихтовка сердечника в кольце без стыков придает всему статору повышенную жесткость и несколько уменьшает ток намагничивания за счет ликвидации воздушных зазоров.
Гидропресс выполняется для гидрогенератора определенного диаметра, поэтому чем больше однотипных машин на электростанции, тем экономичнее его применение. Наиболее же дорогие его элементы — гидродомкраты являются съемными, имеют универсальное применение.
На рис. 43 в разрезе показан гидропресс в момент окончательной запрессовки сердечника 10 гидргенератора. Он состоит из двух колец: нижнего прессующего 9 и верхнего упорного 6. Между ними устанавливают гидродомкраты 7, число которых равно числу сегментов в слое.
К гидродомкратам подводится маслопровод 8. Верхнее упорное кольцо крепится с помощью колонки 5 к временным технологическим шпилькам 1. Для компенсации изгибающего момента при работе домкратов у верхнего кольца имеются кронштейны 4 с отжимными болтами 3, которые упираются в верхнюю полку станины (при последней прессовке—через подставку 2).
Необходимость в технологических шпильках продиктована тем, что свои стяжные шпильки сердечника коротки и не дают возможности укрепить гидропресс. После окончания прессовки их по очереди заменяют основными рабочими, хотя можно оставить их в качестве рабочих, отрезав выступающие концы.
Для удержания нижних нажимных плит 11 в момент сборки активной стали внизу устанавливают винтовые домкраты 12.
Если технологические шпильки оставить в качестве рабочих (стяжных) после запрессовки всего сердечника, их можно будет приварить к одной из промежуточных полок и тем самым устранить надобность в винтовых домкратах; шпильки сами будут удерживать нижние нажимные плиты и активную сталь.
Для удобства транспортировки гидропресса от места изготовления до гидрогенератора его делают разъемным на 2—4 части. Части соединяют болтами.
Применение гидропресса позволяет производить первую опрессовку после шихтовки 20—25 пакетов сердечника под давлением 1,8—1,9 МПа. При этом качество прессовки сердечника получается весьма высоким.
Ниже рассматривается частичная перешихтовка одного из сердечников крупного двухъякорного электродвигателя постоянного тока (со способом крепления листов активной стали к остову согласно рис. 29). Оба якоря насажены на общий вал 1, имеющий со стороны привода полумуфту, выполненную заодно с валом (рис. 44). Сердечник 6 состоит из девяти пакетов шириной по 60 мм, разделенных радиальным каналом шириной 10 мм.
Шихтовка сердечника на остове 2 выполнена по винтовой линии с перекроем на 1/2 сегмента; в окружность уложено 14,5 сегмента; в каждом сегменте 16 пазов. Таким образом, сердечник содержит 232 паза.
Рис. 44. Общий вид якоря.
Сердечник спрессован нажимными шайбами 5, выполненными совместно с обмоткодержателями, посредством 58 стяжных шпилек 7. При шихтовке листы активной стали базируются выступами в виде ласточкина хвоста по 20 обточенным ребрам 10 остова. Крепится сердечник к остову десятью балками 11, в пазы которых при шихтовке заводят выступы сегментов и куда вбивают клиновые шпонки 8.
Нажимные шайбы прикреплены к торцу ребер остова пятью болтами 9. С наружной стороны каждого якоря имеются приваренные к остову через ряд косынок стальные кольца. На каждое обточенное по наружному диаметру кольцо посажена скользящей посадкой втулка коллектора 4, которая крепится к кольцу десятью болтами 3.
Повреждение стали произошло в первом якоре из-за виткового замыкания в середине сердечника. В результате аварии выгорела сталь в четырех рядом расположенных пазах на длине трех пакетов: в 3-м, 4-м и 5-м, считая со стороны, противоположной коллектору.
В связи с тем, что изоляция листов активной стали по всему объему сердечника находится в хорошем состоянии, за исключением места повреждения, при ремонте нет нужды выполнять перешихтовку всего сердечника, достаточно ограничиться частичной перешихтовкой. Причем для роторов и якорей, шихтованных сегментами, во многих случаях не обязательно вести расшихтовку пакетов до места повреждения полностью по всей окружности, как это делают при ремонте сердечников статоров. Поврежденная зона становится доступной после выемки тех сегментов, которые находятся вправо и влево от места повреждения до торца сердечника. Таким образом, эти работы можно вести при горизонтальном расположении якоря и тем самым сократить объем такелажных работ.
При прочих равных условиях в целях сокращения общего объема работ расшихтовку ведут от того торца якоря, к которому ближе находится поврежденное место.
Рис. 45. Эскиз шихтовки сердечника.
а — кольцевой вид; б — развертка.
Перед началом ремонта для определения количества убираемых на время работ элементов креплений сердечника составляют эскизы шихтовки сегментов 2 — кольцевой и развернутый (рис. 45). Из этих эскизов следует, что для того чтобы расшихтовать часть сердечника и дойти до зоны повреждения, надо убрать 11 шпилек 3 и вынуть сегменты I, II, III и IV (на рис. 45, б первый условно уширенный пакет). Эта сегменты образуют зону расшихтовки.
Сегменты I и IV своими двумя выступами «ласточкин хвост» базируются по ребрам 4 остова 1, их удаляют в радиальном направлении.
Сегменты II и III одним выступом базируются по ребрам, а другим входят в паз балки 5; эти сегменты можно удалить только в осевом направлении в сторону расшихтовки после выбивки находящихся в балке под выступами сегментов парных клиновых шпонок 6. Так как эти сегменты крепятся к одной и той же балке, для расшихтовки сердечника до зоны повреждения достаточно выбить только одну пару клиньев под шпилькой 6.
Порядок расшихтовки сердечника после размотки якоря следующий. Поворачивают якорь поврежденным на сердечнике местом вверх и освобождают от крепления к остову коллектор с петушками. Отодвигают коллектор возможно дальше по валу. С обратной стороны коллектора освобождают от крепления к торцам ребер остова нажимную шайбу (расшихтовку ведут с этой стороны), отвинчивают гайки со всех стяжных шпилек и отодвигают шайбу в сторону коллектора второго якоря.
Затем вынимают только из зоны расшихтовки в сторону снятого коллектора шпильки с 1-й по 11-ю и выполняют расшихтовку.
Поврежденные сегменты в случае отсутствия запасных ремонтируют, зачищают и лакируют. При шихтовке их равномерно распределяют по всей расшихтованной зоне.
Основной трудностью в обеспечении хорошего качества такого способа ремонта сердечника является его надлежащая прессовка. Для этого применяют малогабаритные винтовые домкраты (в количестве 3—4 на сегмент), которые располагают между поставленной на место после расшихтовки нажимной шайбой и зашихтованным пакетом. Домкраты упираются в активную сталь через стальную прессующую плиту толщиной 10—15 мм, изготовленную по размеру равной длине 1,5 сегмента.
Для прессовки используют также стяжные шпильки 4, 5, 7 и 8 и временные шпильки, вставляемые в зубцовую зону. Прессовку производят после набора половины или не более одного пакета.
Шихтовку сердечника ведут в следующем порядке. Возвращают на место шпильки 1 и 11. Устанавливают в нерасшихтованную часть сердечника сборочные калибры из расчета, чтобы не менее двух калибров приходилось на каждый сегмент. В паз балки устанавливают временную технологическую призматическую шпонку, выполненную по высоте равной клиновой шпонке в сборе минус 0,3—0,5 мм. Затем, аккуратно раздвигая нерасшихтованные листы, устанавливают сегменты I и IV, надевают их на шпильки 1 и М и, заводя в балку «ласточкины хвосты», устанавливают сегменты II и III.
Рис. 46 Прессовка пакета якоря.
В процессе шихтовки сегменты подбивают по радиусу так, чтобы выступы «ласточкин хвост» плотно укладывались на обточенные ребра 10 (рис. 46). По мере набора сегментов вдвигают шпильки 2—10 (см. рис. 45) и сборочные калибры 6 (рис. 46). Пазы выправляют рихтовочным шаблоном.
Набрав первый пакет, устанавливают на место нажимную шайбу 9 сердечника, надевают и затягивают гайки всех шпилек, стягивающих сердечник, кроме шпилек зоны расшихтовки; устанавливают прессующую плиту 5 и пропускают через нее стяжные шпильки 1 зоны расшихтовки и временные шпильки 3 зубцовой зоны. В плите для этого выполняют соответствующие отверстия. На шпильки навинчивают гайки. Со стороны коллектора на стяжные шпильки зоны расшихтовки надевают разрезные упоры 2, длина которых рассчитывается в зависимости от длины прессуемого участка, а на временные шпильки зубцовой зоны надевают упорные шайбы 4. Опрессовывают первый сшихтованный участок затягиванием гаек стяжных шпилек и шпилек зубцовой зоны.
После достижения максимальной плотности прессовки устанавливают винтовые домкраты 7 с удлинителями 8 и опять как можно больше подпресеовывают ими сшихтованный участок.
Затем разбирают прессующие элементы и шихтуют очередной пакет.
Нажимную шайбу сердечника при шихтовке последующих пакетов во многих случаях можно не снимать, так как для установки сегментов II и III (см. рис. 45) можно использовать зазор между шайбой и балкой, позволяющий заводить в балку выступы сегментов «ласточкин хвост». При шихтовке последнего пакета нажимную шайбу опять приходится снимать, иначе невозможно уложить в пакет все листы стали.
Прессовку каждого последующего пакета, кроме последнего, производят аналогично прессовке первого, заменяя более короткими удлинители винтовых домкратов и разрезные упоры на стяжных шпильках. Прессовку последнего пакета производят нажимной шайбой сердечника и временными шпильками зубцовой зоны.
После затяжки гаек всех шпилек сердечника вместо временной призматической шпонки забивают в балку клиновые шпонки. Затем разогревают сердечник приблизительно до 100 °С (можно способом индукционных потерь) и добивают эти клинья до отказа. Вновь подтягивают гайки всех шпилек и, остудив сердечник, проверяют пазы контрольным шаблоном. При необходимости производят дорновку пазов.
