ГЛАВА XI
УКЛАДКА И СОЕДИНЕНИЕ КАТУШЕК ЯКОРЕЙ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА
§ 11-1. Подготовка сердечника к укладке катушек якоря
Технологический процесс обматывания якоря относится к числу наиболее сложных и ответственных процессов изготовления электрической машины.
Изготовление якоря состоит из большого количества разнообразных операций, которые можно разбить на следующие стадии: подготовки сердечника к укладке катушек якоря, укладки катушек в пазы сердечника, пайки, пропитки, бандажировки, отделки, испытания.
В подготовку сердечника к укладке катушек входят операции напрессовки коллектора на вал, разметки якоря, изолировки обмоткодержателей и пазов.
На рис. 11-1 показан якорь электрической машины постоянного тока со стеклянными бандажами. Конструкция проволочного бандажа приведена на рис. 11-3.
Рис. 11-1. Якорь:
а — общий вид якоря; 1 — втулка; 2,9 — балансировочные грузы; 3 — коллектор; 4 — бандаж из стеклоленты марки ЛСБ сечением 0,2 мм X 18 мм, 5 — сердечник; 6 — катушка якоря; 7 — изоляция из стеклоленты обмоткодержателя; 8 — вентилятор; 10 — клин стеклотекстолитовый; 11 — пазовая изоляция; 12 — чехол; б — схема обмотки якоря
Напрессовка коллектора.
Изготовление якоря начинается с операций напрессовки коллектора на вал сердечника и разметки якоря для укладки первой катушки.
Напрессовываются коллекторы на вал сердечника на горизонтальных или вертикальных гидравлических прессах.
Коллекторы небольших размеров удобнее устанавливать и следить за процессом напрессовки на вертикальном, а крупных — на горизонтальном гидравлическом прессе.
Перед запрессовкой посадочные поверхности якоря и вала очищают от пыли и грязи, продувая их сжатым воздухом и протирая тряпкой. В канавку вала вставляют шпонку, которую осаживают на место молотком из мягкого металла или стальным молотком через медную или текстолитовую прокладку, чтобы не повредить шпонку.
Во избежание сухого трения при запрессовке коллектора на вал их посадочные поверхности перед насадкой смазывают машинным маслом.
Коллектор на вал запрессовывается с натягом легкопрессовой посадки. О величине усилия запрессовки судят по показаниям манометра. Если давление при этом отличается от указанного в чертеже в большую или меньшую сторону, насадку коллектора необходимо прекратить и посадочные поверхности подвергнуть проверке (замерить размеры и проверить чистоту поверхностей). Коллектор насаживается на вал до упора.
Разметка якоря.
Разметка якоря заключается в определении паза сердечника, в который согласно схеме обмотки должна быть уложена нижняя сторона первой катушки.
Она может укладываться в паз, середина которого совпадает или с серединой медной пластины, или с серединой миканитовой прокладки. Какой из этих двух вариантов принят, указывается в чертеже якоря.
Нахождение такого паза не представляет затруднений, его определенное положение обеспечивается конструкцией якоря и технологией изготовления.
Взаимное положение коллектора и пакета железа на валу якоря определяется расположением шпоночных канавок на валу, в коллекторе и листах сердечника якоря.
В листах сердечника шпоночная канавка штампуется симметрично одному из пазов; на валу якоря шпоночные канавки под коллектор и пакет сердечника фрезеруются на одной прямой вдоль оси вала. При изготовлении коллектора пакет пластин устанавливается относительно шпоночной канавки втулки, как предусматривается чертежом.
При выполнении всех этих условий напрессованный на вал коллектор занимает нужное положение, т. е. середина его медной пластины или миканитовой прокладки будет в одной плоскости с серединой первого паза пакета сердечника. Проверяют это с помощью шаблона (рис. 11-2) следующим образом.
Рис. 11-2. Шаблон для разметки якоря
Призмой 1 шаблон накладывается на выступающий конец вала, стержень 5 вставляется в паз сердечника, а чертилка 4 опускается до соприкосновения с поверхностью коллектора.
Середина стержня, ось призмы и острие чертилки находятся в одной плоскости, что обеспечивается при изготовлении шаблона.
Перемещая движок 3 вдоль паза стержня 2 и наблюдая за острием чертилки, судят о том, симметрично ли относительно середины паза сердечника расположена медная пластина или миканитовая прокладка по всей длине коллектора.
Первый паз на сердечнике и коллекторные пластины, в которые будут уложены выводные концы обмотки, отмечают условным знаком: чаще всего на медной пластине керном ставят точки, а зубцы сердечника отмечают рисками. Эта операция называется разметкой якоря.
В случае смещения пластины коллектора или миканитовой прокладки относительно середины паза сердечника на величину большую, чем разрешает чертеж, якорь машины обматывать не следует, а нужно разобраться в причинах, вызвавших отступление от чертежа.
Изолировка обмоткодержателей.
В зависимости от класса нагревостойкости обмотки якоря изолировку обмоткодержателей производят различными изоляционными материалами.
Обмоткодержатели машин нормального исполнения классов А и Е изолируют электрокартоном, пленкоэлектрокартоном, эскапоновой стеклолакотканью, гибким миканитом, тафтяной лентой.
В машинах более высоких классов нагревостойкости обмоткодержатели изолируют стеклолентой марки ЛСБ, стеклослюдинитом и другими материалами.
При изолировке обмоткодержателей электрокартоном или миканитом изоляционный материал предварительно нарезают на отдельные полоски. Изолировку производят в следующей последовательности. В установленный на стойках якорь в паз сердечника забивают деревянный клин, за который завязывают конец ленты. При вращении якоря под ленту подкладывают полоски изоляции, располагая их вдоль оси якоря с перекрытием друг друга и смазывая лаком для последующей запечки.
После того как нужная толщина изоляционного материала будет наложена равномерно по всей поверхности обмоткодержателя, поверх его накладывают бандаж из тафтяной ленты. Поверхность ткани проглаживается горячим утюгом для лучшего приклеивания ткани к миканиту.
Изолированные шайбы якоря стягивают металлическим бандажом и запекают в печи.
Стеклолентой ЛСБ обмоткодержатели изолируют на бандажировочном станке, устанавливая сердечник в центрах станка.
Начало стеклянной ленты закрепляют на обмоткодержателе первым витком; при дальнейшей изолировке натяжение ленты должно быть равно 490 590 н (50 ч-60 кГ). О величине натяжения судят по показаниям динамометра.
Вращая якорь равномерно по всей длине, в полуперекрытие накладывают на обмоткодержатель количество слоев, указанное в чертеже.
Конец бандажной ленты закрепляют на обмоткодержателе проглаживанием горячим паяльником в направлении наложения ленты по длине не менее 100 мм.
После закрепления конца бандажа снимается натяжение и лента отрезается ножницами. Неприклеенный кончик после отрезки проглаживается паяльником.
Сердечники с изолированными обмоткодержателями выпекаются в печи при температуре 145—155° в течение 12 ч.
При нагреве конца бандажа паяльником и в процессе термообработки остальной изоляции в печи связующие и смола, которыми пропитана бандажная лента, размягчаются, смола заполняет отдельные пустоты между слоями бандажа и, переходя в твердое неплавкое состояние, прочно скрепляет его витки.
Стеклобандаж имеет высокие электроизоляционные свойства и механическую прочность.
При изолировке обмоткодержателей необходимо следить за тем, чтобы изоляция плотно подходила к железу сердечника, а со стороны коллектора — к коллекторным пластинам.
Наружная поверхность последнего слоя изоляции должна быть на уровне дна паза сердечника и быть выше на 1 мм дна шлицев пластин. При этом по выходе из паза лобовые части катушки лягут на изолированный обмоткодержатель без перегибов.
Завершающим этапом подготовки сердечника к укладке обмотки является изолировка пазов, процесс выполнения которой рассмотрен в гл. X.
§ 11-2 Укладка катушек в пазы сердечника
Подготовленный для укладки катушек сердечник якоря устанавливается на специальные стойки. Процесс обмотки (укладки катушек) якоря начинается с укладки нижней стороны первой катушки на дно паза, отмеченного при разметке, и выводных концов в шлицы соответствующих коллекторных пластин.
В пазы первого шага сердечника укладываются только нижние стороны катушек, а верхние остаются приподнятыми до укладки катушек последнего шага.
Верхние стороны катушек второго и последующих шагов укладываются вслед за нижними, так как они оказываются над пазами, в которые уже уложены нижние стороны катушек предыдущих шагов. При укладке нижних сторон последнего шага приходится несколько приподнимать верхние стороны катушек первого шага, с тем чтобы они не мешали укладке.
Между слоями в пазах и между лобовыми частями предварительно укладывается изоляционная прокладка.
Катушки в паз должны входить под некоторым усилием, но не очень туго.
Для уменьшения трения при укладке пазовые части катушек натираются парафином.
Катушки в пазах осаживают молотком через текстолитовую подбойку, ширина которой равна ширине паза. По мере укладки катушек в пазы их выводные концы закладываются в шлицы коллекторных пластин.
При укладке выводных концов необходимо следить за тем, чтобы они не перехлестывались, а располагались в шлицах в той последовательности, в которой они уложены в пазу сердечника.
Особенно большое внимание требуется при укладке катушек, имеющих много выводных концов из тонкого провода.
После окончания укладки катушек в пазы якоря и их концов в шлицы коллекторных пластин специальным ножом срезают выступающую пазовую изоляцию, а оставшиеся края гильзы загибают в пазы.
Концы катушек якоря, выступающие из петушков коллектора, обрубают пневматическим зубилом.
Надежность в работе электрической машины во многом зависит от правильной и качественной обмотки якоря и последующих операций изготовления его.
В процессе укладки катушек необходимо следить за тем, чтобы не повредить изоляцию обмотки. Следует пользоваться только исправным инструментом.
