Для качественной сборки магнитопровода его пластины должны изготавливаться с выполнением следующих технических требований.
Максимальные отклонения размеров пластин по ширине и длине не должны превышать следующих значений:
Ширина пластин В, мм...... До 400 Более 400
Допустимые отклонения АВ, мм . +0,4 +0,6
Длина пластин L, мм...... До 400 400—1000 1000—2000 2000—4000
Допустимое отклонение AL, мм. . —0,1 —0,1 —0,3 —1,5
Допустимые заусенцы после резки и штамповки пластин по наружному периметру и по контурам отверстий должны быть не более 0,03 мм для стали толщиной 0,35 мм и 0,04 мм для стали 0,5 мм. После операции удаления заусенцев они не должны превышать толщину изоляционного покрытия.
Саблевидность пластин как выпуклая, так и вогнутая в сумме не должна превышать допустимого отклонения на ширину пластины.
Отклонение от прямого угла пластины не должно превышать допустимого отклонения на длину или ширину пластины.
Пластины магнитопроводов, штампуемые из электротехнической стали без изоляционного покрытия, изолируют в зависимости от мощности трансформатора: до 6300 кВ-А — однократно, а свыше 6300 кВ-А — двукратно. Пластины магнитопроводов трансформаторов мощностью свыше 32 MB-А или напряжением свыше 110кВ, изготовленные из электротехнической стали с изоляционным покрытием, дополнительно изолируют. Толщина покрытия должна быть не более 3—4 мкм на сторону, а поверхностное сопротивление изоляции после лакировки — не менее 120 Ом-см2.
По волнистости и коробоватости пластины после изготовления должны соответствовать требованиям ГОСТ 21427.1-75.
Укладка пластин в процессе изготовления и хранения должна осуществляться только в стопы, высота которых не должна превышать 200 мм.
Применение рулонной электротехнической стали вместо листовой коренным образом изменило технологию изготовления пластин и позволило почти полностью механизировать и в значительной степени автоматизировать процесс их изготовления. Вместо участков резки листовой стали, оборудованных главным образом гильотинными ножницами и прессами, появились участки поперечного и продольного раскроя стали с механизированными и автоматическими поточными линиями.
При всем многообразии размеров и форм пластин магнитопроводов плоской шихтованной конструкции технологию получения их из рулонной стали можно свести к двум основным процессам: продольная резка исходных рулонов на отдельные рулоны, по ширине равные изготавливаемым из них пластинам, и поперечная резка раскроенных рулонов на мерные по длине пластины. Технологию получения витых элементов из рулонной стали можно также свести к двум технологическим процессам: продольная резка (аналогично) и навивка из раскроенных рулонов витых элементов требуемой формы.
Для восстановления электромагнитных характеристик холоднокатаной стали ухудшившихся в процессе изготовления пластин или витых элементов производят отжиг. Следует помнить, что незначительное ухудшение электромагнитных свойств стали на каждом из этапов технологической обработки приводит в готовом магнитопроводе к весьма ощутимому увеличению исходного уровня потерь, что не всегда возможно восстановить даже повторным отжигом.
Изготовление пластин начинается с резки исходного материала. Операция резки полос вдоль исходного материала получила наименование продольной резки. Наиболее эффективно осуществляется она с помощью многодисковых ножниц, позволяющих вести процесс резания непрерывно. Технология продольной резки рулонной стали для изготовления пластин магнитопроводов должна обеспечить экономный расход стали, получение качественного реза и высокую производительность. Экономный раскрой стали достигается за счет правильного подбора сочетаний ширины полос, на которые раскраивается лента рулона, с учетом обрезки кромки ленты по 7—10 мм с двух сторон. При составлении карт раскроя вначале рассчитывают потребность полос каждой ширины в метрах на заданную программу выпуска магнитопроводов, затем подбирают такое сочетание ширин пластин, при котором отходы стали являются минимальными, после чего указывают, какое количество рулонов и в каком сочетании ширин необходимо раскраивать. При правильном расчете, обычно выполняемом с помощью ЭВМ, коэффициент использования рулонной стали достигает 0,95.
Качество продольного реза должно обеспечивать использование в магнитопроводе отрезанных полос без дополнительной механической обработки по ширине, для чего высота заусенцев не должна превышать 0,05 мм. Такая высота заусенцев может быть достигнута только при гарантированных боковых зазорах между ножами и необходимом перекрытии. Рекомендуется устанавливать боковой зазор в пределах 5—2,5 %, перекрытие — 50 °/0 толщины разрезаемой стали.
Продольная резка рулонной электротехнической стали как за рубежом, так и в нашей стране выполняется на специальных автоматических линиях различной конструкции модели НЧ208 (Россия), фирм «Иодер» (США), «Бигвуд» (Англия), «Комек» (Франция). Скорость резания на таких линиях составляет 80—160 м/мин. На линии продольной резки (см. рис.) из рулона выполняются последовательно следующие операции: установка и закрепление рулона на барабане разматывателя; заправка полосы рулона в многодисковые ножницы; частичная разрезка рулона на полосы; заправка и закрепление полос на барабанах яаматывателя; автоматическая разрезка рулона на полосы с намоткой их в «рулончики»; закрепление концов рулончиков и разгрузка их с барабана наматывателя.
Средняя годовая производительность линии составляет около 10—12 тыс. т рулонной стали при двухсменной работе.
Операцию резки пластин из рулончика поперек полосы называют поперечной резкой. Технологический процесс получения пластин весьма прост: лента разматывается с рулончика и разрезается без каких-либо отходов специальными ножницами на пластины требуемой длины. Для поперечной резки широко применяют гильотинные ножницы благодаря их высокой надежности и возможности установки ножниц под различными углами к направлению подачи, что позволяет резать косоугольные пластины.
Поперечная резка носит циклический характер, вследствие чего для компенсации рассогласования непрерывного движения сматывателя ленты и прерывистого движения в зоне резания предусматривают специальное устройство — петлеобразователь. Для резки пластин применяются разнообразные конструкции автоматических линий.
Наиболее перспективны линии для изготовления косоугольных пластин. Их особенностью является установка режущих ножей под углом к направлению подачи ленты, благодаря чему отрезаются пластины со скошенными поперечными кромками, а наличие специальных укладчиков обеспечивает раскладку пластин отдельными стопами в зависимости от направления скосов.
Производительность линии поперечного реза зависит как от конструкции линии, так и от длины пластин. В среднем производительность линии составляет от 24 до 50 м пластин в минуту. Разгрузку автоматических линий от стоп нарезанных пластин производят специальными вилочными многозубными захватами с помощью мостового крана. Хранение стоп пластин осуществляют с помощью накопителя, оборудованного механизированными стеллажами и кранами-штабелерами.
Механизация складирования стоп пластин в сочетании с применением поточных и автоматических линий изготовления пластин, а также с механизации транспортных операций позволяет создать комплексно-механизированные участки изготовления пластин магнитопроводов.
При необходимости изготовления пластин магнитопроводов трансформаторов I, II габаритов из листовой электротехнической стали наиболее производительным является раскрой с использованием многодисковых ножниц. Вначале стандартный лист стали на дисковых ножницах раскраивается поперек листа (проката) на заготовки требуемой длины. Затем заготовки на многодисковых ножницах с комбинацией ножей, соответствующих минимальным отходам, разрезают вдоль заготовки (вдоль проката) на пластины.
Схема поточно-механизированной линии отжига и лакировки пластин.
1 — приемный стол; 2 — задатчик пластин; 3— загрузочный стол печи отжига: 4— камера 8 — лакировальная машина; 9 — холодный рольганг; 10 — камера нагрева лакировальной
5 —камера охлаждения; 6 —промежуточный рольганг; 7 — зачистное устройство машины; 8 — камера охлаждения; 12— пластниоукладчик; 13—подъемный стол.
Для снятия напряжения и частичного восстановления первоначальных магнитных характеристик исходного материала пластины магнитопровода подвергаются отжигу. Режим отжига имеет решающее значение для восстановления высоких характеристик электротехнической стали. В общем цикле отжига пластин имеются три фазы: нагрев, выдержка и охлаждение, каждая из которых характеризуется определенными режимами. Основными параметрами режима отжига является скорость нагревания, температура, время выдержки в нагретом состоянии и скорость охлаждения. Отжиг производят обычно при температуре 800—830 °С, используя печи периодического и непрерывного действия.
Отжиг пластин в пакетах или стопах с длительностью отжига более одного часа требует защиты от вредного действия атмосферы печи, поэтому их отжигают в периодических печах, имеющих нейтральный или восстановительный характер. В печах непрерывного действия в обычной среде без применения защитной атмосферы отжигают полистно пластины из стали с нагревостойким покрытием.
Наиболее технологичным является процесс полистного непрерывного восстановительного отжига в проходных рольганговых
печах типа ОКБ-885 при температуре 820 °С и скорости перемещения пластин 7—10 м/мнн. Движение пластин осуществляется за счет вращения рольгангов, приводимых в движение приводным механизмом. В зависимости от ширины пластин их могут пропускать через печь в один, два, три ряда, на что соответственно рассчитан механизм задатчика, имеющий три системы подающих устройств. Задатчик работает в комплексе с подъемным столом, периодически поднимающим стопы пластин по мере подачи их в печь. Команду на подъем подает счетчик пластин. Задающее устройство снабжено блокировкой от одновременной подачи двух или более пластин. Каждая пластина, выходящая из печи отжига, стапелируется с помощью механизма укладчика пластин. Приемный стол укладчика оборудован механизмом подъема и опускания.
В собранном магнитопроводе пластины должны быть надежно изолированы друг от друга. Как правило, сталь имеет двустороннее жаростойкое покрытие в виде керамических или оксидных пленок, которые наносятся после прокатки на металлургических заводах. Это покрытие не повреждается прн обработке пластин инструментом и выдерживает отжиг. Иногда поверх жаростойкого покрытия на готовые пластины или листы электротехнической стали после отжига наносится лаковая пленка. Как правило печи отжига ставят в одну линию с лакировальными машинами. Схема поточно-механизированной линии отжига и лакировки пластин представлена на рис.
В качестве изоляционных лаков применяют главным образом лаки: № 302, КФ-95 и № 202. Толщина лаковой пленки при однократной лакировке равна 6—8 мкм, двукратной 12—18 мкм на одну сторону.
Качество лакированных и запеченных пластин должно соответствовать определенным требованиям. Пленка лака должна иметь сплошную, блестящую, однотонную и гладкую поверхность, без пропусков, натеков и обгоревших мест. Пленка должна быть твердой, иметь прочное сцепление с поверхностью пластин и не иметь отлипа в холодном состоянии (при нажатии пальцем На пленке не должно оставаться отпечатков). Сопротивление изоляции лаковой пленки должно соответствовать нормам для данного типа магнитопровода.
