РАЗДЕЛ 2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ
МЕДНЫХ КОРОТКОЗАМКНУТЫХ ОБМОТОК РОТОРОВ ДЛЯ
ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПРИВОДА ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
2.1. Анализ существующих методов изготовления литых медных короткозамкнутых обмоток роторов АД
Одним из путей повышения энерговооружённости и надёжности АД является применение эффективного материала и надёжной конструкции роторной обмотки.
Применение в АД литой медной короткозамкнутой обмотки ротора связано с решением ряда вопросов совершенствования технологии литья. В связи с тем, что качество изготовления литой медной короткозамкнутой обмотки ротора определяет собой надежность работы двигателя, необходимо, чтобы металл отливки был плотным и не имел литейных дефектов.
Проведенный анализ методов заливки роторов показал [27, 83, 84], что в настоящее время заводы электротехнической промышленности освоили ряд способов заливки, а именно: статический, вибрационный, центробежный и под давлением с использованием литейной машины типа Поллак.
Большинство из перечисленных способов заливки роторов предусматривает перелив расплавленного металла в раздаточные ковши, что приводит к насыщению его примесями, изменению свойств, в результате чего металл уже не соответствует марке, на которую рассчитывалась короткозамкнутая обмотка при проектировании.
В связи с вышеизложенным при разработке технологического процесса изготовления литой медной короткозамкнутой обмотки роторов ПЭД взят за основу технологический процесс заливки медью роторов комбайновых двигателей, вне-
дренный на ОАО "ПЭМЗ им. К. Маркса" [19], в котором предусмотрен более прогрессивный метод плавки меди в электропечи типа ИСТ- 0,16/0,25-И3. Быстрое расплавление катодной меди марки М1 ГОСТ 859 - 78 и электродинамическое перемешивание ее в процессе плавки со специальными добавками, обеспечивающими интенсивную дегазацию, предупреждают процесс окисления меди [28].
Ротора ПЭД имеют нетрадиционное соотношение длины и диаметра (L/D =5...6, а иногда и более), следовательно, возникает проблема заливки меди в длинные узкие пазы. Решить эту проблему возможно лишь при заливке меди в пазы пакета ротора под давлением, т. е. использование в технологическом процессе изготовления литой медной короткозамкнутой обмотки роторов ПЭД литейной машины для литья под давлением.
2.2.Особенности литья под давлением
Литьем под давлением называют такой процесс, при котором заполнение литейной формы металлическим расплавом и формирование контура отливки (кристаллизация) происходят под давлением, измеряемым порой несколькими тысячами килограммов на квадратный сантиметр. Форма при этом заполняется в течение долей секунды, а линейная скорость потока расплава достигает 60...70 м/с, а иногда и более.
Способ литья под давлением - один из самых прогрессивных и точных высокопроизводительных способов. Экономическая эффективность метода будет тем больше, чем выше стойкость литейной формы.
Поэтому способ литья под давлением главным образом применяется для получения отливок и сплавов с относительно невысокой температурой плавления, т. е. сплавов на основе свинца, олова, цинка, магния, алюминия и меди [85].
Литье под давлением по сравнению с другими методами получения отливок имеет ряд преимуществ:
1. При переходе на литье под давлением экономия цветного металла составляет 30...60%.
2. Высокая точность размеров отливки, которая определяется точностью изготовления пресс-формы, составом сплава отливки, температурным режимом литья и продолжительностью выдержки отливки в пресс-форме под давлением.
3. Высокая прочность отливок, которая достигается в результате сочетания высокой скорости охлаждения расплава в форме с высоким удельным давлением на металл при заполнении формы и при формировании отливки.
4. Идентичность размеров отливок как результат постоянства размеров формы.
5. Максимальное использование отходов производства и вторичных сплавов.
Существуют различные машины для литья под давлением: машины для литья под давлением с горячей камерой прессования (с компрессорным давлением, с гузнеком, с поршневым давлением); машины для литья под поршневым давлением с горячей (холодной) вертикальной (горизонтальной) камерой прессования и др.
Литье под поршневым давлением на машинах с холодной камерой прессования является наиболее совершенным и универсальным. Этим способом литья можно получать отливки из сплавов на основе цинка, алюминия, магния и меди.
Сущность литья под давлением на машинах с горизонтальной холодной камерой прессования (рис. 2.1) заключается в следующем. Камера прессования 8 представляет собой горизонтально расположенный цилиндр, один конец которого соединяется с половинками формы, а другой перекрывается горизонтальным нако-нечником плунжера 9 гидравлического пресса. После заливки металла ковшом 10 в камеру прессования 8 через заливочное окно и включения пусковых клапанов гидравлического пресса плунжер с прессующим наконечником 9 под действием давления перемещаются по направлению к форме. Металл сначала заполняет камеру прессования, а затем втекает струей в полость формы. После запрессовки металла плунжер продолжает оставаться под давлением, передавая его на металл до момента
открытия формы. Отливка извлекается из формы вместе с литниковым остатком, после чего форма закрывается, и цикл литья повторяется [85].
Рис. 2.1. Схема процесса литья металлов под давлением
Изготовление литейной формы для литья под давлением (рис. 2.2) - сложный,
трудоемкий и дорогостоящий процесс. Стоимостью литейной формы и длительностью ее эксплуатации определяется экономичность способа литья.
Литейная форма для литья под давлением состоит из двух половин: неподвижной, называемой матрицей, и подвижной называемой пуансоном. Граница раздела этих половин называется плоскостью разъема. Поверхность формы, соприкаса