BO KHOA HOC VA CONG NGHỆ - BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TÔNG CÔNG TY CƠ ĐIỆN - XÂY DỰNG NÔNG NGHIỆP VA THỦY LỢI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TƯ VẤN CƠ ĐIỆN VÀ XÂY DỰNG Số 6, Nguyễn Công Trứ, Quận Ha
Trang 1
(BO KHOA HOC VA CONG NGHỆ - BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TÔNG CÔNG TY CƠ ĐIỆN - XÂY DỰNG NÔNG NGHIỆP VA THỦY LỢI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TƯ VẤN CƠ ĐIỆN VÀ XÂY DỰNG
Số 6, Nguyễn Công Trứ, Quận Hai Bà Trưng, Hà Nội
Báo cáo chuyên đề của Đề tài:
“HỢP TÁC NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN CHÌM LẮP VỚI MÁY BƠM CHÌM CÔNG SUẤT N = 37KW PHỤC VỤ NÔNG NGHIỆP”
Nội dung chuyên đề:
“Quy trình công nghệ chế tạo động cơ điện chìm”
PGS.TS Nguyễn Văn Bày
S5
Trang 2BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TONG CONG TY CƠ ĐIỆN - XD NN & TL Độc lập - Tự đo - Hạnh phúc
TRUNG TAM NGHIEN COU,TUVAN nee “o00 -
CO DIEN VA XAY DUNG
DANH SACH TAC GIA CUA ĐỀ TÀI KH&CN CẤP NHÀ NƯỚC
1 Tên Để tài:
“Hợp tác nghiên cứu thiết kế và chế tạo động cơ điện chìm lắp với máy
bơm chìm công suất N= 37kW phục vụ nông nghiệp”
Theo Nghị định thư về hợp tác khoa học công nghệ và bảo vệ môi trường
với Hungary
3 Thời gian thực hiện: 1/2003 — 12/2004
4 Cơ quan chủ trì:
Trung tâm nghiên cứu, tư vấn cơ điện v à xây dựng (REMECO)
(Tên cũ: Trung tâm tư vấn đầu tư, thiết kế, công nghệ cơ điện nông nghiệp và thủy lợi)
% Bộ chủ quản:
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
6 Danh sách tác giả:
TT Học hàm, học vị, họ và tên Chữ ký
1 | PGS TS Neuyén Van Bay _Z—”
2 |KS Nguyễn Trọng Tiếu ny A
4 | Ths Dd Huy Cương
5 |KS Nguyễn Văn Việt NA
6 | KS Nguyén Ding Cong (a
7 | TS Phạm Gia Thọ +2 +} —~
K7 THỦ TRƯỞNG CƠ QUAN CHỦ TRÌ DỰ ÁN
ky va dong dấu)
iy Pho giám đốc
Nguyễn Văn Anh
Trang 3MỤC LỤC
I Các bước công nghệ chế tạo động cơ điện chìm
H Công nghệ chế tạo mạch từ
II Tấm sấy dây quấn
IV Quy trình công nghệ chế tạo réto va stato
động cơ điện chìm 1KC37/4
IV.1 Yêu cầu chung
IV.2 Chon kích thước tấm tôn và phương pháp dập
1V.3 Ghép lá tôn stato
IV.4 Đặt và đai đấu dây quấn
IV.5 Ép lõi thép stato trên thân
IV.6 Ghép lõi thép rôto, đúc thanh dẫn, vòng ngắn mạch và cánh toả nhiệt
V Công nghệ chế tạo các chỉ tiết khác
V.1 Công nghệ chế tạo một số chi tiết đúc chính
V.2 Quy trình công nghệ chế tạo trục - rôto động cơ điện chìm
VI Kết luận
10
10
17 19
Trang 41 Các bước công nghệ chế tạo động cơ điện chìm
Nghiên cứu, lựa chọn giải pháp công nghệ phù hợp, đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt, giá thành hạ là tiêu chí công nghệ trong chế tạo động cơ điện
chìm
Công nghệ chế tạo động cơ điện chìm bao gồm nhiều bước công nghệ
chính như sau:
a Công nghệ chế tạo mạch từ và dây quấn
b
Cc
d
€
Công nghệ tầm, sấy dây quấn
Công nghệ chế tạo rôto và stato
Công nghệ chế tạo các chi tiết cơ khí
Công nghệ tháo lắp động cơ
II Công nghệ chế tạo mạch từ
IL1
H2
IL3
Chọn kích thước tấm tôn đảm bảo hệ số sử dụng tấm tôn là cao nhất, đây
là một khâu quan trọng góp phần hạ giá thành cho sản phẩm
Dập lá tôn stato, rôto theo bản vẽ thiết kế được thực hiện bằng phương
pháp dập thông thường, bán tự động hay tự động hoàn toàn
Chọn quy trình công nghệ phù hợp với năng lực của máy dap Luc dap va
công suất dập tính theo chiều đài vết cắt, chiều dày lá tôn Dập lá tôn có thể đập một lần hay nhiều lần Nếu máy đập không đủ công suất có thể chia ra nhiều lần dập bằng phương pháp đập xoay, nghĩa là, mỗi lần đập cần xoay khuôn một góc œ= 3609/Z trong đó Z là số rãnh cần dập
Tẩy ba via: Khi chế tạo khuôn đập khe hở giữa động cơ điện chìm chày và cối được khống chế đủ nhỏ để khi đập không có bavia, mặt khác sau một
thời gian dập với số nhát dập nào đó chày cối sẽ bị mòn hoặc sứt mẻ, nếu mài khuôn sẽ ảnh hướng đến năng suất đập và tốn kém trong việc đầu tư,
vì vậy, trong sản xuất hàng loạt phải chấp nhận có ba via và thêm vào qui trình công nghệ một công đoạn đó là mai ba via
Các lá tôn sau khi đập nhờ băng chuyền con lăn đưa đến may mai ba via Máy mài ba via g6m hai truc quay, trong đó một trục là đá mài Khi đưa lá
3
Trang 514
1L5
IL6
tôn vào máy mài, mặt có ba via phải ở phía đá mài, lực ép phải vừa đủ để tẩy hết ba via đồng thời không làm biến đạng lá tôn
Lá tôn sau khi được tẩy ba via phải đảm bảo chiều cao của ba via không
lơn hơn 0,01mm
Kiểm tra ba via được thực hiện bằng tay hoặc dụng cụ đo, dung cụ đo ba via có thể dùng thước panme hay thiết bị đo quang học không tiếp xúc
Ủ các lá tôn để khôi phục từ tính
Khi dập, lực đập mạnh nên các phần tử thép bị thay đổi, do đó, làm giảm
khả năng dẫn từ của thép ở các gờ mép, ảnh hưởng này có thể gây chiều
sâu từ 0,5 — 1 mm tính từ mép dập Để khôi phục từ tính của thép phải tiến hành ủ lá tôn
Ủ lá tôn phải đảm bảo không để gỉ bể mặt lá tôn Đưa lá tôn vào lò chân không sau đó khống chế nhiệt độ trong lò từ 1100 - 1200%C trong thời gian 1 giờ - l giờ 30 phút, tiếp tục làm nguội với tốc độ 40 + 60 °C/giờ
Khi nhiệt độ xuống 450°C thì tiến hành đưa lá tôn ra ngoài để nguội tự
nhiên
Sơn cách điện lá tôn.Các lá tôn cần được sơn cách điện để tăng điện trở đối với dòng Fucô trong lõi thép, các lớp sơn này phải chịu được nhiệt độ tương đối cao
Ghép lá tôn thành lõi thép thiết kế
Yêu cầu của công đoạn này là tạo ra mạch từ chắc chắn về mặt cơ khí,
không bị ngắn mạch đối với đòng Fucô, đạt hệ số ép chặt theo thiết kế, tạo
độ chéo rãnh đảm bảo kích thước và thông số kỹ thuật theo thiết kế
Ghép lá tôn stato có thể dùng nhiều phương pháp khác nhau như: Dùng đỉnh tán, hàn đọc theo mép ngoài lõi tôn hay đúc nhôm vào lõi sắt để giữ các lá tôn Các phương pháp đều làm ngắn mạch các lá tôn nên ít được sử dụng
Ghép lá tôn bằng phương pháp ép sát lõi sắt bằng các thanh chạy đọc phía ngoài lõi sắt, phương pháp này các thanh sắt đẹt chạy dọc lõi thép trong
Trang 6H.7
các ranh hình đuôi nhạn ở phía lưng lá tôn và được đập hoặc chốt với hai
vành ép ở hai đầu lõi thép
Trong khi ép lá tôn thường xảy ra hiện tượng các lá tôn hai đầu toè ra do
ba via hay cong vênh các lá tôn khi dập làm cho công việc lồng dây gặp
khó khăn và làm tốn vật liệu dây đồng Khác phục hiện tượng này bằng
cách dùng hai lá tôn đầu dày 1mm được hàn đính từ hai lá tôn dày 0,5mm
và vành ép có độ dày 3mm chiều rộng bằng chiều cao lưng lá tôn stato
Ghép, đúc rôto
Lõi tôn ro to được xếp và ép trên trục gá Độ ép chặt được kiểm soát bằng
cách đếm các lá tôn, sau đó ép đến chiều dài thiết kế
Sau khi ép chặt lõi rôto sẽ tiến hành đúc nhôm tỉnh khiết vào rãnh lõi thép
roto, đúc vành ngắn mạch và cánh tần nhiệt
Đúc có thể được thực hiện bằng phương pháp đúc khác nhau như đúc tinh, đúc ly tâm và đúc áp lực Phương pháp hiện đại được sử dụng nhiều là đúc
áp lực Nhôm được nấu chảy và nhờ khí nén ép vào khuôn dưới áp lực Phương pháp này năng suất và độ tin cậy chất lượng cao
Rôto sau khi để nguội được tháo ra khỏi trục gá và tiến hành ép vào trục
đã được gia cộng thô, tiện bể rôto và gia công tỉnh trục đến kích thước thiết kế
Cân bằng tĩnh cho rôto đảm bảo độ không cân bằng cho phép nhỏ hơn 15g bằng cách dán thêm vật cân bằng và vị trí vấu của vành chập rôto
Sau khi hoàn tất bể mặt lõi tôn rôto được bảo vệ bằng sơn chống gi
EPISON với bề dày không lớn hơn 0,05mm
Il Tam say day quan
Dây quấn sau khi đặt vào rãnh stato, đai đấu tiến hành tấm sấy chan
không
Mục đích của phương pháp này là nâng cao tuổi thọ của dây quấn do đó
thời gian phục vụ của động cơ được kéo dài nhờ các yếu tố:
III.I Tẩm sấy nâng cao cường độ cách điện của cuộn dây.
Trang 7IH.2
IH.3
H4
THs
11.6
IH.7
Cường độ cách điện của cuôn dây được nâng cao do hơi ẩm trong cách điện rút đi đồng thời đồng nhất vật liệu cách điện do tẩm sơn
Tam say nang cao độ bền điện của vật liệu cách điện
Sơn cách điện khi khô đi cũng là vật liệu cách điện tốt Việc sơn cách điện làm cho quá trình phá huỷ do điện áp diễn ra chậm hơn Mặt khác, độ bền của cách điện được nâng lên do sơn cách điện ngăn chặn được các tác
nhân làm hỏng cách điện như hoá chất, độ ẩm
Sơn, tầm nâng cao khả năng chịu nhiệt của vật liệu cách điện
Sơn, tẩm làm giảm tốc độ phá huý cách điện do quá trình ôxi hoá xảy ra
trong đó nên có thể nâng cao khả năng chịu nhiệt
Tầm, sấy nâng cao khả năng chịu ẩm cho vật liệu cách điện
Các lỗ hổng được điền đây sơn cách điện, do vậy, hơi ẩm không vào được, làm vật liệu cách điện mất khả năng hút ẩm
Tăng khả năng truyền nhiệt đo sơn cách điện điển đầy các lỗ hổng làm
cho dây quấn trở thành khối đồng nhất, nhiệt do tổn hao dây quấn được
truyền ra ngoài không gây nóng cục bộ, do đó, tuổi thọ của cách điện cũng được nâng cao
Tấm, sấy nâng cao độ bền cơ khí
Tấm sấy giúp cho các vòng dây của dây quấn tạo thành một khối vững
chắc, khi mở máy hoặc mang tải đột ngột dây quấn không bị xê dịch đo lực điện động làm cho cách điện không bị hỏng, nâng cao tuổi thọ của cho động cơ điện chìm
Tầm, sấy tạo ra lớp bảo vệ cách ly đây quấn với môi trường bên ngoài đo
đó tránh được sự phá hoại do vi khuẩn, hoá chất gây ra
Đưa toàn bộ stato và dây quấn vào thùng nhúng để ngâm Nâng nhiệt độ
để sấy khô dưới áp suất thấp; sau đó hút đến độ chân không quy định, đưa sơn cách điện vào thùng, nâng áp suất không quá áp lực 7 — 8 bar Sau thời
gian ngâm tiến hành xả sơn sang thùng chứa và tiến hành sấy khô.
Trang 8IV Quy trình công nghệ chế tạo rôto và stato động cơ dién chim 1KC37/4
IVA Yéu cầu chung
Việc chế tạo stato và rôto là một vấn đề rất quan trọng, có tính chất quyết định và ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số làm việc của động cơ như mômen khởi động, mômen làm việc, dòng điện khởi động, hiệu suất, độ ồn, độ rung Mặt khác, ngoài việc đảm bảo các thông số kỹ thuật của động cơ, trong chế tạo còn phải đảm bảo các yếu tố khác như hợp lý hoá sản xuất phù hợp với khả năng
và năng lực sản xuất của nhà máy, kinh tế và hiệu quả trong chế tạo
Trên cơ sở nguyên liệu, máy móc thiết bị, trình độ sản xuất của nhà máy, thông số và kích thước thực tế của động cơ điện chìm đã được thiết kế sẽ đưa ra quy trình công nghệ phù hợp với một nhà máy cụ thể đã được khảo sát (Công ty
chế tạo điện cơ Hà Nội) khi áp dụng vào địa điểm cụ thể khác phải có sự điều chỉnh phù hợp với điều kiện riêng
IV.2 Chọn kích thước tấm tôn và phương pháp đập
IV.2.] Kích thước tấm tôn
Đường kính ngoài của stato theo thiết kế là 327mm Khổ tôn trên thực tế
có bề rộng là 1000mm, dày 0,5mm ( loại tôn thông dụng nhà máy sử dụng ) do
là tôn cuộn nên ta có thể chọn chiều đài phù hợp đảm bảo hệ số sử dụng lõi thép
là kinh tế nhất và đảm bảo đễ dàng trong quá trình dập
Với đường kính ở trên có thể dập lá tôn theo kích thước: 1000x1320mm
với số lượng 12 lá tương ứng hệ số sử dụng là 0,75 Khoảng cách giữa hai mép
ngoài gần nhau của các lá tôn là 3mm
JV.2.2 Phương pháp dập
Tấm tôn khổ 1000x1320 được đưa lên đập trên máy 18 tấn đập lần thứ nhất theo đường kính ngoài ¿327và đường kính trong 6200 cta stato theo kich
thước đã thiết kế
Tấm tôn stato được đưa lên dập một lần (Dập rãnh, mang cá và dấu ) theo kích thước lá tôn stato đã thiết kế
Tấm tôn rôto với đường kính ngoài bằng đường kính trong của stato được đưa lên máy dap l4 tấn dập một lần các rãnh roto, đường kính trục,rãnh then
7
Trang 9theo kích thước lá tôn roto đã được thiết kế Tuy nhiên, khi ấy đường kính ngoài của lá tôn thu dược lớn hơn đường kính ngoài của lá tôn đã thiết kế
Trong quá trình đập lá tôn phải thường xuyên kiểm tra chày, cối với việc
kiểm tra độ bavia bằng tay, bằng thiết bị đo độ bavia hoặc sau số lần đập qui
định của khuôn phải thay khuôn dập đảm bảo chiều cao của bavia không được
vượt quá 0,01mm
Lá tôn stato và rôto sau khi đập không phải tẩy bavia, nếu chiều cao của bavia nhỏ hơn 0,01 và được gá ép trên trục gá
IV.3 Ghép lá tôn stato
Lá tôn stato được gá ép trên trục gá có đường kính ®200 với độ mòn không được vượt quá - 0,05mm
Xếp đủ lá tôn và ép đến kích thước 280+0,5mm không kể vòng ép
Đảm bảo kích thước nghiêng rãnh 16mm theo đường kính ®200
Hai lá tôn đầu được hàn đính từ 02 lá tôn 0,5mm
Hai đầu có vòng ép dày 5mm
Sau khi đạt các kích thước yêu cầu tiến hành đập gông ép phía lưng của lá
tôn sfato, đập ngược lại với hai vòng ép ở hai đầu Sau đó tháo lõi thép stato ra
khỏi trục gá
Mài, dũ: rãnh đảm bảo độ nhấp nhô giữa các lá tôn không được vượt quá 0,Imm
IV.4 Đặt và đai đấu dây quấn
Lồng 02 lớp cách điện rãnh vào toàn bộ rãnh lõi thép stato
Dây quấn được đặt vào rãnh bằng tay Dây quấn hai lớp bước ngắn (1-8), giữ một bối dây chờ nhằm mục đích chắc chắn cho dây quấn và đẹp phần đầu
nối
Lồng song song lớp bối dây dưới rãnh, đồng thời, tiến hành lồng cách điện giữa rãnh, sau đó lồng tiếp lớp bối dây phía trên
Sau khi lồng xong bối đây, tiến hành lồng cách điện miệng rãnh, sau đó
đóng nêm vào rãnh
Trang 10ˆ_ Đai, đấu đầu nối, sơn tẩm sấy theo đúng qui trình kèm theo
Ep stato vào than theo kích thước lắp đặt có bản vẽ kèm theo
IV.5 Ép lõi thép stato trên thân
Sau khi ghép, stato được tháo ra khỏi calíp và tiến hành lồng dây,tẩm sấy đúng qui trình (Qui trình kèm theo) trước khi ép vào thân Quá trình ép tránh va đập vào bối dây làm hỏng cách điện của cuộn dây stato vào thân dùng máy ép thuỷ lực với hành trình ép phù hợp với kích thước lắp đặt stato trên thân (có bản
vẽ kèm theo}
IV.6 Ghép lõi thép rôto, đúc thanh dân, vòng ngắn mạch và cánh toả nhiệt
Lá tôn được xếp trên trục gá ®80h6, độ nhấp nhô của lá tôn sau khi xếp
không được lớn hơn 0,1mm
Kiểm tra độ ép chặt lá tôn bằng cách đếm số lá tôn hay cân tổng các lá tôn
và đảm bảo kích thước chiều dài 280+1mm
Gá ép lõi thép rôto, tiến hành đúc thanh dẫn, vòng ngắn mạch và cánh toả nhiệt theo khuôn mẫu đã được thiết kế chế tạo Có bản vẽ kèm theo
Đúc thanh dẫn, vòng ngắn mạch và cánh tản nhiệt bằng phương pháp đúc
áp lực
Cấp chính xác của vật đúc đạt cấp III TCVN 385-70
Mặt đúc không được rỗ, không được sứt mẻ ở các cạnh cũng như ở các vòng chập mạch, các cánh đúng kích thước không được hụt quá 2mm
Lõi thép rôto sau khi đúc nhôm được ép trên trục đã được gia công thô và
đảm bảo kích thước lắp đặt trên trục
Gia công tỉnh trục và đường kính ngoài của lõi thép Đảm bảo đường kính ngoài của rôto đạt kích thước ø199#6°,,„ và độ đảo không được lớn hơn đường tâm chuẩn 0,02mm
Roto can bang dong cho phép không vượt quá 15g, các miêng cân bằng
động được tán vào vấu và gắn miếng cân bằng trên vành chập
Các mặt bên của lõi tôn được quét sơn chống gi EPICON.
