Tìm hiểu về công nghệ chế tạo máy điện một chiều

Phụ Lục Phàn 1:Tìm hiểu về động cơ điện một chiều I:Cấu tạo động cơ một chiều 1.Phần tĩnh stato 2.Phần roto II: Nguyên lý làm việ III: Phân loại máy điện một chiều Phần 2: Thiết kế máy điện một chiều Phân 3: Nghiên cứu công nghệ chế tạo máy điện một chiều I: Một số quy trình điển hình quan trọng 1.Chế tạo cuộn dây từ chính 2.Xếp ép lõi cực từ chính 3. Quy trình lắp ghép cực từ chính và cực từ phụ 4. Quy trình chế tạo bối dây phần ứng 5. Lồng bối dây phần ứng 6. Đấu dây phần ứng 7. Xếp ép vành góp 8. Chế tạo phễu cách điện 9. Lắp ráp cổ góp động 10. Gia công cổ góp động cơ 11 . Băng đai roto 12. Tẩm sấy, phun sơn cuộn dây cực từ động cơ II: Quy trình thử nghiệm động cơ một chiều 1.Kiểm tra nguội 2. Thử cao áp 3. Chạy thử không tải 4. Chạy thử quá tải

-GVHD: Cô Nhị

-Nhóm sinh viên: Nhóm 05

+ Nguyễn Mạnh Cường

+ Trần Văn Đô

+ Nguyễn Văn Giáp

+ Nguyễn Văn Hà

+ Lê Thạc Hải

+ Vũ Ngọc Hiệp

+ Phan Thị Kim Hoa

+ Hoàng Thanh Tịnh

+ Hoàng Đình Trung

+ Nguyễn Công Tuấn

Đề tài: Tìm hiểu về công nghệ chế tạo máy điện một chiều

Phụ Lục Phàn 1:Tìm hiểu về động cơ điện một chiều

I:Cấu tạo động cơ một chiều

1.Phần tĩnh stato

2.Phần roto

II: Nguyên lý làm việ

III: Phân loại máy điện một chiều

Phần 2: Thiết kế máy điện một chiều

Phân 3: Nghiên cứu công nghệ chế tạo máy điện một chiều

I: Một số quy trình điển hình quan trọng

1.Chế tạo cuộn dây từ chính

10 Gia công cổ góp động cơ

11 Băng đai roto

12 Tẩm sấy, phun sơn cuộn dây cực từ động cơ

II: Quy trình thử nghiệm động cơ một chiều

1.Kiểm tra nguội

2 Thử cao áp

3 Chạy thử không tải

4 Chạy thử quá tải

Phần1 :TÌM HIỂU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

- Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn được coi là một loại máyquan trọng Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong nhữngđiều kiện làm việc khác.Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, có nhiều ưu việthơn so với loại động cơ khác Không những nó có khả năng điều chỉnh tốc độ dễdàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chấtlượng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng Động cơ điện một chiều được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao vể điều chỉnh tốcđộ như cán thép, hầm

mỏ, giao thông vận tải

I CẤU TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

-Cấu tạo động cơ điện một chiều có thể chia thành hai phần chính

là phần tĩnh(stato) và phần quay (rôto)

1 Phần tĩnh hay stato

-Đây là phần đứng yên của động cơ, bao gồm các bộ phận chính sau:

a Cực từ chính :

-Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kíchtừ lồng ngoài lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép

kỹ thuật điện haythép cácbon dày 0,5 mm đến 1 mm ép lại và tán chặt

.Trong động cơ nhỏ có thể cách điệnkỹ thành một khối và tẩm sơn cách

điện trước khi đặt trên các cực từ Các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này được nối nối tiếp với nhau.

b Cực từ phụ :

-Cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều Lõithép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dâyquấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính Cực từ phụ cũng được gắn vàovỏ máy nhờ những bulông.

c Gông từ :

-Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trongđộng cơ nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại Trong động cơ điệnlớn thường dùng thép đúc Có thể dùng gang làm vỏ máy trong động cơ điện nhỏ.

d Các bộ phận khác:

- Nắp động cơ : Để bảo vệ động cơ khỏi bị những vật ngoài rơi vào làn

hư hỏngdây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện Trong động cơ điện nhỏ vàvừa, nắp động cơ còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trường hợp này nắp độngcơ thường làm bằng gang.

- Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài Cơ cấu chổi thangồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp Hộpchổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá Giá chổi than có thểquay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ Sau khi điều chỉnh xong thìdùng vít

cố định chặt lại.

2 Phần quay hay rôto

Phần quay gồm có những bộ phận sau:

a Lõi sắt phần ứng

- Lõi sắt phần ứng dùng để đẫn từ Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện(thép hợp kim silic) dày 0,5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại đểgiảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên Trên

lá thép có dập hình dạng rãnh để saukhi ép lại thì đặt dây quấn vào.Trong những động cơ cỡ trung trở lên, người ta còn dập những lỗ thông gió đểkhi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc

trục.Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia

thành từng đoạn nhỏ.Giữa các đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe thông gió ngang trục Khi động cơ làm việc, gió thổi qua các khe làm nguội dây quấn và lõi sắt.Trong động cơ điện nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép chặt trực tiếp vào trục Trongđộng cơ điện lớn hơn, giữa trục và lõi sắt

có đặt giá rôto Dùng giá rôto có thể tiết

b Dây quấn phần ứng

- Dây quấnphần ứng là phần sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua Dâyquấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện Trong động cơ điệnnhỏ (công suất dưới vài kilôoat) thương dùng dây có tiết dện tròn Trong động cơ điện vừa và lớn, thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật Dây quấn đựợc cách điệncẩn thẩn với rãnh của lõi thép.Để tránh khi quay bị văng ra so sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc phải đai chặt dây quấn Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakêlit.

c Cổ góp

- Cổ góp (còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều) dùng để đổi chiều dòng điệnxoay chiều thành một chiều

.

- Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhạn cách điệnvới nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một trụ tròn Hai đầu trụtròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành góp có cao hơn một ít đểhàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng.

d Các bộ phận khác:

-Cánh quạt: dùng dể quạt gió làm nguội động cơ Động cơ điện một chiềuthường được chế tạo theo kiểu bảo vệ Ở hai đầu nắp động cơ có lỗ thông gió Cánhquạt lắp trên trục động cơ Khi động cơ quay, cánh quạt hút gió từ ngoài vào độngcơ Gió đi qua vành góp, cực từ, lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió ra ngoài làmnguội động cơ.

-Trục động cơ: trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ

bi Trụcđộng cơ thường được làm bằng thép cácbon tốt.

II: Nguyên lý làm việc:

-Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện, trong dây quấn phần ứng

có dòng điện Iư Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ chịu lực Fđt tác dụng làm cho rôto quay.

- Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau, do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi.

-Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường, sẽ cảm ứng sức điện động Eư ở động cơ điện một chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện

Iư nên sức điện đông Eư còn được gọi là sức phản điện

III: Phân loại máy điện 1 chiều

-Dựa vào phương pháp cung cấp dòng kích từ người ta chia máy điện 1 chiều ra thành các loại như sau:

 Máy điện 1 chiều kích từ độc lập: dòng điện kích từ của máy lấy từ nguồn điện khác không liên hệ với phần ứng của máy

 Máy điện 1 chiều kích từ song song: dây quấn kích từ nối song song với mạch phần ứng.

 Máy điện chiều kích từ hỗn hợp: gồm 2 dây quấn kích từ song song

và dây quấn kích từ nối tiếp trong đó dây quấn kích tu song song là chủ yếu.

 Máy điện 1 chiều kích từ nối tiếp: dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạch phần ứng

Phần 2 Thiết kế máy điện một chiều.

-Công việc thiết kế sản phẩm được chia thành 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1 là thiết kế tính toán

+ giai đoạn 2 là thiết kế kết cấu

-Thiết kế tính toán được bắt đầu từ việc tiến hành lựa chọn phương pháp thiết

kế tính toán Qua nghiên cứu các tài liệu, sách, các giáo trình, đề tài đã lựa chọn

phương pháp tính toán thiết kế của Liên Xô (cũ) được dựa trên cơ sở lý thuyết vững

chắc và Liên xô có nền công nghệ chế tạo máy điện phát triển mạnh

sản phẩm khi thay đổi các dữ liệu cho phép người thiết kế chọn được

phương án tối ưu

cho sản xuất (phương án sản phẩm đạt thông số kỹ thuật với chi phí thấp nhất) Phần

mềm tính toán xác định được toàn bộ các kích thước và thông số cơ bản của các bộ

phận dẫn điện và dẫn từ như gông thân, phần ứng, các bộ dây, các cực từ.v.v

- Thiết kế tính toán kết cấu bao gồm tính toán các kích thước cơ bản của cổ góp,

tính kiểm tra độ cứng vững của trục, tính chuỗi kích thước.v.v Các kết quả nhận được

từ phần mềm tính toán và tính toán thông thường được kiểm chứng bằng cách so sánh

với nhau và so sánh với kết quả của các thông số kỹ thuật của động cơ do Liên xô (cũ)

chế tạo và động cơ do đề tài chế tạo cho thấy độ tin cậy và khả năng sử dụng phần

mềm cho công tác thiết kế máy điện một chiều

- Đề tài tổ chức nghiên cứu kết cấu tổng quan của động cơ do Liên xô chế tạo và

phân tích lựa chọn kết cấu, vật liệu để chế tạo Kết cấu của động cơ phải chắc chắn, dễ

dàng tháo lắp, phù hợp để lắp đặt lên máy xúc, có tính công nghệ

-Vật liệu phải là các vật liệu mới đang được sử dụng để chế tạo máy điện một chiều tại các nước có công nghiệp phát triển được lựa chọn để chế tạo sản phẩm, đề tài sử dụng cách điện cấp F để tăng khả năng làm việc quá tải cho động cơ

Phần3 Nghiên cứu công nghệ chế tạo máy điện một chiều

-Nghiên cứu công nghệ là nội dung quan trọng của đề tài, trong đó bao gồm các

công việc lập phương án công nghệ; thiết kế và chế tạo các thiết bị chuyên dùng,

khuôn, gá, dưỡng, dụng cụ cho các bước công nghệ; chế tạo thử chi tiết, cụm chi tiết để

hiệu chỉnh hoàn thiện; xây dựng quy trình công nghệ Đề tài tập trung nghiên cứu công

nghệ để chế tạo các cụm chi tiết đặc thù của máy điện một chiều như:

+ Công nghệ chế tạo các bộ dây máy điện một chiều (cuộn dây cực chính,

cực

phụ, bộ dây phần ứng);

+ Công nghệ chế tạo cổ góp điện;

+ Công nghệ chế tạo cực từ (cực chính, cực phụ);

+ Công nghệ chế tạo cụm giá than;

+ Công nghệ chế tạo các chi tiết cơ khí;

+ Công nghệ băng đai;

+ Công nghệ tẩm sấy và cân bằng động;

+ Công nghệ lắp ráp máy điện một chiều;

- Nghiên cứu chế tạo cổ góp điện là nhiệm vụ khó khăn phức tạp nhất và cũng là

quan trọng nhất của đề tài Cổ góp được ghép từ nhiều chi tiết rời, bề mặt lắp ghép là mặt côn hình nón Khi làm việc cổ góp chịu tác động của lực li tâm, lực ma sát, của nhiệt độ, tia lửa điện, bụi than nên các lam đồng có xu hướng bung ra, bị xây xước, đánh lõm, ăn mòn bề mặt dẫn đến làm hỏng bộ dây phần ứng, gây hư hỏng cổ góp và phá huỷ máy điện một chiều Chế tạo một chi tiết không đạt dung sai kích thước, yêu cầu kỹ thuật, thực hiện sai hay nhầm lẫn một bước nguyên công, một thao tác cũng có thể làm hỏng cổ góp Trong công nghệ chế tạo cổ góp đề tài tập trung giới thiệu:

+ Công nghệ chế tạo lam đồng;

+ Công nghệ chế tạo vành góp;

+ Công nghệ gia công các cốc ép;

+ Công nghệ chế tạo phễu cách điện;

+ Công nghệ định hình cổ góp;

-Quy trình công nghệ để chế tạo các chi tiết, cụm chi tiết máy điện một chiều được xây dựng thành bộ quy trình và được sử dụng để chế tạo ra sản phẩm Bộ quy trình công nghệ đã được hoàn thiện và ban hành để sử dụng theo các quy định trong các tiêu chuẩn quản lý chất lượng ISO 9001:2000.

* TỔNG QUAN TOÀN BỘ CÁC QUY TRÌNH CHẾ TẠO ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU

1 QUY TRÌNH CHẾ TẠO LÁ TÔN CỰC TỪ CHÍNH

2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XẾP ÉP LÕI CỰC TỪ CHÍNH

3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO LÕI CỰC TỪ CHÍNH

4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO LÁ TÔN VÀ LÕI TÔN PHẦN ỨNG

5 QUY TRÌNH CHẾ TẠO CUỘN DÂY CỰC TỪ CHÍNH

6 QUY TRÌNH CHẾ TẠO CUỘN DÂY CỰC TỪ PHỤ

7 QUY TRÌNH LẮP GHÉP CỰC TỪ CHÍNH VÀ CỰC TỪ PHỤ

8 QUY TRÌNH CHẾ TẠO BỐI DÂY PHẦN ỨNG

9 QUY TRÌNH LỒNG BỐI DÂY PHẦN ỨNG.

10 QUY TRÌNH ĐẤU BỘ DÂY PHẦN ỨNG

11 QUY TRÌNH BĂNG ĐAI BỘ DÂY RÔTO

12 QUY TRÌNH TẨM SẤY, PHUN SƠN CUỘN DÂY CỰC TỪ

13 QUY TRÌNH GIA CÔNG TRỤC VÀ RÔTO TRỤC

14 QUY TRÌNH GIA CÔNG HÀN THÂN

15 QUY TRÌNH GIA CÔNG THÂN

16 QUY TRÌNH TẨM SẤY, PHUN SƠN BỘ DÂY PHẦN ỨNG

17 QUY TRÌNH GIA CÔNG LẮP TRƯỚC VÀ SAU

18 QUY TRÌNH CHẾ TẠO NAM ĐỒNG CỔ GÓP

19 QUY TRÌNH CHẾ TẠO ĐUÔI CỜ

20 QUY TRÌNH XẾP ÉP VÀNH GÓP

21 QUY TRÌNH CHẾ TẠO CÁC PHỄU, BẠC CÁCH ĐIỆN

22 QUY TRÌNH GIA CÔNG VÀNH GÓP

23 QUY TRÌNH GIA CÔNG CÁC BẠC ÉP VÀNH GÓP

24 QUY TRÌNH LẮP RÁP CỔ GÓP

25 QUY TRÌNH GIA CÔNG CỔ GÓP

26 QUY TRÌNH ĐỊNH HÌNH ĐỘNG CỔ GÓP

27 QUY TRÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG CỔ GÓP

28 QUY TRÌNH KIỂM TRA THỬ NGHIỆM CỔ GÓP

29 QUY TRÌNH CHẾ TẠO CỤM GIÁ THAN

30 QUY TRÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG RÔTO TRỤC

31 QUY TRÌNH LẮP RÁP ĐỘNG CƠ

I MỘT SỐ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐIỂN HÌNH QUAN TRỌNG

1 CHẾ TẠO CUỘN DÂY CỰC TỪ CHÍNH

1.1 Thiết bị và dụng cụ

- Gía đỡ cuộn dây nguyên liệu

- Máy quấn dây

- Khuôn quấn dây

- Kìm cắt dây, dao cạo đầu dây, kéo

200KW-440V Dây chữ nhật bọc sợi thuỷ tinh 2,24- 6mm

- Dây phải còn nguyên trong lõi, không bị xây xát cách điện bọc ngoài

- Cách điện của dây phải đều, bóng, không bị ẩm, mốc hoặc biến mầu

2 Vật liệu cách điện

- Phải đảm bảo chất lượng đúng chủng loại

3 Dây buộc băng vải

1.3 Qúa trình công nghệ quấn tạo hình bối dây cực từ chính

1 Lắp khuân lên trục quấn của máy quấn dây

2 Quấn bối dây theo bản vẽ thiết kế Lưu ý khi quấn đến các vòng dây phía ngoài

cần phải dùng dây buộc bằng băng vải kéo rút trên phần đoạn thẳng khoảng

02 điểm rồi

buộc zích zắc vào các vòng dây phía trong Quấn tất cả các cuộn dây với chiều quấn như

nhau

3 Buộc sơ bộ bằng băng vải để chống bung cuộn dây

4 Hàn vảy bạc đấu 02 đầu dây ra bằng đồng lá thuận tiện cho việc đấu dây sau này

5 Quấn cách điện 8 lớp mica dày 0,1 mm chồng ½ dọc theo chiều dài cuộn dây cực từ

6 Quấn bảo vệ bên ngoài bằng 1 lớp lụa thuỷ tinh tẩm sơn cách điện Không buộc

băng lụa trùm ra ngoài băng mica ở phần đầu dây ra

7 Tẩm sấy cuộn dây trước khi lắp ráp: các cuộn dây sau khi quấn cách điện được đi tẩm sấy chân không 2 nước theo quy trình tẩm sấy động cơ lớn thông dụng

8 Làm sạch sơn đọng trên bối dây đảm bảo không bị trầy xước cách điện

9 Cạo sạch cách điện và sơn ở các đầu bối dây, sau đó nhúng thiếc phần đoạn thẳng đấu nối giữa các cuộn dây

1.4 Kiểm tra bối dây

Stt Mục kiểm tra Tiêu chuẩn Ghi chú

1 - Kiểm tra ngoại quan bối dây

- Cách điện không xây xước, các cuộn dây đều nhau

- Các đầu dây được nhúng kỹ thiếc

2 - Kiểm tra hình học của bối dây

- Kích thước sai lệch không lớn

- Điện trở các bối dây sai lệch không lớn <2%

- Đinh tán cực từ chính : 16 chiếc

2.3 Các bước công nghệ

+ 1 Chuẩn bị

- Dựng gá xếp tôn theo chiều đứng, có đặt sẵn các đinh tán cực từ chính

- Các lá tôn , lá tôn đầu được làm sạch

+ 2 Xếp ép

- Đặt lá tôn đầu cực chính vào gá

- Xếp các lá tôn, chú ý thứ tự lá tôn I , lá tôn II, theo bản vẽ thiết kế

- Xếp khoảng 100 lá tôn thì đưa lên máy ép thuỷ lực, ép sơ bộ bước 1

- Tại vị trí ép trên gá, đo chiều dày thếp tôn và xác định ngay hệ số ép chặt

để xem khả năng điều chỉnh số lá tôn

- Đưa gá cùng lõi tôn xuống, tiếp tục xếp ép tiếp 100 lá nữa lại ép lần 2 Sau

đó xếp hoàn thiện rồi ép lần cuối

- Điều chỉnh độ nhô ra của đinh tán lõi tôn cho cân 2 đầu tôn

- Dùng máy hàn hàn cố định đầu đinh tán vào lá tôn đầu

+ 4 KCS lõi tôn

- Kiểm tra các kích thước lõi tôn theo bản vẽ thiết kế

+5 Vệ sinh bảo quản

- Dùng giẻ sạch lau sạch sẽ các lõi tôn

- Sơn chống rỉ 2 lá tôn đầu , 1 lớp 20 μ m Các mặt còn lại bôi dầu bảo quản

- Bảo quản nơi khô ráo cho tới khi lắp ráp cực từ

3 QUY TRÌNH LẮP GHÉP CỰC TỪ CHÍNH VÀ PHỤ

- Đưa toàn bộ cả cụm cực từ vào thân động cơ, lồng gudông M24 vào các

lỗ bắt, đưa đai ốc vào siết sơ bộ Chú ý đầu dây ra cuộn dây hướng về phía đuôi động cơ ( nơi có các lỗ dây ra)

- Lồng tấm ép cực từ phụ vào lõi thép cực từ phụ, chỉnh cho tới sát 2 tấm

ốp cực từ phụ và mép tấm ốp cực từ phụ chui vào trong lỗ

- Nhẹ nhàng đưa cuộn dây cực từ phụ vào lõi tôn, chú ý chỉnh để mép các tấm ốp cực từ phụ nằm gọn vào lòng trong cuộn dây

- Đặt tấm lót đáy cực từ phụ vào sát cuộn dây

-Đưa toàn bộ cả cụm cực từ vào thân động cơ, lồng gudông M24 vào các

lỗ bắt, đưa đai ốc vào sát sơ bộ Chú ý đầu dây ra cuộn dây hướng về phía đuôi động cơ ( nơi có các lỗ dây ra)

+ 4 Siết chặt hoàn thiện

- lần lượt siết chặt hoàn thiện các bulông , gudông

- Trong quá trình vừa siết vừa điều chỉnh khoảng cách và vị trí các cực từ cho đều và cân nhau

+ 5 KCS: kiểm tra theo các bản

- Thử cao áp 1800V xoay chiều các cuộn dây với vỏ

+ 6 Vệ sinh bảo quản

- Dung gỉe sạch lau sạch sẽ các chi tiết

- Sơn chống rỉ các mặt không lắp ghép của thân

4 QUY TRÌNH CHẾ TẠO BỐI DÂY PHẦN ỨNG