Глава 2 Материалы, применяемые в электромашиностроении. (967517), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для длительных рабочих температур 220—2400 С изготавливаются медные провода ПЭТ-имид и медные никелированные марки ПИЭТ-имид в диапазоне диаметров 0,1…2,5 мм.
Прямоугольные никелированные медные провода ПИЭТП-имид выпускаются с сечениями 1,4…5,1 мм2. Толщина полиимидной изоляции этих проводов несколько ниже, чем у обычных эмалированных проводов.
Для специальных применений изготавливаются провода эмалированные с двойной изоляцией, провода с гибкой керамической и стеклоэмалевой изоляцией, провода с волокнистой и эмалево-волокнистой изоляцией, провода со стекловолокнистой дельта-асбестовой и стеклянной изоляцией, а также провода с пленочной и пластмассовой изоляцией [12,16].
Эмалированные провода с двойной изоляцией ПЭВД и ПЭВДД имеют класс нагревостойкости А (ТИ 105) и выпускаются диаметром 0,06…0,45 мм. При нагревании дополнительный слой изоляции расплавляется и склеивает витки катушек без пропитывающих лаков.
Провода ПЭВТР имеют дополнительный термореактивный слой, повышающий допустимые температуры. Провод ПЭВТЛК имеет также дополнительное покрытие, повышающее механическую прочность.
Провода с гибкой керамической изоляцией ПЭЖБ допускают длительную работу при 4000 С и в течение 2000 ч при 5000 С.
Провода с волокнистой и эмалево-волокнистой изоляцией марок ПБД и АПБД имеет класс нагревостойкости А (ТИ 105). Изоляция — эмаль и хлопчатобумажная пряжа.
С двойной изоляцией из натурального шелка выпускаются провода ПШД, ПШДКМ, ПШДКТ. Выпускаются также провода двойной лавсановой изоляцией марки ПЛД.
Медные провода с эмалево-волокнистой изоляцией марок ПЭШО, ПЭЛО и ПЭБО имеют эмалевую изоляцию и шелковое или лавсановое полотно.
Провода со стекловолокнистой изоляцией ПСД-Л, ПСДТ, ПСДТ-Л, АПСД имеют классы нагревостойкости F и Н (ТИ 155 и 180). Круглые провода марок ПСД и ПСДК выпускаются диаметром от 0,5 до 5 мм. Диапазон сечений проводов прямоугольного сечения от 2 до 5 мм2.
Для изготовления обмоток с внутренним охлаждением применяются провода ПСДП (полный проводник прямоугольного и квадратного сечений) с площадью сечения от 2 до 53 мм2. Класс нагревостойкости этих проводов F (ТИ 155).
Провода марки ПОЖ предназначены для длительной работы при 3000 С в течение ограниченного времени при 500…6000 С. Такие провода имеют диаметры от 0,315 до 3 мм, прямоугольные — от 1,9 до 20 мм2.
Для изготовления двигателей электроподвижного состава применяются круглые и прямоугольные провода марки ПЭТВСД, имеющие эмалевую и стеклянную изоляцию. Диаметр круглых проводов 0.85…2,5 мм. Сечение прямоугольных проводов 2,5…25,2 мм2. Класс нагревостойкости F (ТИ 155).
Для обмоток высоковольтных машин используются прямоугольные провода с комбинированной пленочно-волокнистой изоляцией матки ППЛБО. Изоляция включает три слоя лавсановой пленки и один слой хлопчатобумажной пряжи. Диапазон сечений от 3 до 80 мм2. Класс нагревостойкости А (ТИ 105). Среднее пробивное напряжение 9 кВ.
Для изготовления протяжных обмоток погружных маслозаполненных электродвигателей переменного тока с номинальным напряжением 1000…2000 В, работающих в пластовой жидкости, применяют медные провода ПЭТВПДЛ-3 и ПЭТВПДЛ-4. Изоляция состоит из слоя нагревостойкости высокопрочной эмали и 3 или 4 слоев лавсановой пленки. Провода выпускаются диаметрами 1,7…2,8 мм с толщиной изоляции 0,55…0,68 мм. Класс нагревостойкости Е (ТИ 120).
Нагревостойкие обмоточные провода для погружных двигателей ППФ, ППФИ, ППИ имеют изоляцию из ленточного фторопласта-4 и полимидно-фторопластовой пленки.
Обмоточные провода марки ПЭВВП предназначены для изготовления обмоток, укладываемых в закрытые пазы протяжной, и применяются для двигателей напряжением 380 В при рабочей температуре до +700 С.
Провода ПВДП-1 и ПВДП-2 имеют рабочее напряжение 380 и 660 В. Изоляция двухслойная из полиэтилена.
Обмоточные провода с дельта-асбестовой изоляцией ПДА имеют класс нагревостойкости F (ТИ 155) и выпускаются диаметрами 1,81…4,8 мм. Провода ПДА постепенно заменяются проводами со стекловолокнистой изоляцией.
Сверхпроводящие и криопроводящие обмоточные провода выпускаются в однопроволочном и многопроволочном исполнениях из легкодеформируемых сплавов ниобий—титан, ниобий—цирконий—титан, ниобий—цирконий. Проволоки заключены в медную матрицу, которая покрывается эмалево-волокнистой или пленочной изоляцией. Созданные многопроволочные провода из сплавов НТ-50 допускают ток 120 кА при индукции 6 Тл [12].
Для пайки проводников применяют припои. Припои делятся на мягкие и твердые. Наибольшее применение получили оловянно-свинцовые припои ПОС-90, ПОС-61, ПОС-50, ПОС-40, ПОС-30, ПОС-18. Цифры обозначают процентное содержание олова [2]. Мягкие припои заменяются медно-фосфористыми припоями марок ПМФ-7 и ПМФ-9. Цифрами обозначается содержание фосфора.
Серебряные припои ПСр-71 (71% серебра, 28% меди и 1% фосфора) обеспечивают прочность спаев, превосходящую прочность меди. Серебряные припои применяют в специальных электрических машинах, работающих в тяжелых условиях эксплуатации.
От правильного выбора обмоточных проводов во многом зависит срок службы электрической машины. Даже если превышения температур при различных сортах провода близки друг к другу, срок службы может отличаться в несколько раз.
При изготовлении обмоток большое значение имеет выбор натяжения и радиусов изгиба провода. Пропитывающие лаки и компаунды не должны оказывать вредного воздействия на изоляцию проводов.
Наиболее распространенные пропитывающие лаки для эмалированных проводов — глифталемасляные (ГФ-95, МЛ-92), амидный (АФ-17 и ФЛ-98) и глицеридомасляный (марки КФ-95). Наиболее влагостойким пропитывающим лаком класса нагревостойкости В (ТИ 130) является лак ПЭ-933.
Для цементации обмоток наиболее применяем компаунд КП, имеющий класс нагревостойкости В (ТИ 130).
После обмотки сечение провода изменяется, поэтому сопротивление фазы может изменяться от максимального до минимального значения в зависимости от технологии изготовления и допусков на изготовление проволоки [2,12].
2.5. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Для изготовления частей машины, несущих механические нагрузки и обеспечивающих соединение машины в единое целое, используют конструкционные материалы. Их делят на три группы: черные, цветные металлы и пластмассы.
К черным металлам относятся литая сталь, серый и ковкий чугун, различные сорта и профили прокатных сталей. Литую сталь в электрических машинах применяют для изготовления частей машины, выполняющих одновременно роль конструкционных частей и части магнитопровода, где замыкается постоянный поток. В машинах постоянного тока — это станина, основные и добавочные полюсы; в неявнополюсных синхронных машинах — бочка ротора, а в явнополюсных — полюсы индуктора и индуктор (обод ротора).
Литая сталь применяется также для изготовления деталей с высокими механическими напряжениями — втулок коллектора, подшипниковых щитов тяговых и взрывозащищенных машин. Изготовление деталей из литья связано с большой трудоемкостью, поэтому там, где это допустимо, литую сталь заменяют сварными деталями из листовой стали. В электромашиностроении применяют литую сталь марок 20Л, 35Л, 45Л (ГОСТ 977—88).
Серый чугун марок СЧ12-28, СЧ15-32, СЧ18-36, СЧ21-20, СЧ28-48 (ГОСТ 1412—85) применяют для изготовления станин асинхронных и синхронных машин, подшипниковых щитов.
Из ковкого чугуна (ГОСТ 1215—79) путем отливки изготавливают станины, втулки, подшипниковые щиты, нажимные шайбы, маховики, шкивы и полумуфты. Преимущество ковкого чугуна по сравнению с серым заключается в пластичности и высокой износостойкости.
В электромашиностроении применяют круглую, листовую, шестигранную и квадратную прокатную сталь.
Сталь круглую (ГОСТ 2590—88 и ГОСТ 7417—75) используют для изготовления валов, втулок, шестерен и других деталей.
Сталь шестигранную (ГОСТ 8560—78) применяют для изготовления деталей, имеющих шестигранную часть: болтов, гаек и других деталей. Крупные болты изготовляют из круглой стали с высадкой шестигранной головки.
Сталь квадратная (ГОСТ 2591—88 и ГОСТ 8559—75) идет на изготовление стержней, пальцев щеткодержателей и других деталей.
Сталь листовую применяют для изготовления листов полюсов машин постоянного тока и переменного тока, фундаментных плит, стояков подшипников и многих других деталей (диффузоров, распорок и т. д.).
Жесть белую холоднокатаную горячего лужения и ленточную толщиной 0,18…0,5 мм, покрытую с обеих сторон слоем олова, применяют при изготовлении бандажей, скрепок, табличек. Она хорошо штампуется и устойчива против коррозии.
Углеродистую стальную холоднокатаную проволоку используют при изготовлении пружин щеткодержателей, запоров крышек и других деталей.
Проволоку стальную луженную бандажную выпускают немагнитной и магнитной и применяют для изготовления бандажей обмоток асинхронных двигателей постоянного тока. Диаметр проволоки 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0 мм.
Детали из алюминиевого литья легче чугунных и стальных, но ненадежность резьбы вызывает необходимость армирования втулками.
Алюминиевые литые сплавы применяются для изготовления корпусов, подшипниковых щитов, вентиляторов и других деталей электрических машин. Ал2 — алюминиево-кремнистый сплав, используется для изготовления деталей сложной формы и требующих высокой герметичности; Ал11— алюминиево-кремнисто-цинковый сплав, применяется для изготовления крупных деталей сложной формы, несущих большие статические нагрузки. Детали из этих сплавов отливаются в кокиль, под давлением и в земляные формы.
Литые сплавы с содержанием меди — латуни — используются для отливки щеткодержателей и других токоведущих деталей. ЛС59-1 — латунь свинцовая. ЛС80-3Л — латунь кремнистая. Детали из этих сплавов отливаются центробежным способом и по выплавляемым моделям.
В электромашиностроении находит большое применение сортовой прокат цветных металлов. Это латунь Л63 и латунь свинцовистая ЛС59-1. Поставляются они в виде проволоки, лент, листов и прутков круглого, квадратного и шестигранного сечения, используются для изготовления деталей ковкой, штамповкой и механической обработкой.
Бронзу БрОЦС — оловянисто-цинково-свинцовую — применяют для деталей, работающих на трение (втулки, вкладыши, червячные колеса).
Баббиты БКА, БК2, Б-89, Б-83, Б-16, Б-6, БН и БТ используются для заливки втулок, сегментов и вкладышей подшипников скольжения.
В качестве конструкционных материалов в электрических машинах достаточно широко применяются пластмассы. При нагреве пластмассы под влиянием давления приобретаются очертания пресс-формы. Пресс-порошки в определенных соотношениях составляют основные составляющие пластмассы. В большинстве случаев пластмассы состоят из двух компонентов: связующего и наполнителя. В качестве связующего используется органический полимер, обладающий способностью деформироваться, в качестве наполнителя — опилки, асбестовое и стеклянное волокно, бумага, ткани, кварцевый песок и др. Наполнители существенно снижают стоимость пластмассы.
Технология изготовления пластмасс определяется связующим веществом. Большинство пластмасс требует при изготовлении горячей прессовки. Эти пластмассы делятся на термопластичные (термопласты) и термореактивные (реактопласты). К термопластам относятся пластмассы на основе поливиниловых и полиамидных смол, эфиров целлюлозы и др., к реактопластам — пластмассы на основе фенолформальдегидных, карбомидных и других термореактивных смол.
Из термореактивных пластмасс изготавливают колодки зажимов, изоляционные втулки и другие детали. Широко применяются спрессованные детали — щеточные пальцы, траверсы и другие детали. В двигателях серии АИ из пластмассы на малых высотах оси вращения изготавливаются вентиляторы [2].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
