15.2. Видалення обмотки із круглого провідника
Видалення обмотки починається з обрізки лобової частини. При цьому обмотка витягується з пазів найбільш економічним способом при збереженні осердя. Обрізання однієї лобової частини здійснюють на токарних верстатах або на спеціальних верстатах: моделі СО-3М – для машин з висотою осі обертання 50... 100 мм моделі СЦО-2 — для машин з висотою осі обертання 100...280 мм Застосування верстатів підвищує продуктивність праці порівняно з ручним обрізанням. Щоб уникнути затягування провідника й утворення мідної стружки при обрізанні, бажано використовувати фрези або ножові різці.
Принципова схема верстата СО-3М наведена на рис. 15.8. Для обрізання лобової частини корпус (статор) машини встановлюють на стіл 5, задня бабка 2 по напрямним 4 подається вперед електроприводом 7, а кулачки патрона 3 входять у розточку статора й розтискаються. Довжина кулачків повинна перекривати не менш 75 % довжини осердя статора. Після цього стіл 5 відводиться вниз, а передня бабка 6 за допомогою електропривода 7 підводиться до лобової частини обмотки статора.
/
Вісь обертання встановленого на передній бабці відрізного пристрою (рис. 15.9) збігається з віссю встановленого на верстаті статора, а відрізний диск 3, що обертається в підшипниках 2, не доторкається оброблюваної поверхні лобових частин. При обертанні шківа 7 з оправкою 1 гвинт 9 під дією механізму подачі переміщається поступально убік відрізного диска 3 і через ролики 10 і гайку-шестірню 8 повертає супорт 6. Повертаючись навколо своєї осі, супорт 6 переміщає державку 5, а разом з нею вал 4 і відрізний диск 3 до поверхні лобової частини обмотки статора, що відрізається.
При торканні поверхні лобової частини відрізний диск 3 за рахунок сил тертя починає обертатися й, обкатуючись по обмотці, відрізає її. Гвинт 9 і відрізний диск 3 повертаються у вихідне положення. Застосування способу різання обкатуванням дозволяє уникнути утвору стружки й у кілька разів підвищує стійкість різального інструменту. Стіл верстата повертається у вихідне положення, стискуються й повертаються у вихідне положення кулачки, а статор переміщається на наступну операцію.
Щоб витягнути обмотку з пазів, не пошкодивши осердя, необхідно послабити зчеплення обмотки з останнім шляхом послаблення пазової ізоляції. Це можна здійснити випалюванням ізоляції або її розм'якшенням. Метод випалювання ізоляції досить розповсюджений і використовується для машин із чавунними або сталевими корпусами (для машин з алюмінієвими корпусами цей метод не застосовують, тому що при цьому у них змінюються розміри корпуса й слабшає посадка осердя). Корпус машини встановлюють у печі горизонтально, оскільки при вертикальному встановленні може відбутися зміщення осердя відносно корпуса через ослаблення зусилля пресування. При випалюванні ізоляції обмоток роторів, що мають контактні кільця, останні попередньо демонтують. Пазова ізоляція під час відпалювання обвуглюється й втрачає свою механічну міцність. Відпалювання здійснюють у печі при температурі 350 °С протягом 4 – 6 год. Підвищувати температуру випалювання понад зазначену не слід, тому що це може привести до порушення міжлистової ізоляції осердь і погіршення їхніх магнітних властивостей.
Печі обладнані витяжною вентиляцією для видалення шкідливих газів, що утворюються при випалюванні ізоляції, які потім допалюють або нейтралізують. Випалювання ізоляції супроводжується значними викидами шкідливих токсичних речовин в атмосферу. Наприклад, при щорічному ремонті 5000 електричних машин змінного струму потужністю до 100 кВт на електроремонтному підприємстві щорічно спалюється майже 6 т електроізоляційних матеріалів. У середньому на одну капітально відремонтовану машину спалюється 1,2 кг лаків та інших ізоляційних матеріалів. При цьому гранично припустимі концентрації по 12 складових викидів перевищуються у 2...5 разів.
Після витягнення з печі статор охолоджують до температури 50...60 °С і передають на верстат для добування обмотки.
Більш екологічним є метод розм'якшення пазової ізоляції. Розм'якшення можна здійснити або шляхом нагрівання осердя, або хімічним шляхом. При використанні методу високочастотного нагрівання тепло, що виділяється в осерді, передається пазовій ізоляції через поділяючу їхню лакову плівку й далі через просочувальний лак до провідників обмотки. При інтенсивному нагріванні температура лаку між пазовою ізоляцією й осердям виявляється вищою, ніж між пазовою ізоляцією й провідниками. Тому при наступному добуванні обмотки в гарячому стані вона виходить із пазів разом з пазовою ізоляцією (коробочкою), залишаючи пази чистими, що не вимагають додаткового очищення.
На рис. 15.10 показана високочастотна установка типу ВЧИ 63/0,44, яка працює в діапазоні частот 429...451 кГц. Електрична потужність установки становить 63 кВт, середня продуктивність – 160 статорів за зміну. Установка може працювати в ручному й в автоматичному режимі. Перед початком роботи установку налаштовують на партію однотипних статорів з рівними або близькими внутрішніми діаметрами й довжинами осердь, відповідно до розмірів яких підбирають індуктори. Повітряний проміжок між індуктором і осердям повинен бути мінімальним.
Послідовність високочастотного нагрівання така: індуктор 10 встановлюють у затискач 3 і підключають до нього контур водяного охолодження (температура води рівна 5-30°С, надлишковий тиск – 0,2...0,05 МПа, жорсткість – не більш 8,5 мг*екв/л, питомий електричний опір – не менш 4·105 Ом/м). Якщо наявна вода не задовольняє цим вимогам, необхідно створити замкнену систему охолодження дистильованою водою. Після настроювання подають охолоджуючу воду й переконуються в правильній роботі системи охолодження (циркуляція води). Включають напругу й прогрівають установку протягом 30 хв.
На стіл встановлюють статор 4 і вводять у нього індуктор 10, так щоб він не торкався осердя. На пульті керування 2 включають кнопку «Нагрівання». Нагрівання осердя до необхідної температури відбувається за кілька секунд. Нагрітий статор переміщається по рольгангові 9 до механізму 8, де видаляється обмотка. Видалення обмотки проводиться за допомогою гачків 6, що приводяться в рух пневмоциліндром 7. Живлення установки здійснюється від високочастотного генератора 1, а для видалення пилу й газів установка оснащається витяжною вентиляцією з парасолею 5.
Для хімічного розм'якшення пазової ізоляції осердя з обмоткою поміщають на 6...8 год у ванну з 10 % розчином їдкого натрію (каустична сода), підігрітого до температури 80...90°С. Після витягування з ванни зчеплення обмотки із осердям різко зменшується, що дозволяє витягувати її без великих механічних зусиль. Після цього осердя промивають у проточній воді й сушать. Даний метод трудомісткий і вимагає великих витрат води і нейтралізації отриманого при промиванні розчину, який не можна зливати у каналізацію.
В останні роки розроблено метод гідролітичної деструкції звязувальної речовини (ГДС) для розм'якшення ізоляції. При використанні цього методу зв'язувальна речовина переходить у роздрібнений стан і обмотка легко видаляється з пазів статора. Ріст кількості домішок, розчинених у гідролізуючому водному розчині при десятикратному використанні, збільшується лише до 0.7 % і не містить токсичних складових.
Розкладання ізоляції при використанні цього методу відбувається в насиченому водному розчині вуглекислоти, яка подається в автоклав вертикального або горизонтального виконання, що забезпечує герметичність при тиску 1,5 МП і температурі 180 °С. Витрата вуглекислоти становить 6 г/л. Параметри технічного процесу (температура, тиск, тривалість) залежать від класу нагрівостійкості ізоляції, типу зв’язуючої речовини і форми пазів, у які вкладена обмотка статора.
Видалення обмотки з пазів осердя у невеликих машинах виконують вручну з допомогою гачків, якими захоплюють необрізану лобову частину обмотки. Із осердь більших машин обмотку витягують на спеціальних верстатах, один з яких показаний на рис. 15.11. Продуктивність верстата становить 180 статорів у зміну.
Статор встановлюють на кулачки 8 задньої бабки 11 так, щоб торцева поверхня осердя впиралася в буртики верхніх кулачків і фіксувалася з допомогою механізму затискача й центрування. Патрон 9 задньої бабки підводиться до захватів 7 (на передній бабці 6), які проникають в обмотку, проколюючи її гаками. Механізм проникнення захватів складається із шестикутного самоцентрувального патрона 13, на якому встановлені кулачки 12 з захватами 7. Механізм затискача обмотки складається з диска 14 із шістьома пакетами, пов'язаного з хомутами захвата й гідроциліндром. Обмотка затискається в захватах і висмикується зі статора при русі циліндра 10 вправо.
Витягнута обмотка скидається з гачків у бункер 4 і потім у пакетувальний прес 3. Після заповнення прийомної порожнини преса й попередніх підпресувань витягнутих обмоток здійснюється обпресування повзуном 1, на якому встановлений ніж 2, що відрізає провідники, котрі не потрапили в прийомну порожнину. Спресований пакет викидається із преса повзуном 1 при одночасному відкриванні шибера 5. Найбільше зусилля висмикування обмотки становить 38 кН, найбільше зусилля пресування – 300 кН. Після витягнення обмотки очищають пази від залишків ізоляції, використовуючи напилки. Очищені осердя направляють на мийку. Якщо при ремонті відсутні обмоткові дані (діаметр провідника, кількість елементарних провідників в одному ефективному, кількість полюсів, довжина лобової частини, крок обмотки, число пазів на полюс і фазу тощо), то після витягування обмотки кілька котушок прикріплюють до статора й по них уточнюють відсутні дані.