PL101523B1 - Method of manufacturing bodies for electric motors - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania kadlubów z magnetowodami silników elektrycznych, przy czym magnetowody wykonane sa w postaci pakietu wykrojów z blachy stalowej o niskiej granicy plasty¬ cznosci.

Obecnie kadluby silników elektrycznych sporzadza sie najczesciej na drodze odlewania cisnieniowego, przy czym magnetowody do obrobionego mechanicznie wnetrza kadluba wtlacza sie dopiero w kolejnym etapie wytwarzania.

Znany jest równiez sposób sporzadzania korpusów silników elektrycznych polegajacy na bezposrednim zalaniu cieklym metalem magnetowodów nalozonych na trzpien ^technologiczny. Z praktyki wiadomo, ze kadlu¬ by silników wykonane powyzszym sposobem wykazuja lepsze odprowadzenie na zewnatrz ciepla wytwarzajacego sie w czasie pracy silnika.

Jako material, z którego wykonywane sa bieguny magnetyczne stosuje sie blachy ze stali krzemowej charakteryzujacej sie dobrymi wlasnosciami mechanicznymi lub blachy ze stali bezkrzemowej wykazujacej o,wiele gorsze wlasnosci mechaniczne, natomiast lepsza magnesowalnosc.

Obecnie kadlub silnika elektrycznego przykladowo sporzadza sie w nastepujacy sposób. W pierwszej kolej¬ nosci wykonuje sie bieguny magnetyczne, które w postaci pakietu wykrojów z blachy krzemowej lub bezkrzemo¬ wej nalozonego na trzpien technologiczny wklada sie wraz z nim do uprzednio przygotowanej cisnieniowej formy odlewniczej. Nastepnie forme po zamknieciu zalewa sie cieklym metalem. Z kolei po zakrzepnieciu odlewu i otwarciu formy wyjmuje sie odlew korpusu wraz z pakietem i trzpieniem, po czym odlew po wypchnie¬ ciu zen trzpienia poddaje sie samoczynnemu stygnieciu w temperaturze otoczenia. Ten sposób odlewania kadlu¬ bów z biegunami magnetycznymi silników elektrycznych nie nastrecza zadnych trudnosci technologicznych i po¬ zwala na dochowanie wszelkich wymiarów w granicach ustalonych tolerancji jedynie w przypadku stosowania materialu w postaci blach ze stali krzemowej.

Jednakze obecnie coraz powszechniej w budowie silników elektrycznych blacha krzemowa wypierana jest przez blache bezkrzemowa, odznaczajaca sie lepsza magnesowalnoscia. Ten rodzaj blachy jest pod wzgledem skladu chemicznego zblizony do czystego zelaza, w zwiazku z czym wykazuje niskie wlasnosci mechaniczne.2 101 523 Przykladowo granica plastycznosci blachy bezkrzemowej jest okolo 2,5 krotnie nizsza od granicy-pla¬ stycznosci blachy krzemowej. Tak wysoki podatnosc plastyczna jest powodem wystepowania odksztalcen pla¬ stycznych pakietu, wykraczajacych poza dopuszczalna tolerancje wymiarowa. Zasadnicza przyczyne omawianego zjawiska stanowia naprezenia odlewnicze, wsród których najwieksze znaczenie posiadaja naprezenia skurczowe zwiazane z oporem stawianym przez wtopke, czyli tak zwany pakiet oraz naprezenia cieplne zwiazane z uksztal¬ towaniem odlewu. Nierównomierna grubosc scianek jest powodem róznej predkosci stygniecia odlewu, co w efekcie w przypadku stosowania na pakiety podatnych na odksztalcenia blach bezkrzemowych powoduje deformacje otworu wewnetrznego odlewu korpusu. Stad mozliwe jest wprowadzanie magnetowodów do korpusu jedynie przez wprasowanie, co jednak daje slabe odprowadzenie ciepla w czasie eksploatacji silnika.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wykonywania korpusu silników elektrycznych z magnetowoda- mi sporzadzonymi z blachy stalowej bezkrzemowej, zapewniajacej dochowanie tolerancji wymiarowej odlewu, nie wprasowanymi do kadluba, lecz bezposrednio odlewanymi w postaci wtopek, co zapewnia dobre odprowadzenie ciepla w czasie eksploatacji silnika.

Istota wynalazku polega na tym, ze kadlub silnika elektrycznego z magnetowodami wykonanymi z blachy bezkrzemowej, sporzadzonej metoda odlewania cisnieniowego, poddawany jest dwuetapowej obróbce cieplnej.

Wedlug wynalazku kadlub silnika sporzadza sie w nastepujacy sposób. W pierwszej kolejnosci na trzpieniu, o dobranej srednicy, wykonanym z odpowiednio dobranego materialu, formuje sie bieguny magnetyczne czyli tak zwany pakiet wykonany z wykrojów stalowej blachy, korzystnie bezkrzemowej. Nastepnie pakiet wraz z trzpieniem wklada sie do formy zabezpieczajacej przed jego przesunieciem i zalewa cieklym metalem. Po zakrzepnieciu metalu, odlew zawierajacy pakiet wyjmuje sie z formy wraz z trzpieniem, po czym calosc obejmu¬ jaca odlew i trzpien poddaje sie obróbce cieplnej polegajacej na dwustopniowym chlodzeniu. W pierwszym etapie na kadlub nadmuchuje sie sprezone powietrze, szczególnie intensywnie w miejscach o zwiekszonych grubosciach odlewu. Nadmuch sprezonego powietrza stosuje sie do czasu osiagniecia przez odlew temperatury max. 100°C.

W drugim etapie obróbki cieplnej kadlub poddaje sie dalszemu ochlodzeniu za pomoca natrysku wodnego az do uzyskania temperatury otoczenia, po czym nastepuje mechaniczne wypchniecie trzpienia z odlewu kadluba.

Skutecznosc wykonywania kadlubów silników elektrycznych sposobem wedlug wynalazku, zostala po¬ twierdzona miedzy innymi przy sporzadzaniu kadlubów silników o wzniosie osi = 80 mm. Przy zastosowaniu pakietów wykonanych z blachy bezkrzemowej, uzyskano bardzo wysoka dokladnosc wymiarowa otworu wewnetrznego pakietu. Odchylenie od walcowosci otworu wewnetrznego w postaci tak zwanej siodlowosci wynosilo okolo 0,03 mm, a odchylenie od kolowosci tego otworu okolo 0,02 mm przy dopuszczalnej toleran¬ cji = 0,1 mm.

Przyklady wariantów technologii bedacej przedmiotem wynalazku: Przyklad I. Wykonanie kadluba silnika elektrycznego o wzniosie osi = 90 mm, w którym srednica zewnetrzna pakietu wynosi 135 mm, wewnetrzna 95 mm. Sila wstepnego sprasowania pakietu wynosi 15 Ton.

Odlewanie przeprowadza sie na maszynie cisnieniowej o sile zwierania 300 Ton przy cisnieniu cieklego metalu 500kG/cm2. Czas krzepniecia odlewu wynosi 3 minuty. Po wyjeciu odlewu :, formy nastepuje chlodzenie nadmuchem sprezonego powietrza wciagu 8 minut do osiagniecia przez odlew temperatury 100V, nastepnie odlew chlodzi sie natryskiem wodnym w ciagu 5 minut do uzyskania temperatury 25°C. Po czym nastepuje wypchniecie trzpienia z odlewu z sila wynoszaca 50 Ton.

P r z y k lad II. Wykonanie kadluba silnika elektrycznego o wzniosie osi = 80 mm, w którym srednica zewnetrzna pakietu wynosi 120 mm, wewnetrzna 73 mm. Sila wstepnego sprasowania pakietu wynosi 12 Ton.

Odlewanie przeprowadza sie na maszynie cisnieniowej o sile zwierania 200 Ton, przy cisnieniu cieklego metalu 450kG/cm2. Czas krzepniecia odlewu wynosi 2,5minuty. Po wyjeciu odlewu z formy nastepuje chlodzenie nadmuchem sprezonego powietrza wciagu 5 minut do uzyskania przez odlew temperatury 110°C, nastepnie odlew chlodzi sie natryskiem wodnym w ciagu 3 minut do uzyskania temperatury 30°C. Po czym nastepuje wypchniecie trzpienia z odlewu z sila 40 Ton.

Przyklad III. Wykonanie kadluba silnika elektrycznego o wzniosie osi = 71 mm, w którym srednica zewnetrzna pakietu wynosi 106 mm, wewnetrzna 64 mm. Sila wstepnego sprasowania pakietu 10 Ton. Odlewa¬ nie przeprowadza sie na maszynie cisnieniowej o sile zwierania 150 Ton, przy cisnieniu cieklego metalu 400kG/cm2. Czas krzepniecia odlewu wynosi 2 minuty. Po wyjeciu odlewu z formy nastepuje chlodzenie nadmuchem sprezonego powietrza wciagu 3 minut do uzyskania przez odlew temperatury 120°C, nastepnie odlew chlodzi sie natryskiem wodnym w ciagu 2 minut do uzyskania temperatury 40°C. Po czym nastepuje wypchniecie trzpienia z odlewu z sila 30 Ton.101 523 3

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wykonywania kadlubów silników elektrycznych polegajacy na odlaniu kadluba w formie cisnienio¬ wej po uprzednim nalozeniu na trzpien technologiczny pakietu w postaci wykrojów z blachy stalowej, korzystnie bezkrzemowej, znamienny t y m, ze odlew po wyjeciu z formy ale przed operacja wypchniecia z trzpienia poddaje sie dwuetapowej obróbce cieplnej, przy czym w pierwszym etapie chlodzi sie nadmuchem sprezonego powietrza az do osiagniecia przez odlew temperatury okolo 100°C, a w drugim etapie odlew chlodzi sie natry¬ skiem wodnym az do uzyskania temperatury otoczenia.