Способ навивки на ребро элементов магнитопроводов электрических машин

 

Использование: при малоотходной технологии изготовления витых магнитопроводов с зубцовой зоной и гладким ярмом. Сущность изобретения: в процессе прокатки между валками ленты из электротехнической стали толщину ее прокатываемой части изменяют путем изменения положения ленты отаосительно v валков в направлении, перпендикулярном 1а. направлению ее подачи. Изобретение по- u McHEflSP зволяет повысить качество элементов магнитопроводов путем уменьшения расшихтовки их зубцовой зоны. 4 ил. о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 02 К 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР Ь 1" а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,. 4 ()с (Я! аааай (21) 4674885/07 (22) 06.04,89 (46) 30.06,92. Бюл. ¹ 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения (72) Н,А.Морщаков и С.Н.Морщаков (53) 621.313,04 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1480031, кл. Н 02 К 15/02, 1986, Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к малоотходному способу изготовления элементов (зубцовых зон и гладкого ярма) магнитопровода электрических машин путем навивки на ребро края ленты между двумя. коническими валками.

Известен способ навивки на ребро сердечников статора, включающий операции по разделению ленты по контуру зубцов на две зубцовые зоны, навивку зубцовых зон на ребро между тремя валками.

Известен также способ изготовления витого магнитопровода электрической машины, при котором формируют спираль с предварительным радиусом кривизны путем обжатия непрерывного края между двумя коническими валками с последующим получением номинального радиуса кривизны спиоали путем калибровки по внутренней поверхности витков, » Ы 1744765 А1 (54) СПОСОБ НАВИВКИ НА РЕБРО ЭЛЕМЕНТОВ МАГ Н ИТОП РО ВОДО В ЭЛ Е КТРИЧЕСКИХ МАШИН (57) Использование: при малоотходной технологии изготовления витых магнитопроводов с зубцовой зоной и гладким ярмом.

Сущность изобретения: в процессе прокатки между валками ленты из электротехнической стали толщинуее прокатываемойчасти изменяЮТ ПУТЕМ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЛЕНТЫ ОтезОСИТЕЛЬНО валков в направлении, перпендикулярном ). направлению ее подачи. Изобретение по- ОЗ зволяет повысить качество элементов магнитопроводов путем уменьшения расшихтовки их зубцовой зоны. 4 ил.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ навивки на ребро элементов магнитопровода электрических машин путем прокатки между коническими валками непрерывного края ленты электротехнической стали так, что в процессе прокатки меняют толщину прокатываемой стали по определенному закону за счет изменения расстояния между валками, Данный способ имеет следующие недостатки; наличие значительных усилий и масс в прокатных валках, отрицательно влияющих на точность слежения в процессе навивки ленты на ребро: сложность сохранения требуемого расстояния между валками в динамике, обусловленной податливостью системы и неравномерностью физических свойств

1744765 (4) ус

Dj = Dp+ (5) (7) прокатываемой ленты, что сказывается на качестве магнитопровода.

Цель изобретения — повышение качества элементов магнитопровода путем уменьшения расшихтовки их зубцовой зоны, Поставленная цель достигается тем, что по способу навивки на ребро элементов магнитопровода электрических машин, согласно которому ленту из электротехнической стали прокатывают между двумя валками, поверхности которых расположены под соответствующим углом наклона и на соответствующем расстоянии между ними, при этом толщина прокатываемой части ленты изменяется в зависимости от толщины исходной стали, толщину прокатываемой части ленты изменяют путем изменения ее положения относительно валков в плоскости, перпендикулярной направлению подачи ленты.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема навивки элементов магнитопровода согласно изобретению; на фиг, 2— участок непрерывного края зубчатой ленты между двумя валками (увеличенный вид); на фиг. 3 — участок витка магнитопровода статора; на фиг. 4 †. зубчатая лента статора в исходном состоянии, поперечное сечение, Основным параметром витка элемента магнитопровода является диаметр его нейтрального слоя, определение которого проведем при следующих допущениях; поперечное сечение деформируемых участков имеет форму трапеции, а исходная сталь имеет прямоугольную форму; диаметр нейтрального слоя проходит посередине непрокатанного участка непрерывного края ленты; валки в процессе прокатки. не деформируются и могут иметь коническую или цилиндрическую форму, Объем непрерывного края витка Vp до навивки на ребро (фиг,4) равен

Vp =л Dp Qp hp, (1) где Dp, Лсо, hp — геометрические размеры, показанные на фиг. 4.

Объем непрерывного края витка после навивки на ребро (фиг.2 и 3) равен где D — диаметр центра тяжести сечения непрерывной части витка, Dp = Dj+ 2 ус, (3) ус — расстояние от внутренней части витка до его центра тяжести. где Аг, 6 1 — толщины краев непрерывной части витка (фиг.2), где Оо, 0;, ф — геометрические размеры на фиг. 3.

Решая совместно уравнения (1) — (5), получим г h1 Аг+г+1 — 3(. Аг+®1

15 ho

3 (г Лсо —,„— (Аг + А1)) (6) При продольной прокатке обычно —"— hp, поэтому (6) примет окончательный вид

4ля сохранения постоянного значения

25 Dp при изменяющейся исходной толщине стали ho необходимо изменять величины

Л,< и ®z. В прототипе изменение величин

А1 и hcz производят путем изменения расстояния между валками в процессе изгиба

30 ленты на ребро по определенному закону, что приводит к изложенным недостаткам.

В предлагаемом изобретении изменение величин Лс1 и Аг производится путем

35 изменения положения прокатываемой части ленты относительно валков в плоскости, перпендикулярной направлению подачи ленты, При этом толщины прокатываемой части ленты при левой системе координат

40 (фиг,2) определяются по уравнениям:

Аг = аг —. k х1; (8)

А1 = Аг — k h1 = аг — k (х +Ь1), (9) 45 где аг — наибольшее расстояние между валками (фиг.2);

k — коэффициент, характеризующий угол наклона между валками;

50 аг — а1 Аг — А1 („)

"а h1 где х1 — расстояние от края валков до внут55 ренней непрерывной части витка (фиг.2), принятое за координату отсчета положения прокатываемой ленты относительно валков в плоскости, перпендикулярной направлению подачи ленты.

1744765 а2 — 3 k Ь1 — 2h (2.Ао — 2.а2+ й1) — 2h (2а2 — k h1) X1—

k. (— +1+ — }

Do

h1 h1 к (— „„+ ) 15 (12) 20 (13) Ао =Аои д, где хо =

„,(, + — Do) В принципе за координату отсчета может быть принята любая плоскость валков и любая поверхность прокатываемой части

Члены уравнения (11), содержащие, являются бесконечно малыми по сравнению с остальными членами и ими можно пренебречь, Тогда выражение (11) примет вид 0 а2 — — k h1 — (2 ЛоΠ— 2 a2 + k h1 ).

2, DO

3 261 х1

В процессе навивки зубчатой ленты на ребро исходная толщина ленты меняется по закону где Л;ои — номинальное значение толщины исходной стали; д — текущее значение изменения толщины исходной стали, С учетом (13) выражение (12) примет вид д — д х1 =xO+ хо + —, (14)

k (1+ 1) К 30

a2 — k h1 —. (2 Аои — 2 a2 + k 1)

2.. DO

3 2h1 (15) 40

На базе уравнения (14) приведена принципиальная схема (фиг,1) предлагаемого способа навивки на ребро элементов магнитопровода электрических машин, которая работает в следующей последовательности. 45

Элемент 1 (лента ярма либо зубцовая зона) магнитопровода проходит через устройство 2, производящее замер толщины исходной стали (до прокатки). В качестве датчиков толщины могут применяться ин- 50 дукционные, использующие лучи Рентгена, лазерные и др. элементы. Сигнал от датчика преобразуется в требуемый информационный сигнал и поступает на ленты: наружная часть валка, наружный край ленты, внутренний край зубца и др.

Подставляя (8) и (9) в (7) и решая относительно х1, получим быстродействующее счетно-решающее устройство (СРУ) 3 типа миниЭВМ. СРУ 3 по уравнению (14) определяет требуемое значение величины х1 и передает ее в блок 4 сравнения. Затем зубчатая лента проходит через устройство 5, определяющее фактическую величину смещения ленты относительно края валков — х1. Сигнал от устройства 5 преобразуется в требуемый информационный сигнал и посылается в блок 4 сравнения. В результате сравнения требуемой и фактической величин х1 вырабатывается сигнал разности, который при достижении порового значения усиливается и посылается на приводное устройство 6, которое перемещает в требуемом направлении ленту 1 при помощи устройства 7, содержащего винт 8 перемещения, гайку 9 перемещения, направляющие 10 и опоры 11, Затем лента прокатывается между валками 12 и 13, вращающимися в подшипниках 14 и 15, и приобретает форму требуемой кривизны в виде витка 16, Зубцы 17 зубчатой ленты 1 между валками не прокатываются. При необходимости дополнительного контроля параметров витка (например, диаметра Do, шага по зубцам и др.) на выходе валков может устанавливаться устройство 18, аналогичное устройству 5, сигнал от которого посылается в блок 4 сравнения для учета требуемого перемещения устройства 7. Обычно устройства 7 и 5 являются смещенными (на фиг.1 они представлены раздельно чисто условно). Устройство 4 подает команду устройству 6 на перемещение ленты 1 с учетом задержки на величину времени перехода ее от датчика замера толщины до валков 12 и 13. При отсутствии вращения валков находящаяся под ней лента не перемещается из-за значительных сил трения между лентой и валками. Во время вращения валков перемещение относительно валков не вызывает затруднений. Величина х1 в начале работы может быть установлена вручную по предварительному замеру толщины начального края ленты или по ее номинальной толщине. Наибольшая величина расстояния а2 между валками выбирается из условия наибольшей толщины исходной стали

1744765 а = +max (18) 55 аг = Ao + Dmax, (16) где дп х — максимальный допуск на изменение толщины исходной стали.

Если заранее известна средняя величина исходной стали, отличная от номинальной, то за номинальную величину можно принять где Аср — средняя величина исходной стали;

%max Аып- наибольшее и наименьшее значения толщин исходной стали.

При этом выражение (16) примет вид

В этом случае изменение величины х в процессе навивки элементов магнитопровода минимальное.

Изготовление магнитопровода производится в следующей последовательности: резка полосы на ленты мерной толщины; продольное разделение ленты по контуру зубцов на зубчатые ленты; навивка на ребро элементов магнитопровода в витки на устройстве, обеспечива5 ющем получение заданного положения ленты в процессе прокатки относительно валков в плоскости, перпендикулярной направлению подачи ленты в зависимости от исходной толщины стали;

10 стапелирование пакета и контроль качества магнитопровода.

Формула изобретения

Способ навивки на ребро элементов магнитопроводов электрических машин, со15 гласно которому ленту из электротехничегкой стали прокатывают между валками, в процессе чего изменяют толщину ее прокатываемой части, отличающийся тем, что, с целью повышения качества элементов

20 магнитопровода путем уменьшения расшихтовки зубцовой зоны, изменение толщины прокатываемой части ленты осуществляют путем изменения ее положения относительно валков в направлении, перпендикулярном на25 правлению подачи ленты.

50 .

Составитель Н.Морщаков

Редактор М.Петрова Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2201 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101