образования наклепа при технологических операциях) и оксидации для образования изоляционного слоя. В процессе термообработки на поверхности листов образуется оксидная пленка толщиной 50 мкм с сопротивлением не менее 1 Ом-см, служащая изоляцией между листами. Стали марок 2212, 2312 и 2412 поставляются в отожженном состоянии с электроизоляционным покрытием и не требуют отжига.

Сердечники статоров двигателей с Я=45. ..132 скрепляются сваркой, а с Я-160. ..355 мм - скобами. Сердечник закреплен в корпусе стопорными винтами, предотвращающими проворачивание его при резких толчках нагрузки. В двигателях с Я=280... 355 мм пакет статора приваривается к станине. В машинах с Я= = 280... 355 мм и степенью защиты IP23 листы сердечника статора набирают на центрирующую оправку и скрепляют стальными планками, привариваемыми к нажимным шайбам и спинке сердечника. Усилие от нажимных шайб передается на листы сердечника с помощью нажимных пальцев, обеспечивающих равномерное распределение давления на всю торцовую поверхность пакета статора. Все размеры активных частей, за исключением исходных при проектировании (воздушный зазор, число и форма пазов статора и ротора и размеры их шлицев), определялись на основе оптимизационных расчетов. Идентичность критерия оптимизации и стоимостных показателей обусловливают определенные закономерности в соотношении размеров активных частей.

Двигатели с Я=45. ..250 мм имеют всыпную обмотку из круглого провода, укладываемую в полузакрытые пазы статора. Обмотка двигателей с Я=45. ..132 мм однослойная концентрическая или укладываемая в пазы статора без подъема шага.

Двигатели с Я= 160. ..250 мм имеют одно-двухслойную концентрическую обмотку, а двухполюсные-концентрическую. Применение указанных обмоток позволяет механизировать процесс укладки обмотки на статорообмоточных станках, а также уменьшить на 10. ..15% длину витка и примерно на 5. ..7% расход обмоточного провода. Двигатели с Я=280. ..355 мм (кроме десяти-и двенадцатиполюсных) выполняются из жестких полукатушек, изготовленных из прямоугольного провода. Их укладывают в полуоткрытые пазы статора. Обмотка этих двигателей двухслойная равносекционная. Лобовые части обмотки укреплены с помощью дистанционных прокладок и бандажных колец. У десяти- и двенадцатиполюсных двигателей с Я=280... 355 мм всыпные двухслойные обмотки. Катушечные группы обмоток, укладываемые механизированным способом, состоят из концентрически расположенных катушек с лобовыми частями прямоугольной формы.

Для обеспечения высокой надежности обмотки всех двигателей имеют изоляцию класса нагревостойкости F при расчетном нагреве обмотки, соответствующем классу В. Обмотка статора выполнена из круглого провода марки ПЭТМ-155 и ПЭТД-180, с двухслойным эмалированным покрытием, имеющим повышенную ме-

ханическую прочность при механизированной укладке, что также повышает надежность двигателей. Пазовая изоляция обмотки статора и межфазовая изоляция лобовых частей выполнены из синтетических материалов класса нагревостойкости F на основе фи-нелона толщиной 0,2...0,5 мм (в зависимости от высоты Я).

Пазовая изоляция имеет форму коробочки из изоляционного материала с двойным манжетом, обеспечивающим усиление механической прочности изоляции в местах выхода проводников обмотки из паза и предотвращение перемещения пазовой коробочки в осевом направлении в пазу при втягивании обмотки в процессе ее укладки. Для укрепления обмотки в пазах применены крыши-клинья из того же материала, что и пазовая коробочка, но большей толщины.

Сердечник ротора выполняют из стали той же марки, что и сердечник статора. Пазы ротора двигателей с различной высотой оси вращения выполняют полузакрытыми, закрытыми или бутылочными. Все двигатели, кроме двухполюсных, для снижения магнитного шума имеют скос пазов ротора на одно зубцовое деление. Двухполюсные двигатели, в которых преобладает вентиляционный шум, выполняют без скоса пазов.

Листы сердечника ротора опрессовывают, после чего сердечник заливают алюминием, который образует короткозамкнутую обмотку типа беличьей клетки. Одновременно с пазовыми стержнями отливают короткозамыкающие кольца с вентиляционными лопатками и штырями для крепления балансировочных грузов. В двигателях с Я<100 мм на короткозамыкающих кольцах для этой цели предусматривают кольцевые канавки. Сердечник ротора в машинах с Я250 мм укрепляют на валу горячей посадкой. При Я>250 мм для крепления сердечника на валу применяют шпонки. Место посадки сердечника на вал фиксируется упорным кольцом.

В двигателях с фазным ротором применены два вида обмоток ротора: зсыпная двухслойная с укороченным шагом из круглого провода при Я<200 мм и стержневая из проволоки прямоугольного сечения при Я= 225. ..355 мм.

Обычно роторы со всыпными обмотками проектируются так, чтобы линейное напряжение на контактных кольцах при соединении обмоток фаз в звезду было около 380 В для двигателей с Я= = 100...200 мм и не более 600 В с Я= 200...355 м. Поэтому коэффициент трансформации берется равным или близким к единице.

Защищенные двигатели в большинстве случаев изготовляют на тех же заводах, где и закрытые двигатели. Для максимально возможной унификации их выполняют с такими же листами статора, ротора и роторными вентиляторами, отливаемыми вместе с беличьей клеткой ротора. В серии АИ защищенные двигатели разработаны в основном при унификации поперечной геометрии магнитопровода с закрытыми двигателями. Это создает дополнительные требования при проектировании магнитной цепи защищенных двигателей.

Всыпные обмотки ротора имеют ряд достоинств: возможность повышения напряжения на кольцах ротора до линейного напряжения статора и соответственно снижение тока ротора, что улучшает условия работы узла контактных колец, также снижает потери и нагрев, повышает надежность;

возможность уменьшения числа пазов ротора, что уменьшает расход изоляционных материалов и упрощает изготовление штампов;

простота изготовления, возможность механизации укладки аналогично якорным обмоткам машин постоянного тока.

Рис. 12.10. Узел контактных колец:

/ - контактные кольца, 2 - вентиляционные лопатки, 3 -отверстия для охлаждающего воздуха

Благодаря этим достоинствам всыпные обмотки успешно применяются в двигателях до 55 кВт.

С увеличением размеров машины уменьшается число витков в обмотке статора, сответственно должно уменьшаться и число витков обмотки ротора, чтобы сохранилось напряжение на контактных кольцах. Поэтому в машинах средней и большой мощности катушечную обмотку ротора заменяют стержневой. Стержневую обмотку ротора, как правило, делают волновой, так как в такой обмотке меньше межгрупповых соединений, которые технологически трудновыполнимы при большом сечении проводников. В каждый паз закладываются два заранее изолированных стержня. Катушки роторов с всыпной обмоткой имеют лобовые части трапецеидальной формы, их укладывают в грушевидные пазы сердечника ротора. Изоляция катушек класса нагревостойкости F. Конструкция изоляции такая же, как и у обмотки статора. Двигатели со стержневой обмоткой имеют на роторе полузакрытые пазы прямоугольной формы. Изоляция ротора двигателей со стержневой обмоткой выполнена в виде гильзы из композиционного материала или непрерывной изоляции, накладываемой на пазовую часть стержня. Для защиты изоляции стержня от повреждения при укладке применяется пазовая коробочка из стекло-

ткани. Лобовая часть изолируется лентой на синтетической основе, усиленной слоем стеклоткани.

Узел контактных колец двигателей с Я250 мм (рис. 12.10, а) состоит из опрессованных пластмассой контактных колец с токоот-водами. На торцах пластмассовой части каждого кольца расположены вентиляционные лопатки, обеспечивающие засасывание охлаждающего воздуха через отверстия в пространство между кольцами. Поступающий воздух обеспечивает интенсивное охлаждение колец и удаление щеточной пыли с их поверхности. Вывод-

Рис. 12.11. Щеткодержатели радиального (а) и нажимного (б) типов:

/ - щеткодержатель, г -щеточный канатик, 3 -щетка, 4 -контактное кольцо. Л -пружя-

иа щеткодержателя, 6 - иажиииая пружина

ные КОНЦЫ обмотки ротора проходят к контактным кольцам через внутреннее отверстие в конце вала ротора. В двигателях с Я=280... 355 мм (рис. 12.10, б) эти кольца установлены консоль-но посредством трех шпилек на несущем фланце, укрепленном на валу двигателя. Между кольцами расположены дистанционные втулки из пластмассы. Выводные концы обмотки ротора укрепляются непосредственно к кольцам без промежуточных токоотводов. Для направления щеток и осуществления нажатия их на контактные кольца применены щеткодержатели радиального (рис. 12.11, а) или нажимного (рис. 12.11, б) типов. Щеточный узел закрыт кожухом, на котором расположена коробка зажимов. С их помощью щетки контактных колец соединяются с пусковым реостатом.

Конструкция подшипниковых узлов. Двигатели серии АИ всех форм исполнения по способу монтажа имеют две подшипниковые опоры с шариковыми подшипниками. Одна из них плавающая (обычно со стороны выступающего конца вала), а вторая- фиксирующая . Подшипник, установленный в фиксирующей опоре, воспринимает радиальную и осевую нагрузку. Подшипник, установленный в плавающей опоре, воспринимает только радиальную нагрузку и должен иметь возможность свободного перемещения в

аксиальном направлении для предотвращения заклинивания при сборке двигателя (если детали имеют отклонения размеров) и при тепловом расширении. Для этой цели конструкция подшипникового узла должна допускать перемещение одного из колец шарикового подшипника относительно сопряженной с ним детали. В двигателях с Я=250. ..355 мм используют один роликовый подшипник. В этом случае он должен иметь гладкое внутреннее или внешнее кольцо.

Подшипниковый узел (рис. 12.12) состоит из подшипников, подшипниковых крышек, закрывающих их с одной или с двух сторон, элементов уплотнения, фиксирующих и крепежных деталей (шайб, стопорных колец, гаек и пр.). Подшипниковые крышки предназначены для защиты подшипника от воздействия внешней среды, а также для удержания смазки в зоне подшипника (в подшипниках без уплотнений). Подшипниковые крышки обычно изготовляют из чугуна. В малых машинах, где крышки плавающей опоры практически не воспринимают механических нагрузок, их могут выполнять из алюминиевых сплавов или из нагревостойкой резины. Для уменьшения вибраций, вызванных наличием зазоров между телами качения и обоймами подшипника, в подшипниковых узлах применяют волнистые пружины; они обеспечивают постоянное касание с определенным усилием тел качения с соответствующими дорожками на обоймах подшипников. При использовании шарикоподшипников волнистые пружины устанавливают в обоих опорах, а роликоподшипников -только на фиксирующей опоре.

В двигателях применяют два вида конструкции уплотнений подшипниковых узлов: бесконтактное щелевое и комбинированное контактное. При щелевом уплотнении уплотняющим элементом служит зазор между валом и подшипниковой крышкой, усиленный двумя концентрическими канавками. Смазка, заполняющая эти канавки, препятствует загрязнению подшипника. В комбинирован-320

Рис. 12.12. Подшипниковые узлы с шарикоподшипниками с двусторонним уплотнением (а), с двумя крышками (б), с устройством для пополнения смазкн (в):

/ - подшипниковый щит, г -волнистая пружина, 3 - шарикоподшипник, 5 -крышки, ff-масленка, 7 - войлочные уплотнения, S -спускная пробка. 5 -стопорное кольцо, 10 - пробка

НОМ контактном уплотнении уплотняющим элементом служит войлочное кольцо с лабиринтом в наружной крышке подшипника и щелевым уплотнением с концентрическими канавками на внутренней крышке. Комбинированное уплотнение используется главным образом в двигателях специализированных исполнений по условиям окружающей среды. В случае использования шарикоподшипников с двусторонним уплотнением можно не применять уплотняющее устройство, т. е. упрощается конструкция подшипникового узла.

В двигателях с Я = 45. ..100 мм применены узкие шариковые подшипники типа 2RS легкой серии с двусторонним уплотнением и заложенной смазкой, рассчитанной на весь срок службы подшипника 20 тыс. ч. Подшипниковые узлы этих машин не имеют внутренних крышек и уплотняющих устройств (рис. 12.12, а). Шариковые подшипники указанной серии обладают улучшенными виброакустическими свойствами Шарикоподшипники типа 2RS средней серии с двусторонним уплотнением и постоянно заложенной смазкой применены в двигателях с Я= 112. ..180 мм, Подшипниковый узел двигателей с Я= 160. ..180 мм со стороны выступающего конца вала имеет широкий подшипник и только наружную крышку, а с противоположной стороны - узкий подшипник и две крышки, фиксирующие положение подшипника (рис. 12.12, б).

Для снижения уровня шума в подшипниковых узлах двигателей с Я = 45. ..132 мм используются пружинные шайбы, поджимающие подшипники. В двигателях с Я = 200 и 225 мм на опоре со стороны рабочего конца вала установлен широкий шарикоподшипник средней серии, а на противоположной - узкий легкой серии. Такая конструкция позволяет снизить массу и шум подшипниковых узлов. Подшипниковые узлы этих машин выполнены с уплотнениями и имеют устройства для пополнения и частичной замены смазки без разборки двигателя и отсоединения его от приводного механизма (рис. 12.12, в). В большинстве двигателей применены подшипники с индексом Ш2 - с пониженным уровнем шума.

Применение шарикоподшипников легкой и средней серии вместо использовавшихся ранее шарикоподшипников тяжелой серии и роликоподшипников оказалось возможным потому, что в двигателях серии АИ достигается высокая равномерность воздушного зазора, что существенно снижает одностороннее магнитное притяжение ротора и поэтому уменьшает нагрузку на подшипники. Одновременно это значительно улучшает виброакустические характеристики машин.

Равномерность воздушного зазора обеспечивается в результате повышения точности механической обработки всех узлов и деталей и шихтовки листов магнитопровода статора. Для этой цели подшипниковые щиты выполнены с внутренними замковыми поверхностями, что позволило обеспечить большую концентричность их посадочных поверхностей за счет одновременной обработки спаренным инструментом замковой поверхности и поверхности отверстия под подшипник. Большей равномерности воздушного зазора спо-