Motoare electrice de înaltă frecvență
La șlefuirea găurilor mici, sunt necesare viteze foarte mari ale axului de șlefuire pentru a obține viteze de tăiere adecvate. Deci, atunci când șlefuiți găuri cu un diametru de 5 mm cu un cerc cu un diametru de 3 mm la o viteză de numai 30 m / s, axul trebuie să aibă o viteză de rotație de 200.000 rpm.
Aplicația de creștere a vitezei de transmisie a curelei este limitată de rotațiile maxime admise ale curelei. Viteza de rotație a fusurilor antrenate de curele nu depășește de obicei 10.000 de rotații pe minut, iar curelele alunecă, eșuează rapid (după 150-300 de ore) și creează vibrații în timpul funcționării.
De asemenea, roțile pneumatice de mare viteză nu sunt întotdeauna potrivite din cauza moliciunei foarte semnificative a caracteristicilor lor mecanice.
Problema creării de axuri de mare viteză este de o importanță deosebită pentru producția de rulmenți cu bile, unde este necesară șlefuirea interioară și a canelurilor de înaltă calitate. În acest sens, în industria mașinilor-unelte și a rulmenților cu bile sunt utilizate numeroase modele de așa-numitele electrofusuri cu viteze de rotație de 12.000-50.000 rpm și mai mult.
Axul electric (Fig. 1) este un ax de șlefuit cu trei vârfuri, cu un motor încorporat cu colivie de înaltă frecvență. Rotorul motorului este situat între doi pinteni la capătul axului opus discului de rectificat.
Construcțiile cu doi sau patru suporturi sunt mai rar utilizate. În acest din urmă caz, arborele motorului este conectat la ax cu ajutorul unui cuplaj.
Statorul motorului arborelui este asamblat din tablă electrică de oțel. Are o bobină bipolară pe el. Rotorul motorului la viteze de rotație de până la 30-50 de mii de rotații pe minut este, de asemenea, format din tablă și echipat cu o înfășurare convențională de scurtcircuit. Acestea tind să reducă cât mai mult diametrul rotorului.
La turații de peste 50.000 rpm, din cauza pierderilor semnificative, statorul este echipat cu o carcasă cu răcire a apei curgătoare. Rotoarele motoarelor proiectate să funcționeze la astfel de viteze sunt realizate sub forma unui cilindru solid de oțel.
Alegerea tipului de rulment este de o importanță deosebită pentru funcționarea electroaxelor. Rulmenții sferici cu precizie sporită sunt utilizați la viteze de rotație de până la -50.000 rpm. Astfel de rulmenți trebuie să aibă un joc maxim de cel mult 30 de microni, care se realizează printr-o umplere corespunzătoare. Rulmenții funcționează cu o preîncărcare creată folosind arcuri calibrate. Trebuie avută mare grijă la calibrarea arcurilor de preîncărcare pentru rulmenți cu bile și la selectarea potrivirii acestora.
La viteze de rotație de peste 50.000 de rotații pe minut, rulmenții rulmentului funcționează satisfăcător atunci când sunt răciți intens de uleiul de lucru furnizat de o pompă specială. Uneori, lubrifiantul este furnizat în stare de pulverizare.
Electrofusurile de înaltă frecvență de 100.000 rpm sunt, de asemenea, construite pe rulmenți aerodinamici (rulmenți lubrifiați cu aer).
Producția de motoare electrice de înaltă frecvență necesită fabricarea foarte precisă a pieselor individuale, echilibrarea dinamică a rotorului, asamblarea precisă și asigurarea unei uniformități stricte a decalajului dintre stator și rotor.
În legătură cu cele de mai sus, producția de fusuri electrice se realizează în conformitate cu condiții tehnice speciale.
Smochin. 1. Ax de rectificat electric de înaltă frecvență.
Eficiența motoarelor de înaltă frecvență este relativ mică. Acest lucru se datorează prezenței pierderilor crescute de oțel și pierderilor prin frecare la rulmenți.
Dimensiunile și greutatea motoarelor electrice de înaltă frecvență sunt relativ mici.
Orez. 2. Ax electric modern de înaltă frecvență
Utilizarea fusurilor electrice în locul transmisiilor cu curea în producția de rulmenți cu bile crește productivitatea muncii mașinilor de șlefuit interioare cu cel puțin 15-20% și reduce drastic respingerile în conicitate, ovalitate și curățenie a suprafeței. Durabilitatea fusurilor de șlefuire este mărită de 5-10 ori sau mai mult.
De mare interes este și utilizarea fusurilor de mare viteză pentru găuri cu un diametru mai mic de 1 mm.
Frecvența curentului care alimentează motorul electric de înaltă frecvență este selectată în funcție de viteza de rotație necesară n a motorului electric conform formulei
deoarece p = 1.
Deci, la viteze de rotație ale fusurilor electrice de 12.000 și 120.000 rpm, sunt necesare frecvențe de 200, respectiv 2000 Hz.
Generatoare speciale de înaltă frecvență au fost folosite anterior pentru a alimenta motoare de înaltă frecvență.Acum, în aceste scopuri, convertoarele statice de frecvență sunt utilizate pe tranzistoarele cu efect de câmp de mare viteză.
În fig. 3 prezintă un generator de inducție sincron trifazat de producție internă (tip GIS-1). După cum se poate vedea din desen, pe statorul unui astfel de generator există caneluri largi și înguste. Înfășurarea de câmp, ale cărei bobine sunt situate în fantele largi ale statorului, este alimentată cu curent continuu. Câmpul magnetic al acestor înfășurări este închis prin dinții statorului și proeminențele rotorului, așa cum se arată în fig. 3 cu linie punctată.
Orez. 3. Generator de curent de inducție cu frecvență crescută.
Când rotorul se rotește, câmpul magnetic care se mișcă de-a lungul proeminențelor rotorului traversează spirele înfășurării de curent alternativ situat în fantele înguste ale statorului și induce un e alternativ. etc. c. Frecvenţa acestui e. etc. c. depinde de viteza de rotaţie şi de numărul de urechi ale rotorului. Forțele electromotoare induse de același flux în înfășurările de câmp se anulează reciproc datorită activării iminente a bobinelor.
Bobina de excitație este alimentată printr-un redresor cu seleniu conectat la rețeaua de curent alternativ. Atât statorul, cât și rotorul au miezuri magnetice din tablă de oțel.
Generatoarele cu designul descris sunt produse cu o putere nominală de 1,5; 3 și 6 kW și la frecvențe de 400, 600, 800 și 1200 Hz. Viteza nominală de rotație a generatoarelor sincrone este de 3000 rpm.