Способ изготовления ротора электрической машины

(51)5 Н 02 К 15/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕ НТНОВЕДОМСТВО СССР/02, 1987,А ноин, рму СФЩ ие обозая форАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ57) Использование: электротехника, тлогия изготовления электрических мСущность изобретения: в литейную ф Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении роторов, Изобретение решает задачу повышения качества роторов, снижения расхода конструкционных материалов, упрощения технологии изготовления роторов, повышения точности отливки и тем самым снижения дисбаланса конструкции,Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение качества роторов путем повышения точности отливки,На фиг, 1-3 показан вариант, когда трубную заготовку вводят в ферромагнитный расплав, предварительно залитый в форму; на фиг. 4-6 показан вариант, когда в трубной заготовке размещают дополнительный элемент в виде цилиндра из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материала трубной заготовки и ферромагнитного расплава,На чертежах приняты следующ начения: 1 - металлическая литейн устанавливают пакет ротора, а центральныи стержень вала ротора, имеющий глухой конец, вводят в форму после заполнения ее расплавом ферромагнитного материала. Предварительно внутри стержня размещают технологический элемент из материала с коэффициентом линейного расширения, большим коэффициента линейного расширения материала стержня и расплава. По окончании процесса кристаллизации материалов расплава технологический элемент удаляют. Данный способ снижает трудоемкость процесса и повышает качество ротоов путем устранения эллипсностиовышения точности отливки, б ил,ма; 2 - пакет магнитопровода; 3 - ферромагнитный расплав; 4 - стальная трубная заготовка; 5 - дополнительный элемент в виде цилиндра из материала с большим коэффициентом линейного расширения; б - вал-ротор.Способ изготовления вала-ротора электрической машины (см, фиг. 1-3) заключается в следующем. В металлической литейной форме 1 размещают пакет магнитопровода 2 и заполняют ферромагнитным расплавом 3, например, из высокопрочного чугуна или стали фиг. 1 при температуре 1300-1650 РС. Затем в расплав 3 вводят стальную трубную заготовку 4 фиг, 2 и происходит процесс формообразования заготовки, Часть расплава 3, вытесняемая трубной загоговкой 4, перемещается вверх до полного заполне, ния литейной формы 1. В процессе кристаллизации расплава трубная заготовка 4, нагретая до температуры 800-900 С, испытывает действие сил. вызванных предусадачным расширением расплава 3. Трубнаязаготовка 4 в результате нагрева начинаетувеличйваться в размерах и оказывает давление на расплав 3, при этом происходитдиФФузионное соединение, После окончания процесса кристаллизации трубная заготовка 4 остается в затвердевшем расплаве3, образуя биметаллическую заготовку 6.Предусмотрено также получение валаротора электрической машины по способу,представленному на фиг,4-6. Сущностьдан його варианта заключается в том, что в литейной форме:1 размещают пакетмэгнитопровода 2 и заполняют ферромагнитным расплавом 3 фиг. 4), После чего врасплав 3 вводят трубную заготовку 4, размещейнуЮ на дополнительном элементе 5 ввиде цилиндра (фиг. 5). Причем цилиндр 5"выполйен из материала, например, из сталиГ 13 с большим коэффициентом линейного: расширения. Тепло от расплава 3 передается через трубную заготовку 4 металлическому элементу - цилиндру 5, нагревая егодотемпературы 800-900 С, В процессе формирования отливки в начальный период кристаллизации происходит увеличениеобъема. жидкого расплава, вызываемое силами. предусадочного расширения, которыевоздействуют на трубную заготовку. Цилиндр 5, нагретый до температуры 800900 С, также начинает расширяться ивоздействует своей поверхностью на стенки,трубной заготовки 4 (на фиг. 5 показанострелками). А поскольку коэффициент линейного расширения у дополнителъногоэлемента 5.намного больше, чем у трубнойзаготовки 4 и расплава 3, то трубная заго. товка 4 деформируется. Но так как трубнаязаготовка 4 имеет эллипсноать как по наружному; так и по внутреннему диаметру, тотрубная заготовка принимает форму.цилиндра 5, тем. самым убирается эллипсность идисбаланс. Трубная заготовка 4,деформируясь, воздействует на расплав 3, уплотняяего, так как силы линейного расширениябольше, чем силы предусадочного расширения, тем самым создавая прочное соединение, После окончания процессакристаллизации и охлаждения отливки дополнительный элемент 5 удаляется Фиг. 6.П р и м е р исполнения,В металлической литейной форме, имеющей расточку ступенчатой Формы с разме. рами под вал электродвигателя 4 А 225,размещали пакет магнитопровода, В качестве ферромагнитного расплава примененвысокопрочный чугун марки ВЧ 45, выплавленный в индукционной тигельной печиМГП 52. Расплав перегревали до температуры 1460 С. Кой 1 роль химического состава и температуры металла производили на итальянской установке "Метанаптемп" фирмы "Радуга". Затем расплав при температуре 1440 С заливали в литейную форму в 5 количестве 20,6 кг, равном объему чугуна вотливке. После этого в расплав вводили стальную трубную заготовку с глухим концом из стали 20, имеющую по наружному диаметру овальность и установленную на 10 дополнительном элементе в виде цилиндраиз стали Г 13 с большим коэффициентом линейного расширения.Жидкий чугун, вытесненный трубной заготовкой, перемещался вверх, заполняя литейную форму, В резуль тате контактирования с жидким металломтрубная заготовка нагревалась и передавала тепло цилиндру. Цилиндр нагревался до температуры 800 С, измерение проводилось термопарой ХА.20 . До введения в расплав трубная заготовка имела следующие размеры: наружный диаметр составлялф 50,5 мм и 9 49,5 мм, внутренний диаметр трубы имел эллипс- ность и размеры внутреннего диаметра со ставляли 6 39,5 и 9 40,5 мм, Диаметр,дополнительного элемента составлял 939,3Дополнительный элемент, нагретый дотемпературы 800 С, начинал расширяться, 30 увеличиваясь с 939,3 мм доф 40,3 мм, и темсамым воздействовал на трубную заготовку, деформируя ее и выравнивая Внутренний диаметр. Со стороны жидкого металла на трубную заготовку также действовали силы 35 предусадочного расширения, вызывая увеличение объема жидкого металла. Трубная заготовка испытывала давление как со стороны жидкого. металла, так и со стороны цилиндра (дополнительного элемента), за 40 счет этого происходило выравнивание на- .ружного и внутреннего диаметров трубной заготовки, После формообразования и окончания процесса. кристаллизации дополни тельный элемент извлекли из отливки, .45 отливку удалили из формы и после полногоохлаждения провели замеры диаметра отливки. Внутренний диаметр отливки составил Ф 40,1 мм, Зллипсность отсутствовала.8 результате описанного технологиче ского процесса получена заготовка вала-ротора ступенчатой формы и облегченной .конструкции. При этом припуски на механическую обработку снизились на 75;ь, повысилось качество отливок, ликвидирован 55 дисбаланс ротора за счет устранения эллип- .сности. Получилось надежное соединение между пакетом магнитопровода и чугуном, а также чугуна с трубной заготовкой.По сравнению с прототипом исключается вероятность несоосности, уменьшается1809499 трудоемкость, повышается качество вала- ротора, увеличивается выход годного литья.Формула изобретенияСпособ изготовления ротора электрической машины, согласно которому в литей ной форме размещают пакет магнитопровода, вводят в форму центральный стержень вала ротора и заливают расплав ферромагнитного материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения 10 качества роторов путем повышения точно 6сти отливки, предварительно внутри стержня, имеющего глухой конец, размещаюттехнологический цилиндрический элемент из материала с коэффициентом линейного расширения, большим коэффициента линейного расширения материала стержня и расплава, стержень вводят в форму глухим концом после заливки в нее расплава ферромагнитного материала, по окончании процесса кристаллизации которого технологический элемент удаляют.1809499 Составитель Я,Хаит ехред М.Моргентэл Корректор Л,фль Редактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 аэ 1289 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб.; 4/5