Введение к работе
Актуальность работы. Недостаточность научно-обоснованной теоретической базы задерживает совершенствование технологии изготовления коллекторов электродвигателей постоянного тока. В отраслевой технической литературе уделяется мало внимания технологии механической обработки контактной поверхности коллектора, в то время как именно ее качество определяет условия коммутации щеточно-коллекторного узла и надежность всего электродвигателя в целом
Существующие справочные данные, рекомендуемые для цветных сплавов, нельзя считать полностью приемлемыми для построения эффективной технологии обработки коллектора, так как они не учитывают особенностей физико-механических свойств электротехнической меди и неоднородность структуры коллектора.
Традиционная технология механической обработки коллекторов предусматривает в качестве окончательной операции шлифование Шлифование является неэффективным методом как с точки зрения обеспечения коммутации, так и с экономической точки зрения
Как показывают исследования, отделочно-упрочняющая обработка методом поверхностного пластического деформирования (ОУО ППД) токосъемной поверхности коллектора снижает его общий износ во время работы двигателя и обеспечивает благоприятные условия коммутации, но является недостаточно изученной с технологической точки зрения.
При сборке коллектора одной из операций, требующих значительных временных затрат, является термическая операция, при этом отсутствует обоснованная методика назначения термических режимов в зависимости от типоразмера коллектора и используемых изоляционных материалов.
Совершенствование технологии изготовления коллекторного узла позволит улучшить условия коммутации, уменьшить механический и электроэрозионный износ, увеличить надежность и ресурс работы коллектора, а следовательно, уменьшить затраты на его изготовление и эксплуатационное обслуживание.
Цель работы: совершенствование технологии механической и отде-лочно-упрочняющей обработки токосъемной поверхности коллектора, снижение энергоемкости сборочных операций.
Научная новизна работы:
— выявлены особенности процесса резания при точении коллектора,
связанные с неоднородностью структуры коллектора и свойствами элек
тротехнической меди Установлен неоднозначный характер влияния ско
рости резания на шероховатость поверхности;
— теоретически и экспериментально установлена зависимость шерохо
ватости поверхности от технологических параметров при токарной обра
ботке коллекторов электродвигателей,
разработана модель шероховатости при отделочно-упрочняющей обработке методом поверхностного пластического деформирования токо-съемной поверхности коллектора;
разработана расчетная модель теплового состояния коллектора при технологическом нагреве.
Практическая значимость работы: разработанная технология токарной и отделочно-упрочняющей обработки контактной поверхности коллектора повышает эффективность изготовления коллекторного узла. Использование ОУО ППД в качестве окончательного метода обработки обеспечивает необходимое для благоприятной коммутации качество поверхности и позволяет снизить себестоимость изготовления за счет уменьшения объема механической обработки. С целью практической реализации разработаны номограммы для определения оптимальных режимов. Методика определения длительности нагрева на операциях сборки коллекторов позволяет снизить энергетические затраты за счет назначении обоснованных режимов
Внедрение результатов работы: результаты работы внедрены в производство ОАО «Завод «Электромашина».
Апробация работы: основные научные и практические результаты доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2005 г.), на ежегодной XVII международной интернет-конференции молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения (Москва, 2005 г.), на V межрегиональной научно-технической конференции «Механики XXI веку» (Братск, 2006 г.), на международной научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в строй-индустрии» (Белгород, 2007 г.).
На защиту выносятся:
научно обоснованная методика назначения режимов токарной обработки токосъемной поверхности коллекторов с учетом неоднородности структуры и свойств материала;
результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований по установлению технологических связей при ОУО ППД коллекторов;
- методика расчета термических режимов при сборке коллекторов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в
том числе 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка литературы. Общий объем диссертации - 136 страниц, включая 46 рисунков, 27 таблиц, 2 приложения.
