Материал: Конструкции электрических машин малой мощности. Орлов В.В., Анненков А.Н

76

служащая для пуска и в качестве демпфера, препятствующего качаниям ротора в установившемся режиме работы; 4-постоянный магнит; 5 - втулка постоянного магнита; 6 - пакет статора; 7 - первичная обмотка.

4.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ

4.1.Задачи и направления отработки конструкции на технологичность

Вопросы, связанные с повышением эксплуатационных качеств электрических машин и снижением трудоемкости их изготовления, всегда являются актуальным и имеют первостепенное значение. Решение вопросов рационального проектирования электрических машин невозможно без тщательной увязки их с проблемами технологии. Главным здесь является применение типовых технологических процессов с максимальным уровнем автоматизации для основных видов электрических машин. Конструкцию электрической машины необходимо определять при условии обеспечения широкой унификации и нормализации узлов и деталей. В этом случае освоение производства нового конструктивного исполнения потребует меньше времени и ресурсов, чем подготовка производства индивидуального исполнения.

Общая задача, которую решает проектировщик электрической машины - обеспечение эксплуатационных требований в сочетании с возможностью промышленного производства конструкции. При такой постановке вопроса могут быть созданы различные варианты конструкций в равной степени удовлетворяющие поставленным условиям. Наиболее предпочтительным из всех является вариант, удовлетворяющий техническому заданию и обеспечивающий минимум затрат средств труда, материалов, энергии, обусловленных ее проектированием, изготовлением и эксплуатацией.

Таким образом, технологичность конструкции электрической машины это комплексная характеристика, отражающая эффективность ее производства. Под технологичностью конструкции понимают придание изделию таких форм, применение таких материалов и технологических приемов, которые обеспечивают при высоких эксплуатационных качествах изделия наиболее простое и экономичное его изготовление.

Различают два вида технологичности конструкций: производственную и эксплуатационную. Производственная технологичность конструкции проявляется в сокращении времени и средств на конструкторскую и технологическую подготовку производства новой машины, на процесс ее изготовления, на организацию и управление процессом производства, т. е. технологичная конструкция изготавливается с применением наиболее экономичных технологических процессов. Эксплуатационная технологичность конструкции выражается в сокращении затрат (средств, времени) на транспортировку, хранение, подготовку изделия к функционированию, на техническое обслуживание и ремонт. В дальнейшем речь пойдет именно о

77

производственной технологичности конструкции электрических машин, уровень которой зависит от условий изготовления.

Кусловиям изготовления относятся: вид изделия, тип производства, объем выпуска. Вид изделия определяет главные конструктивнотехнологические признаки, которые определяют требования к технологичности изделия. Объем выпуска и тип производства определяют степень технологического оснащения, механизации и автоматизации производства.

Применяются два вида оценки технологичности конструкции: качественная и количественная. Для качественной оценки технологичности требуется достаточно высокий опыт специалиста. Для нее характерен некоторый субъективизм, поэтому этот вид оценки технологичности может быть допустим только на стадиях проектирования, когда производится сравнение вариантов конструкции. Качественная оценка предшествует количественной. Количественная оценка технологичности конструкции выражается значениями соответствующих показателей. При этом возникает необходимость сравнения уровней технологичности с учетом освоенных конструкций. Данные об уровне технологичности конструкций выпускаемых машин принимаются за базовые. Базовые значения показателей могут приниматься в целях планирования повышения уровня технологичности вновь создаваемых конструкций. Базовые показатели производственной технологичности могут указываться в техническом задании на разработку вместе с другими требованиями. Важным условием повышения технологичности машины является максимально возможное применение при ее производстве стандартного оборудования, приспособлений, инструмента. Ответственность за выполнение заданного уровня технологичности несет конструктор-разработчик электрической машины.

Кзадачам, направленным на отработку конструкции на технологичность, относятся следующие:

1). Снижение трудоемкости изготовления.

2). Унификация и стандартизация составных частей машины.

3). Унификация элементов конструкции деталей (допусков, посадок, резьб, шлицов, шпонок и т. д.).

4). Возможность применения унифицированных технологических процессов, имеющегося в производстве оборудования, средств и методов испытаний и т. д.

5). Заимствование отдельных деталей и узлов от других машин, уже освоенных в производстве.

6). Повышение коэффициента использования материала.

7). Снижение материалоемкости изделия.

8). Использование доступных материалов и т. д.

Перечисленные мероприятия в большей или меньшей степени способствуют снижению себестоимости, повышению производительности, сокращению сроков освоения.

78

Уровень технологичности изделия закладывается уже на стадии электромагнитного расчета электрической машины. Разрабатываемая конструкция электрической машины должна соответствовать определенным технологическим требованиям:

1). Конструкционная компоновка схемы должна способствовать уменьшению протяженности кинематических и размерных цепей.

2). Сложность отдельных деталей должна соответствовать сложности узлов, в которые они входят.

3). Должны широко применяться стандартные изделия, узлы и другие элементы конструкции.

4). Должна быть обеспечена возможность широкого использования прогрессивных технологий.

5). Уменьшение материалоемкости.

6). Ограничение номенклатуры применяемых материалов.

Таким образом, технологичность конструкции определяется множеством факторов, что затрудняет определение единого показателя технологичности.

Уровень технологичности конструкции принято определять системой показателей, являющихся объективными критериями количественной оценки качества конструкции. Система характеристик конструкции изделия, определяющих состав используемых показателей, может быть разделена на четыре главные группы:

1). Структурные характеристики, которые устанавливают, насколько удачной является компоновка машины, насколько удалось избежать введения дорогостоящих деталей и т. д.

2). Технологические характеристики, которые показывают, в какой мере удалось подобрать наиболее экономичный техпроцесс с наименьшими затратами на оборудование, инструменты и т. д.

3). Сборочные характеристики, которые определяют экономичность и удобство сборки, а также то, как избежать доработку и подгонку деталей, повторных разборок, регулировок и т. д.

4). Экономические характеристики, которые служат для окончательной оценки экономичности конструкции и технологии, связанной с затратами материальных средств, рабочей силы, энергии, производственных площадей и др.

В электромашиностроении целесообразно определить еще одну группу характеристик - обмоточные. Они являются специфическими для этой отрасли и показывают, в какой степени в рассматриваемой конструкции машины удалось снизить трудоемкость обмоточно-изолировочных работ, автоматизировать или роботизировать трудоемкие операции, обеспечить изменение физических свойств применяемых материалов в заданном направлении.

Технологичность конструкции количественно оценивают следующими видами показателей:

80

сравнительно мало. Таким образом, полезную мощность машины можно использовать в качестве основного параметра только с учетом приведения по частоте вращения.

С другой стороны, активные размеры электрической машины и ее конструктивно-технологические показатели определяются отношением полезной мощности к частоте вращения, что дает величину, пропорциональную вращающему моменту. Таким образом, в качестве основного параметра часто используют вращающий момент M2 :

где Cм - стоимость материалов, затраченных на изготовление машины;

СЗ - основная зарплата рабочих, занятых в производстве;

Са - расходы на содержание и эксплуатацию оборудования.

Для полной оценки уровня технологичности конструкций применяют дополнительные показатели технологичности, к которым относят коэффициент унификации Ky , коэффициент использования материала KИ , коэффициент

эффективности взаимозаменяемости KВ, коэффициент применения стандартной оснастки KСО , относительная трудоемкость по видам работ T0.

Ниже приведены выражения для расчета дополнительных показателей технологичности.

Коэффициент унификации определяется как отношение количества унифицированных сборочных единиц и отдельных деталей, не вошедших в состав сборочных единиц , к общему числу составных частей изделия (без

EЗ DЗ - количество заимствованных сборочных единиц (деталей); EП DП - количество покупных сборочных единиц (деталей);

EСТ DСТ - количество стандартных сборочных единиц (деталей); E D - число сборочных единиц (деталей).

технологичности конструкции электрической машины.

Коэффициент материалоемкости определяется как отношение массы изделия m к номинальному значению его основного параметра: