Технологическое обеспечение качества коллекторов электрических машин

• Автор: Дуюн, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 379 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УСЛОВИЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ КОЛЛЕКТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
1Л. Анализ служебного назначения коллекторов и технических условий на их изготовление
1.2. Выявление технологических факторов изготовления коллектора, оказывающих влияние на качество его работы
1.3. Анализ процесса формирования параметров качества коллектора на технологических операциях его-изготовления
1.3.1. Выявление влияния технологии изготовления коллекторных пластин на качество работы коллектора
1.3.2. Анализ формирования параметров качества коллектора на токарных операциях
1.3.3. Анализ формирования микрорельефа и свойств поверхностных слоев контактной поверхности коллектора на шлифовальной операции
1.3.4. Анализ обеспечения требуемой точности коллектора в процессе его сборки
1.4. Выявление влияния технологических этапов изготовления коллектора на сохранение его параметров качества в процессе эксплуатации
1.5. Формулирование проблемы и постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА КОЛЛЕКТОРА
С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
2.1. Разработка общей структуры формирования параметров качества коллектора на базе учета технологической наследственности и условий эксплуатации
2.2. Исследование формирования макрогеометрических отклонений рабочей поверхности коллектора с учетом технологической наследствен-

ности и условий эксплуатации
2.3. Исследование формирования волнистости, микрогеометрии и качества поверхностного слоя рабочей поверхности коллектора с учетом технологической наследственности и условий эксплуатации
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ДОСТИГНУТЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОЧНОСТИ КОЛЛЕКТОРА ПУТЕМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЕГО ТЕПЛОВОГО И НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ, ВОЗНИКАЮЩЕГО ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
3.1. Разработка методики имитационного моделирования теплового
состояния коллектора при его эксплуатации
3.2. Анализ теплового состояния коллектора в условиях его эксплуатации
3.3. Исследование изменения погрешности формы рабочей поверхности коллектора путем моделирования его напряженно-деформированного состояния в процессе эксплуатации
3.4. Анализ влияния сил, действующих в процессе эксплуатации коллектора,
на изменение погрешности формы контактной поверхности
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ДОСТИЖЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО КАЧЕСТВА ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРА НА ТОКАРНЫХ ОПЕРАЦИЯХ
4.1. Обоснование выбора режимов и режущего инструмента для предварительной токарной обработки по критерию виброустойчивости
4.2. Обоснование выбора режимов чистовой прерывистой токарной
обработки якоря в сборе с учетом критерия внброустойчивости
4.3. Исследование влияния режимов точения коллектора на частоту и виброускорение элементов технологической системы
4.4. Исследование и обоснование режимов точения, определяющих формирование волнистости и микрогеометрии рабочей поверхности коллектора
4.5. Выводы

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ФОРМЫ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОЛЛЕКТОРА
5.1. Обеспечение качества сборки коллектора на операции технологического нагрева
5.1.1. Разработка методики моделирования операции технологического нагрева в процессе выполнения сборочной операции
5.1.2. Технологические методы повышения эффективности процесса сборки
5.2. Обеспечение допустимой погрешности тепловых деформаций коллектора
при точении
5.2.1. Анализ особенностей распределения тепловых потоков при точении медной поверхности
5.2.2. Формирование расчетной модели, граничных и начальных условий, методика и результаты вычислительного эксперимента
5.3. Выводы
ГЛАВА 6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОРЕЛЬЕФА И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ КОНТАКТНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОЛЛЕКТОРА НА ТОКАРНЫХ ОПЕРАЦИЯХ
6.1. Оценка формируемых параметров шероховатости поверхности при чистовом точении методом полнофакторного эксперимента
6.2. Оценка формируемых параметров шероховатости поверхности при черновом, получистовом точении методом рототабельного планирования эксперимента
6.3. Выявление особенностей процесса стружкообразования при точении прерывистой медной поверхности
6.4. Выявление особенностей деформационных и силовых процессов при точении прерывистой медной поверхности
6.5. Исследование формирования физико-механических свойств поверхностного слоя электротехнической меди под действием
технологических параметров токарной обработки

3. Методики расчета распределения температуры по радиусу коллектора при установившихся и неустановившихся режимах работы выполнены аналитически и являются трудоемкими.
Таким образом, можно сделать вывод, что существующие методы расчета температур в коллекторах:
1. Не позволяют оценить температуру контактной поверхности коллектора и влияние условий работы на ее изменение.
2. Не дают полной картины температурного поля.
3. Не позволяют выявить влияние геометрии коллектора на распределение в нем тепловых потоков и значений температуры.
4. Не учитывают движения тепловых потоков относительно полного контура коллектора.
Разработка методики, позволяющей прогнозировать общее тепловое состояние коллектора и температуру контактной поверхности в процессе работы, является исходными данными для определения оптимальной шероховатости контактной поверхности и проектирования эффективной технологии ее обработки. Сведения о тепловом состоянии коллектора полезны не только при разработке эффективной технологии' механической обработки, а также при выборе оптимальных технологических параметров процесса сборки.
Основой надежной работы коллектора является стабильность его формы под действием нагрузок, возникающих в процессе его эксплуатации: центробежных, тепловых и др. Как отмечалось в параграфах 1.1 и 1.2 к форме коллектора предъявляют весьма жесткие требования. Для обеспечения этих требований технология сборки включает несколько последовательно чередующихся термических операций, операций запрессовки, статической и динамической формовки. Одним из наиболее важных технологических параметров является создаваемое в процессе запрессовки усилие арочного распора (боковое давление между коллекторными пластинами). Величина этого параметра не имеет достаточного теоретического обоснования, назначается обычно из практического опыта предприятия-изготовителя как правило с