Оперативное регулирование массового (серийного, единичного) производства (на примере конкретного предприятия…).

Все эти требования были реализованы в разработанной конструкции экструзионных оболочек электрических машин.Проблемы и преимущества новой конструкции корпуса. При внедрении экструзионной станины пришлось столкнуться с массой проблем, главная из которых — изготовление тонкостенных отливок станин с высокой степенью оребрения. Успешное их решение в новой серии позволило реализовать следующие преимущества.Специально разработанный алюминиевый сплав обладает высоким коэффициентом относительного удлинения, поэтому самым эффективным способом сборки пакета статора со станиной является тепловой. При этом обеспечивается надежное прилегание оболочки по всей поверхности сердечника статора, чем создается высокая теплоотдача.Станина перед сборкой с пакетом статора подвергается минимальной механической обработке — чистовой обработке торцов и сверлению отверстий под выводы и крепление коробки для них.Статоркомплект обработке не подвергается, что исключает появление дефектов на самом подверженном браку узле электродвигателя — обмотке статора.Особое внимание при разработке конструкции АД новой серии было обращено на снижение механического шума и вибрации двигателей, поэтому для высот 71—132 мм применены жесткие алюминиевые щиты, армированные стальными втулками, а для габаритов выше 160 мм — чугунные щиты.По требованию заказчика в серии предусматривается возможность применения подшипникового узла с пополнением смазки и использованием роликовых подшипников для электродвигателей, работающих с увеличенными радиальныминагрузками на валу.Наиболее сложным было решение проблемы овальности станины и сдавливания пакета, а также неравномерности толщины стенки с учетом обеспечения необходимой жесткости корпуса электродвигателя. С увеличением габаритов двигателей требования к жесткости корпуса и механическим свойствам сплава возрастают. Совместное с металлургами решение вопросов конструкции инструмента и методов прессования позволило получить высокоточную заготовку оболочки, пригодную для использования в электромашиностроении.В процессе работы двигателя полный вращающий момент передается от статора к корпусу, затем к лапам и фундаменту, при этом все элементы, участвующие в реакции на возникающий момент, испытывают воздействия на изгиб, сжатие, растяжение, срез и др. Материал оболочки должен выдерживать статические, динамические и знакопеременные нагрузки при длительных сроках эксплуатации.При выборе материала за основу принимались прочностные свойства стали и чугуна, традиционно применяемых для корпусных деталей электродвигателей больших габаритов. В таблице приведены сравнительные механические характеристики стали 20, чугуна СЧ15 и деформируемых алюминиевых сплавов. Алюминиевые литейные сплавы не рассматривались как имеющие более низкие свойства.Из приведенных данных следует: все значения параметров механических свойств новых сплавов лежат в промежутке этих значений для стали 20 и чугуна СЧ15. Такие важные характеристики, как сопротивление разрыву, предел текучести и относительное удлинение, находятся на уровне, близком к стали 20. Кроме того, деформируемые сплавы значительно превосходят чугун по стойкости к динамическим и знакопеременным нагрузкам и, несколько уступая по твердости, превосходят его при работе на срез.Принципиально новым направлением совершенствования конструкции электрических машин больших габаритов с высотой осей вращения более 315 мм и двухконтурным обдувом явилось применение легких и прочных деформируемых сплавов в сочетании со стальной арматурой. Это позволяет получить, кроме прочих преимуществ электродвигателей с экструзионной станиной, более легкую и прочную конструкцию корпуса, отвечающую всем требованиям при создании как уникальных и специальных электрических машин, так и машин общепромышленного серийного применения с наружным диаметром статора до 1000 мм. Данная конструкция обеспечивает высокую надежность крепления статора в алюминиевой оболочке, а также лап и подшипниковых щитов за счет закладных элементов из стали и дает возможность уменьшить массу алюминия и всей машины, снизить ее стоимость.Прессованные заготовки на 20—40% легче отлитых из алюминиевых сплавов и в 4 раза легче чугунных. Стоимость прессованных заготовок ниже на 40–80% отливок из алюминиевых сплавов и на 15—50% дешевле чугунных отливок.Экономия материальных ресурсов еще не полностью отражает эффективность внедрения данных разработок. В условиях современного рынка на первый план выдвигаются вопросы полного удовлетворения постоянно возрастающего спроса потребителей. Решающее значение имеют сроки и затраты на освоение новой продукции. От того, насколько быстро изготовитель реагирует на изменение спроса, существенно зависит прочность его положения на рынке. Важную роль играет организация системы подготовки производства. С применением прессованного профиля эти задачи значительно упрощаются.В зависимости от габаритов оболочки сроки изготовления оснастки для прессованного профиля сокращаются в 13—20 раз по сравнению сосроками изготовления прессформ для литья под давлением и в 3,5—8,8 раза по сравнению со сроками изготовления модельной оснастки для литья в землю. Стоимость оснастки уменьшается в 10—14 раз и 3,5—9,5 раз соответственно.Положительные результаты, полученные при разработке и освоении двигателей в экструзионной станине и с применением технологии изготовления профилей больших диаметров, подтвердили правильность выбранной технологии и расчетов. Были разработаны конструкции двигателей высот оси вращения до 355 мм в экструзионной станине с внутренним диаметром от 120 до 495 мм. Из приведенных данных видно, что точность полученных размеров заготовок значительно выше указанных ГОСТ для заготовок обычного типа, не предназначенных для электромашиностроения, и соответствует требованиям, заложенным разработчиком конструкторской документации.Оптимизация типоразмеров двигателей. Применение оболочек электрических машин, изготавливаемых методом экструзии, открывает принципиально новые возможности для совершенствования конструкции и технологии производства электрических машин.Если производитель хочет продавать свою продукцию на мировом рынке, он должен быть готов к изготовлению двигателей по стандартам страны-потребителя. Это значительно усложняет процесс освоения и производства новой продукции, поскольку увеличивает число типоисполнений. Так, если по электродвигателям высот оси вращения 71—355 мм только для одного стандарта мы имеем около 300 исполнений по габаритным и установочным размерам, то для трех стандартов — около 900; каждое исполнение требует индивидуальной оснастки.Самой трудоемкой и дорогой является оснастка для изготовления оболочки — станины электродвигателя, а с учетом специсполнений становится понятным, насколько важен процесс унификации и универсальности конструкции в условиях серийного производства. Большое число типоисполнений может увеличить сроки исполнения заказов, что в условиях современного рынка недопустимо.В Советском Союзе производством всего отрезка электродвигателей 71—355 мм занималось более 30 специализированных предприятий, каждое из которых было ориентировано на выпуск машин только одной-двух высот оси вращения. Каждому типоисполнению жестко соответствовала индивидуальная оснастка на изготовление станин — прессформа для заливки алюминием под высоким давлением или модель для отливки чугунной станины, получаемой при формовке в землю. Стоимость каждой единицы такой оснастки составляет несколько сотен тысяч рублей, стойкость — от 30 до 80 тыс. заготовок, время проектирования и изготовления каждого типа оснастки — от 4 до 7 мес.Одно из основных преимуществ — возможность получения из прессованной трубы заготовок практически любой длины. Это давало возможность объединения в одном диаметре электродвигателей разных высот. В результате создались предпосылки для интенсивного освоения необходимой для России продукции, поскольку производство двигателей разных высот оси вращения на объединенных диаметрах позволяет получить значительную экономию средств не только на оснастке для изготовления корпусных деталей (станины, подшипниковых щитов, коробок выводов, вентиляторов и кожухов к ним), но и активной стали роторастатора, а также на сложной оснастке для заливки короткозамкнутых роторов алюминием под высоким давлением, изготовления инструмента и сборочных приспособлений.Особенности тепловых характеристик двигателей. Использование экструзионной станины позволяет значительно увеличить теплоотвод от самого напряженного в тепловом отношении узла электрической машины — обмотки статора. Мощность любого двигателя определяется предельно допустимой температурой изоляционных материалов, применяемых при его изготовлении. Именно температурный режим определяет в основном показатели надежности и срока службы электротехнических изделий. Эффективность отвода тепла от обмотки статора определяет основные показатели машины. В электродвигателях с экструзионной станиной удалось эффективно решить ряд важных технических проблем.Снижена тепловая напряженность отдельныхтипоисполнений, созданы высоконадежные машины с увеличенным сервисфактором — до 1,15. Основная часть электродвигателей с классом изоляции F имеет превышения температуры по классу изоляции В, что соответствует требованию большинства западных потребителей и обеспечивает изделиям высокую конкурентоспособность.Двигатели низкой тепловой напряженности допускают длительную работу при колебаниях напряжения сети 10%, что важно для многих заказчиков, а также длительную до 20% и кратковременную до 50% перегрузку без снижения показателей надежности. Имеют низкую скорость нарастания температуры при заторможенном роторе, что обеспечивает надежный запуск механизмов с большим моментом инерции. При снижении температуры обмотки и тепловых потерь в меди статора фактический КПД двигателя повышается.Запас по температурному режиму позволяетснизить шум машины за счет применения менее интенсивной вентиляции, что особенно важно в современных условиях. Большой температурный запас обеспечивает надежную работу машин в составе комплектного привода с питанием от преобразователей частоты при широком регулировании частоты вращения без применения специальных средств интенсивного охлаждения при низких значениях частот вращения.Созданы специальные нестандартные машины повышенной мощности в заданном габарите, применяемые для механизмов, в которых рабочий инструмент устанавливается непосредственно на валу двигателя (деревообработка, обработка камней, резка заготовок в машиностроении и металлургии, насосы и др.).Уменьшена масса двигателей, что особенно важно для специальных приводов, когда электродвигатель устанавливается или на большой высоте, или в стесненных помещениях, где отсутствуют необходимые подъемные средства. Это, например, лифты жилых и административных зданий, вентиляторные установки, насосы, ветрогенераторы, приводы кранов, манипуляторов, передвижных средств — электромобилей, тележек, бурильных платформ и др.Создание электродвигателей нового поколения позволило существенно повысить ряд важных производственных показателей.Уменьшена себестоимость изготовления электродвигателей за счет снижения затрат труда и материалов, значительно сокращен объем чугунолитейного производства, уменьшены издержки, улучшена экология, многократно сокращено время освоения новых изделий.Удалось отказаться от дорогой дефицитной и сложной литейной оснастки, приобретения дорогостоящего механообрабатывающего оборудования, улучшен внешний вид, повышена конкурентоспособность изделий.Технические параметры двигателей соответствуют требованиям международных стандартов и уровню показателей мировых фирм. Так, в двигателях новой серии:КПД увеличен в среднем на 0,5%;коэффициент мощности (cos