Thiết kế và chế tạo máy điện một chiều công suất đến 220kW
MỤC LỤC
Xác định sản phẩm của đề tài
- Sản phẩm có công suất lớn nhất trong dãy sản phẩm cần nghiên cứu - Sản phẩm phải đ−ợc chế tạo theo các kết quả nghiên cứu. + Đ−ợc thử nghiệm trên dây truyền sản xuất trong một thời gian dài để xác.
Thông số kỹ thuật của sản phẩm
Chế độ làm việc danh định của máy: Chế độ làm việc danh định của máy gồm các chế độ từ S1 (chế độ làm việc danh định liên tục) đến S8 (chế độ làm việc danh. định gián đoạn có tốc độ quay thay đổi). Động cơ một chiều - sản phẩm của đề tài đ−ợc Công ty CTAMAD đăng ký với Bộ KH&CN sau khi chế tạo sẽ đạt được các chỉ tiêu thông số kỹ thuật tương đương nh− động cơ có cùng công suất, tốc độ do Liên Xô chế tạo.
Danh sách những người thực hiện đề tài
Nhu cầu sử dụng máy điện một chiều công suất đến 200kW ở Việt Nam
Cùng với xu thế phát triển của nền kinh tế trong thời kỳ đổi mới, các ngành sản xuất có nhu cầu sử dụng MĐMC nh− đ−ờng sắt, mía đ−ờng, hoá chất, khai thác mỏ (đá, than, cát, sỏi..), xi măng, cán thép, giấy. Nhu cầu sửa chữa, thay thế mới, mua dự phòng MĐMC cho dây chuyền sản xuất hiện ngày càng nhiều, trong khi đó ở Việt Nam ch−a chế tạo đ−ợc cụm cổ góp điện cũng nh− ch−a chế tạo đ−ợc MĐMC. MĐMC có giá thành cao hơn nhiều lần so với các máy điện xoay chiều có cùng công suất, tốc độ; vận hành lại phức tạp; bảo d−ỡng khó khăn nh−ng MĐMC có các tính năng −u việt nh− có khả năng điều chỉnh tốc độ mềm ở dải rộng, tốc độ ổn.
Xác định thông số kỹ thuật, yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm
Sản phẩm có kết cấu phù hợp với trình độ sản xuất và công nghệ của Công ty CTAMAD; dễ vận hành, bảo d−ỡng, sửa chữa;. - Có kích thước lắp đặt phù hợp để lắp trên các thiết bị thử nghiệm và trên máy xóc ]7∋-5A. MĐMC đ−ợc tiến hành thiết kế theo hai b−ớc: Thiết kế tính toán và thiết kế kết cấu.
Thiết kế tính toán máy điện một chiều
Nghiên cứu xây dựng phần mềm tính toán nhằm rút ngắn đến tối đa thời gian cũng nh− loại trừ đ−ợc các nhầm lẫn trong quá trình thực hiện hàng nghìn các phép tính. Các kết quả tính toán của ph−ơng pháp tính thông th−ờng, kết quả đ−a ra của phần mềm với các dữ liệu đầu vào là động cơ 200kW của Liên xô và của đề tài thiết kế, đ−ợc so sánh với nhau và so sánh với kết quả của thử nghiệm sản phẩm đã cho thấy phương pháp tính được lựa chọn, phần mềm tính toán điện từ là phù hợp và có độ tin cậy để sử dụng trong thực tế sản xuất. Từ kết quả tính toán thiết kế điện từ, xác định đ−ợc các dữ liệu để tính cổ góp nh−: đ−ờng kính làm việc; đ−ờng kính trục; kích th−ớc viên than, số viên than; số lam.
Thiết kế kết cấu máy điện một chiều
Bộ dây phần ứng đ−ợc băng đai hai đầu dây và băng ở trên thếp tôn ngắn để giữ cho bộ dây không bị bung xoè ra dưới tác động của lực li tâm, nhiệt độ, lực tạo ra khi có dòng điện đi qua bộ dây. Tất cả các chi tiết khi chế tạo đều phải thực hiện một hoặc nhiều quy trình công nghệ khác nhau. Đề tài chỉ tập trung giới thiệu các công nghệ đặc thù của MĐMC nh− chế tạo cổ góp điện, chế tạo các bộ dây, chế tạo các chi tiết cơ khí, chi tiết cụm giá than, lắp ráp MĐMC.
Công nghệ chế tạo cổ góp điện
Nghiên cứu công nghệ chế tạo máy điện một chiều. MĐMC có giá thành cao chủ yếu là do có công nghệ chế tạo rất phức tạp. Trong đó quan trọng nhất là công nghệ chế tạo cổ góp điện. Các nội dung phải tiến hành khi nghiên cứu công nghệ là dự kiến ph−ơng án công nghệ chế tạo; vạch ra các b−ớc công nghệ phải thực hiện; thiết kế – chế tạo các thiết bị chuyên dùng, khuôn gá, dụng cụ; chế tạo thử để hoàn thiện thiết bị, khuôn gá, dụng cụ); xây dựng quy trình công nghệ. Kích th−ớc đuôi én đ−ợc tạo thành có 2 góc côn (30 và 300) cùng với các bán kính l−ợn do mặt côn không thể đo kiểm đ−ợc bằng các dụng cụ đo thông th−ờng nên phải thiết kế chế tạo các loại d−ỡng đo để kiểm tra trong quá trình gia công và nghiệm thu sản phẩm. Quá trình định hình động đ−ợc lặp đi lặp lại nhiều lần : Tiện tròn và đo, rà bằng đồng hồ so; lắp cổ góp vào buồng nhiệt; điều chỉnh nhiệt độ đến 130oC và tốc độ quay bằng nmax ; tăng tốc độ quay là n=1,2nmax , dừng quay xiết bu lông.
Công nghệ chế tạo các bộ dây
Định hình động là tạo ra trạng thái làm việc khắc nhiệt nhất gây tác động văng lam đồng ra khỏi vị trí làm việc nh−. Thiết bị chuyên dùng để định hình động đ−ợc thiết kế và chế tạo có buồng nhiệt có thể điều chỉnh và ổn định nhiệt độ đến 160oC. Dây điện từ của cực chính đ−ợc bọc phíp thuỷ tinh có tiết diện 2,24x5mm đ−ợc quấn trong khuôn theo số lớp và số vòng quy định.
Công nghệ chế tạo các chi tiết cơ khí .1 Công nghệ chế tạo thân
Cuộn dây để nguội đ−ợc băng cách điện ngoài bằng băng mica và băng lụa thuỷ tinh theo số lớp quy định. Cuộn dây cực chính và cực phụ đ−ợc kiểm tra cách điện vòng bằng thiết bị chuyên dùng.
Công nghệ chế tạo cụm giá than .1 Thanh gá than hộp than
Trong chế tạo phải có các gá để cắt, uốn, nguội, d−ỡng để hàn nhằm đảm bảo kích thước hộp đồng đều, các cạnh phải song song, vuông góc với nhau. Phải tính toán để có được chiều dài làm việc, đường kính quấn, đường kính dây, số vòng n và b−ớc làm việc của lò xo. Dây lò xo đ−ợc quấn trên máy, sau đó cắt thành đoạn, bẻ 2 vòng ngoài để tạo thành 2 móc, cắt sửa móc đúng theo bản vẽ.
Lắp ráp máy điện một chiều
Viên than đ−ợc mài để tr−ợt nhẹ nhàng nh−ng không rơ lỏng trong hộp than, bề mặt tiếp xúc với cổ góp đ−ợc mài sơ bộ theo cổ góp. Sau khi kiểm tra bằng d−ỡng, các viên than được bắt vào giá than và buộc tạm ra ngoài hộp để không vướng khi lắp phần ứng. Bổ sung cho đủ l−ợng mỡ chiếm 2/3 diện tích ổ bi, l−ợng mỡ ít thì sau một thời gian ngắn bi sẽ bị khô, dẫn đến tăng ma sát làm nóng và mòn bi.
Xây dựng quy trình công nghệ
Tiếp xúc kém gây ra mật độ dòng điện chỗ tiếp xúc cao, gây nóng và đánh tia lửa ở cổ góp. Chế tạo động cơ 200kW là nội dung quan trọng vì sản phẩm đ−ợc chế tạo từ các kết quả nghiên cứu nh− thiết kế tính toán, phần mềm tính điện từ, tập thiết kế sản phẩm, các nghiên cứu về công nghệ và quy trình công nghệ. Chế tạo sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật cũng có nghĩa là các kết quả nghiên cứu.
Chuẩn bị điều kiện kỹ thuật
Quá trình thiết kế, chế tạo trang thiết bị kỹ thuật (TTB) gắn liền với công việc chế thử và hoàn thiện TTB và hoàn thiện quy trình công nghệ. Quá trình nghiên cứu nhiều TTB không phù hợp với chế tạo (Chi tiết không đạt yêu cầu kỹ thuật, năng suất thấp) phải chế tạo mới, sửa đổi hoặc thay đổi phương án công nghệ.
Chế tạo sản phẩm
Công ty CTAMAD đã áp dụng bộ QTCN để chế tạo thành công các cổ góp và các chi tiết của MĐMC cho khách hàng đem lại lợi nhuận khoảng 400 triệu đồng trong n¨m 2005.
Xây dựng ph−ơng pháp quy trình thử nghiệm
- Các quy định của tiêu chuẩn liên quan đến thử nghiệm phải áp dụng (tiêu chuẩn quốc tế IEC, TCVN, tiêu chuẩn cơ sở, tiêu chuẩn ISO9001:2000). QTTN của động cơ 200kW đ−ợc xây dựng để đáp ứng yêu cầu thử nghiệm, đánh giá chất l−ợng toàn diện của sản phẩm nghiên cứu khoa học công nghệ. QTTN đ−ợc trình bày có các mục theo quy định của tiêu chuẩn ISO9001:2000 với các nội dung chính nh− mục đích, phạm vi áp dụng, tài liệu tham khảo, định nghĩa, khái quát, nội dung, hồ sơ, phụ đính.
Thử nghiệm động cơ một chiều 200kW-750vg/ph-440V .1 Chuẩn bị điều kiện kỹ thuật cho thử nghiệm
Để đánh giá chất l−ợng sản phẩm một cách chính xác, khách quan, Công ty CTAMAD đã thành lập Tổ công tác nghiệm thu sản phẩm gồm có các nhà khoa học, các chuyên gia đầu ngành máy điện, các giáo s− tiến sĩ trực tiếp đóng góp ý kiến, tham gia và giám sát ph−ơng pháp cũng nh− quá trình thử nghiệm. Tham gia thử nghiệm ngoài các kỹ s− thuộc nhóm đề tài còn có các cán bộ quản lý, các cán bộ kỹ thuật, công nhân vận hành máy xúc và thiết bị của Công ty Apatit Việt Nam. Chế độ làm việc rất khắc nghiệt 23 giây 1 chu kỳ: quay phải, xúc quặng, mang tải quay sang trái, đổ quặng (chế. độ làm việc danh định gián đoạn, có tốc độ quay thay đổi và thường xuyên đảo chiều theo chu kỳ).
Kết quả nghiên cứu của đề tài
Báo cáo thuyết minh và báo cáo tóm tắt tổng kết khoa học và kỹ thuật đề tài.
Đánh giá kết quả đào tạo nguồn nhân lực
- 30 công nhân kỹ thuật đ−ợc nâng cao lý thuyết, tay nghề thông qua việc tham gia chế tạo động cơ 200kW, nghiên cứu ứng dụng công nghệ.