Вступ
Трансформаторишироко використовуються для передачі та розподілу електроенергії, для живленняспеціальних пристроїв, в системах автоматики і обчислювальної техніки, впобуті.
Передачаелектричної енергії на великі відстані здійснюється на великих напругах (6,10,35 кВ та більше) за допомогою трансформаторів та ліній електропередач. У місціспоживання електроенергії напругу за допомогою трансформаторів знижують допотрібної величини.
Передачаелектроенергії високими напругами має мету максимально знизити втрати в мережахі в перерізі проводів ліній електропередач. Силовий трансформатор єнайважливішим елементом установки мережі та систем.
Силовітрансформатори характеризуються номінальними величинами, а саме потужністю,напругами ВН та НН, струмами, частотою, втратами і струмом неробочого ходу,втратами і напругою короткого замикання тощо.
Силові трансформатори можуть працювати відокремлено,тобто не будучі електричне зв’язані з іншими трансформаторами електроустановки,або паралельно із одним або декількома трансформаторами електроустановки.
Виробничий процес- це процес виготовлення деталей, складальних одиниць та виробів, починаючи відотримання сировини, матеріалів і напівфабрикатів, і закінчуючи доставкою доскладу готового виробу перед відправкою споживачу. Виробничий процесскладається з різноманітних технологічних та допоміжних процесів.Технологічнийпроцес — це процес зміни форми, властивостей, розмірів виробу чи взаємногорозташування деталей в ньому.
В даномукурсовому проекті розглядається технологічний процес намотування гвинтовихобмоток трансформаторів, тому що гвинтові обмотки мають високу механічнуміцність та гарне охолодження і застосовуються в якості обмоток НН.
1 Загальначастина1.1 Призначення та конструктивні особливостітрансформатора
Трансформатором називаєтьсястатичний електромагнітний пристрій який має дві або більше індуктивне зв’язанихобмоток. Пристрій призначений для перетворення струмів і напруг однієївеличини, в струми і напруги іншої, при незмінній частоті. Відрізняють двохобмоткові трансформатори з двома гальванічне не пов’язаними обмотками, а також триобмоткові (багато обмоткові) трансформатори що мають три та більше гальванічне непов’язаних обмоток. Передача енергії з первинного кола до вторинноговідбувається за допомогою змінного електромагнітного поля.
Трансформаторназивається силовим якщо використовуються для перетворення електричної енергіїу електричних мережах або для безпосереднього живлення приймачів енергії.
Сучаснийтрансформатор – складний пристрій,який складається із багатьох вузлів, деталей та металоконструкцій. Основнимичастинами трансформатора є магнітна система і обмотки. Магнітна системапризначена для створення в ній основного магнітного поля трансформатора.Зібрана конструкція, що складається з магнітної системи з усіма деталями для їїскладання та кріплення обмоток називається кістяком.
Магнітнасистема плоска, тобто осі всіх стрижнів та ярем розташовані в одній площині.Магнітна система складається із стрижнів та ярем. Стрижні призначені длярозташування обмоток трансформатора. Ярма призначені для сполучення стрижнів.Стяжка стрижнів виконується склобандажами, ярем – ярмовими балками.
Обмотка– сукупність витків, що утворюютьелектричне коло.
Відводи– електричні провідники, призначенідля сполучення обмоток трансформатора із струмопровідними частинами (виводамита пристроєм регулювання напруги).
Перемикаючий пристрій призначений длярегулювання напруги на стороні ВН шляхом зміни коефіцієнту трансформації(співвідношення між числом витків обмоток ВН та НН).
Кістяктрансформатора разом із обмотками, відводами, елементами пристрою перемиканнявідгалужень обмотки ВН і деталями для їх механічного закріплення складаютьактивну частину трансформатора. Активна частина трансформатора розташовується убаці овальної форми. Бак складається із дна, стінок, кришки. На стінках бакарозташовують привідний механізм, термосифонний фільтр, коробки контактнихсполучень для пристроїв контролю та сигналізації. Кришку бака застосовують длявстановлення виводів, розширника, запобіжної труби, патрубка для заповненнямаслом.
Бакзаповнюється трансформаторним маслом, яке є охолоджуючим та ізолюючимсередовищем. Масло відводить тепло, яке утворюється в магнітній системі таобмотках, і віддає через стінки, кришку бака, а також підвищує ізоляцію міжструмопровідним частинами і заземленим баком.
Термосифонний фільтр призначений для очищення масла відпродуктів окислення та для поглинання вологи.
Викиднатруба – трубчастий пристрійпризначений для захисту трансформатора в разі внутрішніх пошкоджень, щосупроводжуються неприпустимим підвищенням тиску в баку трансформатора.
Повітроосушникпризначений для видалення вологи з повітря, яке надходить до розширника таявляє собою посудину, заповнену силікагелем.
Масловказівникпризначений для показу рівня масла у трансформаторі. На бічній стінцірозширника вказують температурні позначення (плюс 40°С; плюс 15°С;мінус 45°С) для тропічного виконання.
Газовереле призначене для захисту трансформатора в разі внутрішніх пошкоджень, щосупроводжуються виділенням газів, а також в разі пошкоджень, що супроводжуєтьсяпотраплянням повітря в це реле.
Виводипризначені для приєднання обмоток трансформатора до зовнішнього електричногокола.
На рисунку 1зображена будова силового трансформатора.
/>
Рисунок 1 – Будова силового трансформатора
1– бак; 2 – затискач заземлення; 3 – вентиль; 4 – термосифонний фільтр; 5 –радіатор; 6 – перемикач; 7 – повітроосушник; 8 – газове реле; 9 – розширник; 10 –масловказівник; 11 – викидна труба;12 – вивід ВН; 13 – привід перемикаючого пристрою; 14 – вивід НН; 15 – нульовий вивід; 16 –кільце для підйому; 17 – відвід НН;18– кістяк; 19 – ярмова балка кістяка (верхня та нижня); 20– відвід ВН; 21 – регулювальні відгалуження обмоток ВН; 22– обмотка НН та ВН; 23 – коток візка
Сигналізаційнийтермометр призначений для вимірювання температури масла, захисту трансформаторав разі пошкоджень, що супроводжуються неприпустимим нагріванням масла та встановлюєтьсяна боковій стінці бака на висоті 1,5 м від дна трансформатора.
1.2 Призначеннята конструктивно-технологічні особливості гвинтових обмоток
Обмоткитрансформатора уявляють собою його електричні кола, по яким проходитьелектричний струм. Разом з магнітопроводом вони складають основні елементитрансформатора. В конструкцію обмоток входять вивідні кінці, регулювальнівідгалуження, ємнісні кільця й екрани ємнісного захисту.
Обмоткитрансформаторів різних потужностей і напруг розрізняються типом намотування,кількістю витків і рівнобіжних у них проводів, поперечним перерізом проводу,напрямком намотування, ізоляцією і схемою з'єднання окремих елементів обмотки.
/>
Рисунок 2 — Розташування обмоток на стрижні магнітопроводу
а — концентричні,б — що чергуються,
1 — стрижень, 2 —обмотка НН, 3 — обмотка ВН, 4 — ярмо
В залежності відпризначення трансформатора, його типу, потужності і напруги обмотки виконуютьсярізноманітних конструкцій. За взаємним розташуванням на стрижні обмоткиподіляються на: концентричні, розташовані одна усередині іншої (рис. 2, а) татакі, що чергуються (рис. 2, б), у них частини обмоток ВН і НН насаджені поперемінноодна за іншою по висоті стрижня. Вертикальний канал уздовж внутрішньої поверхнігвинтової обмотки і канали між її витками утворюється рейками і прокладками.
Гвинтову поверхнюперших крайніх витків обмотки вирівнюють шляхом поступового збільшення висотинабору прокладок між торцем крайнього витка й опорним кільцем. Висота наборупрокладок за окружністю для кожної рейки різна; вона вказується на кресленніобмотки (розгортці). Якщо висота набору перевищує 25 мм, для стійкостіпрокладок встановлюють картонні чи сегменти шайби. Рівнобіжні проводи гвинтовоїобмотки розташовані концентрично і знаходяться на різній відстані від її осі,тому, якщо не прийняти спеціальних заходів, провідники, розташовані ближче доосі, будуть коротше, а більш віддалені від її — довші. Різниця в довжині іположенні в магнітному полі розсіювання рівнобіжних проводів викликаєнерівність їх активного й індуктивного опорів і, отже, нерівномірний розподілструму між ними. Концентричні обмотки мають форму циліндрів. Обмотки вищої, середньоїта нижчої напруги (ВН, СН, НН) мають приблизно однакову висоту. Обмотка ВНчасто розташовується зовні, безпосередньо на стрижні чи між обмотками взалежності від призначення трансформатора. Для забезпечення належноїелектричної міцності обмотки між її витками, чи шарами котушками, а також міжданою обмоткою й іншими обмотками і частинами трансформатора повинна бутивиконана ізоляція.
Для охолодженняміж обмоткою й іншими частинами трансформатора, а також між шарами, чикотушками окремими витками роблять канали. В одних випадках охолодні канализабезпечують одночасно і надійну ізоляцію обмотки, в інші для посиленняізоляції застосовують спеціальні ізоляційні деталі — кутові шайби, циліндри,перегородки, тощо.
В усіх типахобмоток прийнято розрізняти напрямок намотування. Осьовим вважається напрямок,рівнобіжний подовжньої осі обмотки. Радіальне намотування спрямоване по радіусуокружності обмотки. За напрямком намотування подібно різьбі гвинта розрізняють“праві” і “ліві” обмотки. Це відноситься до циліндричних і гвинтових обмоток.За конструктивно-технологічними ознаками розрізняють наступні основні типиобмоток: безперервні; переплетені; дискові; гвинтові; циліндричні.
Гвинтова обмоткаскладається з ряду витків, намотаних за гвинтовою лінією, з масляними каналамиміж ними. Кожен виток складається з декількох однакових рівнобіжних прямокутнихпроводів, що укладаються плазом щільно у радіальному напрямку. Гвинтову обмотку(рис. 3) іноді називають багато паралельною обмоткою, тому що загальне числорівнобіжних провідників в обмотці може досягати 100 і більше (у потужнихтрансформаторах). В залежності від числа рівнобіжних проводів і витків гвинтоваобмотка може виконуватися одноходовою чи багатоходовою, тобто вся обмоткаскладається з двох чи більше окремих гвинтових обмоток для забезпеченнярівномірного розподілу струму по провідниках і відповідно зменшення додатковихвтрат багато паралельні обмотки варто обов'язково виконувати з транспозицією(перекладкою рівнобіжних проводів витка в процесі намотування). Принедосконалій транспозиції виникають додаткові втрати від циркулюючих струмів урівнобіжних провідниках обмотки.
/>
Рисунок 3 — Гвинтова одноходова обмотка
У гвинтовихобмотках застосовують різні види транспозиції. В одноходовій обмотці звичайнозастосовують комбінацію двох видів транспозиції: групову, коли рівнобіжніпроводи поділяються на дві групи і обидві ці групи міняються місцями, ізагальну, коли змінюється взаємне розташування всіх рівнобіжних проводів. Частоці транспозиції називають спеціальною (груповою) і стандартною (загальною).
В одноходовійгвинтовій обмотці застосовують також транспозицію Бюда. Вона складається з двохгрупових транспозиції і однієї загальної.
У двоходовійгвинтовій обмотці застосовують рівномірно розподілену транспозицію(транспозицію Хобарта). При цьому число перестановок в обмотці звичайнодорівнює числу рівнобіжних проводів.
Гвинтова обмоткамає значну торцеву поверхню, що дозволяє забезпечити її стійкість до великихосьових зусиль при коротких замиканнях, вона має гарну механічну міцність ідостатню поверхню охолодження. Тому її застосовують для обмоток НН, що маютьневелику кількість витків при великих струмах у трансформаторах іавтотрансформаторах потужністю від 1000 кВА й вище.
При відносновеликому числі витків і невеликій висоті обмотувального проводу інодізастосовують гвинтову обмотку, у якої кожна пара суміжних витків розділенашайбами або прокладками товщиною 0,5 — 1 мм, а інші канали виконані наборомпрокладок товщиною 2-4 мм. Таку обмотку називають «напівгвинтовою».
1.3 Вибір типувиробництва та опис режиму роботи дільниці намотування гвинтових обмоток
Згідно з річноюпрограмою випуску, яка становить 4000 штук обирається серійний тип виробництва.
При серійномувиробництві вироби випускаються партіями або серіями з регулярноюповторюваністю. При серійному виробництві бажано налагодити поточневиробництво. Цьому допомагає застосування групових методів обробки. Обладнанняуніверсальне, спеціальне, спеціалізоване, велика кількість оснащення іприладів. Використовуються не тільки універсальні, але й спеціальніінструменти.
Поточневиробництво дозволяє зробити процес виготовлення виробів більш організованим,впорядковано розташувати устаткування дільниць та цехів за напрямом виробничогопроцесу, що сприяє зростанню продуктивності праці. Організація потоковоговиробництва є найпершою умовою для комплексної механізації і автоматизаціївиробництва.
Дільницянамотування гвинтових обмоток працює в дві зміни. Початок першої зміни о 7:00,закінчення о 16:00. Обідня перерва з 11:00 до 11:40. На протязі зміни є двітехнологічні перерви тривалістю 10 хвилин. З 16:00 до 16:10 відбуваєтьсяперезміна. Друга зміна починається о 16:00 та продовжується до 23:00. На протязізміни також є дві технологічні перерви, обідньої перерви не має.
Визначений типвиробництва впливає на організацію та здійснення процесів, розробленнятехнологічного процесу та його фактори – на глибину розподілу процесу наоперації, спеціалізацію робочих місць, обладнання, пристроїв, інструментів такваліфікацію робітників.
На підставі вимог до визначеного типу виробництваскладається опис заданого технологічного процесу.
2. Спеціальна частина
2.1 Технологічнийпроцес намотування гвинтових обмоток
До початку намотування перевіряється відповідність скомплектованогооснащення, деталей і обмотувального проводу технологічній карті і кресленню. Зцією метою вимірюється зовнішній діаметр шаблона, встановленого нанамотувальному верстаті, розмір перетину й ізоляції проводу, відповідністьномера замовлення, написаного на кожній рейці з набором дистанційних прокладок,номеру замовлення трансформатора, для якого буде виготовлена ця обмотка.
При виконанні підготовчих робіт до намотування багатопаралельних гвинтових обмоток рекомендується на стійки встановлювати робочі(технологічні) барабани з намотаним на них проводом. Довжина намотаного проводуна один робочий барабан повинна бути не менш (чи кратній) довжини однієїпаралелі обмотки. Технологічні барабани встановлюються на каретку в декількарядів у 2— 3 яруси.
Процеснамотування одноходової обмотки з груповими й загальної транспозиціями (рис. 4)починається із комплектування початкового виводу, після чого всі проводизаводяться у натяжне пристосування. На встановленому комплекті рейокдистанційні прокладки зсовуються в ліву чи праву сторону (в залежності віднапрямку намотування), закріплюються кінці обмотки на шаблоні і починаєтьсянамотування обмотки. За кожне обертання верстата виготовляється один виток збагатьма паралелями на невеликій частоті обертання (8 – 16) об/хв., чергуючинамотування витків обмотки з встановленням прокладок. Для створення опорноїповерхні обмотки між гвинтовою поверхнею крайнього витка й опорним кільцем накожній рейці встановлюється різна кількість прокладок. Для стійкості прокладоквони скріплюються сегментами.
Виконавши перший виток, присуваються до нього прокладки, щоутворюють канал між першим і другим витками, потім намотується другий виток ізкроком, рівним товщині проводу плюс канал між витками. Після другого виткасиметрично по окружності накладається три — чотири загальних бандажі з кіперноїстрічки на обидва витки. Проводиться намотування 1/4 витків обмотки до початкупершої транспозиції.
Намічається центр першої групової транспозиції, закріплюється останнійнамотаний виток обмотки затискачем і всі проводи розділяються на дві групи: зоднаковим числом — при парній кількості проводів у витку, різним — при непарній(в одній із груп на один провід більше). Ці групи (рис. 4, б) міняються місцямипісля перекладці їх у двох полях, суміжних із центром транспозиції. В одномуполі виконуються переходи проводів однієї групи, а через поле — іншої. Коженпровід верхньої групи вигинається окремо (за допомогою пристосування для гнуттяпри виконанні переходів), а потім всі проводи складаються стопкою, бандажуютьсятафтяною стрічкою в напівперекриття й укладаються з витком. Для запобіганнязамикання суміжних проводів першої й другої груп до і після виконаннятранспозиції між групами закладається смуга електрокартону і додатково навигнуті частини витка установлюються відбортовані прокладки з електрокартону.
Плавний перехід проводів здійснюється за допомогою клинів зелектрокартону, що підкладаються під проводи в місці переходу (рис. 4, б). Клинивирівнюють радіальний розмір витків у зоні транспозиції, і на нихрозташовуються обидві групи проводів, що транспонуються. Після виконаннятранспозиції обидві групи проводів помінялися місцями: верхня група сталанижньою, а нижня – верхньою. У зоні транспозиції відбулося як би роздвоєннявитка, а потім злиття, за рахунок чого збільшився канал. Тому при виконаннітранспозиції уважно стежать за правильним виконанням каналу.
Продовжується намотування витків до половини обмотки івиконується загальна транспозиція. Початок-і кінець обмотки повинні бутисиметричними щодо її середини (рис. 4, а). Для виконання загальної транспозиціїу полі, зазначеному в розгортці обмотки, намічається перехід на першому(верхньому) проводі, виток закріплюється затискачем та зі смуг електрокартонувиготовляються два клини. Висота клина повинна бути менше радіального розмірувитка на один провід, а довжина його визначається довжиною частини окружності,зайнятої переходами всіх проводів витка.
/>
Рисунок 4 – Виконання транспозиції в одноходовій гвинтовійобмотці
Після вигинання верхнього проводу у виді переходу, вінізолюється й вкладається поруч із витком на стовщену частину першого клина.Другий клин своєю тонкою частиною підкладається під проводи витка, щозалишилися. Таким чином, у першому полі рівнобіжні проводи витка поділилися надві групи (рис. 4, а). У наступному полі вигинається і ізолюється перехід, потімвкладається другий провід на перший. В кожному полі згинаються послідовнопровідники витка у виді переходів та вкладаються поруч на вже перекладеніраніше провідники. Після виконання загальної транспозиції кожний провід у виткупоміняв своє місце розташування.
Продовжуючи намотування, намотується ще 3/4 витків обмотки допочатку другої групової транспозиції, що виконується аналогічно першій, тобтодві групи провідників знову змінюють своє місце розташування.
Після виконання всіх трьох транспозицій провідники будутьрозташовані в зворотному порядку в порівнянні з їх початковим положенням. Упроцесі намотування останнього витка обмотки гвинтова поверхня вирівнюєтьсярізною кількістю прокладок на кожній рейці.
Пристосування для установки рейок знімається, закріплюєтьсяостанній виток струбциною, обрізають кінці проводу і комплектують кінцевийвивід обмотки. Проводи вигинаються під прямим кутом (кожний окремо) тарозташовуються так, щоб забезпечити можливість виводу кінців через спеціальніотвори або поглиблення в опорному кільці котушки. Щоб окремі провідники не замикалися,кожен провід у місці вигину ізолюється крепованим папером. Кінець обмоткиізолюється лакотканиною чи смугами крепованого папера і закріплюється між двомарейками.
Якщо одноходова обмотка виконується з транспозиціями Бюда, торозкладка проводів перед намотуванням обмотки й транспозиціями виконуєтьсяпо-іншому. Намотування обмотки проводиться так, як описано раніше, чергуючинамотування витків з установленням дистанційних прокладок. При виконаннігрупової транспозиції останній намотаний виток закріплюється затискачем, всірівнобіжні проводи витка поділяються на чотири групи і кожна група змінюєтьсямісцями. Перекладення кожної групи проводів виконується через поле, тому всягрупова транспозиція займає сім полів. У першому полі проводи першої групи згинаютьсяу виді переходу й укладаються поруч з витком. Таким чином, виток як бирозділяється на два, з різними радіальними розмірами. Для вирівнюваннярадіального розміру котушки під першу (у новому витку) і четверту групи (увитку, що залишився) підкладаються і бандажуються клини зі смуг електрокартону(мал. 4, а) так, щоб до сьомого поля після початку транспозиції четверта групабула піднята до рівня верхньої групи, а перша група була опущена до рівнянижньої групи. В третьому полі згинаються провідники другої групи. Провідникитретьої групи згинаються у четвертому полі й укладаються на другу групупровідників; у шостому поле згинається остання (колишня нижня) четверта групапроводів і укладається на верх третьої групи.
При груповій транспозиції чотири групи проводів помінялисямісцями: серединою транспозиції є поле, що знаходиться на 1/4 висоти обмотки,щодо якого симетрично розташовані переходи першої, другої, третьої і четвертоїгрупи. Місця переходів усіх груп ізолюються; під середні групи підкладаютьсясмуги товщиною 2 мм і шириною, рівній сумі двох осьових розмірів проводу іканалів між ними, довжиною на 10 мм менше довжини поля. Під першу й останнюгрупи, що перекладаються, встановлюється смуга і відбортовані прокладки з електрокартонутовщиною 1 мм, довжиною на 10 мм менше довжини поля, висотою 10 мм ібандажується кіперною стрічкою в напівперекриття. Намотування витків обмоткипродовжується до початку загальної транспозиції.
Для виконання загальної транспозиції всі проводи виткаподіляються на дві групи, а потім проводи кожної групи змінюються місцями щодосередини своєї групи, тобто проводи верхньої групи змінюються місцями щодосередини цієї групи, а проводи нижньої групи — щодо середини своєї групи. Врезультаті крайні проводи займають після транспозиції місця середніх проводів,а середні — крайніх (у своїх групах). В кожному полі згинаються два провідники(по одному з кожної групи). Транспозиція займає число полів, рівне половинічисла рівнобіжних проводів витка плюс одне поле, що знаходиться в серединітранспозиції. Починається виконання загальної транспозиції з вигину переходівна першому верхньому й останньому нижньому проводі. Між вигнутими проводамивкладається клин з електрокартону так, щоб до кінця транспозиції ці проводизнаходилися в середині перекладеного витка обмотки. Другий такий же клинвстановлюється між проводами витка обмотки, що перекладається. Так згинаються іперекладаються усі проводи до кінця транспозиції.
Намотування витків обмотки продовжується до другої груповоїтранспозиції. Для запобігання перекриття проводів між собою при виконаннігрупової транспозиції переходи вигинаються в сторону намотаної частини обмотки.
Після закінчення намотування обмотка прошивається зовнішнімирейками, вирівнюються стовпи дистанційних прокладок за спеціальною рейкою,вимірюються розміри полів та обмотка передається ВТК.
В процесі виготовлення кожної обмотки контролюються технологічніоперації її виробництва, про що виконується запис у поопераційній карті.
При намотуванні контролюється радіальний розмір і щільністькотушки, величина встановлених каналів, розташування і правильність виконанняпереходів з котушки в котушку, відводів, відпайок, петель, напрям намотування.
Систематично визначається якість паяння обмотувальногопроводу й ізоляції місця паяння. Кожна сота пайка, виконана намотувальником (чиодна пайка з загальної кількості, виконаної за тиждень), вирізається і післявізуального огляду передається у лабораторію для виміру опору місць паяння.
Кількість пайок, виконаних у кожній котушці, такожконтролюється. Не допускається різке збільшення кількості пайок в одній чи двохобмотках.
Кожна багатопаралельна і багатоходова обмотка перед зняттям її з верстата перевіряється навідсутність замикань між рівнобіжними проводами або ходами і на правильністьвиконання транспозиції. Перевірка ізоляції здійснюється за допомогою мегомметрачи контрольної лампи напругою 36В. Перевірка правильності виконаннятранспозиції проводиться шляхом звірення намотаної обмотки з кресленням іпрозвонювання паралелей за допомогою контрольної лампи. 2.8 Характеристикатехнологічного забезпечення процесу намотування обмоток
Для намотування обмоток необхідне наступне обладнання тапристосування: горизонтально-намотувальний верстат ТТ-21; каретка; планшайба;обертовий центр; шаблон; універсальна оправка; пристосування для вигину проводупри переходах з котушки в котушку; пристосування для вигину проводу на кут до90°; струбцина; важільні ножиці.
Принципове влаштування намотувального верстата: переднябабка встановлюється безпосередньо на фундамент і кріпиться болтами. Вчавунному корпусі передньої бабки монтується шпиндель верстата й механізм змінишвидкостей обертання. На передньому кінці шпинделя консольне закріпленапланшайба. Обертання планшайби здійснюється від електродвигуна. Керуванняверстатом дистанційне – від ножної педалі. При натисканні на неї відбуваєтьсяпуск верстата, при відпусканні – зупинка. Для гальмування при зупинці верстатавстановлене стрічкове гальмо.
Оправки і шаблони, застосовані при намотуванні обмоток нагоризонтальних верстатах, закріплюють однією стороною в планшайбі передньоїбабки, а другий кінець оправки підтримується обертовим центром, встановленим упанель задньої бабки.
Завдяки незначному тертю в підшипниках, центр обертається разом зоправкою і отвір у шаблоні не зношується. Для швидкої встановлення ізакріплення шаблонів застосовують повідки, що прикручують до планшайбиверстата.
Основні вимоги, пропоновані до намотувальнихшаблонів і оправок: шаблони повинні забезпечувати одержання обмоток правильноїформи з заданими радіальними й осьовими розмірами; обмотки повинні легкозніматися із шаблона; шаблони повинні швидко і легко встановлюватися тазніматися з верстата; бути безпечними в роботі; по можливості універсальними чипереналагоджуваними; бути дешевими у виготовленні при максимальнійдовговічності в експлуатації.
Для виконання переходів з котушки на котушку ітранспозиції, а також оформлення початкових і кінцевих відводів необхідноробити вигин проводів на ребро. Ці операції виконують за допомогою спеціальнихпристосувань різної конструкції. Пристосування повинні бути легкими і неповинні вимагати витрати великих зусиль для виконання вигину, а також поможливості бути універсальними і не ушкоджувати ізоляцію проводу.
На (рис. 4, а) показане пристосування длявигину проводу при переході з котушки в котушку. У фасонному сталевому важелі єдва болти з голівками овальної форми. В залежності від товщини проводурегулюється зазор між голівками болтів.
На (рис. 4, б) показане найбільш розповсюдженев обмотувальному виробництві пристосування для згинання проводу. У сталевійпластині 1 зроблені прорізи по ширині і товщині проводу. Рухлива планка 2 припересуванні закріплює провід у пазу й запобігає його випаданню і скручуванню.
На (рис. 4, в) показане пристосування длязгинання проводів на кут до 90°. Провід, що згинається, затискається задопомогою шпильки 7 між дисками 6, приклепаними до важелів 4. При обертанніважелів ролики 5 натискають на провід і згинають його навколо шпильки 7.
В процесі намотування обмоток необхідно у визначені моментизакріплювати витки, котушки і кінці обмоток для виконання визначених операцій.Дерев'яна струбцина надівається на постійну котушку при виконанні транспозиціїу гвинтових обмотках. П — подібний корпус одягають на котушку зверху, а знизувставляють клямку. За допомогою притискного гвинта котушку закріплюють знеобхідним зусиллям.
Для закріплення кінців багатопаралельнихобмоток застосовують універсальні затискачі.
Для різання обмотувальних проводів застосовують важільні ножиці.
/>
Рисунок 4 – Пристосування для гнуття проводів
а — пристосування для гнуття проводів назаданий кут; б — пристосування для виконання переходів з однієї котушки в іншу;в — пристосування для згинання проводів на кут до 90°; 1 — сталева планка зпрорізами для проводу; 2 — рухлива планка; 3 — болт; 4 — важіль; 5 — ролики; 6- сталевий диск; 7-шпилька
В процесі намотування обмоток необхідновиконувати підбивання котушки й окремих витків. Для запобігання ізоляціїпроводів від ушкодження застосовують гетинаксові клини і дерев'яну киянку.
Для нагрівання проводів при паяннізастосовують кліщі з вугільними електродами. Існує кілька виконань кліщів дляпайки різних по перетині проводів. Напруга на кліщі подається з боку ННспеціального трансформатора, ввімкнення трансформатора в мережу на напругу220-380 В відбувається через контактор за допомогою педального вимикача.Струмоведучі частини ізолюються азбестом.
Крім універсального нормального вимірювального інструмента (рулетка ГОСТ1750-80, штангенциркуль ГОСТ 166-89, мікрометр ГОСТ 6507-90), застосовуютьспеціальний інструмент.
Вимір внутрішніх радіальних розмірів обмотоквиконують універсальним пристосуванням. При намотуванні обмоток застосовуєтьсяпристосування для виміру осьового розміру обмотки. З пустотілого корпусависувається штанга із приклепаної до неї вимірювальною лінійкою. Стопорнийгвинт фіксує розмір. Відлік розміру ведеться за поділками лінійки і показникуна торці корпуса.
Для вимірузовнішніх діаметрів обмотки застосовують вимірювальні скоби різнихтипорозмірів.
2.3 Розрахунокштучного часу намотування гвинтової обмотки
Намотувальніроботи дуже поширені на машинобудівних підприємствах з різним типомвиробництва. До них належать: складальні, ізоляційні, бандажувальні,зварювальні, паяльні, контрольні та інші роботи.
Норма часувиконання операцій визначається аналітичним методом, за нормативнимипоказниками, коли у процесі використовується механізоване обладнання абовиконуються складально-монтажні роботи.
Машинний часнамотування залежить від режимів намотування: частоти обертання шпинделя,кількості витків; що намотуються, визначають згідно [2].
Норму штучногочасу на всі види намотувальних робіт визначається сумуванням машинного часу тачасу виконання ручних прийомів, з врахуванням часу організаційно-технічногообслуговування, часу на відпочинок та особисті потреби.
Норма часу наручні прийоми робіт та машинний час намотування приводяться в таблиці 2.1
Таблиця 2.1 Нормичасу ручних та машинних прийомів робіт Зміст трудового процесу Час, год Один кінець оправки затиснути шпоночним з’єднанням, другий кінець затиснути задньою бабкою 0,04 Встановити один кінець оправки в гніздо оправки, другий кінець затиснути задньою бабкою 0,02 Встановити оправку вільно в центри та затиснути задньою бабкою 0,05 Намотати обмотку (частота обертання шпинделя 4 об/хв) 5,42
Визначаєтьсянорма штучного часу:
Тшт-к= ( ТМ · К1 + Тд ) ·( 1+ ( aОМ + aВОП ) / 100 ), (1)
де Тшт-к– штучно-калькуляційний час на намотувальні роботи, год.;
ТМ –машинний час намотування, який пов'язаний з роботою обладнання, верстатів,год.;
К1 –коефіцієнт, що залежить від діаметру проводу і враховує час на заміну бабіни зпроводом; визначається за [2];
Тд –допоміжний час, хвилин, що враховує час на встановлення оправки, час наізолювання, час на паяння або зварювання та ін.
aОМ, aВОП – час на обслуговування робочого місця, відпочинок таособисті потреби, %; визначають згідно [2].
Тшт-к= ( 5,42 · 1,05+ 0,11 ) ·( 1+ ( 7,7 +4,3) / 100 ) = 6,5
Аналогічнорозраховуються норми часу на підготовчу та контрольну операцію. Згідно [2] час на підготовчу операцію становить0,5 год., на контрольну операцію – 0,2 год.
Визначені нормативні показники заносяться до змісту службового символуБ технологічних карт.
2.4 Розрахуноккількості обладнання і ступінь його завантаження
Ефективний річнийфонд часу роботи одиниці обладнання визначається за виробничим календаремпідприємства для однієї зміни
FP=[(КД- ВД — СД) × ТЗм — ПСД] × 2 × КР, (2)
де FP– ефективний річний фонд часу, год.;
КД – кількістькалендарних днів;
ВД – кількістьвихідних днів;
СД – кількістьсвяткових днів;
ТЗм –тривалість робочої зміни, год.;
ПСД – кількістьпередсвяткових днів;
КР –коефіцієнт, що враховує перебування обладнання у ремонті, для обладнаннясередніх розмірів приймається 0.94.
FP=[(365 — 105 — 6) × 8- 4] × 2 × 0.94=3812.6
Кількістьобладнання розраховується за формулою
Ср=N × tшт / Fp× Квн, (3)
де Ср– кількість обладнання розрахункова;
N – кількістьвиробів річної програми, шт.;
tшт –штучно-калькуляційний час операції, год.;
Квн –коефіцієнт виконання норми, Квн = 1.
Ср = 4000× 7,2/ 3812.6 × 1 = 7,56
Приймається вісімверстатів намотувальних.
Визначається ступінь завантаження обладнання кожної операції
Кз = Ср/ Спр, (4)
де Кз– коефіцієнт завантаження обладнання;
Спр –прийнята кількість обладнання .
Коефіцієнтзавантаження обладнання
Кз =7,56 / 8 = 0,945
Коефіцієнтзавантаження обладнання є задовільним для серійного типу виробництва, для йогозбільшення потребується зміна річної програми.
Визначені в результатірозрахунку показники кількості обладнання записуються при розробленнітехнологічних карт до символу Б.
2.5 Розрахунокперсоналу дільниці намотування гвинтових обмоток
Загальнучисельність персоналу дільниці намотування обмоток складають: основні робітники;допоміжні робітники; керівники.
Кількістьосновних робочих місць для серійного типу виробництва визначається за формулою:
Pосн=N ×tшт / Fp × Sp, (5)
де Pосн– кількість основних робітників;
N – кількістьвиробів річної програми, шт.;
tшт –штучно-калькуляційний час операції, год.;
S – кількість одиниць обладнання, наяких водночас працює один робітник (коефіцієнт багатоверстатності), шт.
Fр. –ефективний фонд часу праці одного робітника за рік, годин.
FP=[(КД- ВД — СД) × ТЗм — ПСД] × (1 — Кнев), (6)
де Кнев– коефіцієнт невиходів; приймається 0,1.
FP=[(365 — 105 — 6) × 8- 4] × (1 — 0.1) = 1825,2
Pосн = 4000 × 7,2 / 1825.2 ×1=15,77
Приймаємо шістнадцять намотувальниківкотушок трансформаторів четвертого розряду, код професії 8282.2
Кількістьдопоміжних робітників визначається в відсотках від числа основних робітників:при серійному виробництві – 15...25 %.
Визначаєтьсякількість допоміжних робітників:
Pдоп=Росн× Кдоп, (7)
де Рдоп– кількість допоміжних робітників, осіб;
Кдоп –коефіцієнт допоміжних робітників; приймається 0,4.
Pдоп=16×0.2=3,2
З визначенихчотирьох допоміжних робітників приймається два слюсаря-ремонтника і двастропальника.
Число фахівців ікерівників визначається в відсотках від загального числа робочих дільниці:фахівці – 5...10 %, керівники – 6...8 %.
Розрахуноккількості фахівців відбувається за формулою:
Pфах =(Росн+ Рдоп), (8)
де Рфах– кількість фахівців, осіб;
Кфах –коефіцієнт фахівців; приймається 0,08.
Pфах =(16+ 4) ×0,08=1,6
Приймаються дватехнолога.
Кількістькерівників знаходиться за формулою:
Ркер =(Росн+ Рдоп +Pфах ), (9)
де Ркер– кількість керівників, осіб;
Ккер –коефіцієнт керівників; приймається 0,07.
Ркер =(16+ 4 +2 ) ×0,07=1,54
Приймаються двазмінних майстра.
Визначеннязагальної кількості працівників відбувається за формулою:
Рзаг =Росн+ Рдоп +Pфах+ Ркер, (10)
де Рзаг– загальна кількість працівників, осіб
Рзаг =16+ 4 +2+ 2=24
Всього надільниці намотування гвинтових обмоток працює двадцять чотири робітника.
2.6 Виконання планування дільницінамотування гвинтових обмоток
При плануванні дільниці обладнання і допоміжні приміщеннярозташовується таким чином, щоб забезпечити прямоточність і послідовність припроходженні матеріалів, комплектуючих і виробів згідно стадій обробки занайкоротшим шляхом без зворотних та петлєподібних переміщень. Плануваннядільниці намотування обмоток виконується згідно вимог охорони праці, технікибезпеки і протипожежної безпеки.
Ширина прольотувибирається 12 м; крок колони – 6 м. На дільниці передбачається застосуваннямостового крана.
Ширина робочоїзони звичайно складає 0,8 м.
На дільницінамотування обмоток розташовані вісім намотувальних верстатів ТТ-21 згабаритними розмірами 4500 х 2500 мм та один кран мостовий.
При плануваннідільниць передбачаються комірні приміщення, місце для майстра і контролю,площею 8,4 м2, .
Показникомвикористання виробничої площі дільниці є коефіцієнт використання площі, якийвизначається за формулою:
Кв = Sкор/ Sзаг, (8)
де Sкор –корисна площа, зайнята обладнанням, м2;
Sзаг –загальна площа, зайнята обладнанням, з проходами, проїздами, робочими місцями,комірними приміщеннями, м2.
Плануваннямвизначається, що корисна площа дорівнює 151,7 м2; загальна площадільниці 288 м2.
Кв =151,7 / 288 = 0,53
Графічнезображення планування дільниці приводиться в додатку В пояснювальної записки.
2.7 Обґрунтуваннявибраного варіанту технологічного процесу
Показниками обґрунтування вибраноговаріанту технологічного процесу відповідно до серійного типу виробництваявляються коефіцієнт завантаження обладнання і коефіцієнт використання площідільниці.
Коефіцієнтзавантаження обладнання дорівнює 0,945; це являється задовільним до серійноготипу виробництва. Для його збільшення потребується зміна річної програми абопотребується коректування відповідної операції, що приведе до зміни штучногочасу.
Показникомвикористання виробничої площі дільниці є коефіцієнт використання площі, якийстановить 0,53. Збільшити коефіцієнт використання площі дільниці можна, якщопровести відповідне корегування кроку колони, ширини проходу та проїзду.
2.8 Охоронапраці на дільниці намотування обмоток
До виконання робіт по намотуванню обмоток допускаються робітники, якіпройшли навчання та перевірку знання з питань охорони праці на робочому місці,пожежної безпеки та електробезпеки.
До роботи допускаються тільки робітники, які знають безпечні методи робітна верстаті й успішно здали іспити кваліфікаційної комісії. Верстат повиннийбути справний. Усі частини верстата, що рухаються й обертаються, повинні бутинадійно обгороджені. Забороняється чистити, змащувати і ремонтувати верстат підчас його роботи, а також робити обмірювання обмотки під час роботи верстата.
Кріпильні пристосування (повідкова планшайба, універсальний шаблон)повинні бути встановлені на верстаті так, щоб виключалася можливість їхсамовідгвинчування чи зриву зі шпинделя при роботі і реверсуванні верстата.Встановлення і намотування обмоток на оправках варто робити відповідно їхвантажопідйомності. Необхідно пам'ятати, що металеві циліндри і розтискніоправки є вантажопідйомним оснащенням і повинні експлуатуватися з дотриманнямусіх правил і норм, установлених для грузонесучих пристосувань (своєчасневипробування, маркірування тощо). Перевантаження верстата категоричнозабороняється.
Завантаження і розвантаження кареток обмотувальним проводом, установкушаблонів і знімання обмоток повинен робити стропальник. Намотувальник виконуєпідкранові операції при наявності посвідчення стропальника. Стропування ітранспортування вантажів дозволяється робити тільки справними вантажопідйомнимизасобами, що мають відповідну оцінку про дату іспиту вантажопідйомногопристосування. Стропи і гаки повинні відповідати масі вантажу, що піднімається.
Працювати дозволяється тільки справним інструментом. Напилок і ніжповинні бути з рукояткою. При установці і затягуванні бандажів з бавовняноїстрічки можна не розрахувати силу натягу і при обриві стрічки травмувати себеножем. Тому при затягуванні бандажів забороняється тримати в руках ніж. Прирізанні кіперної чи тафтяної стрічки напрямок ножа повинен бути тільки “відсебе”, тому що при різанні стрічки “на себе” може відбутися травма.
Кінці обмотки, відгалуження, петлі, в міру їх виконання, необхіднозагинати (тимчасово) таким чином, щоб вони не були причиною захоплення заспецодяг або частини тіла при обертанні обмотки.
Необхідно бути уважним при намотуванні витків обмотки. Втрата пильностіможе привести до захоплення пальців проводом намотуваних витків. Принамотуванні обмоток рекомендується знімати ручний годинник, тому що вони можутьбути причиною захоплення руки. Під час роботи рукава і підлоги одягу, а такожголовний убір повинні бути ретельно підв'язані.
Організаційнірішення: палити у спеціально відведених для цього місцях, працювати потрібно натому обладнанні, до якого робочий допущений, виконувати роботу, яка дорученамайстром або бригадиром.
При знаходженні вцеху необхідно: пересуватися по території цеху тільки по доріжці, переходом тапроходом, звертати увагу на сигнали, які подаються з вантажопідйомних кранів татранспорту, що рухається, і не стояти і не ходити під вантажем, піднятимкраном, а також між верстатами, каркасами, шафами, колонами, стінами, якірозташовані близько від транспорту, який рухається.
Необхідно завжди пам'ятати про небезпеку, зв'язану з виконанням паяння.Бризи розпеченого металу при влученні на тіло людини можуть заподіяти опіки, апотрапивши на легкозаймисту ізоляцію з папера або картону, що звичайнознаходиться поблизу, можуть з'явитися причиною пожежі.
Дільницянамотування обмоток повинна бути забезпечена первинними засобами гасіння пожежізгідно норм: один пожежний лом, багор, крюк, дві пожежні сокири, два відра,вогнегасники та інше. Все це обладнання входить до пожежного щиту, якийвстановлюється на території об’єкта з розрахунку один щит на площу до 5000 м3.
Первинні засобигасіння пожежі повинні утримуватися в опалювальних приміщеннях. В чистоті тапрацездатності, розміщені на видних місцях і треба мати підходи до них.
Кожний робітник чи службовець, який виявив спалах чи пожежу повинен:негайно сповістити про це по телефону 01, приступити до гасіння пожежі засобамигасіння пожежі, що є на дільниці, прийняти міри по виклику до місця спалахуначальника цеху, зміни, дільниці, чи іншої посадової особи.
2.9 Аналізтехнологічного процесу та дільниці на екологічну чистоту
Велике значеннядля здоров’я людини і для охорони праці має якість повітря у виробничихприміщеннях, тому на дільниці повинно бути дотримано:
– склад кисню уповітрі дільниці повинен бути не менш, як 21 %;
– атмосфернийтиск повітря дорівнює 760 ± 10 Па;
– температураповітря 20°С ±1,0°С.
На організмлюдини також впливає рухомість повітря. Легкий рух повітря, при швидкості 0,1м/с при звичайних температурах від плюс 19 до плюс 21°С сприяє гарному самопочуттю.Відносна вологість повітря повинна відповідати нормам нормального станувиробництва і складатиме від 40 до 60%. Склад повітря повинен бути нешкідливимдля роботи людини.
Мікрокліматповинен відповідати допустимим нормам. Для теплого періоду року: температура небільш 27°С, відносна вологість не більш 60 %, швидкість руху повітря від 0,2 до0,4 м/с; для холодного періоду року: температура не менш плюс 17°С, відносна вологість небільш 50 %, швидкість руху повітря не більш 0,3 м/с.
На дільницізастосовується природна вентиляція, яка здійснює повітрообмін за рахунокрізниці густини теплого повітря, яке знаходиться у приміщенні і більш холодногоповітря, яке знаходиться зовні.
Виробничеосвітлення повинне знаходитись у межах від 1000 до 2000 Лк. При необхідності унічний час бути вмикатися локальне освітлення з лампами накалювання до 200 Вт.
Шум на виробничійдільниці може виникнути при роботі електродвигунів крану, але шум незначний іне перешкоджає розбірливості мови. Вібрація на дільниці практично відсутня.
На дільницінамотування обмоток концентрація пилу в зоні дихання повинна відповідативимогам ГОСТ 12.1.005-88 “Повітря робочої зони” і складати не більш 4мг/м3.
Періодичний контроль робочої зони за складом у повітрі шкідливихречовин повинен виконуватись силами лабораторії підприємства або санітарно — епідеміологічної станції (СЕС).
В цілому дільницянамотування обмоток є екологічно чистою, безпечною для здоров’я людини.
ВисновкиВ даномукурсовому проекті був розроблений технологічний процес намотування гвинтовийобмоток та оформлена відповідна технологічна документація.
Булирозраховані норми часу на операції. Час на підготовчу операцію становить 0,5год., на намотувальну – 6,5 год., на контрольну операцію – 0,2 год. Намотуванняобмоток здійснюють шістнадцять робітників, які працюють за восьми верстатами вдві зміни.
Коефіцієнтзавантаження обладнання дорівнює 0,945; це являється задовільним до серійноготипу виробництва. Показником використання виробничої площі дільниці єкоефіцієнт використання площі, який становить 0,58. Також були розглянутіпитання охорони праці на дільниці намотування обмоток та проведений аналіздільниці на екологічну чистоту. В цілому дільниця намотування обмоток єекологічно чистою, безпечною для здоров’я людини.
Результатироботи відповідають сучасним вимогам і можуть бути частково використані в цехупри намотування гвинтовий обмоток трансформатора третього габариту.
Списоклітератури
1 КовальВ.П., Пачколін Ю.Е., Білий В.О. Російсько-український електротехнічний словник.– Запоріжжя: Просвіта, 2004 – 416 с.
2 ГерасимоваЛ.С., Дейнега И.А. Технология и оборудование производства трансформаторов. –М.: Энергия, 1972 – 264 с.
3 Справочник нормировщика. Под общ. ред. А. В.Ахумоваа, — М.: Энергоатомиздат, 1987 – 458 с.
4 Чекалин Н.А., Полухина Г.Н., Чекалина С.А. Охранатруда в електрохозяйствах промышленных предприятий.–М.: Энергоиздат,1990–256с.
5 ГОСТ3.1118 — 82. ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт.- М.: Изд-востандартов, 1983 – 22 с.
6 ГОСТ12.1005-85 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. — М.: Изд-во стандартов, 1986 – 22 с.