Augstas frekvences elektromotori
Slīpējot mazus caurumus, ir nepieciešams ļoti liels slīpēšanas vārpstas ātrums, lai sasniegtu atbilstošu griešanas ātrumu. Tātad, slīpējot caurumus ar diametru 5 mm ar apli ar diametru 3 mm ar ātrumu tikai 30 m / s, vārpstas griešanās ātrumam jābūt 200 000 apgr./min.
Pielietojumu siksnas piedziņas ātruma palielināšanai ierobežo maksimāli pieļaujamie siksnas apgriezieni. Ar siksnām darbināmo vārpstu griešanās ātrums parasti nepārsniedz 10 000 apgriezienus minūtē, un siksnas slīd, ātri sabojājas (pēc 150-300 stundām) un rada vibrācijas darbības laikā.
Ātrgaitas pneimatiskie riteņi arī ne vienmēr ir piemēroti to mehānisko īpašību ļoti nozīmīgā maiguma dēļ.
Ātrgaitas vārpstu izveides problēma ir īpaši svarīga lodīšu gultņu ražošanā, kur nepieciešama kvalitatīva iekšējā un rievu slīpēšana. Šajā sakarā darbgaldu un lodīšu gultņu rūpniecībā tiek izmantoti daudzi tā saukto elektrovārpstu modeļi ar griešanās ātrumu 12 000–50 000 apgr./min un vairāk.
Elektriskā vārpsta (1. att.) ir trīs degunu slīpēšanas vārpsta ar iebūvētu augstfrekvences vāveres korpusa motoru. Motora rotors atrodas starp divām svirām vārpstas galā pretī slīpripam.
Retāk tiek izmantotas konstrukcijas ar diviem vai četriem balstiem. Pēdējā gadījumā motora vārpsta ir savienota ar vārpstu, izmantojot savienojumu.
Vārpstas motora stators ir samontēts no elektrotērauda loksnes. Uz tā ir bipolāra spole. Arī motora rotors ar griešanās ātrumu līdz 30-50 tūkstošiem apgriezienu minūtē tiek izsaukts no lokšņu metāla un aprīkots ar parasto īssavienojuma tinumu. Viņiem ir tendence pēc iespējas samazināt rotora diametru.
Pie ātrumiem virs 50 000 apgr./min ievērojamu zudumu dēļ stators ir aprīkots ar korpusu ar plūstoša ūdens dzesēšanu. Motoru rotori, kas paredzēti darbam ar šādiem apgriezieniem, ir izgatavoti cieta tērauda cilindra formā.
Gultņa veida izvēlei ir īpaša nozīme elektrovārpstu darbībā. Sfēriskie gultņi ar paaugstinātu precizitāti tiek izmantoti pie rotācijas ātruma līdz -50 000 apgr./min.Šādiem gultņiem jābūt ar maksimālo klīrensu ne vairāk kā 30 mikroni, kas tiek panākts ar pareizu uzpildīšanu. Gultņi darbojas ar priekšslodzi, kas izveidota, izmantojot kalibrētas atsperes. Kalibrējot lodīšu gultņu priekšslodzes atsperes un izvēloties to piemērotību, jābūt ļoti uzmanīgiem.
Pie griešanās ātrumiem virs 50 000 apgriezieniem minūtē kakliņa gultņi darbojas apmierinoši, ja tos intensīvi atdzesē ar darba eļļu, ko piegādā īpašs sūknis. Dažreiz smērviela tiek piegādāta izsmidzinātā veidā.
Augstfrekvences 100 000 apgr./min elektrovārpstas ir veidotas arī uz aerodinamiskiem gultņiem (ar gaisu eļļotiem gultņiem).
Augstfrekvences elektromotoru ražošanai nepieciešama ļoti precīza atsevišķu detaļu izgatavošana, dinamiska rotora balansēšana, precīza montāža un stingras spraugas starp statoru un rotoru viendabīguma nodrošināšana.
Saistībā ar iepriekš minēto elektrisko vārpstu ražošana tiek veikta saskaņā ar īpašiem tehniskajiem nosacījumiem.
att. 1. Augstas frekvences elektriskā slīpēšanas vārpsta.
Augstfrekvences motoru efektivitāte ir salīdzinoši maza. Tas ir saistīts ar palielinātiem tērauda zudumiem un gultņu berzes zudumiem.
Augstfrekvences elektromotoru izmēri un svars ir salīdzinoši nelieli.
Rīsi. 2. Moderna augstas frekvences elektriskā vārpsta
Elektrisko vārpstu izmantošana siksnu piedziņas vietā lodīšu gultņu ražošanā palielina iekšējo slīpmašīnu darba ražīgumu vismaz par 15-20% un krasi samazina noraidījumus konisku, ovālu un virsmas tīrību. Slīpēšanas vārpstu izturība tiek palielināta 5-10 reizes vai vairāk.
Lielu interesi rada arī ātrgaitas vārpstu izmantošana urbumu urbšanai, kuru diametrs ir mazāks par 1 mm.
Augstfrekvences elektromotoru pievadošās strāvas frekvence tiek izvēlēta atkarībā no elektromotora nepieciešamā griešanās ātruma n pēc formulas
tā kā p = 1.
Tātad pie elektrisko vārpstu griešanās ātruma 12 000 un 120 000 apgr./min ir nepieciešamas attiecīgi 200 un 2000 Hz frekvences.
Iepriekš augstfrekvences motoru darbināšanai tika izmantoti speciāli augstfrekvences ģeneratori.Tagad šiem nolūkiem statiskos frekvences pārveidotājus izmanto ātrgaitas lauka efekta tranzistoros.
attēlā. 3. attēlā parādīts vietējās ražošanas trīsfāzu sinhronās indukcijas ģenerators (tips GIS-1). Kā redzams no zīmējuma, uz šāda ģeneratora statora ir platas un šauras rievas. Lauka tinums, kura spoles atrodas statora plašajās spraugās, tiek piegādāts ar līdzstrāvu. Šo tinumu magnētiskais lauks ir norobežots caur statora zobiem un rotora izvirzījumiem, kā parādīts attēlā. 3 ar punktētu līniju.
Rīsi. 3. Indukcijas strāvas ģenerators ar paaugstinātu frekvenci.
Rotoram griežoties, magnētiskais lauks, kas pārvietojas pa rotora izvirzījumiem, šķērso maiņstrāvas tinuma pagriezienus, kas atrodas statora šaurajās spraugās, un inducē maiņstrāvas e. utt. c) šī e. utt. c) ir atkarīgs no rotācijas ātruma un rotora ausu skaita. Elektromotoriskie spēki, ko izraisa viena un tā pati plūsma lauka vijuma tinumos, atceļ viens otru gaidāmās spoļu aktivizēšanās dēļ.
Ierosmes spole tiek barota caur selēna taisngriezi, kas savienots ar maiņstrāvas tīklu. Gan statoram, gan rotoram ir magnētiskie serdeņi, kas izgatavoti no lokšņu tērauda.
Ģeneratori ar aprakstīto dizainu tiek ražoti ar nominālo jaudu 1,5; 3 un 6 kW un 400, 600, 800 un 1200 Hz frekvencēs. Sinhrono ģeneratoru nominālais griešanās ātrums ir 3000 apgr./min.