Kõrgsageduslikud elektrimootorid
Väikeste aukude lihvimisel on piisava lõikekiiruse saavutamiseks vaja väga suurt lihvimisspindli kiirust. Niisiis, kui lihvite 5 mm läbimõõduga auke 3 mm läbimõõduga ringiga kiirusega vaid 30 m / s, peab spindli pöörlemiskiirus olema 200 000 p / min.
Rihmülekande kiiruse suurendamise rakendus on piiratud rihma maksimaalsete lubatud pöörete arvuga. Rihmadega käitatavate spindlite pöörlemiskiirus ei ületa tavaliselt 10 000 pööret minutis ning rihmad libisevad, tõrjuvad kiiresti (pärast 150-300 tundi) ja tekitavad töö ajal vibratsiooni.
Kiired pneumaatilised rattad ei sobi ka nende mehaaniliste omaduste väga olulise pehmuse tõttu.
Kiirete spindlite loomise probleem on eriti oluline kuullaagrite tootmisel, kus on vaja kvaliteetset sise- ja soonte lihvimist. Sellega seoses kasutatakse tööpinkide ja kuullaagrite tööstuses arvukalt nn elektrospindlite mudeleid, mille pöörlemiskiirus on 12 000–50 000 p/min ja rohkem.
Elektriline spindel (joonis 1) on kolme ninaga lihvimisvõll, millel on sisseehitatud kõrgsageduslik oravapuuriga mootor. Mootori rootor asub kahe spindli vahel lihvketta vastas olevas otsas.
Harvem kasutatakse kahe või nelja toega konstruktsioone. Viimasel juhul ühendatakse mootori võll spindliga siduri abil.
Spindli mootori staator on kokku pandud elektrilisest teraslehest. Sellel on bipolaarne mähis. Mootori rootor pöörlemiskiirustel kuni 30-50 tuhat pööret minutis on samuti valitud lehtmetallist ja varustatud tavapärase lühismähisega. Nad kipuvad vähendama rootori läbimõõtu nii palju kui võimalik.
Pööretel üle 50 000 p/min on oluliste kadude tõttu staator varustatud voolava vee jahutamisega korpusega. Sellistel kiirustel töötamiseks mõeldud mootorite rootorid on valmistatud tugeva terassilindrina.
Laagri tüübi valik on elektrispindlite töö jaoks eriti oluline. Suurenenud täpsusega sfäärilisi laagreid kasutatakse pöörlemiskiirustel kuni -50 000 p/min.Selliste laagrite maksimaalne kliirens ei tohi ületada 30 mikronit, mis saavutatakse õige täitmisega. Laagrid töötavad eelkoormusega, mis on loodud kalibreeritud vedrude abil. Kuullaagrite eelpingestusvedrude kalibreerimisel ja nende sobivuse valimisel tuleb olla väga ettevaatlik.
Pöörlemiskiirustel üle 50 000 pööret minutis töötavad laagrilaagrid rahuldavalt, kui neid jahutatakse intensiivselt spetsiaalse pumbaga tarnitava tööõliga. Mõnikord tarnitakse määrdeainet pihustatud olekus.
Kõrgsageduslikud 100 000 p/min elektrospindlid on samuti ehitatud aerodünaamilistele laagritele (õhkmäärdega laagrid).
Kõrgsageduslike elektrimootorite tootmine eeldab üksikute detailide väga täpset valmistamist, rootori dünaamilist tasakaalustamist, täpset montaaži ning staatori ja rootori vahe range ühtluse tagamist.
Seoses eeltooduga toimub elektriliste spindlite tootmine vastavalt tehnilistele eritingimustele.
Joonis fig. 1. Kõrgsageduslik elektriline lihvimisvõll.
Kõrgsageduslike mootorite kasutegur on suhteliselt väike. Selle põhjuseks on suurenenud teraskadu ja laagrite hõõrdekadu.
Kõrgsageduslike elektrimootorite mõõtmed ja kaal on suhteliselt väikesed.
Riis. 2. Kaasaegne kõrgsageduslik elektriline spindel
Elektriliste spindlite kasutamine rihmajamite asemel kuullaagrite tootmisel tõstab sisemiste lihvimismasinate tööviljakust vähemalt 15-20% ning vähendab järsult äratõukeid koonuse, ovaalsuse ja pinna puhtuse osas. Lihvimisspindlite vastupidavus suureneb 5-10 korda või rohkem.
Suurt huvi pakub ka kiirete spindlite kasutamine alla 1 mm läbimõõduga aukude puurimiseks.
Kõrgsageduslikku elektrimootorit varustava voolu sagedus valitakse sõltuvalt elektrimootori nõutavast pöörlemiskiirusest n vastavalt valemile
kuna p = 1.
Seega on elektriliste spindlite pöörlemiskiirustel 12 000 ja 120 000 pööret minutis vaja sagedusi vastavalt 200 ja 2000 Hz.
Varem kasutati kõrgsageduslike mootorite toiteks spetsiaalseid kõrgsagedusgeneraatoreid.Nüüd kasutatakse nendel eesmärkidel kiiretel väljatransistoridel staatilisi sagedusmuundureid.
Joonisel fig. 3 on kujutatud kodumaise tootmise kolmefaasilist sünkroonset induktsioongeneraatorit (tüüp GIS-1). Nagu jooniselt näha, on sellise generaatori staatoril laiad ja kitsad sooned. Väljamähis, mille mähised asuvad staatori laiades piludes, on varustatud alalisvooluga. Nende mähiste magnetväli on ümbritsetud läbi staatori hammaste ja rootori eendite, nagu on näidatud joonisel fig. 3 punktiirjoonega.
Riis. 3. Suurenenud sagedusega induktsioonvoolu generaator.
Rootori pöörlemisel läbib piki rootori eendeid liikuv magnetväli staatori kitsastes piludes paikneva vahelduvvoolu mähise pöördeid ja indutseerib vahelduva e. jne. c) selle sagedus e. jne. c) sõltub pöörlemiskiirusest ja rootori kõrvade arvust. Sama voo poolt indutseeritud elektromotoorjõud väljahaava mähistes tühistavad üksteist poolide eelseisva aktiveerumise tõttu.
Ergastuspooli toide toimub vahelduvvooluvõrku ühendatud seleenialaldi kaudu. Nii staatoril kui ka rootoril on terasplekist valmistatud magnetsüdamikud.
Kirjeldatud konstruktsiooniga generaatoreid toodetakse nimivõimsusega 1,5; 3 ja 6 kW ning sagedustel 400, 600, 800 ja 1200 Hz. Sünkroongeneraatorite nominaalne pöörlemiskiirus on 3000 pööret minutis.