يُعدّ تصنيع قطع التحزيز للقلب الحديدي من أحد المراحل الهامة في صناعة المحركات. وتُعتبر عملية تصنيع القطع هي الأكبر حجمًا والأكثر صعوبة من حيث المتطلبات التقنية، كما أنّها تتطلب أعلى درجات الدقة في القوالب، وهي عاملٌ مؤثرٌ بشكل كبير على الفعالية الاقتصادية. لذلك، لا بدّ من الاهتمام بدراسة عملية تصنيع قطع التحزيز للقلب الحديدي والمسائل المتعلقة بهيكل القوالب المناسبة.

أولاً، أنواع الألواح المطبوعة

لتسهيل دراسة بنية وتقنية قلب المحرك، تُقسَّم الصفائح المثقوبة حسب شكلها إلى صفائح مثقوبة دائرية، وصفائح مثقوبة شبه دائرية، وصفائح مثقوبة للأقطاب المغناطيسية.

1. قطعة تثقيب دائرية

الرسم 1 إلى 4 هي صفائح لجزء الثابت والدوار للمحركات التيار المتردد، وصفائح الجزء العضوي للمحركات التيار المستمر. يبلغ أقصى عرض لألواح الفولاذ الكهربائي 1200 مم، ومع مراعاة هامش المعالجة أثناء القَطْع، يُحدَّد قطر الصفائح الدائرية الكاملة Φ بحد أقصى 1180 مم.

الرسم 1 لوحات ثابتة للمحرك الكهربائي الصغير غير المتزامن

 

الرسم يُظهر الشكل 1 قطعة ثابتة لمحرك كهربائي صغير غير متزامن، وقد تمّ تثقيب حافتها الخارجية بأخدود على شكل ذيل الحمامة، وذلك لتركيب مشبك أثناء ضغط القلب الحديدي، مما يضمن تثبيت القطع الثابتة بشكل متماسك.

 

 

الرسم الشكل 2 يوضح قطعة خرطوم الدوار لمحرك كهربائي صغير غير متزامن. تحتوي فتحة عمود قطعة خرطوم الدوار على أخدود مفتاح (يُستخدم كعلامة في الزاوية) وأخدود للتوازن. تم تجهيز أخدود التوازن للحد من عدم توازن الدوار.

 

 

الصورة أعلاه تُظهر شريحة ثابتة لمحرك تيار متردد متوسط الحجم، ذات بنية ضغط مدمجة داخل المحرك، وهي شريحة دائرية كاملة يتم تثبيتها مباشرةً في القاعدة.

 

الصورة أعلاه تُظهر لوحات عضو الدوار للمحرك بالتيار المستمر، وهي مزوّدة بفتحات تهوية محورية (وتوجد هذه اللوحات ذات التركيب نفسه في محركات التيار المتردد أيضًا). لا تحتوي فتحات هذه اللوحات على أخاديد صغيرة لتركيب أسافين الفتحات، بل تتكوّن من نوعين مختلفين من اللوحات في قلب الحديد، بحيث تُثبَّت اللوحات الأصغر قطرًا في مواقع محددة. وبعد تركيب الأسلاك، يتمّ ربط شرائط من أسلاك فولاذية غير مغناطيسية أو شرائط من خيوط زجاجية غير مجدولة حول قسم القلب الحديدي ذي القطر الأصغر لتثبيت الألواح أو اللفائف.

 

2. شريحة على شكل قطاع دوار

يتجاوز قطر قلب الحديد لمولدات التوربينات البخارية ومولدات التوربينات المائية والمحركات الكبيرة والمتوسطة الأخرى عند 1180 مم، يلزم استخدام شرائح مفصّصة على شكل قطاع دائري. وبالنظر إلى استغلال المواد وحالة المعدات الحالية، فإن بعض لُبّات حديد الجزء الثابت للمحركات الصغيرة تستخدم أيضًا هيكلًا من الشرائح المفصّصة على شكل قطاع دائري.

1) شريحة دوارة للجزء الثابت على شكل مروحة

على الرغم من أن هذه الألواح المثقبة تبدو شكلًا مشابهًا لشكل المروحة، إلا أنها تأتي بأشكال مختلفة عديدة بسبب اختلاف طريقة تراصها. ومن بين الأشكال الشائعة لألواح المروحة للجزء الثابت، كما هو موضح في الصورة. 5 موضّح في الشكل.

2) قطع دوار على شكل قطاعات

 

قطر قلب حديد الدوار أكبر من عند 1180 مم، يتم تجميع الشرائح بشكل شبه دائري. يُظهر الرسم 6 شرائح شبه دائرية للجزء الدوار ذي الفتحات الزوجية (حيث α هو الزاوية بين فتحتين متجاورتين، وz هو عدد الفتحات في كل شريحة شبه دائرية). ويُظهر الرسم 7 شرائح شبه دائرية للجزء الدوار ذي الفتحات الفردية. ويُظهر الرسم 8 ثلاثة هياكل شائعة الاستخدام للشرائح شبه الدائرية للمحول الدوار.

3. شريحة مغناطيسية متدرجة

تُختار الصفائح المغناطيسية ذات السماكة الأكبر بشكل عام ( 1～2 مم) مصنوعة من صفائح فولاذ A3 أو 16Mn، الشكل 9a يُظهر قطعةً رئيسيةً من القطبين المغناطيسيين لمحرك التيار المستمر، والأشكال b وc تُظهران قطعًا للقطبين المغناطيسيين الدوارين، أما الأشكال d وe فتُظهران قطعًا للقطبين المغناطيسيين لفرملة الدوامة.

 

ثانياً: المتطلبات التقنية للتصوير الفوتوغرافي

1. دقة الأبعاد

تتوفر الألواح المطبوعة بأحجام متعددة، ويمكن تصنيفها كالتالي: هناك نوعان من الأبعاد: «الأبعاد الداخلية» و«أبعاد التوافق». تُستخدم في الأبعاد الداخلية، مثل أبعاد الفتحات والثقوب التهوية وفتحات العلامات وأبعاد الثقوب على شرائح الأقطاب المغناطيسية، بشكل عام درجة الدقة H10؛ إذ إنّ درجات دقة أعلى من ذلك ليست ضرورية، لأنّ الأخطاء الناتجة عن دخول الجزء الداخلي إلى الخارج بعد تراص الشرائح تفوق بكثير الأخطاء الناتجة عن صناعة الشرائح نفسها. أما «أبعاد التوافق»، التي تشمل الأبعاد الداخلية والخارجية للشرائح وفتحات المحور وغيرها من الأجزاء المُتَّصلة بأجزاء أخرى، فإنّ اختيار درجة الدقة يعتمد على طريقة المعالجة المستخدمة.

 

تتعلق دقة أبعاد الأقطار الداخلية والخارجية لقطع الجزء الثابت للمحركات الكهربائية غير المتزامنة متوسطة وصغيرة الحجم بطريقة تثبيتها. بشكل عام، عند تثبيت قطع الجزء الثابت بالتركيب الخارجي، يتم استخدام القطر الداخلي بشكل شائع. H8، ترتبط دقة القطر الخارجي أيضًا بخطة العملية التي تضمن تناسق الجزء الثابت.

1) في خطة «الدائرة الخارجية للضوء»، يُترك هامش تصنيع بحجم 0.5 مم لقطر الصفائح الخارجية، وتبلغ دقتها H8 أو H9.

2) تُحدَّد نسبة التفاوت في القطر الخارجي لشرائح التثقيب وفقًا لدقة شرائح التثقيب وقلب الحديد، إذ يميل القطر الخارجي إلى الزيادة بعد تركيب قلب الحديد وضغطه. لذلك، يكون الحد الأعلى لتباين القطر الخارجي لشرائح التثقيب أقل من الحد الأعلى لنفس القطر الخارجي لقلب الحديد بمقدار يتراوح بين 0.035 و0.045 مم (يُؤخذ المقدار 0.035 مم للشرائح ذات القطر الأصغر)، بينما يُحدد الحد الأدنى عادةً وفقًا للتفاوت H7. يُدرج الجدول 1 تفاوتات الأقطار الخارجية لشرائح الجزء الثابت وقلب الحديد في المحركات الصغيرة غير المتزامنة ذات التركيب الخارجي من سلسلة JO2.

عادةً ما يُستخدم القطر الخارجي لقطع الساكنة المضغوطة في التجهيزات الداخلية. H7، يُستخدم القياس الداخلي H8. يُظهر الجدول 2 تفاوتات الأبعاد الداخلية لقلب الجزء الثابت المركب داخليًا.

2. تشذيب الحواف في التصوير الفوتوغرافي

1) عادةً ما يُتحكم في سمك صفائح الجزء الثابت بحيث لا يتجاوز 0.05 مم. بالنسبة للمناطق المركبة في بعض الأجزاء (بطول حوالي 30 مم)، يُتحكم في السمك بحيث لا يتجاوز 0.12 مم، لكن يجب إجراء معالجة لإزالة الزوائد الحادة، وبعد المعالجة يجب أن يكون السمك ضمن حدود 0.08 مم.

2) يجب أن يظل ارتفاع الشوائب في قطع الدوار ضمن 0.07 مم، ولا يُسمَح بتجاوز 0.10 مم في بعض الأماكن ذات الشكل الفتحي.

3) بالنسبة للشرائح المثقوبة بعد الطلاء، يجب ألا تزيد الشوائب السائبة عن 0.05 ملم.

 

3. انحناء التصوير الفوتوغرافي

بعد عملية الختم، ستعاني الألواح المختومة من درجات متفاوتة من الانحناء. وتكون قيمة الانحناء أكبر في الألواح المختومة بفتحة واحدة، خاصةً ألواح الدوّار ذات الفتحات المغلقة؛ فبعد الختم بفتحة واحدة، يكون الانحناء أكثر حدة، ويبلغ القطر الخارجي للوحة المختومة... لا يُسمح بتجاوز 2 مم لمن يقل ارتفاعه عن 230 ملم، ولا يُسمح بتجاوز 3 مم لمن يزيد ارتفاعه عن 230 ملم.

1) عند تشكيل الدائرة الداخلية أو فتحة المحور مع الدائرة الخارجية في عملية واحدة، عادةً ما يتم التحكم في درجة التماثل المركزي بين الدائرتين بحيث لا تتجاوز 0.04 إلى 0.06 ملم. أما عند تشكيل الدائرتين بشكل منفصل في عمليتين مختلفتين، فيجب توسيع نطاق التماثل المركزي قليلاً.

2) يجب أن يتوافق الفرق بين العرض الأقصى والحد الأدنى لأسنان فتحة التصوير (أو ما يُعرف بالأسنان الكبيرة والصغيرة) مع المحددات الواردة في الرسم التخطيطي ووثائق العملية ذات الصلة. وفي حال عدم وجود تحديدات صريحة، يمكن الرجوع إلى الاختبارات ذات الدقة من المستوى الثالث أو الرابع الواردة في الجدول 3.

 

تُحدد بعض المصانع أن الفرق بين حجم الأسنان المتحركة والثابتة لا يتجاوز. 0.12 مم، الفرق في الحجم الثابت للأسنان لا يتجاوز 0.2 مم.

3) يجب أن تمر خطّ مركز الحفرة عبر مركز الدائرة، ويجب ألا تكون هناك انحرافات واضحة. عند الفحص، يتم محاذاة فتحتي المحور (أو القطر الخارجي) للقطعتين الأمامية والخلفية، مع التأكد من أن المسافة بين الأسنان في القطعتين، بعد محاذاة أحد طرفي قاعدة الحفرة، لا تتجاوز 0.8 ملم.

4) يجب أن يكون الطبقة العازلة على سطح الفيلم رقيقة وموحدة، وتتمتع بخصائص كافية من حيث العزل الكهربائي ومقاومة الزيوت والرطوبة والالتصاق.

الرؤية الجديدة للمحركات 2024-01-04 17:49 نُشر في شنغهاي