24. Долговечность электромеханических устройств

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Кафедра Электротехнических Комплексов Автономных Объектов
Конспект лекций
по курсу
«Конструирование устройств
электрооборудования летательных
аппаратов»
Москва
-2003-
1. Конструирование как процесс инженерной деятельности.
Конструирование – это процесс поиска, нахождения и отражения в
конструкторской документации формы, размеров деталей узлов,
применяемых материалов комплектующих изделий, взаимного расположения
частей и связей между ними, указания по технологии изготовления для
обеспечения производства изделия с заданными требованиями при
наименьшей трудоёмкости производства.
Поиск конструктивного решения основан на выборе устойчивых
компромиссов между требованиями к изделию и возможностью их
выполнения.
Цель современного конструирования - создание изделия с наименьшей
полётной массой при максимальной надёжности и эффективности. Это
возможно при решении трёх задач.
1). Повышение технологичности.
2). Применение необходимых материалов.
3). Охлаждение.
2. Роль конструктора в создании изделий.
Конструктору необходимо знать:
- математику для выполнения расчётов натягов и зазоров;
- физику (электрические, магнитные, оптические, газовые, тепловые
явления);
- механику ньютоновских явлений;
- начертательную геометрию;
- химию (реагирование материалов на изменение температуры, влияние на
материалы агрессивных сред);
- конструктор должен быть психологом и дизайнером знаний.
3. Общие технологические, технические и эксплуатационные требования к
изделиям электрооборудования летательных аппаратов (ЭЛА).
Все изделия ЭЛА делятся на три группы:
- изделия, работающие на принципе электромеханики (электрические
машины, аппараты);
- силовая электронная аппаратура (выпрямители, стабилизаторы);
электронная аппаратура управления (для двух первых групп) с
применением вычислительной техники, слаботочная радиоаппаратура.
Требования к изделиям ЭЛА.
1). Форма деталей должна удовлетворять своему функциональному
назначению и быть наиболее простой.
Коэффициент использования материала:
К ИМ 
GД
GЗ
,
где
GД - масса детали;
GЗ - масса заготовки.
2). Число обрабатываемых поверхностей сведено до минимума.
3). Масса изделия должна быть минимальна.
Для электрических машин коэффициент массы Км:
К M
где
GИ
P ,
GИ – масса изделия;
Р- мощность.
Для лучших изделий Км = 1,1÷1,8 [кГ/кВт].
4). Марок и сортаментов должно быть минимальное количество.
5). Взаимозаменяемость деталей в изделиях должны быть максимальна.
6). Поля допусков на размеры должны быть оптимальны.
7). Унификация и стандартизация деталей узлов.
8). Единственность сборки.
9). Доступность и легкосъёмность изделий.
10). Необходима сигнализация состояния.
11). Технологичность изделия (свойство конструкции, которое определяет
возможность изготовления изделия с минимальными затратами при заданных
условиях производства).
4. Факторы внешних механических, климатических, биологических
воздействий на изделия ЭЛА.
1). Синусоидальные вибрации
частота вибрации f=10÷2000 Гц
Х ПИК
250  n
f2
,
где
n- коэффициент перегрузки.
Вибропрочность – свойство изделия не разрушаться при критических
вибрациях.
2). Акустический шум.
3). Механический удар:
- единичный
до 30 G;
- многократный до 15G.
4). Линейное ускорение.
5). Климатические воздействия.
а). Повышенная температура влияет на изоляцию, вязкость смазки,
размещение конструктивных элементов.
Пониженная температура влияет на лаки.
Быстрые смены температуры (температурные удары): например,
изделие работает при 150-200 о С, а внешняя температура ( например в
Арктике) – 60 о С, следовательно может пробиться изоляция.
б). Пониженное атмосферное давление.
Увеличивается возможность электрического пробоя, увеличивается
возможность
разгерметизации,
ухудшается
коммутация
электромеханических изделий.
в). Атмосферные осадки влияют на изменение влажности окружающей
среды, что ведёт к изменению прочности электрической изоляции.
г). Внешнее обледенение, образование росы.
д). Морской туман (наличие в нём соли).
е). Пыль и песок при посадке на грунтовые аэродромы.
6). Биологические факторы – грибы, плесень, термиты.
5. Материалы для изделий ЭЛА.
1. Конструкционные материалы: Ст25, Ст40.
Легированные стали: 30ХГСА, 12Х2Н4А, 38ХА, 40ХНВА.
Для колец и подшипников ШХ-15.
2. Коррозионно-стойкие стали:
18ХГ, 2Х13, ВЧС-2, ВНС-15.
3. Алюминиевые сплавы:
ВАЛ-10, АЛ19, АЛ34, АЛ5, АЛ-7, АЛ-9, АЛ-22.
4. Магниевые сплавы (для крышек, корпусов, распределительных
устройств):
МЛ5, МЛ8-Т6, МЛ-10Т6, Т4, Т6, М15.
5. Титановые сплавы (в гироскопии):
ВТ-5Л, ВТ-20Л, ВТ-6Л, ВТ-3, ВТ-9, ВТ-22, ОТ-4.
6. Электротехнические стали (для магнитопроводов)
Название Элемента
Ниобий Nb
Вольфрам W
Марганец Mn
Медь Cu
Кобальт Co
Бериллий Be
Молибден Mo
Никель Ni
Кремний Si
Титан T
Ванадий V
Хром Cr
Алюминий Al
Цирконий Zr
Бор B
Фосфор P
Обозначение
Б
В
Г
Д
К
Л
М
Н
С
Т
Ф
Х
Ю
Ц
Р
А
Буква А – высококачественная улучшенная сталь.
Исключение немагнитные стали:
ЭИ-702 – для осей гиродвигателей;
ЭИ-643 – высокопрочная жаропрочная сталь.
1.
2.
3.
4.
Электротехнические материалы.
Магнитные материалы.
Проводники.
Изоляционные материалы.
Конструкционные материалы.
6. Магнитные материалы
Природа этих материалов позволяет существенно усилить магнитное
поле в активных частях устройств. В природе существуют всего 3 элемента,
которые являются ферромагнетиками: железо, кобальт, никель.
Магнитные характеристики ферромагнетиков.
В, Тл
Fe
1,6
1,4
1,2
Ni
1
Co
2
0
0
4
6
Н, А/м
*10
8
Кривая намагничивания на постоянном токе характеризует процесс
изменения магнитного состояния материала.
 - магнитная проницаемость.

Она меняется от разных параметров.
B
H
,[Г/м].
µ, T/м
µmax
50000
µ0
Н, А/м
5-20
µ0- магнитная проницаемость вакуума.
µ0 = 410-7 [Г/м].
µ,
T/м
Si
6-14%
µ,
T/м
to
t
Кюри
t Кюри (сталь) = 768 ºC
t Кюри (никель) = 358 ºC
t Кюри (кобальт) =1631 ºC
µ зависит от внутреннего напряжения наклёпа (Δ).
При увеличении внутренних напряжений µ резко
коэрцитивная сила возрастает.
падает,
µ,
T/м
Δ
Чтобы восстановить начальные магнитные свойства материала
его необходимо подвергнуть отжигу.
а
µ,
T/м
f
105
Все ферромагнитные материалы характеризуются остаточным
магнетизмом, проявляющимся при намагничивании в виде петли
гистерезиса.
B
Нс
Н с – коэрцитивная сила
B0
Bmax
Н
Магнитные материалы делятся на:
o магнитомягкие (узкая петля гистерезиса, низкая Нс ,
высокая µ);
o магнитотвёрдые (широкая петля гистерезиса, высокая Нс ,
низкая µ).
При намагничивании ферромагнетиков в магнитном поле наблюдаются
потери энергии, проявляющиеся в виде тепла:
o динамические потери (от токов Фуко);
o потери на гистерезис.
Динамические потери зависят от активного сопротивления
ферромагнетика, при увеличении сопротивления они (потери) уменьшаются.
Потери при перемагничивании (на гистерезис) пропорциональны
площади, ограниченной петлёй.
Для уменьшения динамических потерь сердечники шихтуют из тонких
листов стали, изолированных друг от друга.
Уменьшить потери на гистерезис можно, применив сталь с узкой
петлёй гистерезиса.
Отношение динамических потерь к потерям на гистерезис составляет
60% к 40 %.
Магнитомягкие материалы.
Магнитомягкие материалы наиболее широко используются, т.к. имеют
низкое значение магнитных потерь. Используется тонкая листовая
электротехническая сталь, технически чистое железо, железо-никелевые
сплавы, ферриты, асиферы.
Тонкая листовая электротехническая сталь.
Тонкая листовая электротехническая сталь - сплав железа с небольшим
количеством кремния (до 4,8 %), выплавляется в мартеновских печах со
специальным режимом.
Листы получают прокаткой в горячем (горячекатаная сталь) и
относительно холодном состоянии (холоднокатаная сталь), существует
аморфная сталь с уменьшенными потерями.
Холоднокатаная сталь получается прокаткой с большим усилием на
вальцах в атмосфере водорода, что освобождает сталь от кислорода и
углерода, которые снижают магнитные свойства вещества. Кристаллы в
решетке увеличиваются и располагаются так, что их рёбра ориентируются в
направлении прокатки – такие стали называются текстурованные или
анизотропные. Их магнитные свойства вдоль прокатки много больше, чем в
других направлениях, также больше магнитных свойств горячекатаных
сталей.
Электротехническая сталь выпускается в виде тонких листов: длина
720 мм ÷ 2 м или «бесконечная» рулонная, ширина 240 мм ÷ 1 м, толщина:
0,1 ; 0,2 ; 0,28 ; 0,35 ; 0,5 и 1 мм, более распространенная толщина листов –
0,35 и 0,5 мм.
Магнитотвёрдые материалы.
Магнитотвёрдые материалы используются для изготовления:
o постоянных магнитов;
o роторов синхронных машин;
o статоров машин постоянного тока.
Магнитотвёрдые материалы характеризуются высокой Нс , остаточной
В0 , широкой (прямоугольной) петлёй гистерезиса.
Самый лучший магнит - самарий-кобальт.
7. Проводники
В качестве проводников используются в основном чистые металлы,
иногда сплавы с высокой проводимостью. Обычно проводники обладают
проводимостью электронного типа.
Все вещества в природе делятся на три группы.
1. проводники ( = 106 ,1/Ом м);
полупроводники ( = 1, 1/Ом м);
2.
диэлектрики ( = 10-6 ,1/Ом м).
3.
Свойства проводников характеризуются следующими параметрами:
- удельное сопротивление
Ом м;
-
активное сопротивление
R=ls (Ом м),
где f (t, % состав чистоты материала) – удельное сопротивление
(t)T-T0,
гдетемпературный коэффициент

T-T0.
 8. Сверхпроводимость
Некоторые проводники, находясь под действием очень низких
температур, полностью теряют активное сопротивление. Это явление
называется сверхпроводимостью.
R, Ом
T, оK
Сверхпроводники делятся на две группы.
1. Низкотемпературные сверхпроводники (НТСП).
2. Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП).
НТСП имеют сверхпроводимость при температуре жидкого
гелия, ВТСП имеют сверхпроводимость при температуре жидкого
азота.
Алюминий (Al) переходит в сверхпроводимое состояние при
о
Т=1,2 К.
Олово (Sn) – при Т=3,7 оК.
Свинец (Pb) – при Т=7,2 оК.
Сплав ниобия с оловом (Nb3Sn) – при Т=18 оК.
К низкотемпературным сверхпроводникам (НТСП) относятся
следующие сплавы: NbTi, Nb3Sn, V3Ga, Nb3Al-Ge, PbMo6S6 :
I=10 А / мм2 ,
В=10…15 Тл.
К высокотемпературным сверхпроводникам (ВТСП) относятся:
керамики на основе Y-Ba-Cu-O (+Bi и Tl):
I=до 100 А /мм2 ,
В=5 Тл.
Криорезистивные провода.
Криорезистивные провода делают на основе сверхпроводящих в
определённых условиях материалов. Например, сопротивление чистого
алюминия снижается более, чем в 1000 раз при температуре жидкого
водорода и неона.
9. Медь
По своим характеристикам медь занимает ведущее место среди
проводников. Она обладает очень хорошей проводимостью ( 1/Ом м),
занимая 2-ое место после серебра. Обладает высокой пластичностью,
стойкостью к атмосферной коррозии. Протяжкой из меди получают
проволоку, диаметром D = (0,02 – 0,015) мм. В нормальной атмосфере легко
противостоит коррозии, т.е. является стабильной. Медные провода на
воздухе медленно окисляются и покрываются тонким слоем окисла CuO,
который препятствует дальнейшему проникновению коррозии в глубь
проводника.
Так как медь является очень дорогой, то желательно по возможности
заменять ее алюминием, сталью.
10. Алюминий
Алюминий относится к группе легких металлов (2.6 г/см3, что в 3.3
раза легче меди).
Алюминий широко используется в электротехнике из-за легкого
получения
электролизом
и
достаточно
высокой
проводимости.
Характеризуется стойкостью к атмосферной коррозии и лёгкостью
механической обработки. На воздухе покрывается тонким слоем окисла
Al2O3 , который предохраняет Al от проникновения коррозии.
Удельное сопротивление алюминия в 1.6 раза больше чем у меди.
Если сравнить массу алюминиевых и медных проводов, имеющих
равные длины и сопротивления, за счёт увеличения диаметра алюминиевого
провода, то 2mAl = mCu.
В качестве проводников используется также бронза, латуни, железо,
серебро, вольфрам, золото в агрессивных средах, платина при повышенных
температурах, а так же платина-иридий, платина-радий.
Материал
Плот- Температура
ность плавления, tоС
*10-3
кг/м3
Проводимость

,
2
м/Ом м
Cu
Al
Fe
Pt
Ag
8,9
2,6
7,8
21,44
10,5
57
34
7,78
9,8
62,5
1083
657
1392
1773
961
Сопротивление
растяже нию,
кг/мм2
25-30
7,5-8
70-80
15-16
30
Коэффициент
удельного
сопротивления , 1/оС
Удельное
сопротивление ,
Ом мм2/м
16*10-6
24*10-6
5,7*10-3
3,96*10-3
4,28*10-3
0,0175
0,0293
0,12-0,14
0,1-0,105
0,0156
11. Обмоточные провода
Основные требования:
1. Низкое активное сопротивление, что позволяет снизить нагрев и
падение напряжения;
2. Высокая механическая прочность на разрыв и повторяющиеся
перегибы.
Обмотка (изоляция) для медных и алюминиевых проводов
изготавливается из лака, эмали, а также с бумажной или фибровой
изоляцией. Более дорогие провода изготавливаются со стеклянной или
асбестовой изоляцией. Для высотных и сильно нагретых проводов
применяется фторопластовая изоляция. Диаметры выпускаемых «голых»
проводов находятся в пределах от 0,02м до 0,44мм. При большем сечении
провода возрастает риск механических повреждений (трескается лак). 60%
аварий происходит из-за пробоя изоляции провода. Изоляция из
органической эмали намного тоньше бумажной или фибровой, следовательно
повышается коэффициент заполнения пазов голой медью. Однако, к
сожалению, тонкий слой изоляции является причиной механических
повреждений. 60% аварий происходит из-за пробоя изоляции провода.
Основными свойствами изоляции должны быть:
1. Эластичность;
2. Теплостойкость;
3. Диэлектрическая прочность.
12.Щетки.
К проводникам относятся также изделия из угля и графита (щётки). В
настоящее время используются 4 вида щеток:
1. Графитные. (Серия Г, Г3 – достаточно мягкие и бесшумные)
Допустимая максимальная скорость – (12 – 40) м/с.
Если щётки изготовлены из натурального графита, то скорость
возрастает до 70 м/с.
Удельное сопротивление (15 – 40) Ом мм/м2.
Для высокоскоростных машин допустимая плотность тока (10 – 12)
А/мм2.
Основное использование щеток:
В машинах постоянного тока низкой и средней мощности,
асинхронных двигателях с фазным ротором.
В высокоскоростных синхронных машинах со стальными вставными
контактными кольцами.
Щетки с высоким сопротивлением применяются в машинах с высоким
напряжением питания (больше 6000В).
Щетки изготавливаются либо из синтетического, либо из натурального
графита со связующими смолами или без них.
Если нет связующих смол, то щетки производят прессованием графита.
При добавлении связующих смол требуется сушка и запекание.
Сушка – для удаления растекания (200 °С).
Запекание – для схватывания смолы (1000 °С– 1100 °С).
2. Карбоново-графитные щетки (Серия 6И).
Состав: Графит + Сажа (Кокс) + Смола (Битум).
Эти щетки еще мягче и бесшумнее.
Максимальная скорость (25 – 30) м/с.
Удельное сопротивление 20 (Ом*мм2 / м).
Допустимая плотность тока до 15 А/мм2 .
Основное использование: в двигателях и генераторах малой и средней
мощности.
Изготовление: прессование + сушка + запечка.
3. Металло-графитные (Серия М).
Состоят: Графит + Cu + Смола.
В зависимости от серии добавляется порошок свинца, олова, цинка или
серебра.
Допустимая максимальная скорость до 70 м/с.
Удельное сопротивление меньше 10 (Ом*мм2 / м).
Допустимая плотность тока меньше 20 (А/мм2).
Используются в низковольтных авиационных и автомобильных
генераторах.
4. Электрографитированные (Серия ЭГ).
Состав: графит + сажа + смола.
Самые дешевые, очень хорошо выдерживают резкие изменения
нагрузки.
Допустимая скорость 40 – 70 м/с.
Удельное сопротивление 10 – 12 (Ом*мм2 / м ).
Допустимая плотность тока 10 – 15 (А/мм2 ).
Получение: прессование + сушка + запечка.
13. Изоляционные материалы (диэлектрики).
Изоляционные материалы - это материалы с очень высоким сопротивлением
ρ (=10151018 Омсм=10191022 Оммм2/м)
Назначение изоляции:
1) защита людей;
2) защита машин;
3) исключение вредных потерь энергии.
Функции изоляции:
1) осуществление разделения проводников, находящихся под разными
электрическими потенциалами;
2) направление электрического тока в нужные проводники;
3) изоляцией осуществляют крепление проводников, передачу тепла и
защиту устройств от влияния окружающей среды.
Самым идеальным диэлектриком является вакуум.
Диэлектрические материалы:
1) твердые;
2) жидкие;
3) газообразные.
Твердые диэлектрики.
К твердым диэлектрикам относятся: эмаль, лаки, смолы, пластмассы,
пленки, слоистые материалы и дерево, бумага, картон, фибровые материалы,
слюда, фарфор, керамика, стекло, резина, каучук и др.
Влияние температуры.
Влияние температуры неодинаково, но всегда вредно, особенно сильно
разрушаются органические диэлектрики. Повышение температуры может
привести к 1 или нескольким явлениям:
1) снижение сопротивления изоляции;
2) окисление диэлектриков и появление кислот;
3) изоляция может стать хрупкой и ломкой, и наоборот – может произойти
размягчение;
4) деполимеризация изоляции (распад);
5) испарение;
6) появление газовых пузырьков;
7) снижение электрической прочности.
Итог: снижение срока службы изоляции.
Повышение температуры на 10 градусов сверх допустимого приводит к
повышению скорости старения изоляции в 2 раза.
Классы изоляции (по нагревостойкости).
Изоляционные материалы классифицируются по максимальной
температуре, т.е. по температуре, меньше которой срок их службы составляет
не менее 10 лет.
Класс
T
Y
90
A
105
E
120
B
130
F
155
H
180
C
220
Жидкие диэлектрики.
Жидкие диэлектрики используются для заливки корпусов
трансформаторов, выключателей и других электротехнических устройств,
где необходимо снижение объема. Использование жидких диэлектриков
позволяет уменьшить объем в 2-3 раза.
Жидкие диэлектрики могут использоваться как самостоятельно, так и
для пропитки твердых диэлектриков, т.е. заполнение их пустот.
Главное достоинство: большая, по сравнению с твердыми диэлектриками
прочность, а также лучшая теплопроводность. Поэтому, оборудование, где
используется жидкий диэлектрик, всегда имеют меньший объем.
Жидкие
диэлектрики
могут
саморегенерироваться
после
диэлектрического пробоя.
Пузырьки воздуха, поднимаясь вверх, сами выходят из диэлектрика.
Жидкие диэлектрики дополнительно охлаждают оборудование за счет
циркуляции конвекцией и испарения.
Минеральные масла.
tдоп.нагрева120C (Класс F и даже H)
Достоинство: дешевизна.
Недостатки:
1) диэлектрическая прочность чувствительна к влажности, следовательно
масло должно быть сухое;
2) масло чувствительно к кислороду и температуре;
3) горючесть.
Газообразные диэлектрики.
а) Наиболее используемый газообразный диэлектрик – воздух. Используется
как самостоятельно, так и заполняет поры. Может работать как диэлектрик
до t=2000˚C;
б) углекислый газ;
в) азот. Применяется с дополнительным назначением, чтобы предовратить
окисление масла;
г) водород. Кроме обычной, имеет функцию охлаждения;
д) газы под низким давлением (104 мм ртутного столба). Это очень хороший
диэлектрик, т.к. при таких давлениях не наблюдается ионизация;
е) фреон 12 (C-Cl2F2);
ж) гексафторид серы (SF6).
14. Конструктивные и служебные материалы.
Используется множество различных материалов, как обычных, так и
разработанных специально для электротехнической промышленности.
Основные требования:
механические - (прочность);
термические - (теплостойкость);
-
магнитные - (высокая магнитная проницаемость или наоборот –
полный амагнетизм);
электрические;
диэлектрические.
КОНСТРУКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. На базе железа
1. Смазки
2. Другие металлы
5. Герметики и
наполнители
3. Агенты охлажд.
6. Пластмассы,
дерево и т.д..
Конструктивные материалы
1. ЖЕЛЕЗО И СТАЛЬ
Электрическая машина на 70 – 80 % состоит из железа. Половина
этого железа – активная сталь, проводящая магнитный поток. Это
могут быть отливки или поковки корпуса машин постоянного тока,
якоря, индукторы или полюса машин переменного тока, и т.д. и т.п.
В настоящее время различные сорта чугуна и отливок из стали
начали заменяться прокатной или кованной сталью и, особенно на
сварные конструкции из листовой стали.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ:
-
удельный вес (плотность) =7,85 г/см3
удельное сопротивление = 0,1  0,25 Ом мм2/м
КОНСТРУКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА БАЗЕ ЖЕЛЕЗА
А. ЧУГУН
Б. ЛИТАЯ
СТАЛЬ
В. СТАЛЬ ПРОКАТАННАЯ,
КОВАНАЯ, ТЯНУТАЯ
Конструктивные материалы на базе железа
Г. ЛИСТОВ.
СТАЛЬ
А. Чугун
Используется для производства магнитопроводящих корпусов машин
постоянного тока, иногда для магнитных полюсов и для подшипниковых
щитов.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧУГУНА:
-
удельный вес (плотность) =7,3 г/см3
удельное сопротивление = 0,5  1,0 Ом мм2/м
предельная прочность П= 15  30 кГ/ мм2
Используются:
-
серый чугун
ковкий чугун
чугун с шарообразными вкраплениями графита
немагнитный чугун
плавкий чугун (перлитовой структуры)
СЧ;
КЧ;
ГЧ;
НЧ;
ПЧ.
Б. Отливки из стали
Использование стального литья в электротехнике
ограничивается, в основном, из-за большой цены стальных отливок, по
сравнению с чугунными.
Стальное литье используется в том случае, когда необходимо
обеспечить значительно большую, по сравнению с чугуном, прочность
заготовок.
Основные виды используемого стального литья:
литье, поддающееся сварке (% содержания С < 0,18%);
прочный, нержавеющий сплав железа ( с Со);
немагнитная сталь (сплав с Ni).
После отливки стальные изделия обычно подвергаются отжигу.
В. Прокатанная, кованая, тянутая сталь
Прокатанная и кованая сталь используются для производства валов
вращающихся электрических машин, а также для роторов 2х и 4х –полюсных
турбогенераторов (где требуется повышенная прочность), а также для
производства главных и добавочных полюсов машин постоянного тока (где
нет потерь на перемагничивание и от вихревых токов), и еще в нажимных
пластинах и кольцах статора и ротора.
Для конструктивных деталей, находящихся во время работы в
активном магнитном поле используется немагнитная сталь ( 4  7% Ni и 9%
Mn ).Та же сталь может быть использована для производства болтов, винтов,
шпилек, шпонок, гаек, шайб и т.д. и т.п.
Г. Листовая сталь
Используется для производства корпусов герметичных машин
(взрывобезопасных и погружных), где необходимо хорошее качество сварки.
Из такой стали изготовляют всевозможные кожухи и крышки. Иногда
(довольно редко) из такой стали изготавливают магнитные системы статоров
и роторов машин постоянного тока (если не требуются высокие магнитные
свойства магнитной цепи.
Листовая сталь производится в виде листов с толщиной от 1 до 4 мм.
2. ДРУГИЕ МЕТАЛЛЫ
А). Медь, латунь, бронзы - используются для производства:
немагнитных болтов и гаек, обладающих высокой
электропроводностью (в основном под контакт);
проводящих колец на валах роторов (контактные кольца);
контактов различных форм.
Б). Алюминий – используется для производства:
- корпусов статоров;
- кожухов и крышек;
- вентиляционных решеток и др.
В. Припои
ПРИПОИ
Мягкие
Полумягкие или
полутвердые
Твердые
Классификация припоев.
Для пайки
алюминия
- Мягкие припои
[tплавления ≤ 300оС]

Sn (олово)
tплавления = 232оС,
= 7,4 Г/см3

Ir (иридий)
tплавления = 156оС

Bi (висмут)
tплавления = 271оС.
Наиболее употребимый припой этого типа –
Припой оловянно-свинцовый ПОС- 61 (61% Sn) - tплавления =
о
240 С
- Полумягкие или полутвердые [300оС < tплавления ≤ 650оС]

Cd (кадмий)
tплавления = 321оС

Pb (свинец)
tплавления = 327оС

Zn (цинк)
tплавления = 419оС

Sb (сурьма)
tплавления = 630оС.
Наиболее употребимый припой этого типа –
Припой оловянно-свинцовый ПОС- 40 (40% Sn) - tплавления =
о
305 С
- Твердые
[tплавления > 650оС]

Ag (серебро) tплавления = 961оС

латунь
tплавления  1000оС

Ag + Cu (медь) tплавления > 1000оС.
Наиболее употребимый припой этого типа –
Припой серебряный ПСр- 72 (72% Ag) - tплавления = 779оС
Для пайки алюминия

Sn + Zn (80% + 20%)
П250 А
tплавления= 300оС

Zn +Cd (60% + 40%)
П300 А
tплавления= 360оС
для пайки алюминия с медью

Zn + Al + Cu (80% + 12%+ 8%) П300 Б tплавления= 780оС

Al + Cu + Si (66% + 28%+ 6%) 34А
tплавления= 650оС
Г. Металличекие покрытия
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ
Увеличение
проводимости
Против
коррозии
Увеличение Антифрикционные
твердости
покрытия.
Металлические покрытия

Поверхность проводников покрывается тонким слоем
серебра в случаях:
когда надо иметь очень хорошую проводимость;
в высокочастотных устройствах.
Для защиты от коррозии и когда проводимость не играет
определяющей роли проводники покрывают тонким слоем:
Sn;
Zn;
Cd;
MoS2.

Покрытия, а точнее обработка, направленная на повышение
поверхностной твердости:
-цементация и обработка ТВЧ
(HV = 500  600);
-азотирование
(HV = 800  1200);
-бериллизация
(HV = 1000  1200);
-диффузионное хромирование
(HV = 1200  1400);
- плазменное напыление твердыми сплавами (HV = 1400 
1600);
- борирование
(HV = 1500  1800);
- бороцианирование
(HV = 1800  2000).

Повышение антифрикционных свойств (повышение
скользкости):
-фосфатирование (в 3  5 раз);
-сульфидирование (в 5  8 раз);
-графитирование (в 8  15 раз);
-покрытие дисульфидом молибдена MoS2 (в15  20 раз).

Долговечность:
За счет упрочняющих, антикоррозионных и
антифрикционных покрытий срок службы деталей может
повыситься с 1-го до 10-ти лет. При этом экономический эффект
обычно возрастает в 19 раз. Но, к сожалению, надо учитывать и
техническое устаревание устройств, что снижает экономический
эффект примерно вдвое.

Д. Металлы для подшипников скольжения
Для заполнения (изготовления вкладышей) подшипников
скольжения используются:
-баббиты (белый металл) - состав - Zn (80%) + Sb (11 13%) +
Pb (1  3%) + Cu (5  7%);
-иногда ( в менее ответственных случаях) - Sb+ Pb ( в разных
пропорциях).
15. Технологическая документация.
В промышленности Российской Федерации действует единая система
технологической подготовки производства (ЕСТПП ГОСТ14.001-73).
ЕСТПП устанавливает систему организации и управления
производством, техники и технологичности подготовки производства,
предусматривает применение типовых технологических процессов,
стандартной оснастки, инструмента и т.д.
ЕСТПП включает 5 основных групп стандартов:
 основные положения;
 определяют цели и задачи ЕСТПП, основные требования к организации на
каждом уровне управления и по каждому элементу технологической
подготовки производства (ТПП). Определяет порядок стандартизации
новых разработок и их внедрение в производство;
 организация и управление производством. Стандарты этой группы
определяют структуру служб ТПП, правила разработки информационной
модели ТПП, задачи, решаемые каждой службой, сроки их выполнения и
порядок взаимодействия с другими службами;
 обеспечение технологичности конструкции. Устанавливается обязанность
отработки конструкции на технологичность в процессе проектирования,
порядок ее проведения и методов оценки результатов работы;
 разработка и применение технологичных производств и средств
технологического оснащения. В этой группе дается государственная
классификация видам технологических производств, правила и порядок
их разработки. Регламентируются этапы и содержание
автоматизированного проектирования технологических процессов и
средств оснащения производства;
 автоматизация инженерно-технических работ. Стандарты этой группы
устанавливает единый порядок постановки задачи ТПП для
автоматизации технологического решения, последовательность внедрения
комплексных средств автоматизации ТПП, правила формирования
информатизации ТПП, правила формирования информационных массивов
и методы решения других информационных вопросов;
 так как средства автоматизации дорогостоящие, приводится метод расчета
ее экономической эффективности и рациональных областей применения.
На основе ЕСТПП различают:
 ГОСТ – государственный стандарт;
 ОСТ – отраслевой стандарт;
 СПТ – стандарт предприятий.
В ЕСТПП входят:
 ЕСКД – единая система конструкторской документации;
 ЕСТД - единая система технологической документации;
 ЕСПД - единая система программной документации.
ЕСТПП предполагает наличие:
 унифицированные системы документации (УСД);
 системы информационного обеспечения (СИО);
 единая система классификации и кодирования технико-экономической
информации (ЕСКК).
В свою очередь, ЕСКК, входя в СИО, состоит из следующих составляющих:
 классификатор ЕСКД;
 технологический классификатор;
 классификатор технологической операции;
 системы обозначения технологической документации.
УСД охватывает: ЕСКД, ЕСПД, ЕСТД. Наиболее значимыми и испытанными
на практике являются: ЕСКД и ЕСТД.
ЕСКД включает:
 ТЧД – технический чертеж детали;
 СЧ – сборочный чертеж;
 СП – спецификация;
 ОВИ – общий вид изделия;
 ТУ – техническое условие;
 ДП – документация пользователя;
 РМ – ремонтная документация.
ЕСТД включает:
 МК – маршрутная карта;
 КТП – карта технологического процесса;
 ВТП – ведомость детали типовому технологическому процессу;
 ВР – ведомость расцеховки;
 ВО – ведомость оснастки;
 ВМ – ведомость материала;
 КК – комплектовочная карта;
 КЭ – карта эскизов;
 ТИ – технологическая инструкция.
МК - служит исходным документов для всех остальных и создает
описание технологического процесса по всем операциям,
расположения оборудованию, материалов и трудовых нормативов.
КТП – часть МК и часть описания технологического процесса по всем
операциям одного вида работ, выполняемых в одном цехе, технологической
последовательности и с указанием всех необходимых данных.
ВР – данные о маршруте заготовки по службам предприятия.
ВО – перечень всей необходимой оснастки в соответствии с МК.
ВМ – данные о заготовках и нормах расхода материала.
КК - список деталей и комплексных деталей, входящих в производство
изделия. Этот список составляется в технологической последовательности
выполнения операции.
КЭ – эскизы, схемы, таблицы, необходимые для выполнения
технологического процесса.
ТИ – описание приемов работ, правила эксплуатации, оснастки
физических и химических явлении при проведении технологического
процесса.
16. Оценка уровня технологичности электромеханических устройств.
Технологичность конструкции изделия (ТКИ) - совокупность свойств,
определяющих возможность достижения минимальных затрат средств, труда,
материалов и времени при технологической подготовке производства,
эксплуатации и ремонте изделий по сравнению с однотипными
конструкциями того же назначения, при заданном уровне качества и
принятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.
Различают технологичность следующих видов.
1. Производственную.
2. Эксплуатационную.
3. Ремонтную.
Технологичность понятие относительное и может рассматриваться только
к конкретным условиям изготовления. Одно и то же изделие, изготовленное
одним и тем же способом, может быть технологично для одного вида
производства (единичного), малотехнологичным для другого (серийного) и
не технологичным для третьего (массового). Технологичность одного и того
же изделия различна для различных заводов с различными
производственными возможностями.
Конструкция, удовлетворяющая заданным
требованиям, называется
технологичной, а работы направленные на повышение технологичности
конструкции
изделия,
называются
отработкой
конструкции
на
технологичность (ОКТ). Отработка конструкции на технологичность
начинается на стадии технического задания (ТЗ), а потом проводиться на
всех этапах производства изделия, поэтому обеспечение повышения
технологичности конструкции требует комплексного подхода к оценке и
оптимизации затрат во всех указанных сферах.
Рассмотрим два метода оценки технологичности: качественный и
количественный.
Качественный метод основан на справочных данных и опыте технолога,
предшествует количественному методу.
Количественный метод основан на математических вычислениях.
Основные показатели количественного метода.
1. Удельная трудоёмкость изготовления изделия (tи).
2. Удельная себестоимость (Ст).
Другие показатели количественного метода.
1. Показатели преемственности и конструктивности решения.
1.1.Коэффициент унификации изделия
Ky 
E y  Dy
ED
,
где Ey- унифицированные единицы;
Dy- унифицированные детали;
E- общие единицы;
D- общие детали .
E y  E з  E п  Eст . ,
где Eз- заимствованные единицы;
Еп- покупные единицы;
Ест- стандартные единицы.
Аналогично Dy.
1.2 Коэффициент стандартизации изделия
K ст 
Eст  Dст
.
ED
1.3 Коэффициент применения типовых технологических процессов
K ТТП 
N ТТП
,
N общ
где NТТП- число типовых технологических процессов;
Nобщ- общее число технологических процессов.
2. Показатели материалоемкости изделия.
2.1Коэффициент использования материала
K им 
M изд
,
M мат
где Мизд- масса изделия.
Ммат- масса материала затраченного на изготовление изделия.
Основные технологические резервы повышения коэффициента
использования материала заключается
в повышении точности
технологического процесса (литья, штамповки и т.д.), но это отрицательно
сказывается на себестоимости.
C
(стоимость)
Сmin
Копт
1
Kим
Нисходящая ветвь обусловлена снижением затрат на материалы и
механическую обработку. Восходящая ветвь обусловлена увеличением
стоимости оснастки производства.
2.2 Удельная материалоемкость изделия.
M уд 
M изд
,
P
где Мизд- масса изделия;
P- основной параметр (например мощность).
2.3Коэффициент применяемости материалов.
K пм 
Mi
,
M изд
где Mi- суммарная масса материала;
Мизд- масса изделия.
3. Показатели трудоёмкости.
3.1 Уровень технологичности по трудоёмкости.
Уровень технологичности по трудоёмкости определяется отношением
достигнутой трудоёмкости и её базовым значением, которое задано в
техническом задании.
K ут 
T
,
Tбаз
E
D
i 1
j 1
где T   i i   T j  Tсбор  Tисп
и выражается числом нормочасов, затраченных
на производство изделия;
Тсбор- трудоёмкость сборки;
Тисп- трудоёмкость испытания.
3.2 Удельная трудоёмкость
T уд 
T
,
P
где Т- трудоёмкость.
Р- основной параметр(например мощность).
3.3 Коэффициент эффективности взаимозаменяемости
K вз 
Tсб  Tпр
Tсб
,
где Тсб- трудоёмкость сборки;
Тпр- трудоёмкость пригонки.
4. Показатели себестоимости.
4.1Технологическая себестоимость.
Технологическая себестоимость - совокупность затрат при осуществлении
процесса изготовления изделия.
Ст=См+Сз+Су,
где См- затраты на материалы;
Сз- затраты на зарплату;
Су- цеховые затраты.
Для расчёта на технологичность используют следующую формулу:
C т  C ут 
E
,
N
где Сут=См+Сз+Со – удельные текущие затраты (в рублях за штуку);
Со- затраты на эксплуатацию и содержание оборудования;
N- планируемый выпуск изделия;
Е- суммарные единовременные затраты, связанные с формообразованием и
отработкой изделия.
4.2Коэффициент точности обработки
K т  1
1
,
Aср
где Аср - средний квалитет, характеризующий степень точности обработки и
определяемый величиной допуска размера
С
(себестоимость)
0
∆Т
4.3Коэффициент шероховатости поверхности
Kш 
1
,
Bср
где Вср- среднее значение шероховатости поверхности.
С
(себестоимость)
0
Rz
где Rz - высота микронеровностей – шероховатость.
4.4Себестоимость подготовки изделия к функционированию (Спф).
4.5Себестоимость профилактического обслуживания и ремонта (Сор).
4.6Трудоёмкость заготовительных работ (Тзр).
4.7Трудоёмкость процесса изготовления по видам работ (Ти).
4.8Трудоёмкость подготовки к функционированию (Тпф).
4.9Трудоёмкость обслуживания, профилактики и ремонта (Тор).
4.10 Коэффициент эффективности взаимозаменяемости (Квз).
4.11 Коэффициент сборности изделия (Ксб).
4.12 Коэффициент повторяемости составных частей изделия (Кпсч).
4.13 Коэффициент повторяемости конструктивных элементов (Кпкэ).
17. Расчет размерных цепей.
После выбора основной концепции изделия, предварительного, а затем
и окончательного выбора размеров встает вопрос о возможности сборки
этого изделия с необходимой точностью, т.е. вопрос о назначении реальных,
экономически обоснованных допусков на все размеры. Разработанные
методы расчета размерных цепей позволяют определить оптимальные
экономически обоснованные допуски. Составление цепи и сам расчет
являются
необходимым
этапом
при
проектировании
устройств
электромеханики любой точности.
Размерная цепь – сумма частных размеров изделия, образующих
замкнутый контур и непосредственно влияющих на его изготовление или
сборку. В этом контуре, составленном из размеров детали или узла, величина
и допуск любого размера зависят от значения величины и точности
остальных. Размеры, входящие в размерную цепь, называются звеньями.
Звеньями размерной цепи могут быть линейные, угловые размеры, зазоры,
натяги, отклонения и расположение поверхностей. В каждой размерной цепи
есть замыкающее звено и несколько составляющих звеньев. К замыкающему
звену предъявляются основные требования точности изготовления и сборки.
Составляющие звенья размерной цепи по отношению к замыкающему звену
делят на увеличивающие и уменьшающие.
Увеличивающие – если они увеличиваются, то замыкающее звено
увеличивается (помечаются стрелкой, направленной вправо).
Уменьшающие – если они увеличиваются, то замыкающее звено
уменьшается (помечаются стрелкой, направленной влево).
Основное или замыкающее звено обозначают А.
Размерные цепи классифицируют по возможному расположению
звеньев:
1. Линейные;
2. Угловые;
3. Плоские;
4. Пространственные.
Размерные цепи классифицируют по месту в изделии:
1. Подетальное расположение – размерная цепь определяет точность
относительного положения поверхности или оси относительно одной
детали.
2. Сборочное расположение – размерная цепь определяет точность
относительного положения поверхностей или осей деталей, входящих в
сборочную единицу.
Линейная размерная цепь – это размерная цепь, звеньями которой
являются линейные размеры. Звенья должны быть параллельными друг
другу.
Угловая размерная цепь – это размерная цепь, звеньями которой
являются угловые размеры.
Плоская размерная цепь – это размерная цепь, звенья которой
расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.
Пространственная размерная цепь – это размерная цепь, звенья которой
расположены в не параллельных плоскостях.
Стараются привести все размерные цепи к линейным цепям.
При расчетах размерной цепи могут решаться либо прямая, либо обратная
задачи. На стадии проектирования решается прямая задача: Известен
номинальный размер замыкающего звена А, допуск ТА, верхнее и нижнее
отклонения ЕS, EI (по ним определяются: номинальный размер А, допуск TАJ,
координаты середины полей допуска ЕC(Aj) или предельные отклонения
ESJ(A), EIJ(A) для всех составляющих размерной цепи).
A, TA, ES, EI – >A, TAj, EC(Aj), ESJ(A), EIJ(A).
При проверочных расчетах размерных цепей решают обратную задачу:
по известным номинальным размерам составляющих звеньев необходимо
найти номинальный размер замыкающего звена, его допуск и отклонения или
координаты середины поля допуска номинального размера замыкающего
звена.
Есть несколько методов решения этих задач. Они делятся на следующие.
1. Методы неполной взаимозаменяемости – обычно теоретиковероятностный метод. Он позволяет расширить границы допусков
размеров, что уменьшает себестоимость. Однако появляется риск того,
что у части деталей не будет обеспечена требуемая точность
замыкающего звена. Такой метод заранее закладывает определенный %
брака. Используется, как правило, при большом числе звеньев.
2. Методы полной взаимозаменяемости.
18. Методы расчетов допуска при проектировании.
1. Метод попыток.
Допуски размеров деталей назначаются на основе производственного
опыта. Рассчитывают допуск замыкающего звена и сравнивают его с
заданным. Он должен быть ≤ заданному TA∆. если условие не выполняется,
то корректируют допуски других размеров TАj или повторяют расчетные
цепи. Такой метод используют при единичном или мелкосерийном
производстве.
Условие TА∆расч≤ TА∆задан.
2. Методы неполной взаимозаменяемости.
Такие методы нашли применение при большом числе звеньев в цепи.
Это вероятностные методы расчета. Среди них:
1.метод равных допусков.
2.Метод равного квалитета.
3.Метод пропорционального влияния.
4.метод максимального числа единиц допуска.
Какой из методов выбрать зависит от информации, которую мы знаем
об объекте. Все вероятностные методы неполной взаимозаменяемости
основываются на суммировании принятых допусков, что позволяет
рассчитывать допуски на все составляющие звенья цепи.
TA 
i
a
TA
  i
TA

t



2
i
 (m  1)

t


m
i 1
2
i
2
определяет число единиц точности (квалитет)
t∆ - коэффициент, который зависит от принятой вероятности риска выхода
величины за пределы допуска.
Pиск%
t∆
32
1
10
1.65
4.5
2
1.0
2.57
0.27
3
0.1
3.29
0.01
3.89
Коэффициент формы кривых, характеризует закон распределения
производственных погрешностей звеньев.
а) λ2=1/3 если ничего не известно о распределении погрешностей тогда
можно принять закон равной вероятности
б) λ2=1/6 если закон распределения ближе к закону Симпсона
в) λ2=1/9 если нормальный закон распределения (Гаусса)
1. Метод групповой взаимозаменяемости.
Принимается при селективной сборке. Требуемая точность замыкающего
звена достигается за счет предварительной сортировки на группы,
составляющие звенья и включение в р.ц. звеньев, имеющих определенные
номера групп.
К этому методу прибегают, когда технически невозможно обеспечить
требуемые допуски о составляющих звеньев.
Число групп сортировки
m
 TA  допусков _ составляющих _ р. у
n

допуск _ на _ номин _ размер
TA
i
i 1

n- округляется до ближайшего круглого значения.
Получаем групповые допуски TAср
Для сборки подбираем звенья с такими номерами групп, чтобы обеспечить
заданное требование.
2. Метод компенсирующего звена
В нем точность замыкающего звена достигается регулированием одного из
ранее выбранных размеров. Этот размер называется компенсатором.
Метод подразделяется на:
1) метод регулирования
2) метод пригонки
1) Метод регулирования: необходимо создать такую конструкцию, один из
элементов которой может регулироваться. Роль компенсатора выполняет
специальное звено, выполненное в виде прокладки, регулирующего упора,
клина или резьбовых деталей.
m
TA  TA V

i 1
i
K
VK - наиболее вероятное расчетное отношение, выходящее за границы поля
допуска замыкающего звена и подлежащее компенсации.
Неподвижные компенсаторы чаще всего выполняются в виде
промежуточных колец, либо наборов прокладок, толщина каждой прокладки
допуска номинального размера,
S < TAΔ
S - может быть увеличена.
Обычно используют несколько прокладок
N
S

V
TA
K
 1 N – количество прокладок

VK
N
с округлением до ближайшего наименьшего значения.
Достоинства: метод позволяет исправить деталь в процессе эксплуатации.
2) Метод пригонки.
Точность достигается дополнительной обработкой детали при сборке
m
TA
K
  TAi  TA
i 1
Наиболее возможная величина компенсации.
Для создания на компенсирующее звено необходимого для пригонки слоя
материала координаты середины допуска Ec(Aк) вводятся дополнительная
поправка ΔAн

 TAK  EC ( A )  EC ( A)
2
пр
ДK
пр
E ( A ) - координата середины производственного поля допуска
E ( A ) - координата середины поля допуска замыкающего звена
C

C

Недостатки: трудность.
Применяют в мелкосерийном производстве.
19
Методы полной взаимозаменяемости.
19.1 Метод равного квалитета.
Метод равного квалитета характеризуется тем, что на все размеры
размерной цепи заранее обозначены допуски одного квалитета.
Необходимый квалитет определяется по величине допуска исходного
размера.
T j  a j  (0.45  3 D j  0.001D j ) , где
Dj – номинальное значение j-го размера (в миллиметрах);
aj – число единиц допуска.
Если заменить Dj на соответствующие размеры в цепи, то тогда
T Aj a j  i .
Обозначени
е допуска
Значение
допуска
1Т
5
7i
1Т
6
10i
i  0.45  3 Ai.сp  0.001 Ai.сp .
Ai.ср  
Ai
, где
m
m – число звеньев цепи.
7
16i
8
25i
9
40i
10
11
12
13
14
15
16
100 160 250 400 640 103
64i
i
i
i
i
i
i
Допуск на замыкающее звено.
TA  aср   (0.45  3 Ai.ср  0.001 Ai.ср )  aср   i ;
aср 
TA
, где
i
a ср – коэффициент точности (количество единиц допусков) данной размерной
цепи. По нему определяется приблизительное значение квалитета
составляющих данной детали. Сумма допусков, составляющих размерную
цепь должна совпадать с соответствующими значениями.
На производстве допускается отклонение этих величин друг от друга
на 5 - 6 процентов, если проведённые расчёты и действия не дают решения
задачи, то, в качестве исключения, допускается задать отклонения на все
звенья в цепи, кроме одного, и, следовательно, надо выбирать в качестве
такого звена самое простое по выполнению.
19.2 Метод равных допусков.
Метод рекомендуется для предварительного назначения допусков,
составляющие размеров, с последующей их коррекцией, или в тех размерных
цепях, где составляющие размеров имеют один порядок и могут быть
получены приблизительно с одинаковой точностью.
19.3
Метод максимума и минимума.
Применяется при индивидуальном или мелкосерийном производстве.
При использовании методов полной взаимозаменяемости можно добиться
точностью замыкающего звена, либо сокращением самого числа звеньев
размерной цепи.
20. Проверочные расчёты размерных цепей.
Это обратная задача, решаемая после коррекции допуска. Используются
как методы полной, так и неполной взаимозаменяемости.
Пример 1.
Определить величину зазора между лобовой частью обмотки статора и
корпусом электродвигателя. Гарантированная величина зазора должна быть
не менее 2-х миллиметров.
Лобовая часть
А
Сердечник
В
Корпус
С
Номинальный
размер
Верхнее
отклонение
(мм)
Нижнее
отклонение
(мм)
4.4 мм
0.3
0.3
25.5 мм
0.03
0.07
32.5 мм
0.1
0.1
Величины определяются по сборочному
определяются звенья размерной цепи.
чертежу,
по
нему
же
По чертежу необходимо построить размерную цепь.
По этой размерной цепи вычисляют номинальную величину искомого
размера Х, а также его минимальную и максимальную величину.
X  C  ( A  B)  32.5  (25.5  4.4)  2.6
X max  32.6  (4.1  25.43)  3.07
X min  32.4  (4.7  25.53)  2.17
По величине допуска определятся квалитет.
Пример 2.
Дано: используется метод равных квалитетов по известному
количественному количественному значению ЭД определить допуски и
отклонения на эти размеры, если известны предельные значения
замыкающего звена.
Пример
+1,17
АΔ=6
мм.
-0,13
Аном, мм
i, мкм
ТА, мкм
Ai, мм
А1=19
А2=180
А3=19
А4=5
А5=32
А6=165
А7=32
1,31
2,52
1,31
0,73
1,56
2,52
1,56
i=11.51
131
252+149
131
73
156
252
156
TA=1300
19-0.131
180-0.401
19-0.131
5-0.073
32-0.156
165 +0.122/-0.13
32-0.156
ТА
аср = ——
i
ТА
1170+130
аср = —— = —————— = 113 => 11 квалитет
i
11,51
В столбце допуски для 11-го квалитета (100i)
(принятая)
1300-1151=149
Для сборки машины необходимо, что бы ТАΔ = TA .
В примере ТАΔ первоначально была меньше => необходимо увеличить один
из допусков, например, А2, на эти 149 мкм. После получим Аi (принятое).
→
←
Т. к. замыкающее звено АΔ=( А – А ), то АΔ=( (А5+А6+А7) — (А1+А2+А3+А4)
)
Аmax=7.17 мм.
Аmin=5.87 мм.
Предельное отклонение: Еs (АΔ) = +1170 мкм.
Еi (АΔ) = -130 мкм.
Далее назначаем отклонения всех составляющих размеров в “ – ” , так как
все они являются охватываемыми размерами. Один размер необходимо
оставить с положительным и с отрицательным (А6) отклонением.
Определим отклонение А6.
Es(A6) = Ts(AΔ) - TАi = 1170 – (1151+149-252) = 122 мкм.
(кроме 6)
Еi(A6) = -130 мкм.
ТА6 = 252 мкм.
(122+130)
ТАΔ = 1300 мкм.
Tаi = 131+401+130+73+156+256+252+156 = 1300 мкм.
21. Эксплуатационная надёжность электромеханических устройств.
Надежность- способность выполнять требуемые функции в течение
заданного срока.
Надежность складывается из следующих факторов:
1) долговечность;
2) безотказность действия;
3) безаварийность;
4) стабильность действия;
5) выносливость;
6) малый объем операций по обслуживанию и уходу;
7) неприхотливость к уходу;
8) живучесть;
9) устранимость повреждений (сохранение ремонтоспособности);
10) большие межремонтные сроки и малый объем ремонтных работ
Из-за многообразия параметров, определяющих надежность,
установить единый критерий надежности очень трудно. Поэтому чаще всего
при определении надежности исходят из понятия отказа устройства.
Надежность электромеханических устройств можно характеризовать
либо частотой отказов, либо длительностью бесперебойной работы между
отказами, а так же закономерностью частоты отказов за срок службы (Тсл),
степенью тяжести отказов и стоимостью работ для их восстановления.
Отказы:
1) легкие (мелкие неисправности, устранимые на производстве);
2) средние (требуют достаточно продолжительной остановки
устройства и проверки с использованием ремонтной службы);
3) тяжелые (затрагивают жизненно важные органы, следовательно,
требуют либо замены, либо его капитального ремонта);
По происхождению различные отказы вызваны:
1) конструкционными дефектами;
2) техническими дефектами;
3) неправильной эксплуатации;
4) случайные;
Под неправильной эксплуатацией понимают небрежный уход,
нарушение правил эксплуатации, перегрузки, ошибки в управлении,
несоблюдение техники безопасности.
Большинство неисправностей, вызванных неправильной
эксплуатацией, относятся к нарушению конструкций, либо к нарушению
изготовления. В правильной конструкции должна быть предотвращена
возможность перегрузок, исключена возможность не правильного
включения, сведено к минимуму влияния качества ухода на
работоспособность агрегата.
Теория надежности во многом совпадает с теорией долговечности, она
опирается на методы вероятности и математической статистики, а ее
выводы формируются в виде вероятностных соотношений, следовательно,
теория надежности должна прогнозировать отказы, что позволяет
добиться устранения слабых мест конструкции, и повысить надежность в
целом.
22. Пути повышения надёжности.
Надежность машины в первую очередь определяется прочностью и
жесткостью конструкции. Рациональными способами повышение прочности
без увеличения массы является применение выгодных профилей и форм и
максимальное использование прочности материалов, а так же равномерная
нагрузка всех элементов конструкции. Для повышения жесткости
используется правильный выбор схемы, нагружения, рациональная
расстановка опор и придание конструкции жестких форм.
Наилучшее конструктивно- техническое решение для устройства
наземной эксплуатации - полностью автономное устройство с
автоматической системой смазки, не требующее наблюдения и ухода.
Еще одним видом повышения надежности является дублирование устройств,
в которых чаше всего возможны неисправности. Большую роль играет
автоматическая защита от случайных или преднамеренных перегрузок с
предохраняющими устройствами, вступающими в действие только при
перегрузке. Целесообразна полная автономность управления, т.е.
превращение устройства в самообслуживающийся, саморегулирующийся и
самонастраивающийся на оптимальный режим работы агрегат.
23. Доводка машины в эксплуатацию.
Чтобы создать надежную и долговечную систему, необходимо
тщательно изучить её опыт эксплуатации.
Работа конструкторских бюро (КБ) и др. организаций не должна
заканчиваться испытанием опытного образца и сдачей образца потребителем.
Доводка машины начинается только после ввода её в эксплуатацию, т.к.
эксплуатационная проверка позволяет лучше всего обнаружить и устранить
слабые места машины, конструкции и технологии. Наглядные недостатки в
системе выявляются при ремонте, поэтому необходима тесная связь
проектировщиков, конструкторов, технологов с ремонтниками, а заводам
изготовителям необходимо иметь собственное ремонтное подразделение,
которое используется для исследования машины. При анализе дефектов надо
отличать случайные дефекты от систематических.
Систематические дефекты свидетельствуют о неудовлетворительности
узлов конструкции и требуют внесения изменений в конструкцию
выпускаемых изделий.
Наблюдение за работой машины в эксплуатации должно быть неотъемлемой
частью и составлять значительную часть бюджетного времени. Если
конструктор оторван от эксплуатации, он не добьется хороших результатов.
24. Долговечность электромеханических устройств
Долговечность очень сильно зависит от условий и технического уровня
эксплуатации электромеханических устройств.
Своевременное профилактическое обслуживание и предупреждение
перегрузок может сильно повысить долговечность устройства. Однако,
решающее значение для долговечности имеет правильность выбора
конструкции и технологии изготовления устройств.
Критерии долговечности.
Долговечность – это общее время, которое устройство может
отработать в номинальном режиме в условиях нормальной
эксплуатации без существенного снижения основных расчетных
параметров при экономически приемлемой cуммарной стоимости
ремонта.
Иногда применяют понятие ресурс устройства - время его работы в
часах до первого капитального ремонта.
Для агрегатов не периодического действия долговечность измеряется
показателями суммарной выработки за все время функционирования
агрегата.
Для транспорта - суммарный пробег (в км);для приборов,
испытательных машин – общее число всех включений.
Фактическая долговечность работы может значительно отличаться от
номинальной в зависимости от условий работы. При облегченных
условиях обычно долговечность велика.
Влияние условий работы на долговечноть устройства можно учесть,
введя коэффициент режима:
-
D ном
D
D режим
Коэффициент режима определяется путем дифференцированного изучения
условий и режима эксплуатации и их влияния на долговечность.
Определение η режима
долговечности.
представляет собой решение задачи статической
η режима
=0,4-0,7
Срок службы устройства – это общая продолжительность пребывания
машины в эксплуатации до исчерпания ресурса долговечности.
Для изделий непериодического действия срок службы определяется как
частное от деления долговечности, выраженной числом операций, на их
среднее число в году.
Для устройств, долговечность которых определяется в единицах времени,
срок службы определяется как частное от деления долговечности на
коэффициент использования и режима.
H
D ном
η режимη исп
η исп  ηсезонкости  η ремонта  ηсменности  η исп маш.  ...
Для устройства, работающего по календарному режиму, степень
использования, а следовательно соотношение между сроком службы и
долговечностью зависит в основном от коэффициента сменности.
Для расчетов можно использовать упрощенную формулу:
D  0.56 η исп  H
25. Унификация, нормализация, стандартизация.
Выделяется внутренняя унификация в пределах одного изделия и
внешняя - заимствование деталей этого же или других заводов.
Наиболее экономичный эффект дает заимствование деталей серийно
изготовленных изделий.
Если изделие изготовлено единично или малыми сериями, то
заимствование не целесообразно, оно может иметь только одну
положительную сторону - проверенность деталей опытом эксплуатации.
Унификация материалов, крепежей, подшипников и т.д. обеспечивает
снабжение завода-изготовителя и ремонтного предприятия полуфабрикатами
и составляющими изделия материалами и т.д. Степень унификации
оценивается коэффициентом унификации:
η ун 
Z ун
Z
100%,
где
Zун - число унифицированных деталей.
Z- общее число деталей.
Коэффициент унификации по массе:
η унм 
G
ун
G
100%
Коэффициент унификации по стоимости:
η унс 
C
C
ун
100% ,
где
C
ун
- суммарная стоимость унифицированного изделия.
26. Нормализация
Нормализация определяется ограничением конструкций и типа размеров
наиболее широко применяемых машиностроительных деталей, узлов,
агрегатов. В каждой специальной проектной организации нормализуют
типовые для отрасли детали и узлы. Нормализация ускоряет проектирование
и облегчает изготовление.
Достигается значительный эффект при значительном сокращении
применяемых типоразмеров.
Преимущества нормализации проявляются при централизованном
изготовлении образцов на специальных заводах, что разгружает
электротехнические заводы от трудоемкой дополнительной работы и
упрощает снабжение ремонтных предприятий запасными деталями.
Степень нормализации оценивается коэффициентом:
ηн 
Nн
 100% ,
N
где N - общее количество деталей,
Nн - количество нормализованных деталей.
Стандартизация возвоможна, если это экономически оправдано, она
позволяет сократить затраты.
27.Образование производных машин на базе унификации
Унификация представляет собой экономичный и эффективный способ
создания на базе исходной модели ряда электромеханических устройств
одинакового назначения, но с различными показателями мощности,
производительности и т.д. Или устройств различного назначения,
выполняющих разные операции. В настоящее время сложилось несколько
направлний решения этих задач. Не все они являются универсальными, т.е.
отдельные методы применимы для решения отдельных задач. Не всегда эти
методы применимы в чистом виде, т.е. возможно их сочетание или
использование сочетания нескольких методов одновременно.
1.) Метод секционирования
Метод заключается в разделении устройсва на одинаковые секции и
образовании электромеханических устройств набором унифицированных
секций.
Секционированию хорошо поддаются типовые ряды транспортных
устройств. Секционирование в общем случае сводится к построению
основного каркаса устройства из секций и составление устройства
различной длины.
2.) Метод изменения линейных размеров
Метод применяется с целью получения различных машин и агрегатов,
когда можно сохранить их форму поперечного сечения с изменением
линейных размеров. Этот метод применим к ротативным машинам,
производительность которых пропорциональна длине или диаметру ротора.
3.) Метод базового агрегата
В его основе лежит применение одного базового агрегата, превращенного
в машины различного назначения с помощью присоединения к нему
специального оборудования. Метод наиболее применим для строительных
машин (кранов, погрузчиков), сельскохозяйственных машин. Однако,
присоединение
специального
оборудования
требует
применение
специальных агрегатов и механизмов.
4.) Метод конвертирования
При этом методе базовую машину или основные элементы используют для
разработки агрегатов различного назначения; иногда близких, иногда
весьма далеких по назначению.
5.) Метод компаундирования
Метод параллельного и последовательного соединения машин или
агрегатов, который используется с целью повышения общей
производительности или мощности установки. Метод позволяет получить
новые качества, например, увеличить надежность.
6.) Метод модифицирования
- Это переделка устройств с целью приспособления их к новым условиям
работы, изменение устройств для работы в разных климатических условиях.
Все материалы выбирают из условий работы в окружающем климате.
Более сложной является модификация машин с целью приспособления их к
определенным операциям.
7.) Метод агрегатирования
Метод заключается в компоновке устройств путем сочетания в
унифицированном агрегате, представляющем собой автономные узлы,
установленные в различных количествах и комбинациях на общей станине.
Наиболее полное применение метод находит в конструировании
технологических агрегатов. Обрабатываемая деталь неподвижна, а с разных
сторон к ней подводят блоки, что позволяет проводить все операции
практически одновременно.
Основные преимущества: сокращение сроков и стоимости проектирования
и изготовления машин, упрощается обслуживание и ремонт, а также
увеличивается возможность переналадки машин для обработки различных
деталей.
8.) Метод комплексной нормализации
Метод близок к методу агрегатирования, но используется для устройств
простейшего типа.
Основные преимущества: особенность агрегатов этого типа – широкое
применение
вспомогательного
покупного
оборудования.
Из
нормализованных деталей, унифицированных узлов и покупного
оборудования
можно
компоновать большое
число
различного
оборудования, либо оборудования с одинаковым рабочим процессом, но с
различными размерами и производительностью.
9.) Унифицированные ряды
В некоторых случаях возможно образование ряда производительных
машин различной мощности и производительности путем изменения
главных рабочих агрегатов и их применению в различных сочетаниях.
Такие ряды называются семейством или серией машин. Метод обеспечивает
технологичность устройства.
Достоинства метода:
- Упрощение, ускорение, удешевление процессов проектирования и
изготовления.
- Возможность применения высокопроизводительных методов обработки
унифицированных деталей.
- Сокращение сроков доводки и освоение опытных образцов.
- Облегчение эксплуатации.
- Сокращение сроков подготовки обслуживающего персонала и срока
ремонта машин, а также упрощение снабжения дополнительными
деталями.
28. Главные показатели качественного конструирования
электромеханических устройств
Конструируя машину, стремятся достигнуть следующих показателей
качества.
1) Высокая производительность.
2) Экономичность.
3) Прочность.
4) Надёжность.
5) Малая масса и металлоёмкость.
6) Малые габариты.
7) Энергоёмкость.
8) Малые объём и стоимость ремонтных работ.
9) Малые расходы на оплату труда при производстве и обслуживании.
10) Высокий ресурс долговечности.
11) Высокая степень автоматизации производства.
12) Простота и безопасность обслуживания.
13) Удобство управления, сборки и разборки.
Удельный вес каждого из этих факторов зависит от назначения машины.
Например, для генераторов и преобразователей в электроприводе решающую
роль играет производительность машины, то есть её КПД. Для машин-орудий
(например, сельскохозяйственных станков) — производительность, четкость
и безопасность работы, степень автоматизации устройства. Для станков —
производительность, точность обработки изделий, диапазон выполняемых
операций. В приборостроении важнее чувствительность аппарата, точность и
стабильность его показаний. В транспортной технике решающую роль
играют габариты (их стремятся уменьшить), иногда и КПД.
Проектируя машину, конструктор должен добиваться увеличения её
рентабельности и повышения экономического эффекта за весь период
работы. Величина экономического эффекта зависит от комплекса
технических, организационно-производственных и эксплуатационных
факторов.
29. Экономические основы проработки конструкции электромеханического
устройства
Многие конструкторы считают, что экономически правильно
конструировать – это учитывать стоимость изготовления устройства
(применять более дешёвые материалы, простые способы обработки, но не
допуская сильного снижения качества продукции). Главное значение имеет
то, что экономический эффект определяется величиной полезной отдачи
устройства. Стоимость устройства является одной, и не всегда главной, а
иногда и незначительной составляющей этой суммы.
30. Коэффициент использования электромеханических устройств
Коэффициент использования электромеханических устройств — это
отношение времени фактической работы (h) устройства за период к
длительности этого периода (H):
 исп 
h
.
H
Если
устройство
работает
до
полного
использования
электромеханических ресурсов, то фактическое время работы заменяется на
долговечность — D:
исп 
D
.
H
Долговечность для машин, работающих по календарному режиму,
зависит от графика работы и холостого простоя. В таком случае
коэффициент использования принимает следующие значения:
 исп = 0,2
— при работе в одну смену;
 исп = 0,4
— при работе в две смены;
 исп = 0,6
— при работе в три смены;
 исп = 0,95..1,0
— при непрерывном цикле;
 исп = 0,05..0,1
— для машин сезонного использования.
Рентабельность устройства
Под рентабельностью устройства понимают отношение полезной отдачи
(От) машины за определённый период к расходам (P) за тот же период:
q
От
.
P
Расходы определяются как:
P = Эн + Мт + Ин + Тр + Об + Рм + Нк + Ам,
где
Эн
Мт
Ин
Тр
Об
Рм
Нк
Ам
— расходы энергии,
— расход материалов, заготовок,
— стоимость инструмента,
— оплата труда операторов,
— стоимость технического обслуживания,
— стоимость ремонта,
— накладные цеховые заводские расходы,
— амортизационные отчисления.
При q > 1 устройство считается рентабельным, при q < 1 — убыточным.
31. Экономический эффект
Q – экономический эффект.
Q=Oт-P=(1-P/Oт) Oт = Oт(1-1/q)
∑Q=∑ Oт - ∑P
∑Q=∑ Oт – (∑ Эн +∑ Mт +∑ Ин +∑ Tp +∑ Oб +∑ Pм +∑ Hк +∑ Aм)
Все составляющие, кроме подчеркнутых, пропорциональны времени
фактической работы (h), поэтому:
∑Q=h[Oт –( Эн + Mт + Ин + Tp + Oб + Hк )]-∑ Pм-C.
Если машина работает до полного исчерпания ресурса, то вместо времени
фактической работы (h) в формуле ставится ресурс машины (Д).
Повышение отдачи (Oт) выражается либо в повышении числа единиц
продукции, либо в повышении стоимости единиц продукции за счет
повышения еë качества , либо в увеличении объема операций, выполняемых
этой единицей.
Mт+ Ин = α * Oт,
где:
α - доля стоимости материала и инструментов в стоимости продукции.
α=0,1-0,5.
Заменяя Mт и Ин получим:
∑Q=D[Oт (1-α)-(Эн+ Tp + Oб + Hк )]-∑ Pм-C,
где:
D- долговечность.
Накладные расходы принято выражать в долях трудовых затрат.
Hк=b Tp
∑Q=D[Oт (1- α)-(Эн+(1+b) Tp + Oб )]-∑ Pм-C.
32. Срок окупаемости изделия.
Срок окупаемости машины (Нок) – это период службы, при котором
суммарный экономический эффект равен стоимости машины.
C= Hoк * ηисп ( Oт -P)- Aм
Затраты на ремонт в первые годы малы и ими пренебрегают, а
амортизационные затраты:
Aм = C*Hoк /H=C* Hoк * η исп /D,
Hoк =C/[ η исп (Oт - P – C/D )].
Задача.
Дано:
С = 2000 руб. – стоимость;
D = 5 лет - долговечность;
η исп = 0,4 – коэффициент использования;
От = 15000 руб – полезная отдача машины за определенный период;
Эн = 500 руб – расходование энергии;
Мт + Ин = 4000 руб - расходование материалов и заготовок + стоимость
инструмента;
Тр + Об = 3000 руб – оплата труда операторов + стоимость технического
обслуживания;
Нк = 3000 руб – накладные, цеховые, заводские расходы.
Найти: Нок – срок окупаемости машины.
P= Тр + Об+ Мт + Ин+ Нк+ Эн+ Aм+ Рм,
Hoк=C/[ η исп (Oт-P-C/D)],
где:
Р-сумма расходов за период;
Ам- амортизационные затраты;
Pм- стоимость ремонта.
Амортизационные затраты при известной долговечности (D)
приравниваются к стоимости , (включены в стоимость), поэтому:
P= Тр + Об+ Мт + Ин+ Нк+ Эн=3000+4000+3000+500=10500,
тогда:
Hoк=C/[ η исп (Oт-P-C/D)]=2000/0.4(15000-10500-400)=1.22
33. Коэффициент эксплуатационных расходов.
Коэффициент эксплуатационных расходов (К) - это отношение суммы
расходов за весь период работы устройства к его стоимости.
K=ΣP/C=[D(Эн+ Мт + Ин + Тр + Oб+ Нк)+ Σ Рм+C]/C .
Коэффициент стоимости электромеханического устройства.
Коэффициент стоимости электромеханического устройства (с) – это
процентное отношение стоимости устройства к сумме расходов:
с=(С/ΣP)*100%=(1/К )*100%.
При больших долговечностях К может достигать 50-100, а при очень
больших сроках эксплуатации стоимость можно вообще не учитывать.
34. Связь процессов производства с защитой окружающей среды.
Любое производство промышленных изделий наносит вред природе.
Наша задача - сделать вред минимальным. В нашей стране запрещено
производство асбеста и радиационных веществ. Плавка черных металлов
производится в основном в индукционных печах, что снижает загрязнение и
в то же время позволяет получать металл хорошего качества, любой формы и
размера. В настоящее время получили применение технологии пропитки
обмоток без растворителей, поэтому практически не выделяются вредные
вещества.
При производстве электромеханической продукции используются
новые технологические процессы окраски изделий:
1. Окраска грунтами и красками, разбавляемые водой, где отсутствуют
токсины. При этом улучшаются условия труда и отсутствуют вредные
выбросы в атмосферу;
2. С помощью порошковой краски с запеканием;
3. Ставятся всевозможные фильтры и очистные устройства;
4. Выжигаются вредные выбросы в газовых установках;
5. Отмена пропитки и компаундов;
6. Широкое использование новых технологий.
35. Тепловые расчеты элементов ЭЛА. Уравнение теплового баланса.
Способы теплопередач.
Уравнение теплового баланса для однородного тела.
При любой передаче энергии существуют потери. Эти потери
превращаются в тепло. Для однородного тела запишем уравнение теплового
баланса:
ΔPdt = CMdt + α 0 θSdt
где
Δ P – потери (Вт);
С – удельная теплоемкость (Дж/кг*С  );
M – масса тела (кг);
d θ - перепад или превышение температуры (С  );
α 0 - коэффициент теплопередачи (Вт/С  );
S – поверхность охлаждения (м2);
Материал
Удельная теплоемкость (Дж/кг*С  )
Cu
380
Zn
380
Латунь
380
Сталь
500
Железо
460
Al
920
Миканит
925
Асбест
840
Трансформаторное масло
1750
Вода
4200
Начальные условия:
t0
0
P

1-e-t/T 

 0S
где
Т - тепловая постоянная времени;
T
CM
 0S
если обозначить
уст 
P
 0S
  уст 1-e-t/T 
 Если t/T≥3, то изделие находится в длительном режиме работы, по
ГОСТ 183-74 этот режим называется С1;
 Если t/T≤3, то это кратковременный режим работы, по ГОСТ 183-74
этот режим называется С2;
Это повторно-кратковременный режим работы, по ГОСТ 183-74 С3.
уст
P
k1e3


 ke
0S 0k 2e2
где
k
k1
0k 2
Способы теплопередачи.
1. Теплопроводность
2. Излучение
3. Конвекция
1. Теплопроводность – это способность передавать тепло
переносом энергии от одной части изделия к другой без перемещения самого
вещества. Этот процесс наблюдается в твердых телах, жидкостях, газах, если
в них отсутствует перемещение частиц.
Количественная связь между мощностью потерь, превышением
температуры и свойствами среды определяется уравнением Фурье:
 S    
P  T 1 2

где
 T - теплопроводность (Вт/м С  )
S – площадь охлаждения (м2)
1  2   - разность температур (С  )
 - толщина стенки (м)
P 
S
 T
где
 T - тепловое сопротивление (м С  /Вт)
T 
1
T
  (1  2 )  P

PT

 TS
S
Для меньшего перепада температур нужно брать изделие минимальной
толщины, с максимальной теплопроводностью и максимально допустимой
температурой.
  (1  2 )  (2  3)  ... 
n
n
 
   

 P  T1 1  T2 2  ...  P Ti i PR T  P R Ti
S
S
 S

i1
i1
где
RT – суммарное тепловое сопротивление
Теплопроводность
 T (Вт/м С  )
Cu
385 – 389
Al
200 - 209
Сталь электротехническая (вдоль слоев)
20 – 45
Сталь электротехническая (поперек слоев)
1,2 - 2,5
Слюда
0,36
Асбест
0,15 – 0,2
Стеклотекстолит
0,4
Электрокартон
0,17
Стекло
0,11
Трансформаторное масло
0,12 – 0,17
Неподвижный воздух
0,25
Водород неподвижный
0,017
Материал
2. Излучение.
Все нагретые тела передают энергию излучения. Передача тепла
излучением отличается от других тем, что она может происходить в вакууме
(передача солнечной энергии).
Теплопередача излучением количественно характеризуется уравнением
Стефана – Больцмана:
 T  T 4
где
 - постоянная Стефана (Вт/м2К4)
 =5,672*10-8 (Вт/м2К4)
PИ  5,7 * 10 8   4  4 0  SИ
где
PИ - мощность излучения (Вт);
 - степень черноты тела (для электротехнических изделий 0,2 - 0,9);
 - температура излучающего тела (С  );
0 - температура окружающей среды (С  );
SИ - поверхность излучающего тела (м2).
PИ  ИSИ    0  
RИ 
И 

RИ
1
ИSИ
5,7  10 8  4  0 4 
   0 
где
R И - сопротивление теплового излучения (С  /Вт);
 И - коэффициент теплопередачи излучением (Вт/м2С  );
Часто теплопередачей теплоизлучением в расчетах пренебрегают. Для
повышения теплопередачи корпуса машины делают ребристыми.
SИ  DИLИ
где
D И - диаметр корпуса (м);
L И - длина корпуса (м);
3. Конвекция.
Это теплопередача, сопровождающаяся перемещением частиц
охлаждающей среды относительно охлаждающего тела.
Конвекция бывает:
 естественной
 искусственной
Литература.
1. Клочков О.Г., Науменко Авиационные электрические машины с
интенсивным охлаждением. - М.: Машиностроение, 1977.
2. Исаченко В. П. Теплопередача. - М.: Энергоиздат, 1981.
3. Поспелов Л. И. Конструкции авиационных электрических машин. - М.:
Энергия, 1986.
4. Орлов П. И. Основы конструирования - М.: Машиностроение, Т.1,2,
1977.
5. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.:
Машиностроение, Т.1,2,3, 1981-1983.
6. Филиппов И. Ф. Основы теплообмена в электрических машинах Ленинград: Энергоиздат, 1978.
7. Филиппов И. Ф. Теплообмен в электрических машинах. - Ленинград:
Энергоатомиздат, 1986.