اساس طراحي و ساخت موتور

[مربوب]

سلام
پروه حاضر يه جمع بندي كلي يا يه گريز اجمالي بر اساس طراحي و ساخت بود كه چكيده چندتا منبع خوبه اونموقع ها كه خيلي به من كمك كرد گفتم شايد به درد شما هم بخوره!!!!
اساس طراحي و ساخت:
موتورهاي پله‌اي در اوايل دهه 1970 بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. در مقايسه با امروز فرآيند ساخت آنها از جنبه‌هاي مختلف متفاوت بود. فرآيند سيم‌پيچي كلاف موتورهاي VR200 ـ پله در سال 1971 را نشان مي‌دهد كه براي استفاده در كامپيوتر ساخته شده بودند. مي‌توان ديد كه بسياري از فرآيندها دستي بودند. تعداد انواع موتورهاي توليد انبوه شده هم محدود بود. از اينرو ساخت موتورهاي پله‌اي با توليد انبوه چند مدل شروع شد. فرآيندهاي طراحي و ساخت بكار گرفته شده مورد بررسي قرار مي‌دهيم.

طراحي كارخانه:
كارخانه داراي دو طبقه (هر طبقه با مساحت 500 مترمربع) مي‌باشد؛ طبقه پاييني شامل ابزارهاي ماشين سنگين همچون پرس‌ها ماشين‌هاي NC ماشين‌هاي تراش خودكار مي‌شود، در حاليكه طبقه بالا محل سيم‌پيچي كلاف، نصب، بازرسي و خطوط انتقال مي‌باشد، كه شامل نيمه دوم فرآيند مي‌شود. با اينكه خط توليد با بررسي سريع و عجولانه ممكن است نامنظم بنظر آيد در واقع تحت برنامه مديريتي بسيار هماهنگ عمل مي‌كند. فرآيندهاي طراحي و ساخت را براي توليد مدل‌هاي گوناگون بررسي خواهيم كرد.
دو روش براي ساخت موتورها وجود دارد. اكثر فرآيندهاي توليد يا تمامي آنها را مي‌توان در داخل كارحانه انجام داد. يا ساخت قطعات خاصي را بتوان با قرارداد به ديگر شركت‌هاي موج.ود در منطقه واگذار كرد. با اينكه انتخاب روش ساخت يك تصميم مديريتي است روش اول از ديدگاه مهندسي ترجيح داده مي‌شود. از اين طريق نه تنها بهبود كيفيت توليد با داشتن كنترل مستقيم روي ساخت تمام قسمت‌هاي موتور امكان پذير است، بلكه مهارت كسب شده در ساخت براي كارخانه ارزشمند مي‌باشد.

 

[مربوب]

توليد انبوه و توليد گروه:
ترتيب خط توليد بسته به حجم توليد متفاوت خواهد بود. به اين معني كه بايد سطح متناسب مكانيزاسيون و اتوماسيون تعيين شود، سپس بايستي تصميم به چگونگي ساخت هسته روتور و استاتور و انتخاب نوع ماشين سيم‌پيچي كلاف گرفته شود. بطور كلي فرآيندهاي توليد را مي‌توان بر حسب حجم خروجي آنها به توليد انبوه و توليد گروهي تقسيم كرد. در روش دوم گروه‌هاي كوچكي از مدل‌هاي گوناگون ساخته مي‌شوند. اغلب ماشين‌هاي نيمه خودكار در توليد گروه بكار برده مي‌شوند.
بطور خاص، خط توليد آنهايي هستند كه خروجي آنها بيش از 10000 واحد در ماه است: اين رقم تعداد كل موتورهاي توليد شده در قالب يكساني را نشان مي دهد. سپس در مرحله سيم‌پيچي كلاف تغييرات زيادي انجام مي‌گيرد، كه منجربه توليد انبوه انواع زيادي از موتورها مي‌شود. خط توليد بسيار خودكار است و معمولاً روزانه دو يا سه شيفت كار مي كند. يا اينكه تجهيزات توليد انبوه گران قيمت مي‌باشند و در مرحله نصب به برنامه‌ريزي نياز دارد. به هنگام كار هزينه به ازاي هر واحد توليد به طور قابل توجهي كاهش مي‌يابد.
طراحي:
در كارخانه، مدل‌هاي كاتالوگي استاندارد و موتورها كه هر دو براي تأمين خواسته‌هاي مشتريان (يعني سفارش) طراحي شده اند توليد مي‌شوند.

چگونگي طراحي موتورهاي سفارشي:
هنگاميكه بايد بر اساس مشخصات جديد تصميم‌گيري شود، در مرحله پيش‌ ـ ساخت طراحي و ساخت پيش‌ نمونه لازم مي‌باشد. اساساً سه فرآيند براي تعيين مشخصات وجود دارد.
1- مشتري تمامي مشخصات (شكل و ابعاد بيروني، گشتاور و نگهدارنده زاويه پله، گشتاور چنته، دقت موقعيت، ولتاژ نامي، مقاومت و اندوكتانس سيم پيچي، نوع عايق‌بندي) را اراه مي كند. سپس سازنده جزيات ساخت را تعيين ميِ‌كند: جزئيات استاتور/روتور، آهنربا، مواد عايق و نوع سيم‌پيچي.
2- مشتري گشتاور چنته را از بارگذاري و شرايط كار محاسبه مي‌كند و روي مشخصات ظاهر بيروني ابعاد و گشتاور چنته موتور تصميم مي‌گيرد. مشخصات ديگر بعد از ارزيابي‌هاي مدل نمونه تعيين مي‌شوند.
3- مشتري بارگذاري و شرايط كار را مشخص مي‌كند. سپس سازنده انتخاب اساسي موتور را انجام مي‌دهد كه بعد از آن مشخصات دقيق تعيين مي‌شوند.
در حالت1، مشتري بايد آگاهي دقيقي از موتورهاي پله‌اي داشته باشد. عموماً اكثر سفارشات به حالت 2 و 3 مربوط مي‌شوند (يعني آزمايش و ارزيابي توليدات نمونه تحت شرايط مختلف.)

 

[مربوب]

عناوين معمول مشخصات در زير فهرست شده‌اند:
مشخصات الكتريكي
تعداد فازها
ولتاژ سيم‌پيچي
مقاومت / اندوكتانس سيم پيچي
گشتاور نگهدارنده
گشتاور چنته سنكرون
نرخ چرخش ماكزيمم
دقت موقعيت
افزايش دما
ولتاژ منبع تغذيه و مدار درايو
مشخصات مكانيكي
طول و شكل محور (شكاف، مسير اصلي و غيره)
طول موتور
شكل صفحه اتصال
طول سيم هدايت
نوع اتصال دهنده
ساختار ظريف دندانه استاتور و روتور مؤلفه مهم موتور پله‌اي را در بر دارد: آرايش و شكل دندانه‌ها مشخصه‌هاي موتور را تعيين مي‌كنند در حاليكه ابعادشان دقت تعيين موقعيت را مشخص مي‌كند. هسته‌هاي آهني روتور و استاتور معمولاً از لايه‌هاي متورق فولار سيليكون ساخته شده‌اند. در اكثر موارد، طراحي مجدد قالب لزومي ندارد به اين خاطر كارخانه انباري از قالب‌ها براي ساخت يك سري موتورهاي استاندارد دارد. حتي اگر مشخصات با توليدات استاندارد متفاوت باشند در اكثر موارد هسته‌هاي استاتور و روتور را مي‌توان از قالب‌هاي موجود ساخت. چون داده‌هاي طراحي كه از قبل موجودند را مي‌توان براي ساده كردن روند طراحي و برنامه‌ريزي توليد بكار گرفت.
در اغلب مواردف نيازهاي مشتري را مي توان با انتخاب عرض پشته استاندارد ساخته شده از قالب‌هاي موجود و با ايجاد تغييرات در سيم‌پيچي‌ها و عرض فاصله‌هاي هوايي برآورد كرد. طولهاي فاصله هوايي استاندارد از 50 كيلومتر تا 60 هستند. با اينكه گشتاور نگهدارنده را مي توان با كوتاه كردن طول فاصله هوايي به اندازه 10 به اندازه 10-5 درصد افزايش داد، اين امر انتظارات سختگيرانه‌اي از كنترل فرآيند را موجب مي‌شود. در اكثر موارد براي برآورده كردن الزامات گشتاور معلوم بايد از عرض هسته‌هاي غير استاندارد استفاده شود. سپس اين امر به موضوع انتخاب ابعاد كلي و فرآيند ساخت بهينه از ديدگاه اقتصادي مبدل مي‌شود.
تلرانس هر يك از مشخصات الكتريكي و مكانيكي مذكور بايستي معين باشد در ميان آنها گشتاور نگهدارنده از همه مهمتر است. در حاليكه گشتاورهاي چنته براي سرعت‌هاي مختلف پارامترهايي هستند كه درواقع مي‌خواهيم كنترل كنيم، تاوقتي كه ساختار اساسي موتور يكسان است بسيار به گشتاور نگهدارنده همبسته هستند. پس اندازه‌گيري‌هاي گشتاور چنته كرد. از اينرو در آزمايشهاي نمونه با اراه موتورهايي به مشتري كه داراي گشتاورهاي نگهدارنده برابر با مقدار X و مقادير مينيمم (يعني تلرانس) معلوم هستند تخمين پراكندگي عملكرد يك وسيله كاربردي ممكن است.
گشتاور نگهدارنده با (1) ساختار موتور (تركيب مقطعي هسته‌هاي روتور و استاتور، عرض پشته و نوع آهنربا) و (2) نيروي محركه مغناطيسي (آمپر ـ‌ دور) و طول فاصله هوايي معين مي‌شود. مشكلي جدي در مورد عرض پشته وجد دارد. در يك موتور تك آهنربايي عرض پشته روتور و گشتاور به هم مربوط هستند. گشتاور به پايداري مي‌رسد و در عرض پشته مشخصي ثابت باقي مي‌ماند. اين بخاطر محدود بودن شار مغناطيسي آهنرباي دامي است از اينرو اگر قطر بيروني ثابت باشد. براي افزايش گشتاور نگهدارنده به ساختار دو يا سه رديفي نياز مي‌باشد.
آمپر ـ دورها از رو تعداد دورها و جريان تعيين مي‌شوند، (پس عرض فاصله هوايي عامل مهم و مؤثر بر گشتاور نگهدارنده مي‌باشد) در واقع كنترل فاصله هوايي را مي‌توان بعنوان مهمترين موضوع در توليد موتور پله‌اي درنظر گرفت.
هنگامي كه مشخصات معين شدند، بايستي در توليد انبوه به شدت رعايت شوند. دقت تعين موقعيت و قابليت اطمينان بالايي براي موتور پله‌اي حركت دهنده هد مغناطيسي در يك درايو دسكت سخت ضروري است. قالب‌هاي بكار رفته در ساخت اين هسته‌ها بايد دقت بسيار بالايي داشته باشند و به دقت ماشينكاري شوند. بعلاوه سطح داخلي استاتور بايد براي رسيدن به گردي بالاي ماشين كاري شود. سوراخكاري در دندانه‌هاي روتور و استاتور بايد كمترين باشد ندارد. با رسيدن به تعيين دقيق در هر كاربردي، مي‌توان تغييرات گشتاور نگهدارنده بين فازها را در حداقل نگه داشت، كه منجر به عملكرد پايدار وسيله بكار گيرنده موتور پله‌اي مي‌شود.

 

[مربوب]

پيش‌سازي:
موتور پيش ساخت براي پي بردن به رضايت بخش بودن مشخصه‌هاي الكتريكي و قدرت مكانيكي و جمع‌آوري داده‌هاي لازم براي توليد، مورد آزمايش قرار مي گيرد. اين داده‌ها براي طراحي خط توليد بسيار مهم مي باشند.
خط مخصوص ساخت موتورهاي پيش موتورهاي پيش ساخت در قسمت ديگري از كارخانه ساخته مي‌شود. فاكتور مهمي كه عملكرد يك موتور پله‌اي را مشخص مي‌كند فاصله هوايي است. در مرحله پيش ساخت، تغييرات احتمالي فاصله نامي هوايي نامي عرض‌هاي فاصله هوايي ماكزيمم و مينيمم طراحي شده به مشتري ارائه مي‌شوند. كاربر اين موتورها را در وسيله كاربردي مورد نظرخود نصب ميِ‌كند، و آنها را تلرانس دقيق با دماي محيطي، ولتاژ، جريان و شرايط بارگذاري (بطور مثال اصطكاك) مختلف مورد آزمايش قرار مي دهد. بطور مثال موتورها براي پي بردن به پيروي آنها را از نمودار افزايش، كاهش سرعت مطلوب بدون از دست دادن پله‌هاف با كيفيت مورد آزمايش قرار مي‌گيرند.
اگر موتور از ازمايش قبول شد، دسته ديگري از موتورهاي نمونه تحت شرايطي نزديك به توليد انبوه ساخته مي‌شوند و اين موتورها دوباره به كاربر داده مي‌شود تا ارزيابي‌هاي بيشتري انجام دهد. در مواقعي بايد ازمايش‌هايي اين چنين قبل از آغاز به توليد انبوه انجام شوند. معمولاً كوتاه‌ترين زمان از مرحله طراحي تا توليد انبوه در حدود 3 ماه و طولاني‌ترين زمان در حدود يك سال است.

طراحي جديد از قالب:
براي سري H- موتورهاي طراحي و ساخت قالب جديد ضروري بود. هدف اين پروژه تحقق بخشيدن به 50درصد افزايش در گشتاور نگهدارنده براي موتوري به اندازه قبلي يا كوچك كردن اندازه قطر موتور از 50 به 50 ميليمتر با دستيابي به گشتاور نگهدارنده قبلي بود و براي رسيدن به اين هدف ارزيابي مجدد مدار مغناطيسي ضروري بود. از اينرو تحليلي روي ميدان مغناطيسي با استفاده از روش عناصر محدود براي تعيين ابعاد هسته استاتور بايد با حفظ مساخت سوراخ سيم‌پيچي‌هاي كلاف افزايش يابند. اين امر محدوديت‌هاي طراحي عملي انجام مي‌شود.
سپس هسته‌هاي پيش ساخت مختلفي با ماشينكاري تخليه الكتريكي ساخته مي‌شوند و آزمايش‌هايي براي تعيين ابعاد نهايي اين سري موتورها ترتيب داده مي‌شود بعد از اين مرحله سفارشات قالب‌ها به يك سازنده قالب داده مي‌شود.
علاوه بر تغييرات ابعاديف كوچك سازي موتورها هم به بهبود در ته بندي سيم پيچي كلاف نيازمند است. از اينرو يك طراحي كاملاً جديد نه تنها به قالب‌هاي جديدي براي هسته‌ها روتور و استاتور، بلكه به قالب جديدي براي محافظ پلاستيكي عايق و تجهيزاتي از قبيل ماشين ته‌بندي نيازمند مي‌باشد.

فرآيند ساخت:
قبل از ورود به مرحله ساخت، مشخصات ساخت و بازرسي آماده مي‌شوند. فلوچارتي براي ساخت يك موتور پله‌اي هر گام با روش‌هاي ساخت قطعه به دقت تشريح شده است

 

[مربوب]

استاتور و روتور:
دو روش اساسي براي ساخت هسته‌ها وجود دارد. در روش اول يك ماشين مهر زن براي جدا كردن ورقه اصلي هسته‌ها از يك نوار فولاد سيليكون مورد استفاه قرار مي گرد، سپس ورقه‌هاي جدا شده روي هم انباشته مي‌شوند و به طور دستي به يكديگر پرچ مي‌شوند.
هنگاميكه ميله راهنما براي انباشتن ورقه‌ها روي هم با پيچ پرچ مورد استفاده قرار مي‌گيرد، نيمي از ورقه‌ها 180 برگردانده مي‌شوند اين امر تغييرات اندك در ضخامت ورقه‌هاي همجهت و متقاطع را با جهت گردانده شده همتراز مي‌كند و دقت ابعاد استاتور را بهبود مي‌بخشد. پرچ كردن با اعمال فشار زياد به هسته براي فشردن سر ميخ پرچ‌ها انجام مي‌شود. اين روش براي توليد قطعات كوچك با موتورهاي بزرگتر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. گاهي اوقات بجاي پرچ كردن به همديگر جوش داده مي‌شوند.
در روش دوم كه در توليد انبوه مورد استفاده قرار مي گيرد، انباشتن و سرهم بندي هسته بصورت خودكار انجام مي‌گرد. با اينكه سرمايه‌گذاري اوليه بسيار بالاست. هزينه توليد هر واحد بعلت اينكه مراحلي كه قبلاً به نيروي كار ماهر نياز داشتند و دقت زيادي را صرف مي‌كردند خودكار شده‌اند و بطور قابل توجهي كاهش مي‌يابد. در اين روش ، مهر زني و سرهمبندي ورقه به ورقه به صورت قالب زني يك ورقه در هر لحظه انجام مي‌شود.
هر ورقه هسته در چندين نقطه كه اندازه نصف ضخامت ورقه در زير برآمدگي دارند مهر زني شده است. ميله هسته از انطباق برآمدگي يك صفحه با تورفتگي صفحه بعدي تشكيل مي‌شود. (برآمدگي‌ها از نظر قطر از تورفتگي‌ها بزرگتر هستند كه در همرفتگي محكمي را باعث مي‌شوند) تفكيك بين هر هسته با شمارش ورقه با اندازه‌گيري ضخامت هر جزء و مهرزني سوراخها بجاي تورفتگي‌ها در آخرين ورقه هر جزء انجام مي‌شود وقتي كه جبران نابرابري در ضخامت و ناهمگويي مغناطيسي موجود در ورقه‌ها مورد نظر باشد هر ورقه به اندازه يك زاويه تنظيم 90درجه و براي موتورهاي دوفاز 180درجه براي موتورهاي پنج فاز نسبت به ورقه قبلي چرخانده مي‌شود. در حاليكه فرورفتگي‌ها مدور (با قطر كمي كوچكتر) و مستطيلي هر يك با فواصل قرار گرفته‌اند فرورفتگي‌ها مدور براي حفظ دقت بكار مي‌روند، در حاليكه فرورفتگي مستطيلي گود ساخته شده‌اند تا به قدرت مجموعه بيافزايند.
براي سرهمبندي هسته هر ورقه چرخانده مي‌شوند، روي هم انباشته و سپس بر ورقه زيرين بطور خودكار منطبق مي‌شود.

محور:
پيوستگي مكانيكي بين روتور و محور بايد قوي باشد. براي دستيابي به اين پيوستگي چهار شير مستقيم در جهت طولي با اعمال ابزاري با فشار قوي ايجاد شده اند اين كار آرايش شياري با شيار سازي ناميده ميِ‌شود.
به طور كلي، چند روش براي حصول به اين پيوستگي بين روتور و محور وجود دارد:

• تنها استفاده از چسب: پيوستگي حاصل ضعيف است.
• كنگره دار كردن سطح محور: وقت گير و پرهزينه.
• شيارسازي به اضافه استفاده از چسب: روش بهينه از نظر قدرت زمان و هزينه.

 

[مربوب]

براكت و محفظه:
براكت صفحه اتصال (در طرف متصل به وسيله مورد كاربرد) صفحه انتهايي با ناقوسك انتهايي (در طرف ديگر) هم خوانده مي‌شود ياتاقان را پشتيباني مي كند و هسته استاتور را نگه مي‌دارد. دو نوع ماده در عمل مورد استفاده قرار مي‌گيرند: آلومينيوم و پودر آهن سخت شده با اينكه پودر آهن سخت شده قالبيت ماشين‌كاري پاييني دارد، مزاياي آن عبارتند از (1) شار نشتي كمترين است ، و (2) دقت ابعاد در طول زمان پايدار است بعلت اينكه ضريب انبساط گرمايي آن مشابه به ماده هسته استاتور است.
از طرف ديگر استفاده از آلومينيوم به كمي احتياط نيازمند است به اين خاطر كه داراي ضريب انبساط گرمايي بالاتري از آلومينيوم به كمي احتياط نيازمند است. به اين خاطر كه داراي ضريب انبساط گرمايي بالاتري از صفحات سيليكون استاتور مي‌باشد. براي
موتوري با قطر 40 ميليمتر و اختلاف دماي 30 درجه سانتيگراد منجر به اختلافي حدود 10 مي شود. به اين علت درايوهاي ديسك سخت و ديگر كاربردهايي كه به دقت‌هاي تعيين موقعيت بالايي نيازمندند از پودر آهن سخت شده استفاده مي‌شود. پودر آن سخت شده در مقايسه با چدن داراي فشار دروني پاييني است و بعد از ماشينكاري كمتر تغيير شكل مي‌دهد.
در برخي موتورها براكت و محفظه بعنوان يك واحد تنها ماشينكاري مي‌شوند (ساخت تك بلوكي) اين مورد به همراه سه روش ديگر ساخت براكت/محفظه است. تركيب براكت آلومينيومي / محفظه فولادي چون آلومينيوم به هنگام گرما ديدن بيشتر منبسط مي‌شود، اتصال محكم باقي مي‌ماند. محفظه براي كاستن از هزينه‌ها حذف شده است. يك پيچ سرتاسري از شل شدن اتصال براكت / هسته به علت انبساط گرمايي جلوگيري مي‌كند. با پودر آهن سخت شده بكار رفته در صفحه اتصال / محفظه تكپارچه ايده‌آل مي‌باشد. موتور براي درايوها سختي كار مي‌رود براي اينكه اتصال با گرما شل نشود. صفحه اتصال از آلومينيوم ساخته شده تا با پايه دايكاست آلومينيومي منطبق باشد.

دقت ماشينكاري:
چون فاصله بين دو استاتور و روتور موتورهاي پله‌اي از ديگر انواع موتورها باريك‌تر است. تغييرات يا نابرابري‌ها در فاصله هوايي بشدت روي گشتاور اثر مي‌گذارند، بايد دقت ماشينكاري بالايي وجود داشته باشد اصطلاحات فني مربوط به دقت موتور را تشريح بررسي خواهيم كرد. بحث روي ارتباط بين محور و روتور، روتور و براكت، براكت و محفظه استاتور متمركز خواهد شد.

هم مركزيت و ماشينكاري اتصال ـ توپي:
در حالت ايده‌ال محورهاي مركزي شفت روتور و سطح داخلي استاتور بايستي كاملاً منطبق شوند. در عمل معيارهايي براي اطمينان از دستيابي به درجه بالايي از هم مركزيت ضروري مي‌باشند. يك روش براي اطمينان از هم مركزيت محور روتور (كه ياتاقان‌ها را پشتيباني مي‌كند.) و محيط بيروني هسته روتور سائيدن همزمان هر دوي آنها به هنگام پشتيباني آنها از سوي سوراخهاي مركزي محور (شفت) مي‌باشد، (از جفت سوراخهاي مركزي در سرها يكي به طور خودكار توسط يك ماشين تراش سوراخ شده است و ديگري طبق فرآيند ديگري ساخته شده است.) احتمالاً ناهمرديفي محور (يا دوري از مركز) هنگاميكه براكت و هسته استاتور براي به حداقل رساندن ناهمرديفي استفاده مي‌شود.
در اين حالت، بعد از اينكه قطر دروني استاتور تا پرداخت بسيار خوب سائيده شد، يك ميله هسته وارد و با گيره‌اي محكم مي‌شود. سرها و سطح داخلي محفظه هر دو در يك زمان با استفاده از ميله هسته بعنوان مرجع، ماشينكاري مي‌شوند از اينرو هم مركزيت و تعامد بالايي حاصل مي‌شود براي كاهش هزينه معمولاً در موتورهاي كوچك محفظه وجود ندارد.
اگر دقت‌هاي بالايي لازم باشد، سطح بيروني و سرهاي ميله هسته با استفاده از سطح دروني بعنوان يك مرجع ماشينكاري مي‌شوند.

تعامد:
تعامد موضوع مهمي است كه مربوط به دقت ساختار موتور مي‌شود. سطح دروني استاتور بايد نسبت به سر محفظه عمود باشد. عملكرد يك موتور پله‌اي به شدت از يكپارچگي فاصله هوايي اثر مي‌پذيرد، كه در عوض نه تنها به روتور بلكه به درجه تعامد بين استاتو براكت وابسته مي‌باشد.

گردي:
قطر دروني استاتور و قطر بيروني روتور بايد در پيرامون آن ثابت باشد؛ يعني كاملاً گرد باشد. با اينكه بدون مشكلات زياد مي‌توان به گردي روتور دست يافت، دقت زيادي براي رسيدن به گردي سطح دروني استاتور لازم مي‌باشد و براي سايش سطح دروني بايستي استاتور توسط گيره‌اي نگه داشته شود. نيروي نگهدارنده برگي استاتور را كمي منحرف مي‌كند از اينرو حتي اگر استاتور تا گردي كامل سائيده شود هنگاميكه از گيره باز مي‌شود از بين رفتن كشش الاستيك سطح گردي را كاهش خواهد داد. گردي كم در استاتور مي‌تواند در اثر افزايش‌هاي ناگهاني گشتاور ـ گيره يا سطح نويز بالا باشد.

دندانه زدايي:
سايش براي شكل دادن دندانه‌هاي روتعور و استاتور برآمدگي‌هايي را در لبه‌هاي دندانه ايجاد مي‌كند. چنين برآمدگي‌هايي هنگام حركت موتور خرد مي‌شوند و مي‌توانند با گير كردن بين فاصله هوايي استاتور / روتور باعث قفل شدن موتور شوند. برداشتن اين برآمدگي‌ها مرحله مهمي است و معمولاً با يك ابزار پرداخت نايلوني يا فولاد ضد زنگ انجام مي‌شود.

 

[مربوب]

تميزكاري:
مقدار قابل توجهي از مايع ماشينكاري در فرآيندهاي پاياني كه براي استاتور و روتور مورد استفاده قرار مي‌گيرد مي‌بايستي شسته شود. با اينكه در گذشته از هيدروكربن‌هاي تركيب شده با فلور (مانند قرون) به خاطر قيمت پايين و قابليت اطمينان به آنها بعنوان ماده شوينده مورد استفاده قرار مي گرفتند رها كردن آنها در اتمسفر باعث تخريب لايه اوزون زمين مي‌شود. اين موضوع به مسئله بزرگ زيست محيطي تبديل شده است و توافق بين المللي بر ممنوعيت استفاده از آن بعد از سال 1995 بوده است.

روكشي كردن و جلوگيري از زنگ زدگي
بخاطر اينكه فولاد سيليكوني به اساني زنگ مي‌زند روكش ضد زنگ ضروري مي‌باشد. براكت يا از آلومينيوم دايكاست يا پودر آهن سخت شده ساخته مي‌شود. براكت‌هاي آلومينيومي به روكش‌هاي ضد زنگ نياز ندارد اما گاهي اوقات به منظور زيبايي روكش دار مي‌شوند، ولي براكت‌هاي از جنس پودر آهن سخت شده به روكش ضد زنگ نياز دارند. محفظه‌هاي از جنس فولاد نرم هم براي جلوگيري از زنگ زدگي به روكش‌هاي ضد زنگ نيازمندند.

سيم‌پيچي و ته‌بندي كلاف:
در حاليكه قسمت زيادي از فرآيند ساخت به مهندسي مكانيك مربوط است، سيم‌پيچي كلاف و مغناطيده كردن آهنرباهاي دائمي مهمترين فرآيندهاي الكتريكي مي‌باشند. هنگاميكه جريان از كلاف‌ها مي‌گذرد، به طور مغناطيسي قطب‌ها را تحريك مي‌كنند. فاكتور فضا، عايق الكتريكي و انتشار گرمايي مواردي هستند كه به توجه دقيقي در فرآيند سيم‌پيچي كلاف نيازمندند. فاكتور فضا به صورت نسبت مساحت كلاف به مساحت مقطع عرضي سوراخ تعريف مي‌شود. يك فاكتور فضاي بالا به اين معني است كه كلاف‌ها در كنار هم طوري سيم‌پيچي شده‌اند كه فضاي كافي براي محافظ پلاستيكي.
كه مقدار فاكتور فضا را كه با n نشان ميدهند برابر نسبت كل مساحت مقطع عرضي سيم پيچي ها بر مساحت شكاف ميباشد

و فضاي كاري براي دهانك ماشين سيم‌پيچ فراهم است در عمل تنها 30درصد از مساحت مقطعي سوراخ را مي توان به عنوان مساحت مؤثر كلاف (يعني مساحت مس) مورد استفاده قرار داد؛ يعني فاكتور فضا 30درصد است.

سيم‌پيچي كلاف مثل نكات زير مي‌شود:
1)كلاف بايستي در رديف‌هاي موازي تميز سيم‌پيچي شوند.
2) آنها بايد دور قطب‌ها متراكم باشند.
3) سيم‌ها از نظر الكتريكي بايد از همديگر و از قطب‌ها عايق شده باشند.
نكته (2) تضمين مي كند كه گرماي توليد شده در كلاف‌ها در هسته تلف ميِ‌شود. دماهاي بالاي كلاف باعث مي‌شود ماده عايق به سرعت خراب شود.
در حاليكه فرآيند سيم‌پيچي كلف مكانيزه مي‌باشد درجه اتوماسيون بسته به خروجي توليد متفاوت است. ماشين‌هاي بسيار خودكار معمولاً براي توليد انبوه طراحي شده‌اند در حاليكه ماشين‌هاي كاربرد عام يعني ماشين‌هايي كه به درجه بالايي از عملكرد دستي نيازمندند براي توليد گروه مناسب مي‌باشند. اتصال سيم آهنربايي كلاف و سيم‌هاي هدايت يكي از مشكل‌ترين مراحل اتوماسيون است.

اندود كردن با لعاب و خشك كردن:
در برخي مدل ها، كلاف‌ها بعد از سيم‌پيچي و ته‌بندي كلاف با لعاب اندود مي‌شوند. با اينكه روش لعاب قبلاً بر روي تمام انواع موتورها انجام مي‌شد پوشش‌هاي پيشرفته سيم آن را در موتورهاي كوچك امروزي غير ضروري كرده است. لعاب به بهبود عايق الكتريكي و هدايت گرمايي از كلاف به هسته كمك مي‌كند. بعد از اينكه لعاب با چسبانكي كم براي اندود سازي بصورت قطره‌اي به كلاف خورانده شد، مجاز به جامد سازي آن از طريق خشك كردن هستيم.

 

[مربوب]

سرهمبندي و مغاطيده كردن:
هنگاميكه تمام قسمت ها آماده شدند سرهمبندي مي‌شوند. سپس آهنرباي روتور مغناطيده مي‌شود اين كار با عبور دادن ناگهاني جريان زيادي از كلاف مغناطيده كننده با استفاده از يك خازن شارژ شده انجام مي‌گيرد. آهنرباي استوانه‌اي در جهت محور (اگر موتور بعداً از هم مجزا شود و روتور بيرون آورده شود مقداري از خاصيت آهنربايي و از اينرو مشخصه‌ها موتور بخاطر سرهمبندي و مجدد كاهش خواهند يافت.)

مديريت توليد كيفيت و مشخصه‌ها:
در ژاپن توليد انبوه موتورهاي پله‌اي در سال 197 در كارخانه8 Ueda متعلق به Sanyo Denki آغاز شد. اين كار تحت قرارداد با IBM براي تأمين مجموعاً 165000 موتور براي استفاده در كامپيوتر و كارت خوان‌ها در طول 4 سال انجام شد. مناسب نبود كه واحدي معيوب در اين موتورها ديده شود. با اينكه روشهاي كنترل كيفيت شاهد پيشرفت‌هاي دائمي بوده‌اند، فلسفه اساسي امروز همان است كه قبلاً بوده است يعني تمام قسمت‌ها در هر مرحله توليد بازرسي مي‌شوند تا معايب از بين بروند.

مفهوم مديريت 100 درجه:
اين روش بازرسي تمام قسمت‌ها در هر مرحله توليد بازرسي 100 درصد خوانده مي‌شود. نتيجه كنترل كيفيت كامل است.
قبل از حمل، توليدات بايد تحت بازرسي خروج قرار گيرند. اين شامل سه واحد نمونه از هر بخش (يعني توليد يك روز براي آن مدل) براي بازرسي و ثبت نتايج مي شود.
گشتاور نگهدارنده يك مورد براي بازرسي نمونه‌ها است. با اينكه مهمترين مشخصه عملكرد مي‌باشد مورد بازرسي 100 درصد قرار نمي‌گيرد. همانطور كه بيشتر اشاره شد گشتاور نگهدارنده تا حد زيادي توسط فاصله هوايي روتور/استاتور معين شد.
از اينرو بجاي آزمايش گشتاور نگهدارنده براي تمام واحدها ابعاد مكانيكي مربوط به فاصله هوايي مورد بازرسي قرار مي‌گيرند. اگر تجهيزات و فرآيندهاي تولي بخوبي مديريت شوند مي‌توانيم قابيلت بالايي از فرآيندها و از اينرو انحراف استاندارد كمي را در گشتاور نگهدارنده انتظار داشته باشيم. هدف از بازرسي‌هاي نمونه بيرون آوردن توليدات معيوب نيست بلكه بررسي تغييرات بخش به بخش مي‌باشد. اگر روند نامطلوبي تشخيص داده شود، بازرسي مي‌شود تا دليل آن معلوم شود و سپس روشهاي مناسب اعمال مي‌شوند.

مديريت قالب:
قالب‌هاي فلزي بكار رفته در مهرزني براي سازنده‌هاي موتورهاي پله‌اي داراي اهميت مي‌باشند. از اينرو توجه زيادتر به مديريت قالب‌ها و عمليات مهرزني مي‌شود.
قالب‌هاي فلزي براي سازنده پرهزينه هستند و تعداد كارخانه‌هايي كه مي‌توانند قالب‌هاي فلزي با دقت بالا بسازند محدود است. با اينكه در برخي موارد سازنده موتور قالب‌هاي فلزي خود را توليد مي‌كند. اين موارد استثنا هستند و با اينكه در برخي موارد سازنده موتور قالب‌هاي فلزي خود را توليد مي‌كند اين مورد استثناء هستند و عموميت ندارند و معمولاً به چند مدل محدود است.
در اثر استفاده لبه‌هاي قالب از بين مي‌روند. اين موضوع نه تنها باعث كاهش دقت ماشينكاري دندانه‌ها مي‌شود، بلكه فشار بيشتر اعمالي به لبه‌هاي ورقه باعث مشخصه‌هاي مغناطيسي نامناسب مي‌شود كه در مقابل روي مشخصه‌هاي تعيين موقعيت و گشتاور موتور اثر مي‌گذراد. قالب‌ها از اينرو بايد براي داشتن لبه‌هاي تيز دوباره سائيده شوند، بطور مثال هر يك ميليون ورقه يا بيشتر يكبار (بسته به نوع ورقه فولادي).

مديريت تجهيزات اندازه‌گيري:
ابزارهاي اندازه‌گيري قابل اطمينان در كنترل كيفيت موتورها ضروري مي‌باشند. اين ابزارها را مي‌توان به آنهايي كه در ساخت محصول يا مرحله طراحي به كار رفته‌اند و آنهايي كه براي بازرسي ورود (قطعات) خروج (توليدات) بكار رفته‌اند، تقسيم كرد. همچنين آنها را مي‌توان بر حسب اينكه مكانيكي يا الكتريكي هستند طبقه‌بندي كرد.
تمام ابزارهاي اندازه‌گيري متناوباً آزمايش و تنظيم مي‌شوند، هر ابزار اندازه‌گيري با دو درجه بر اساس اينكه هر 12 ماه يا هر 6 ماه آزمايش شده مشخص مي‌شود.

 

[مربوب]

مديريت قدرت مكانيكي و چسبناكي:
تحقيق و آزمايش حد شكست موتور در طول فاز ساخت محصول انجام مي‌شود. براي مثال قدرت پيوستگي بين هسته روتور و محور بايد مورد آزمايش شود. در آزمايش ديگر، مجموعه متناوباً به دماهاي بالا (100درجه سانتيگراد) و پايين (30-درجه سانتيگراد) مي روند كه تغيير شكل‌هايي بخاطر انبساط و انقباض‌هاي گرمايي بجود مي‌آيند. سپس روتور براي مشخصه‌هاي چنته يا گشتاور مورد آزمايش قرار مي‌گيرد. اطلاعات حاصل براي انتخاب چسب مناسب و روش ساخت مورد استفاده قرار مي‌گيرد بطوريكه مشخصه‌هاي موتور با مشخصات آن تحت شرايط مختلف محيطي تطابق داشته باشد.
هسته و محفظه استات نيز با چسريد اتصال مي‌يابند و نفوذ چسب بايد بررسي شود. بيش از ايجاد قدرت مكانيكي، در اينجا چسب اساساً براي كنترل لرزش‌ها بكار رفته است. اگر نفوذ چسب ضعيف باشد، فاصله‌هاي باقيمانده بين محفظه و هسته، منجر به لرزش موتور مي‌شود. براي تعيين بهترين روش بكارگيري چسب نمونه‌هاي پيوسته تحت شرايط مختلف بريده مي‌شوند و نفوذ چسب بررسي و بازرسي مي‌شود.
چسب‌ها را مي‌توان بر اساس اينكه به چه طريقي سفت مي‌شوند به سه نوع تقسيم كرد:
به حرارت (سفت شدن با حرارت). اشعه‌هاي UV يا در بي‌هوايي. چسب‌هاي خاصي در سه حالت سخت مي‌شوند. با اينكه هر نوع موتور داراي ملزومات متفاوتي خواهد بود، قابليت نفوذ چسب، سرعت سفت شدن و قدرت فاكتورهاي كلي هستند كه بايد به هنگام نفوذ با فاصله‌هاي هوايي باريك كه هوا نمي‌تواند به آن برسد، سفت مي‌شوند. قسمت اضافي كه در معرض هوا قرار دارد سفت نمي‌شود و بايد شسته شود. براي پيوستگي بين استاتور و محفظه؛ اغلب از اپكسي سفت شونده با حرارت استفاده مي‌شود. ذرات اپكسي پيوند هيدروژني قوي با سطوح فلزي اكسيد شده استاتور و محفظه بوجود مي‌آورند.

توضيحات پاياني و مهم:
در كنار موتور القايي قفس سنجابي موتور DC و موتور بدون جاروبك، موتور پله‌اي جايگاه خود را در ميان موتورهاي كوچك تثبيت كرده است. درميان انواع مختلف موتورهاي پله‌اي نوع هيبريد ظاهراً نقش خود را بعنوان يك محرك با كنترل ديجيتالي با كارايي و تفكيك بالا حفظ كرده و استفاده از آن در وسايل مختلفي كه زندگي مدرن ما را پشتيباني مي‌كنند ادامه دارد. با اينكه توليد موتورهاي پله‌اي بدون شك بطور فزاينده‌اي خودكار خواهد شد، دلايل چندي براي اينكه چرا توليد كاملاً غير انساني در آينده نزديك اتفاق نخواهد افتاد وجود دارد.
يكي از دلايل اين است كه حتي تجهيزات خودكار هم به اپراتورهاي انساني نيامدند. دليل ديگر اين است كه مشخصه‌هاي موتور پله‌اي بشدت دقيق هستند و نمي‌توان آنها را با روش‌‌هاي نظير با استفاده از فرمول‌هاي ساده رياضي پيش‌بيني كرد. از اينرو موتور ساخته شده توسط يك كمپاني مشخصه‌هاي يكسان با موتوري كه توسط كارخانه ديگر ساخته شده نخواهد داشت حتي اگر از نظر مواد و ابعاد مشابه هم باشند، به اين خاطر كه مشخصه‌ها نيز از فرآيند ساخت مورد استفاده اثر مي‌پذيرند.
توضيح پاياني مربوط به روابط مشتري است. در صنعت ساخت، بلكه با مهارت كسب شده در طول سالها تجربه در طراحي، ساخت و كنترل كيفيت تضمين مي‌شود. موتور پله‌اي مورد استفاده در محيط‌ها با خلاء در ساختار اصلي اين موتور از موتورهاي معمولي متفاوت نيست. چيزي كه طراحي و ساخت چنان موتورهاي با خلاء بالايي را ممكن مي‌سازد انتخاب مناسب مواد، روش‌هاي ساخت و كار مي‌باشد.
از نظر هزينه، هزينه هر واحد براي مشتري معني بيشتري دارد. اگر موتور عملكرد قابل اطمينان بالايي داشته باشد، عملكرد وابسته به آن را در وسايل مربوط به موتور را تضمين مي كند. پس اين امر توليد پايدار از آن وسيله را ممكن خواهد ساخت، كه باعث كاهش هزينه براي مشتري مي‌شود.
حفظ برنامه تحويل دقيق تقاضا، و فهم درست مراحل فرآيند، ضروري مي‌باشند. براي ساخت موفقيت آميز 400-300 موتور با مشخصات مختلف به روش معمول و براي عمل به تاريخ‌هاي تحويل لازم است تا به كيفيت توليد قابل اطميناني در هر مرحله بر سيم و انتقال روان به مرحله بعدي داشته باشيم. ساخت با تفاوت شديد بر كل فرايند در يك كارخانه واحد از اين جهت هم داراي برتري‌هايي است.
از اينرو محصول پايدار و كيفيت بالا اتحاد سه‌گانه كيفيت، هزينه و تحويل مي‌باشد و تقويت آنها بستگي به مسئوليت اجتماعي سازنده دارد.

 

[m_ensafi]

ممنون از زحمتتون.لطفا آخر عنوانش بنویسید موتور الکتریکی.من چند بار گول خوردم