Design of structural elements and assembly tools for LWLC electrical drive
Baulin, Ivan (2017)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201705226762
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201705226762
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena oli keskittyä nestejäähdytteisen sähkökoneen komponenttien sekä kokoonpanoprosessin osien kehitykseen. Tutkittavat osat olivat sähkökoneen rakenteellisia komponentteja sekä kokoonpanon komponentteja. Osien kehitys toteutettiin systemaattisen koneensuunnittelun, DFMA-metodin, elementtimenetelmän, käytännön testien sekä analyyttisen laskennan avulla.
Käytännön testit osoittivat, että voidellulla lasikuitupultilla toteutettu ruuviliitos tuottaa 48 % korkeamman puristusvoiman kuin kuivalla pulttiliitoksella. Muuntajateräslaminaattien pinnoitetestin tuloksien perusteella SURALAC 7000 -pinnoite valittiin sopivaksi pinnoitteeksi. Roottorin ja staattorin kiekkokokoonpanojen puristuskiinnikkeiden materiaalipaksuus määritettiin FE-analyysin sekä käsilaskujen avulla. Tulosten perusteella 0,5 mm ruostumaton jousiteräs valittiin sopivaksi materiaaliksi. Balsa-puu osien koneistusmenetelmäksi valittiin CNC-jyrsintä sen osoittauduttua sopivaksi kahden työstetyn näytekappaleen perusteella. Kiekkokokoonpanojen kokoamista varten rakennettiin asennuspöytä. Kokoamisprosessin helpottamiseksi kehitettiin työkalut, jotka asennettiin asennuspöydän ja kiekkokokoonpanon väliin. The goal of this master’s thesis was concentrated on development of detail parts for LWLC electrical machine and its assembly. The parts that were studied in this thesis were structural elements of wheel face of the machine and its segments. Tools for the assembly of LWLC machine were also studied. The development of parts was done using systematic engineering design, DFMA method, FE method, practical tests and analytical calculation.
The results of practical tests showed that lubricated fiberglass stud bolt joint can provide 48 % higher binding force compared to non-lubricated joint. The test of coatings for electrical steel laminations showed that SURALAC 7000 was acceptable coating. The material thickness of wheel face lamination clamps was determined through FE analysis and analytical calculations. As a result 0,5 mm thick stainless spring steel was chosen as a material for wheel face lamination clamps. CNC milling was considered as the most appropriate manufacturing process for balsa wood spacers after two test pieces were cut by CNC milling machine. A torsion box was built for realizing assembly of wheel face. Wheel face assembly spacers were developed in order to assist in the assembly process of the wheel face.
Käytännön testit osoittivat, että voidellulla lasikuitupultilla toteutettu ruuviliitos tuottaa 48 % korkeamman puristusvoiman kuin kuivalla pulttiliitoksella. Muuntajateräslaminaattien pinnoitetestin tuloksien perusteella SURALAC 7000 -pinnoite valittiin sopivaksi pinnoitteeksi. Roottorin ja staattorin kiekkokokoonpanojen puristuskiinnikkeiden materiaalipaksuus määritettiin FE-analyysin sekä käsilaskujen avulla. Tulosten perusteella 0,5 mm ruostumaton jousiteräs valittiin sopivaksi materiaaliksi. Balsa-puu osien koneistusmenetelmäksi valittiin CNC-jyrsintä sen osoittauduttua sopivaksi kahden työstetyn näytekappaleen perusteella. Kiekkokokoonpanojen kokoamista varten rakennettiin asennuspöytä. Kokoamisprosessin helpottamiseksi kehitettiin työkalut, jotka asennettiin asennuspöydän ja kiekkokokoonpanon väliin.
The results of practical tests showed that lubricated fiberglass stud bolt joint can provide 48 % higher binding force compared to non-lubricated joint. The test of coatings for electrical steel laminations showed that SURALAC 7000 was acceptable coating. The material thickness of wheel face lamination clamps was determined through FE analysis and analytical calculations. As a result 0,5 mm thick stainless spring steel was chosen as a material for wheel face lamination clamps. CNC milling was considered as the most appropriate manufacturing process for balsa wood spacers after two test pieces were cut by CNC milling machine. A torsion box was built for realizing assembly of wheel face. Wheel face assembly spacers were developed in order to assist in the assembly process of the wheel face.