| Задание: |
Практическая работа №4 Тема: Проверка технического состояния тягового электродвигателя Цель: Изучить порядок и методы проверки технического состояния тягового электродвигателя Оборудование и принадлежности: плакаты, мультимедиапроектор Порядок выполнения работы Ознакомиться с условиями работы тяговых электродвигателей. Изучить неисправности тяговых электродвигателей. Изучить требования, предъявляемые к тяговым электродвигателям после ремонта. Нарисовать эскиз тягового электродвигателя, показать на нём места возникновения неисправностей Сделать вывод по работе
Выполнение работы: Краткие теоретические сведения Эксплуатация такого двигателя нередко происходит в сложных условиях: повышенная влажность, запыленность, различные погодные условия. Режимы работы также непростые: частые пуски, кратковременные, повторно-кратковременные. Имеют место перегрузки, толчки, удары, тряска, большие пусковые токи. По этой причине тяговый электродвигатель должен быть рассчитан на высокую механическую и электрическую прочность, качественную коммутацию, влаго- и пылестойкую изоляцию. Классифицируют эти аппараты по таким критериям: Род тока – постоянный, переменный, пульсирующий. Тип двигателя – постоянного тока, синхронная машина, асинхронник. Способ электропитания – от контактной сети, от встроенного аккумулятора. Различное климатическое исполнение Тип охлаждения – естественная вентиляция, самообдув, независимая вентиляция.
Тяговые электродвигатели постоянного тока имеют стальной массивный корпус, выполняющий функции остова и магнитопровода одновременно. У четырехполюсных машин остов, как правило, граненый: таким образом получается использовать выделенное пространство на 91–94%. Цилиндрический остов не такой экономный, но его легче обрабатывать при изготовлении. На нем крепят основные детали: главные полюса, осевые подшипники, подшипниковые щиты. Для двигателей электровозов существует ограничение по размерам, в зависимости от ширины колеи. Чтобы исключить попадание влаги, крышки должны очень плотно прилегать к корпусу. Также все места, куда заходят кабеля хорошо уплотняют, особенно если это двигатель с самовентиляцией. КОЛЛЕКТОР Часть ТЭД, на которую ложится основная нагрузка – это коллектор. Он требует большой точности при изготовлении, чтобы качество токосъема было высоким. Также необходимы высокие показатели износостойкости, надежности и стабильности технических характеристик. Коллекторные пластины устанавливают с учетом их дальнейшего износа, который является естественным для этой части машины. Они изолируются друг от друга миканитовыми прокладками, состоящими из склеенных друг с другом кусочков слюды. Как известно, слюда является очень хорошим диэлектриком, а также обладает высокими показателями тепло- и влагостойкости. Неисправности электрических машин можно подразделить на неисправности электрических и механических частей. К наиболее существенным неисправностям по электрическим и токоведущим частям относятся: понижение сопротивления изоляции, пробои, механические разрушения, старение изоляции; у токопроводящих проводов - трещины и надломы, износ, перегрев и расплавление контактных соединений; по механическим частям: трещины валов якорей и подшипниковых щитов, ослабление посадки малого зубчатого колеса на конусной части вала и внутренних колец подшипников на шейках вала якоря тягового двигателя, разрушение сепараторов подшипников, деформация горловин остовов и ослабление подшипниковых щитов в остовах, износ вкладышей и деформация деталей моторно-осевых подшипников, ослабление болтов, крепящих полюсы, щеткодержатели, крышки моторно-осевых подшипников, просадка и поломка пружин подвески тяговых двигателей. Понижение сопротивления изоляции токопроводящих частей часто вызывается увлажнением и загрязнением поверхностного слоя, из-за попадания в электрическую машину пыли, масла, влаги. Хорошая очистка поверхностного слоя изоляции с последующим покрытием эмалью восстановит защитные свойства изоляции, более глубокое проникновение влаги потребует дополнительной сушки. Пробои изоляции обмоток на корпус чаще всего возникают при значительном понижении сопротивления изоляции, но могут также появиться при механических повреждениях изоляции, межвитковых замыканиях в катушках, замыкании между двумя изолированными проводниками или старении изоляции. Для устранения неисправности требуется ремонт или замена катушки (обмотки). Искрение на коллекторе может быть различной интенсивности вплоть до кругового огня (образование на коллекторе мощной дуги, замыкающейся между разноименными щетками). При этом может быть переброс дуги на корпус с оплавлением деталей машины, попавших в область горения дуги. Он возникает при неудовлетворительном обслуживании коллекторно-щеточного узла, загрязнении и замасливании коллектора, скоплении угольной пыли в межламельных канавках, при механических повреждениях или неравномерной выработке коллектора. Меры, необходимые для устранения последствий перекрытия, зависят от его интенсивности. В некоторых случаях достаточно очистить и промыть коллектор и щеточный аппарат, сменить вышедшие из строя шетки и продуть коллекторную камеру сухим сжатым воздухом; в других требуется ремонт и замена вышедших из строя деталей или узлов. Небольшие подгары и неглубокие задиры устраняются зачисткой и шлифованием коллектора брусками или мелким шлифовальным полотном, укрепленным на деревянной колодке с профилем, соответствующим диаметру коллектора. Необходимо помнить, что при любой механической обработке поверхности коллектора с нее снимается оксидная пленка (политура), что приводит к ухудшению коммутации. Поэтому рабочую поверхность коллектора зачищают и полируют, если не удается удалить загрязнение или подгар чистой салфеткой, смоченной в авиационном бензине или техническом спирте. Состояние коллектора считается нормальным, если все коллекторные пластины имеют одинаковый цвет от светло-коричневого до блестяще-черного с различными оттенками, которые зависят от марки меди и щеток, плотности тока, частоты вращения якоря, температуры коллектора, относительной влажности воздуха и др. Политура нарабатывается несколько часов или суток в зависимости от шероховатости поверхности коллектора и марки щеток. Следует отметить, что двухходовые обмотки, применяемые на тяговых генераторах, могут создавать на поверхности коллектора разную расцветку коллекторных пластин - две темные и одна светлая или одна светлая и одна темная. Если коллектор имеет глянцевую политуру, то чередующаяся расцветка не вызывает подгара, а если поверхность коллектора становится матовой, то неизбежно появятся подгары коллекторных пластин. Во избежание сильных подгаров и износа щеток при появлении даже незначительного подгара рекомендуется шлифование коллектора. На коллекторах тяговых электродвигателей также может возникать чередующееся потемнение коллекторных пластин (например, для двигателя ЭД-118)- три светлых и одна темная. Чередующееся потемнение вызывается неравномерной нагрузкой параллельных ветвей обмотки якоря. Нарушение коммутации может возникнуть по причинам электрического и механического характера. К первым относятся сдвиг щеток с нейтрали, нарушение цепи обмотки добавочных полюсов, в частности ослабление межкатушечных соединений, работа при неисправных (сколотых или сильно изношенных) щетках, вибрации щеток и др. В эксплуатации износ щеток допускается примерно наполовину. Причины механического характера сводятся обычно к нарушению в процессе эксплуатации правильной формы коллектора (местные биения, эллиптичность, эксцентричность), а также к его повреждениям при попадании посторонних предметов. Меры устранения плохой коммутации зависят от причины ее возникновения. При нарушении формы или повреждении коллектора требуется его проточка. Межвитковые замыкания в обмотках возникают при нарушении целостности изоляции. Необходимо заменить обмотки (катушки). Размотка бандажей (обычно на тяговых электродвигателях) часто связана с превышением максимально допустимой частоты вращения при боксовании; устраняется при ремонте якоря. Распайка петушков коллектора возникает во время чрезмерного перегрева машины (нарушение вентиляции, длительные перегрузки) или как следствие перекрытия. Повреждение можно устранить только при ремонте якоря. Межкатушечные соединения, выводные провода и перемычки осматриваются на целостность, надежность соединений и крепления. Целостность и надежность соединений определяют визуально по состоянию и цвету изоляции, так как подвижность (тряска и вибрации) нарушает покровную изоляцию, а ослабление контакта изменяет цвет изоляции вследствие нагрева. Поврежденные места изоляции проверяют на прочность и измеряют их сопротивления постоянному току. Изоляцию соединительных и выводных шин восстанавливают наложением стеклоленты и стеклолакоткани, пропитанными в изоляционном лаке и предварительным нанесением его на шину перед ее изолировкой. Изолированные шины покрывают тремя слоями эмали ГФ-92ХС. Механические части машин осматривают на целостность, надежность креплений и проверяют герметичность масляных полостей подшипниковых узлов. Выход из строя роликоподшипников чаще всего происходит из-за провертывания внутреннего кольца (недостаточный натяг), несвоевременной смазки или образования в кольце трещины при увеличенном натяге. Иногда разрушаются сепараторы или сминаются ролики от попавших частиц металла. Перегрев моторно-осевых подшипников тяговых электродвигателей возникает при недостаточном количестве смазки или ее обводнении, при значительном перекосе колесной пары, при больших зазорах «на масло» и т. д. Контрольные вопросы Назначение тяговых злектродвигателей. Условия работы тяговых электродвигателей. Неисправности тяговых электродвигателей. Причины возникновения неисправностей тяговых электродвигателей.
Практическая работа №5 Тема: Проверка технического состояния щеточного узла Цель: Изучить порядок и методы проверки технического состояния щеточного узла Оборудование и принадлежности: Щеточный узел, плакаты, мультимедиапроектор Порядок выполнения работы Ознакомиться с причинами искрения на коллекторе. Ознакомиться с условиями работы щеточного узла. Изучить требования, предъявляемые к щеточному узлу. Изучить неисправности, при которых бракуют щеточный узел Нарисовать схему щеточного узла, показать на ней места возникновения неисправностей Сделать вывод по работе
Выполнение работы: Краткие теоретические сведения Для осмотра и проверки технического состояния основных узлов тяговых двигателей колесную пару домкратами поднимают на 15—20 мм от рельсов и осуществляют прокручивание тягового двигателя. Проворачивают якорь через колесную пару вручную или с помощью специальных приспособлений.
Осматривают коллектор, щеткодержатели, электрощетки и другие доступные для осмотра узлы. По состоянию коллектора и электрощеток можно судить о коммутационной и потенциальной устойчивости тягового двигателя в эксплуатации. При нормальной работе тягового двигателя его коллектор покрыт ровной оксидной пленкой (политурой) светло-коричневого цвета, имеет гладкую полированную поверхность. Пленка образуется в результате прохождения тока от электрощетки к коллектору (под катодной электрощеткой), когда мельчайшие частицы угля переносятся на коллектор и, сгорая, образуют на его поверхности тонкий оксидный слой. Наличие пленки улучшает условия токосъема, так как она увеличивает переходное сопротивление в щеточном контакте и уменьшает коммутационный ток в коммутирующем контуре. Кроме того, оксидная пленка защищает поверхность коллектора от воздействия искрения и уменьшает его износ в эксплуатации. Поэтому коллектор, у которого имеется такая пленка, не следует без надобности шлифовать или протачивать. Такой коллектор прочищают жесткой волосяной или капроновой щеткой, чтобы удалить из межламельных канавок пыль и грязь, и протирают техническими салфетками, смоченными в бензине.
Если на поверхности коллектора обнаруживают следы искрения, «натяг» меди в межламельных канавках, повышенный износ рабочей поверхности и другие дефекты, то это свидетельствует о неудовлетворительной работе скользящего контакта. Выясняют причины возникновения указанных дефектов и принимают меры по их устранению. В первую очередь замеряют биение коллектора и износ его рабочей поверхности, тщательно проверяют, нет ли выступания отдельных коллекторных или изоляционных пластин. Биение коллектора 4 (рис.3) проверяют индикатором 3, укрепленным на стойке 2. Стойку с помощью струбцины 1 крепят к остову у верхнего коллекторного люка. При вращении якоря выполняют замер на рабочей поверхности коллектора под серединой электрощеток, а также на расстоянии 10—20 мм от наружного торца коллектора. Выработку коллектора определяют линейкой и щупом. Линейку кладут вдоль коллекторных пластин и щупом измеряют зазор между ней и коллектором. Биение коллектора должно быть не более 0,1 мм, выработка, как правило, — не более 0,2 мм
Если коллектор имеет хорошую политуру и в эксплуатации не было отключений защиты от круговой огня, перебросов и других неисправностей, допускается равномерная выработка до 0,3—0,5 мм. Если на коллекторе обнаружены небольшие следы перебросов и подгары, то их устраняют мелким стеклянным полотном, укрепленным на специальной колодке; межламельные канавки прочищают жесткой волосяной или капроновой щеткой.
В случаях когда биение или износ рабочей поверхности превышает установленные нормы, коллектор обтачивают. Обточке подлежат также коллекторы, на которых обнаружены местная выработка коллекторных пластин, выступание отдельных коллекторных или изоляционных пластин. Выступание отдельных пластин является весьма серьезным дефектом, так как при этом условия скольжения электрощеток резко ухудшаются, возникает повышенное искрение при прохождении электрощеток по этим пластинам, которое вызывает дальнейший прогрессирующий износ коллектора и ухудшение его состояния, что неизбежно приводит к возникновению кругового огня и перебросов на корпус.
Для обточки коллектора тягового двигателя под электровозом применяют малогабаритные станки-суппорты. Для обточки тяговый двигатель включают на низкое напряжение и устанавливают частоту вращения 150— 200 об/мин. Обточку выполняют при равномерной подаче резца — 0,15 мм на один оборот. Коллектор обтачивают до устранения выработки. При обточке следят за тем, чтобы толщина снимаемой с поверхности коллектора стружки была минимальной. Обточку коллектора рекомендуется осуществлять алмазными резцами или резцами из твердых сплавов, так как обыкновенные резцы не обеспечивают высокой чистоты обработки.
При обточке коллектора необходимо соблюдать правила техники безопасности:
все работы на электровозе прекратить;
на дверь высоковольтной камеры электровоза и шину низкого напряжения повесить оградительные трафареты;
включить вытяжное вентиляционное устройство;
поднять все щетки над коллектором, кроме щеток двух щеткодержателей разной полярности;
подъемные домкраты зафиксировать стопорными гайками;
электрощетки двигателя, находящегося в паре с обтачиваемым, снять, щеткодержатель обтачиваемого двигателя заземлить.
Обточку коллектора разрешается выполнять только при неснятых кожухах зубчатой передачи и после контроля правильности собранной схемы. Слесарь, обтачивающий коллектор, должен надеть резиновые перчатки, защитные очки, подложить под ноги резиновый коврик и установить защитный экран. После обточки снимают фаски с коллекторных пластин и осуществляют их разделку у торца коллектора. Для разделки коллекторных пластин с торца применяют специальное зубило. Фаски наиболее целесообразно снимать резцом-фасочником сразу с двух рядом расположенных пластин. Для придания межламельной канавке формы, способствующей лучшему выдуванию из нее пыли, фаску с кромок коллекторных пластин 0,2 мм снимают под углом 45°. После снятия фасок и разделки коллекторных пластин рабочую поверхность коллектора шлифуют и полируют.
Коллектор шлифуют ручной колодкой (с изолированной рукояткой), на которой закреплено стеклянное полотно № 4 — № 6, или шлифовальным бруском. Наиболее целесообразно шлифовать коллектор при закрытом люке (с помощью специальных приспособлений). Полируют коллектор деревянной колодкой, изготовленной из твердых пород дерева (бук, клен) или брезентом, укрепленным на деревянной колодке. Чем лучше обработан коллектор и чище его поверхность, тем лучше условия для токосъема, тем быстрее образуется пленка политуры. При высокой чистоте обработки коллектора потери от трения электрощеток уменьшаются, а следовательно, уменьшается нагрев коллектора и электрощеток, что в свою очередь благоприятно сказывается на работе скользящего контакта и улучшает коммутацию двигателя. После обточки и шлифовки коллектора тщательно проверяют состояние межламельных канавок. В канавках не должно оставаться медных стружек, загрязнений от угольной пыли. Миканит должен быть тщательно выбран на глубину не менее 0,5 мм. Выступание миканита не допускается. Если глубина межламельных канавок менее 0,5 мм или выступает коллекторный миканит, то производят продорожку коллектора. Эта операция весьма трудоемка и требует тщательного выполнения, поэтому под электровозом ее осуществляют редко. Как правило, продорожку коллекторов приурочивают к ТР-3. Чтобы обеспечить эксплуатацию тяговых двигателей между деповскими и заводскими ремонтами без продорожки коллекторов, глубина межламельных канавок при выпуске двигателей из капитального ремонта, среднего и деповского ремонтов должна быть 1,4—1,6 мм.
После обточки, снятия фасок, шлифовки и полировки коллектор тщательно очищают жесткой волосяной щеткой, а затем тяговый двигатель продувают сжатым воздухом давлением 200—300 кПа (2— 3 кгс/см2). В случаях когда рабочая поверхность коллектора не требует обточки и шлифовки, но в межламельных канавках имеется «затяжка» меди с коллекторных пластин в виде заусенцев, то такой коллектор тщательно очищают от заусенцев, а необходимости снимают фаски. Осматривают все узлы и дел щеточного аппарата — электрощетки, щеткодержатели, их кронштейны, траверсу, состояние которых так же, как и состояние коллектора, оказывает решающее влияние на коммутационную и потенциальную устойчивость двигателя в эксплуатации. Снимают щеткодержатели, которые в соответствии с правилами ремонта подлежат ревизии. Ревизию щеткодержателей и их ремонт осуществляют на специализированных рабочих местах. Взамен снятых при ревизии щеткодержателей устанавливают проверенные и отремонтированные. При установке щеткодержателей на тяговый двигатель следят за тем, чтобы продольная кромка его окна под электрощетки была параллельна кромке коллекторной пластины, а также чтобы расстояние от нижней поверхности щеткодержателя до коллектора было в пределах 2—4 мм, а от боковой стенки щеткодержателя до петушков коллектора — 5— 7 мм. Если расстояние от корпуса щеткодержателя до коллектора больше 4 мм, то щеткодержатель опускают на один выступ гребенки. Увеличение расстояния между щеткодержателем и коллектором ухудшает работу электрощеток, так как при этом их набегающая сторона изнашивается быстрее сбегающей и во время изменения направления вращения двигателя может произойти скол и повреждение грани электрощетки. При значительном перекосе электрощетки в окне щеткодержателя становится возможным также смещение электрощетки с нейтрали, что вызовет ухудшение коммутации.
Необходимо устанавливать щеткодержатель так, чтобы нижняя поверхность его окна была параллельна рабочей поверхности коллектора (в пределах установленных норм).
Проверяют состояние всех электрощеток, их проводников и прочность крепления проводников к стенке щеткодержателя. Изношенные сверх установленных норм, а также поврежденные электрощетки заменяют новыми. Перед установкой новых электрощеток рекомендуется их притереть на специальном приспособлении или на коллекторе, подложив под электрощетки стеклянное полотно. Не допускается установка на тяговый двигатель электрощеток разных марок (кроме электрощеток марок ЭГ-61 и ЭГ-75 или ЭГ-61 А и ЭГ-75, которые могут работать совместно. Наиболее целесообразно менять на тяговом двигателе сразу все электрощетки или электрощетки одной полярности. Желательно, чтобы электрощетки имели примерно одинаковую высоту, были изготовлены одним заводом и принадлежали одной партии. Такие электрощетки будут иметь наиболее близкие характеристики, что чрезвычайно важно для устойчивой работы скользящего контакта, так как распределение тока между такими электрощетками будет наиболее равномерным.
Осматривают кронштейны щеткодержателей, изоляторы, протирают их смоченными бензином техническими салфетками. При выявлении на фарфоровых изоляторах или кронштейнах повреждений, которые не могут быть устранены на двигателе, их снимают и заменяют исправными. Не допускаются в эксплуатацию кронштейны с ослабленными или поврежденными изоляторами (трещины или повреждения глазури на длине изолятора, превышающей 20%), с подгарами поверхностей кронштейнов. Повреждение глазури на изоляторах уменьшает длину изолированной поверхности и поэтому способствует перебросам дуги на корпус двигателя. Если поврежденная поверхность фарфорового изолятора занимает менее 20% его длины, то такой изолятор разрешается до выкатки двигателя оставлять в эксплуатации. При этом оплавленные и поврежденные места изолятора тщательно очищают и покрывают изоляционной дугостойкой эмалью холодной сушки. Не разрешается наносить эмаль на обожженные или загрязненные изоляционные поверхности изоляторов, конусов и пальцев. Эмалевое покрытие будет непрочным, на этих местах появятся трещины, которые будут служить мостиками утечки тока и замыканий на заземленные части. Очищать дефектные места от грязи и поджогов после покрытия их эмалью значительно труднее, чем до покрытия. Контрольные вопросы Причины искрения на коллекторе. Условиями работы щеточного узла. Требования, предъявляемые к щеточному узлу. Неисправности, при которых бракуют щеточный узел
|