Строительные машины и оборудование, справочник





Электродвигатели подъемно-транспортных машин

Категория:
   Портовые подъемно-транспортные машины


Электродвигатели подъемно-транспортных машин

Во время работы электродвигателя его состояние обычно оценивается по температуре нагрева двигателя в целом и отдельных его частей, по потреблению тока, характеру работы (вибрации, шум) при пуске и в установившемся режиме работы.

Неисправности электрической части двигателя в основном происходят из-за повреждений его обмоток, связанных с нарушением изоляции или с ненадежностью их соединений и нарушением коммутации.

Обслуживание электродвигателей в основном состоит в наблюдении за их работой, очистке от пыли и грязи, проверке состояния щеткодержателей, щеток и контактных колец (коллекторов), плотности прилегания и крепления люков и коробок, состояния подшипников и крепления подшипниковых щитов, крепления двигателя к фундаменту.



Ремонт электродвигателей складывается из тщательной очистки внутренних частей двигателя и его деталей, замены новыми или ремонта изношенных деталей, восстановления креплений, сушки и пропитки обмоток, возобновления лаковых и эмалевых покрытий. В случае необходимости производится перемотка обмоток статора и ротора.

Контактные кольца и коллекторы. У исправных двигателей, работающих в нормальных условиях, кольца и коллекторы имеют умеренный износ и длительно сохраняют свою геометрическую форму и качество рабочей поверхности. В то же время ряд неисправностей самого двигателя, излишне большое или малое усилие нажатия щеток, а также систематическая перегрузка двигателя могут вызвать повышенный износ контактных колец (коллектора), сопровождаемый повреждением их поверхности и нарушением геометрической формы. Небольшие повреждения коллектора и контактных колец устраняются их

шлифовкой мелкой стеклянной бумагой, прикрепленной к деревянной колодке. Шлифование колец ротора допускается производить и на вращающемся электродвигателе, но лишь при помощи колодок из изолирующего материала. Устранение крупных рисок и неровностей, а также общее восстановление геометрической формы коллектора и контактных колец производятся путем проточки их на станках с последующей шлифовкой и полировкой. После проточки чистота контактных поверхностей должна быть не ниже пятого класса, а биение (эксцентриситет) не должно превышать 0,05 мм. В эксплуатационных условиях предельное биение не должно превосходить 0,08 мм. Изоляция между пластинами коллектора должна быть ниже его контактной поверхности. По мере износа медных пластин коллектора миканитовую изоляцию, установленную между этими пластинами, необходимо срезать (продо-раживать). Глубина продораживания должна быть равна приблизительно толщине миканитовой изоляции между пластинами (обычно 1,0—1,5 мм).

Щетки. Недостаточное нажатие щеток вызывает их дрожание и искрение, ускоряющее износ не только щеток, но и коллектора или контактных колец. Кроме того, при малом нажатии повышается переходное сопротивление, падает напряжение на контактном переходе, усиливается нагрев контактных поверхностей. Если же нажатие слишком велико, то износ щеток, коллектора или контактных колец возрастает вследствие механического и термического действия трения.

Рис. 1. Зависимость между давлением на щетки и их износом: I — зона повышенного «электрического» износа; II — зона нормального износа; III—зона повышенного механического износа

На рис. 1 показан характер зависимости между удельным давлением на щетки и их износом. Как видно из рисунка, удельное давление между щетками и коллектором или контактными кольцами должно лежать в пределах 150—250 г/см2.

Нажатие щетки на контактное кольцо (коллектор) определяют по центру щетки в радиальном направлении при помощи пружинного динамометра. Порядок замера нажатия щеток для крановых электродвигателей серии МТ можно проследить по рис. 2. Под щетку закладывают полоску бумаги, а щеткодержатель плавно оттягивают в направлении стрелки динамометром, закрепленным за болт. В момент, когда полоску бумаги можно легко вытянуть из-под щетки, производят отсчет усилия на динамометре.

Рис. 2. Щеткодержатель электродвигателей МТ, МТВ и МТМ

Зная силу нажатия Р и площадь поперечного сечения щетки, можно определить удельное давление на поверхности щетки. Если величина силы Р или удельного давления выходят за допустимые пределы, следует заменить пружину.

Щетки, износившиеся до предельного размера (около половины первоначальной высоты щетки) подлежат замене. Для всех крановых электродвигателей серии МТ применяются меднографитные щетки марки M1 твердостью 26—38 единиц по Шору, для крановых электродвигателей ДП — электрографитированные щетки марки ЭГ14 твердостью 40—60 единиц по Шору.

Вновь устанавливаемые щетки должны быть предварительно обработаны по радиусу контактного кольца (коллектора) до полного их прилегания и затем окончательно притерты к контактным поверхностям при помощи стеклянной бумаги.

Подшипники. Преобладающая часть современных электродвигателей имеет шариковые или роликовые подшипники качения (в том числе все крановые электродвигатели серий МТ и ДП). Изношенные шариковые и роликовые подшипники подлежат замене. Предельные величины радиального люфта для шариковых и роликовых подшипников электродвигателей составляют при диаметре вала до 25 мм — 0,1 мм, для валов диаметром от 25 до 100 мм — 0,2 мм, для валов диаметром более 100 мм — 0,3 мм.

Амплитуда вибрации подшипников электродвигателя при всех допустимых режимах его работы не должна превышать 0,1 мм для электродвигателей с 1500 об/мин, 0,13 мм для электродвигателей с 1000 об/мин, 0,16 мм для электродвигателей с 750 об/мин и ниже.

Вопрос о допустимом износе подшипников электродвигателей связан не только с необходимостью обеспечения их работоспособности, но и с изменением величины воздушного зазора (радиального зазора между ротором и статором электродвигателя).

Просадка вала электродвигателя, нарушая первоначальные воздушные зазоры, нарушает нормальное положение ротора в магнитном поле статора. Образующиеся при этом неуравновешенные магнитные силы создают дополнительную поперечную нагрузку на вал ротора, достигающую сотен и даже тысяч килограммов. Кроме того, у асинхронных электродвигателей, имеющих малый воздушный зазор, проседание вала вызывает опасность задевания ротора о статор. Так, например, для электродвигателей серии МТ номинальный размер воздушного зазора составляет от 0,35 мм для двигателей нулевой величины и до 0,95 мм для двигателей седьмой величины.

Воздушный зазор измеряется стальным щупом в четырех точках по окружности статора через специальные отверстия в подшипниковом щите. Величины воздушных зазоров в диаметрально противоположных точках или точках, сдвинутых относительно оси ротора на 90°, не должны отличаться более чем на 10% от средней величины зазора. У электродвигателей постоянного тока воздушный зазор имеет значительно большую величину, чем у асинхронных электродвигателей, и его небольшое изменение несущественно.

Обмотки электродвигателей. Обмотки двигателей открытого типа требуют периодической обдувки сухим сжатым воздухом (давлением не более 0,5 ати) для очистки от грязи и пыли. При обнаружении неисправности обмоток производятся замеры сопротивления их изоляции (желательно на еще горячем двигателе). На асинхронных электродвигателях сопротивление изоляции замеряется раздельно в каждой фазе статора, обмотке ротора и щетках. В электродвигателях постоянного тока раздельно проверяется сопротивление изоляции обмоткн основных н дополнительных полюсов, а также якоря и щеток.

В случае, если сопротивление изоляции обмоток оказывается ниже допустимого предела, производится сушка, а при необходимости пропитка и лакировка изоляции обмоток. При обнаружении серьезных повреждений изоляции или коротких замыканий в отдельных секциях обмоток поврежденные секции заменяются или перематываются. Ремонт электродвигателей, связанный с перемоткой обмоток, относится к категории капитального.

Исправность электродвигателей характеризует состояние обмоток ротора и статора, щеток, коллекторов, контактных колец и подшипниковых узлов. Перечень основных работ, осуществляемых при технических обслуживаниях и ремонтах, приведен на рис. 1.

Рис. 1. Основные виды работ при техническом обслуживании и ремонте электродвигателей

Одним из главных проявлений неисправности обмоток является повышенное нагревание двигателя в целом или отдельных его частей. В свою очередь повышенное нагревание обмоток независимо от причины (например, при искрении щеток) приводит к быстрому старению и разрушению их изоляции.

По значению предельно допустимой температуры нагревания изоляцию обмоток делят на 7 классов. Наиболее распространена изоляция класса А — волокнистые целлюлозные материалы, пропитанные жидким электроизоляционным материалом и допускающие нагревание до 105 °С, и класса В — из материалов на основе смолы, асбеста и стекловолокна, допускающих нагревание до 130 °С. Зависимость срока службы изоляции от рабочей температуры видна из рис. 2.

Температуру нагревания поверхностных слоев обмоток в труднодоступных местах двигателей измеряют с помощью контактных электротермометров типа ЭТ-138. Более точные результаты, особенно для внутренних слоев многовитковых катушек, получают путем измерения сопротивления обмоток с помощью омметра.

В процессе эксплуатации, а также после ремонта обмотки проверяют на сопротивление и электрическую прочность изоляции. Проверку сопротивления осуществляют переносными мегомметрами постоянного тока напряжением 500 и 1000 В. Для измерения сопротивления изоляции между обмоткой и корпусом зажим «земля» мегаомметра при-..соединяют к корпусу электродвигателя, а зажим «линия» —. к проверяемой обмотке. Отсчет значений сопротивления проводят через 1 мин после приложения рабочего напряжения мегаомметра.

Рис. 2. Зависимость срока службы изоляции классов Л и В от рабочей: температуры

Сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса или между обмотками в холодном состоянии должно быть не менее 1,5 кОм на 1 В номинального напряжения двигателя.

Электрическую прочность изоляции (испытание на «пробой») проверяют в течение 1 мин путем подачи на обмотки напряжения от испытательного трансформатора переменного тока. Для .двигателей номинальным напряжением ниже 400 В испытательное напряжение обмоток статора и ротора должно быть 1000 В. Каждую фазу обмотки статора испытывают отдельно от двух других, которые соединены с корпусом.

Междувитковое замыкание одной из фаз обмотки статора, короткое замыкание на корпус или между фазами можно обнаружить на ощупь по сильному нагреванию, потемнению изоляции или вытеканию изоляционного лака или же по уменьшению сопротивления поврежденной фазы. Для этого в цепи фаз включают амперметры и при пониженном до 50—70% напряжении регистрируют их показания. Если фазы соединены звездой, то в поврежденной фазе сила тока будет больше, чем в других, если треугольником — сила тока в двух фазах, подключенных к поврежденной, будет больше, чем в третьей.

Удобно для проверки обмоток также пользоваться приспособлением, изображенным на рис. 67. На деревянной рукоятке между изоляционными шайбами установлен подшипник, наружное кольцо которого по отношению к шайбам утоплено на 0,3—0,5 мм. Приспособление вводят в находящийся под напряжением статор так, чтобы изоляционные шайбы касались железа, и медленно перемещают его по кругу. Под действием вращающегося поля статора наружное кольцо подшипника будет вращаться, но только над теми пазами, где отсутствует междувитковое замыкание.

Отсыревшие или заново пропитанные обмотки сушат путем нагрева их током или от постороннего источника теплоты.

Рис. 4. Приспособление для проверки обмоток статора асинхронных электродвигателей

Рис. 3. Схемы измерений междувитковых замыканий в фазах обмотки статора

Время сушки зависит от влажности обмоток, режима сушки и других причин и обычно составляет 8—12 ч. Температуру сушки принимают несколько меньшей, чем предельно допустимая для данного класса изоляции. Так, для изоляции класса В температуру статора поддерживают в пределах 90—95, а ротора — 120 °С. Во избежание интенсивного выпаривания и вспучивания изоляции температуру поднимают постепенно, не более чем на 25°С в час. Сопротивление изоляции в процессе сушки непрерывно увеличивается. Измерять его рекомендуется через каждые 20-30 мин. Сушку можно считать законченной, если сопротивление достигло постоянного значения, т. е. для горячих обмоток оно не менее 2 МОм.

С целью повышения надежности изоляции обмотки после изготовления или ремонта пропитывают специальными электроизоляционными лаками и эмалями для увеличения электрической прочности, а цементация витков улучшает механические характеристики обмоток.

Процесс ремонта обмотки включает предварительную сушку, удаление старого защитного покрова, промежуточную сушку, пропитку, сушку после пропитки, эмалирование и окончательную сушку.

При ремонте старый защитный покров размягчают в растворителях типа метиленхлорид или толуол, а затем удаляют скребками и сжатым воздухом.

Для пропитки обмотки погружают в лак и выдерживают в. нем не менее 20 мин. При этом якори и роторы небольших двигателей окунают целиком до коллектора или контактных колец, а для крупных двигателей якори частично погружают в лак в горизонтальном положении и периодически поворачивают, а статоры обливают лаком в вертикальном положении.

Старые обмотки пропитывают один раз, а новые — два-три раза, погружая их в лак. Для пропитки используют масляно-би-тумные лаки № 447, 458, MJI-92 и ФЛ-98. После пропитки обмотки сушат в печи при температуре до 140°С в течение 8—16 ч.

На пропитанные обмотки с помощью краскораспылителя наносят влагостойкую защитную эмаль ГФ-92ГС. Время окончательной сушки 4—6 ч при температуре 100—115 °С.

Механически поврежденные обмотки, состаренные или с нарушенной изоляцией необходимо частично или полностью перематывать. При этом используют провода, класс изоляции которых аналогичен заменяемым. Перемотку якорей, роторов и статоров необходимо выполнять по специальной технологии с использованием приспособлений для намотки, бандажирования и укладки катушек обмотки.

Основные неисправности электроконтактной системы — предельный износ коллекторов, контактных колец и щеток, повышенное искрение щеток.

При изнашивании изменяется форма рабочей поверхности коллекторов, контактных колец и щеток — на них появляются неровности и кольцевые дорожки. На интенсивность изнашивания значительно влияют биение коллектора (колец), давление щеток и их твердость.

Биение зависит от некруглости коллектора и вибрации двигателя, вызванных несоосностью его вала с валом соединяемого механизма.

Для быстроходных двигателей биение, измеряемое индикатором часового типа, должно лежать в пределах 0,01—0,03 мм, для тихоходных 0,08—0,1 мм. На рабочей поверхности не должно быть видимых повреждений, следов нагрева, а шероховатость ее должна быть Rz<C_2,5 мкм.

При правильной геометрической форме и глубине царапин и бороздок до 0,2 мм коллекторы шлифуют и полируют стеклянной шлифовальной бумагой с помощью колодки, кривизна рабочей поверхности которой соответствует диаметру коллектора.

В случае нарушения формы или при глубине повреждений более 0,2 мм коллекторы растачивают на токарном станке или с помощью переносного суппорта, укрепляемого на фундаменте двигателя, при скорости резания 1 — 1,5 м/с, подаче 0,05—0,1 мм и глубине резания 0,1—0,2 мм.

Усилие прижатия щеток влияет на интенсивность изнашивания следующим образом. При недостаточном прижатии не обеспечивается плотность прилегания, щетка вибрирует, в результате чего возникает повышенное искрение, а следовательно, и повышенное электроэрозионное изнашивание . коллектора и щеток. Наоборот, чрезмерное прижатие приводит к усиленному абразивному изнашиванию.

Из рис. 6 видно, как влияет прижатие щеток на интенсивность их изнашивания. Зона изнашивания для угольно-графитовых и графитовых щеток лежит между кривыми, минимальное изнашивание составляет Об—1,4 мкм/ч при давлении о’о2—0,025 МПа; для электрографитовых щеток -— соответственно между кривыми, минимальное изнашивание 0,6— 1,4 мкм/ч при 0,015—0,04 МПа, для медно-графитовых щеток марки Ml, применяемых в крановых электродвигателях, изнашивание 1,2 мкм/ч при 0,015—0,025 МПа (кривая 5).

Рис. 5. Технологическая последовательность операций при ремонте коллектора: 1 — обтачивание; 2 — продораживание; 3 и 5 — чистка щеткой; 4 — снятие фасок; 6 — шлифование и полирование; 7 — промывка бензином; 8 — продувка сжатым воздухом

Усилие прижатия определяют с помощью динамометра, которым оттягивают щеткодержатель. Давление при показании динамометра в момент, когда положенный под щетку тонкий лист бумаги может быть свободно вынут, определяют путем деления усилия на площадь щетки. Если полученное значение давления выходит за пределы, оптимальные для данной марки щетки, меняют пружину щеткодержателя.

Вновь установленные щетки прирабатывают по поверхности коллектора: на коллектор (при оттянутой щетке) рабочей стороной вверх накладывают стеклянную бумагу № 00, отпускают щеткодержатель и проворачивают ротор.

В процессе обслуживания и ремонта коллектор и щетки протирают сухой или слегка смоченной в бензине ветошью.

Нормальная работа двигателя обеспечивается при равномерном и лежащем в допустимых пределах воздушном зазоре между статором и ротором. Зазоры измеряют щупом со стороны механизма и со стороны коллектора через смотровые окна.

Уменьшение зазоров, вызванное прогибом вала или наличием радиальных зазоров в подшипниках, нарушает положение ротора в магнитном поле статора и приводит к изменению коммутации и тока возбуждения. Кроме того, для асинхронных двигателей возможно задевание ротора о статор.

Допустимые значения прогибов валов должны быть не более 0,1 мм на 1 м длины вала, но и не более 0,2 мм на всю его длину. Валы правят в винтовых прессах.

Износ шеек валов при значительных изменениях размеров и формы устраняют путем наплавки, обточки и шлифовки до точности, обеспечивающей необходимую посадку.

Радиальный и осевой люфты подшипников измеряют индикаторами часового типа при соответствующем перемещении наружного кольца относительно внутреннего.

Предельно допустимые значения радиального люфта должны быть: 0,1 мм для подшипников с внутренним диаметром до 25 мм, 0,2 — с диаметром 25—100 мм и 0,3 мм — с диаметром более 100 мм. Осевой люфт во всех случаях не должен превышать 0,5 мм.

Рис. 6. Зависимость изнашивания щеток от давления прижатия

Изношенные подшипники заменяют новыми, указанными в паспорте на двигатель, или подшипниками с более высокими характеристиками. В обоснованных случаях допускается замена подшипниками другого типа (при совпадении посадочных размеров): однорядных двухрядными, одного из двух шариковых подшипников роликовых и т. п.

После капитального ремонта электродвигатели подвергают стендовым испытаниям. В объем испытаний входят визуальный контроль, проверка сопротивления и прочности изоляции, правильности установки и значения давления щеток, испытания двигателя на нагревание, проверка работы двигателя под нагрузкой. Испытания на нагревание проводят при работе двигателя в течение не менее 2 ч:

Электрические двигатели, демонтированные или не установленные на ПТМ, если их по условиям эксплуатации в ожидании ремонта или монтажа в течение длительного времени хранят на складе, необходимо консервировать. В этом случае на очищенные от загрязнений части двигателей, не защищенные лакокрасочными или гальваническими покрытиями, наносят нагретый до 60—70 °С консервационный смазочный материал. Для предотвращения электрохимического повреждения коллекторов за счет образования гальванической пары между материалом щеток и коллектора щетки поднимают, а коллектор обертывают парафинированной бумагой. Отверстия, через которые пыль может попасть в двигатель, закрывают.

Хранят двигатель в сухих помещениях, обеспечивающих небольшие суточные колебания температуры.

Расконсервацию выполняют в обратном порядке. Консерва-ционные покрытия удаляют сухой или смоченной в бензине ветошью.

Читать далее:

Категория: - Портовые подъемно-транспортные машины

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины