Соприкосновение контактов считается удовлетворительным, если линия соприкосновения составляет не менее чем 75% их ширины.

В качестве материала для контактов наибольшее распространение имеет чистая (электролитическая) медь. Недостаток се — окисление контактной поверхности, резко увеличивающее переходное сопротивление контакта. Для контактов, рассчитанных на малые токи, применяется серебро. Окислы серебра имеют электропроводность того же порядка, что и основной металл, и практически переходное сопротивление контакта не увеличивают. Для контактов, рассчитанных на большие токи (свыше 150 а), применяются металлокерамические композиции на основе серебра и окиси кадмия (ОК-15 и ОК-12), серебра и никеля (СН-30 и СН-40) и других металлов. Эти композиции имеют малое переходное сопротивление, износостойки и не склонны к привариванию.

Контактные материалы подвержены электрической эрозии, связанной с переносом материала с одного электрода на другой под действием электрического разряда. При срабатывании контактов их поверхности в результате эрозии приобретают неправильную форму. При разрыве больших токов на контактах (особенно медных) могут остаться мелкие застывшие капли расплавленного электрической дугой металла (так называемый «грат»).

Повреждение контактных поверхностей ведет к тому, что при замыкании контакты соприкасаются мелкими выступами. Разогрев этих выступов может явиться причиной сваривания контактов.

Электрическая дуга, возникающая при рабочем размыкании контактов, должна быть погашена в кратчайшее время во избежание сильного нагрева и оплавления контактов. Для гашения этой дуги применяют обычно устройства электромагнитного гашения и дугогасительные камеры.

Свариванию контактов способствует также вибрация их при замыкании. Если после удара одного контакта о другой они вновь размыкаются, то между ними возникает короткая дуга, оплавляющая их поверхности, и при вторичном вибрационном соприкосновении оплавленные поверхности могут свариться.

Зачистка окисной пленки, эрозионных повреждений и грата на кулачковых контактах должна производиться мелким напильником Зачистка этих контактов стеклянной и наждачной бумагой недопустима, так как при этом врезавшиеся в металл частицы стекла или наждака повышают переходное сопротивление контакта, что ведет к его перегреванию.

Решающее значение для надежной работы кулачковых контактов имеют величины разрыва А между контактами (рис. 1, а), провала В (рис. 1, б), переката ab и нажатий между контактами (начального Ра и конечного Рв).

Разрыв контактов А есть кратчайшее расстояние между контактными поверхностями неподвижного и подвижного контактов в разомкнутом состоянии. Он устанавливается из условий надежного гашения электрической дуги, т. е. тем больше, чем больше сила тока и напряжение в цепи контактов.

Провалом В называется расстояние, на которое сместится место конечного замыкания Ь, если будет удален неподвижный контакт. По мере износа контактов провал уменьшается, что ведет к уменьшению величины конечного нажатия Рв и может вызвать недопустимый нагрев контактов.

Перемещение линии касания подвижного и неподвижного контактов от точки а начального замыкания до точки b конечного замыкания называется перекатом контактов. Перекат сопровождается качением и скольжением контактных поверхностей, при этом путь скольжения относительно мал и составляет обычно около 10% переката во избежание большого износа контактов от трения. Перекат имеет существенное значение для надежной работы контактов, так как он отдаляет место рабочего конечного замыкания b от места начального замыкания а, оплавляемого электрической дугой и подверженного электрической эрозии, и обеспечивает некоторую самозачистку контактных поверхностей в результате их проскальзывания.

Нажатие на кулачковые контакты является величиной переменной, изменяющейся от начального до конечного значения. Под начальным понимается нажатие РА притирающей пружины на подвижный контакт разомкнутого кулачкового устройства, приведенное к месту начального замыкания, а. Конечным нажатием Рв называется нажатие между подвижным и неподвижным контактами после полного их замыкания. Величина. конечного нажатия кулачковых контактов обычно превышает примерно в два раза величину начального нажатия.

Понятия провала, а также конечного нажатия применимы не только к кулачковым, но и к скользящим контактам.

Контакторы. Уход за контактным устройством контакторов заключается в периодической зачистке контактов, проверке и регулировке разрыва, провала и величин начального и конечного нажатия. Величины переката и проскальзывания не регулируются. Они обеспечиваются кинематикой контактора и профилем контактов. У крановых контакторов величина переката обычно не менее 2 мм, а проскальзывание 0,2—0,3 мм.

Усилие пружины регулируется винтом 5. Величина начального нажатия измеряется при разомкнутых контактах с помощью динамометра. Между подвижным контактом и его упором в точке а’ закладывают полоску тонкой бумаги. Динамометром оттягивают контакт по направлению действия силы РА. Показание динамометра в момент, когда бумажную полоску можно легко вытащить, будет равно начальному нажатию РА между контактами. Так же проверяется и величина конечного нажатия Ръ, но при положении контактора, соответствующем его полному замыканию, а полоску бумаги закладывают между контактами.

Начальное нажатие контактов во всех случаях должно быть не меньше паспортного для данного контактора, так как уменьшение его может вызвать вибрацию контактов при включении и повысить опасность их сваривания. Необходимость регулировки усилий нажатия может быть установлена по наблюдению за нагревом контактов и катушек контактора. Повышенный нагрев контактов вызывается слабым, а катушек — сильным конечным нажатием. Следует также учитывать, что конечное нажатие уменьшается по мере износа контактов.

Для нормальной работы контакторов большое значение имеет состояние их магнитной и механической систем. Неисправности этих систем чаще всего могут быть следствием заедания вала контактора в подшипниках, неисправности короткозамкнутого витка, загрязнения или ржавчины на шлифованных торцах магни-топровода, повреждения втягивающей катушки или недостаточного напряжения тока, питающего катушку.

Магнитная система контактора переменного тока типа КТД показана на рис. 3.

Заедание вала и заклинивание подвижной системы контактора ведут к быстрому нагреву, а иногда и перегоранию втягивающей катушки, так как при большом воздушном зазоре между якорем и ярмом ток в катушке в несколько раз больше, чем при включенном контакторе, вследствие уменьшения индуктивного сопротивления катушки. Повышенный нагрев катушки вызывается также загрязнением или ржавчиной на торцах магнитопровода. Температура втягивающей катушки не должна превышать 120 °С для провода с изоляцией класса А.

Короткозамкнутые витки служат для сохранения некоторой величины тягового усилия электромагнита при прохождении переменного тока в катушке через нулевое значение. Повреждение или отсутствие короткозамкнутых витков ведет к появлению гула и сильной вибрации магнитной системы.

Ремонт контакторов сводится к замене изношенных или поврежденных частей запасными. Запасными частями контакторов обычно являются катушки, контакты и пружины.

Контроллеры. Основными работами по уходу за контроллерами являются периодическая зачистка и регулировка контактов, регулировка фиксатора вала, смазка подшипников и шарниров, затяжка контактных и крепежных болтов. Ролики кулачковых элементов обычно смазки не требуют, так как изготовляются из антифрикционных материалов.

Интенсивное обгорание контактных поверхностей может быть вызвано неисправностью дугогасительных устройств, дефектами пусковых сопротивлений и неправильным их включением и выключением, а также неправильной регулировкой самого контроллера. Во избежание повышенного нагрева контактов кулачкового контроллера необходима четкая фиксация кулачкового барабана в положениях, соответствующих полному замыканию и полному размыканию контактов.

На рис. 4 показаны характерные конструктивные типы кулачковых элементов контроллеров и схемы их регулировки. Эти кулачковые элементы применяются для контроллеров главного тока. Кулачковые элементы типа, показанного на рис. 5, применяются для командоконтроллеров и в качестве блокировочных контактов контроллеров главного тока.

По мере износа контактов разрыв их увеличивается. Максимальный износ медных контактов допустим примерно до половины их толщины. Разрыв контактов в значительной степени зависит от плотности затяжки болтов, крепящих кулачковые элементы к рейке. При ослабленных болтах разрыв может существенно уменьшиться.

Начальное нажатие Ра контактов кулачковых элементов контроллеров главного тока создается усилием притирающей пружины, а конечное” Рц — усилием главной пружины. У мостиковых кулачковых элементов начальное и конечное нажатие контактов создается усилием притирающей пружины. Проверка величины на; чального и конечного нажатий контактов производится при помощи пружинного динамометра (как было указано для контакторов). Величина переката кулачковых элементов главного тока определяется их геометрическими размерами и формой контактов и регулировке не подлежит. Контакты мостиковых кулачковых элементов, коммутирующие малые токи, переката не имеют.

У барабанных контроллеров величина нажатия Рв контак-. тов регулируется изменением натяжения пружины при помощи гайки. Проверка величины нажатия контактов производится при помощи пружинного динамометра аналогично описанному выше. Уменьшение нажатия контактов может вызвать их перегревание, а увеличение повышает износ сухаря и сегмента и увеличивает усилие на рукоятке вала контроллера. Для облегчения управления сегменты смазываются тонким слоем технического вазелина с графитом.

Провал В у барабанных контроллеров регулируется при помощи болта 2 и определяется непосредственным измерением. Величина его обычно составляется 2—3 мм.

Ремонт контроллеров заключается главным образом в блочной замене и последующем ремонте коммутационных элементов или в замене их сменных деталей. У кулачковых контроллеров сменными деталями являются контакты, контактные болты и пружины. У барабанных контроллеров — сухари, сегменты и пружины.

Реле управления. Устанавливаемые на защитных панелях и магнитных контроллерах реле управления имеют следующие назначения. Реле времени служит для выдержки интервала времени между моментами получения импульса и срабатывания реле, реле напряжения и реле тока — для срабатывания при определенных значениях напряжения сети или тока катушки реле.

Значение величины срабатывания (напряжения, тока, времени и т. д.), на которую установлено реле, называется уставкой. Уставка может быть изменена путем регулировки в пределах паспортной характеристики реле.

Типы применяемых реле весьма разнообразны и различаются по принципу действия, назначению и устройству. Ниже приводятся эксплуатационные и регулировочные данные только по наиболее употребительным крановым электромагнитным реле.

Реле максимального тока мгновенного действия типа Р-4000 применяется для защиты двигателей постоянного и переменного тока от перегрузок и токов короткого замыкания. Через катушки проходит ток защищаемого электродвигателя. Каждая катушка надета на гильзу, в которой свободно перемещается в вертикальном направлении железный сердечник. Последний нормально занимает нижнее положение, регулируемое винтом. Положение риски на втулке относительно отметок на шкале определяет величину тока срабатывания реле. При возрастании тока до величины тока срабатывания сердечник поднимается вверх, толкая стержень, который поднимает поворотное коромысло подвижного контакта, размыкая тем самым контакты. Эти контакты остаются разомкнутыми только до тех пор, пока ток, превышающий установленное значение, проходит через катушку. При регулировании реле рекомендуется устанавливать величину тока срабатывания не выше 225% номинального тока защищаемого электродвигателя. Уставку реле следует проверять по месту, производя несколько нормальных пусков электродвигателя при полной нагрузке механизма.

Реле постоянного тока типа РЭ-500 (рис. 8) применяются в качестве реле времени, тока и напряжения. Исполнения реле типа РЭ-500 в этих вариантах различаются главным образом катушками и применением для реле времени электромагнитного демпфирующего устройства. Реле времени и напряжения изготовляются с катушками на напряжение от 12 до 220 в, а реле тока — на номинальные токи от 1,5 до 600 а.

Катушка надета на сердечник. При возрастании тока в катушке до величины тока срабатывания реле якорь притягивается к сердечнику и размыкает мостиковый блок-контакт. Величина уставки реле определяется натяжением пружины и регулируется гайкой. Отход якоря ограничивается упорным винтом. Вследствие демпфирующего действия алюминиевого цилиндра, надетого на сердечник, реле Дает, некоторую выдержку времени отпадения якоря после отключения катушки.

Реле времени этого типа в различном исполнении допускают выдержку в диапазоне от 0,3—1,5 до 2,5—5,5 сек. Точность срабатывания реле составляет ±10% от его уставки при температуре окружающей среды 20 °С. При повышении температуры окружающей среды выдержка времени реле уменьшается, при понижении — возрастает.

Реле тока и напряжения могут быть отрегулированы на срабатывание в пределах 30—60 или на отпуск в пределах 10— 20% от номинального тока или напряжения катушки соответствующего реле.

Следует отметить, что персонал, обслуживающий машины, нередко недооценивает влияние состояния и регулировки реле управления на работу электропривода. Иногда при частом срабатывании защитных реле в связи с недостаточным напряжением тока, неисправностью электрооборудования и т. д. их выводят из действия. Такая практика эксплуатации часто приводит к серьезным авариям.

Пусковые сопротивления. Уход за сопротивлениями состоит в периодической проверке: стяжных болтов, плотности контактов, отсутствия разбитых и покоробленных секций, состояйия изоляции проводов, подходящих к сопротивлениям.

Температура нагрева чугунных, константановых и фехралевых ленточных сопротивлений при работе не должна превышать соответственно 300, 335 и 385 °С.

Типичные повреждения сопротивлений — поломка чугунных секций, перегорание проволок или лент, короткое замыкание секций, обгорание контактов. Неисправность сопротивлений отрицательно отражается на пуске двигателя (неравномерный разгон), вызывает искрение на коллекторе и контактных кольцах, создает большие пики тока и связана с повышенным нагревом отдельных секций самих сопротивлений.

Испытание изоляции пусковых сопротивлений производится в течение 1 мин напряжением переменного тока, равным полуторному номинальному напряжению на кольцах ротора электродвигателя, но не ниже 1000 в.

При ремонте пусковых сопротивлений следует учитывать, что величины их омического сопротивления на каждом ответвлении не должны отличаться от паспортного значения более чем на 10%.

—

К аппаратуре управления ПТМ относят аппараты ручного и дистанционного управления электроприводами механизмов: ко-мандо-аппараты, контакторы, включатели, реле, панели магнитных контроллеров, приборов сигнализации и контроля.

Техническое обслуживание аппаратуры управления состоит из ТО-1, проводимого еженедельно, ТО-2 — через 500 ч работы, кроме того, выполняют текущий и капитальный ремонты.

Неисправности аппаратуры управления делят на 3 вида:
— механические, возникающие в результате изнашивания, воздействия повышенных или ударных нагрузок и вибраций (абразивное изнашивание поверхностей контактов, отрывы проводников, ослабление креплений деталей, ослабление нажатия или поломки пружин, перекосы и заедания подвижных деталей);
— электрические, вызванные действием электрического тока (электрическая эррозия контактов, разрушение изоляции или недопустимое снижение ее сопротивления, перегрев токоведущих частей аппаратов);
— нарушение регулировки, связанное с ослаблением регулирующих пружин, изнашиванием и нарушением точности движения или заеданием подвижных частей, самоотвинчиванием регулировочных винтов и гаек.

Неисправности выявляют при осмотрах аппаратуры, путем инструментального измерения характеристик, а также проверки ее в работе.

Работоспособность аппаратуры управления во многом определяет надежность подвижных контактов, зависящая от их конструктивного исполнения, материала, размера износа, регулировки и режима работы контактов.

Коммутационные, т. е. переключаемые, контакты делят (рис. 1) на рычажные (рис. 1, а), мостиковые (рис. 1, б), врубные (рис. 1, в) и пружинные (рис. 1, г). По форме контактных поверхностей различают контакты с плоской или сферической поверхностью.

Надежность электрического соединения контактов зависит от быстроты и четкости их соприкосновения, усилия нажатия, чистоты и формы поверхностей. Поэтому в конструкции контактов, как правило, есть упругий элемент — нажимная пружина (у мостиковых — один из контактов выполняют упругим), обеспечивающая постоянство усилия прижатия.

Схема работы контактов изображена на рис. 2. В разомкнутом положении контакты мостикового (рис. 2, а) и рычажного (рис. 2, б) типов разведены на расстояние А, называемое разрывом контактов, которое выбирают из условия надежного гашения электрической дуги, образующейся при размыкании. Чем разрыв больше, тем выше сопротивление в дуге и меньше сила тока разряда. В то же время излишне большой разрыв уменьшает быстродействие контактной системы.

В начальный момент замыкания удар контактов ослабляет нажимная пружина. При мягкой ее характеристике (пружины с большим ходом сжатия) замыкание будет более плавным. Однако в этом случае возможна вибрация контактов, сопровождающаяся образованием короткой дуги разрыва, оплавлением и даже их свариванием. Излишне жесткая характеристика пружины предотвращает вибрацию, но приводит к росту динамических нагрузок, в результате которых увеличивается вероятность появления трещин и поломок деталей.

После замыкания продолжающееся перемещение подвижного контакта приводит к возрастанию усилия нажатия до максимального значения. Потери тока в контактах зависят от значения переходного сопротивления, обусловленного площадью контакта, загрязнением рабочих поверхностей, наличием на них окисных пленок, а также усилием нажатия контактов.

Практикой установлены оптимальные значения усилия нажатия, приходящиеся на единицу протекающего через них тока (для металлокерамических композиций на основе серебра они Должны быть 0,05—0,15 Н/А, для медных контактов — 0,14 — 0,34 Н/А).

Площадь соприкосновения контактов считают достаточной, если она составляет не менее 70% соприкасающихся поверхностей. Ее проверяют по отпечатку, полученному при подкладывании между контактами листов копировальной и простой бумаги и соединении контактов вручную.

Прижатие контактов зависит от значения усилия нажатия подвижного контакта и размера провала контактов Б, который для контактов с линейным перемещением определяется сжатием пружины, а для рычажных — возможным, начиная с момента касания, перемещением подвижного контакта при отсутствии неподвижного. Размер провала по мере изнашивания контактов уменьшается, что ведет к постепенному уменьшению силы нажатия.

Некоторые типы подвижных контактов (например, кулачковые) между началом и кондом замыкания перекатываются по неподвижному. Сопутствующее перекатыванию скольжение приводит к возникновению абразивного изнашивания контактных поверхностей.

Нагревание контактов вызывают теплота, выделяющаяся при протекании тока через замкнутые контакты, и теплота дуги разрыва, причем основной нагрев связан со второй причиной.

Техническое обслуживание контактов заключается в очистке их поверхностей от окисных пленок, удалении грата (капель расплавленного электрической дугой металла), восстановлении формы поверхности и регулировке.

Зачистку и восстановление формы контактов выполняют бархатным (с мелкой насечкой) напильником, наждачная бумага не допускается, так как отслаивающиеся зерна абразива могут внедряться в материал контакта и тем самым увеличить его переходное сопротивление.

Регулировка контактов заключается в обеспечении заданных размеров разрыва и провала, а также усилий начального и конечного нажатия.

Разрыв контактов регулируют путем изменения длины (положения) упора, ограничивающего отход’ подвижного контакта, или же, если это предусмотрено конструкцией — перемещением подвижного или неподвижного контактов. Значение нажатия регулируют изменением длины нажимной пружины.

Контакторы представляют собой двухпозиционные аппараты с самовозвратом, предназначенные для частых коммутаций (переключений) токов. Пускатели — это коммутационные аппараты, предназначенные для прямого пуска, остановки и защиты электродвигателей. Работа контакторов и пускателей основана на электромагнитном управлении контактным устройством. Отказы их в работе наиболее часто связаны с изнашиванием контактов, поломкой нажимной пружины и неисправностями катушек электромагнитов. Повышенное нагревание обмоток катушек, кроме причин, перечисленных выше, можно объяснить плохим прилеганием торцовых частей магнитопровода (якоря и ярма), вызванным их загрязнением.

Особенность коммутационных аппаратов на токи больше 10А— это применение специальных дугогасительных систем, способствующих увеличению срока службы контактов. Схема дугогасительной камеры с использованием магнитного дутья изображена на рис. 3. Электрический ток, протекающий при разрыве контактов через обмотку, создает в зоне горения дуги разрыва а магнитное поле. В результате взаимодействия тока дуги с полем возникают электромагнитные силы, направляющие дугу в щелевую камеру, в которой благодаря растяжению и интенсивному охлаждению электрическое сопротивление дуги быстро возрастает, что обеспечивает ее гашение. Камера оборудована термозащитой.

Ремонт контакторов и пускателей заключается, главным образом, в замене неисправных деталей. Каркасные катушки перематывают на картонные или пластмассовые каркасы, бескаркасные — на шаблоны. Если повреждены только верхние слои обмоток, с катушки снимают только их и взамен наматывают такое же количество новых витков. Провода соединяют пайкой.

Выгоревшие места дугогасительных камер очищают от нагара и ремонтируют путем нанесения шпаклевки, приготовленной из смеси мелкого асбеста с раствором цемента или жидкого стекла. При использовании цемента раствор твердеет не менее 2—3 сут. Новые камеры можно изготовлять из асбоцементных плит, которые затем соединяют фибровыми заклепками.

При ремонте магнитопровода устраняют наклеп на сердечниках, подгоняют поверхности соприкосновения и заменяют поврежденные листы.

Контроллеры — это многопозиционные коммутационные аппараты косвенного действия с ручным приводом. Методы их обслуживания и ремонта аналогичны методам обслуживания и ремонта других коммутационных устройств. Особенность контроллеров — необходимость регулировки на точность установки и фиксации кулачкового барабана в положениях, обеспечивающих полное включение или выключение контактов.

Реле защиты и управления применяют в целях предохранения электрических приводов от перегрузок. По принципу действия их делят на тепловые, использующие теплоту, выделяемую при протекании электрического тока, электромагнитные и индукционные, использующие взаимодействие постоянных магнитных полей неподвижных обмоток с сердечниками или переменных — с токами, индуцированными этими полями в подвижных элементах.

Реле управления (реле времени, напряжения и т. п.) являются коммутационными устройствами и служат для образования в Цепях управления команд в соответствии с управляющими воз-Действиями.

В эксплуатационных условиях реле в пределах паспортных характеристик регулируют для получения команд требуемого уровня.

Например, реле задержки времени позволяют устанавливать задержку времени срабатывания в диапазоне от 0,25 с до нескольких минут, реле тока — ограничивать протекающий через привод ток в пределах 25—65% номинального.

Методы обслуживания и ремонта реле различных типов в принципе аналогичны описанным выше.

Пусковые резисторы служат для ограничения пусковых токов при запуске электродвигателей или других устройств, их различают по продолжительности работы и значениям тока режима. Резисторы, рассчитанные на продолжительный режим работы и ток до 20 А, изготовляют из фехралевой проволоки, намотанной на стальной каркас, при токе больше 20 А — из ленты того же материала.

При работе резисторов выделяется большое количество теплоты. Надежная и безопасная их работа возможна при нагреве резисторов до температуры не более 385 °С, а деталей ограждения — до 200 °С.