Ремонт коллектора электродвигателя
Капитальный ремонт с разборкой коллекторов производят в случаях: замыкания между смежными коллекторными пластинами; замыкания между коллекторными пластинами и втулками; замены поврежденных коллекторных пластин; полной замены изношенных пластин.
В первых трех случаях иногда удается устранить неисправность, не снимая коллектор с вала и не отпаивая все коллекторные пластины от обмотки якоря. Для сохранения в процессе ремонта правильной цилиндрической формы коллектора его стягивают по наружной поверхности хомутом, затем отворачивают гайку, сдвигают нажимной конус и осматривают внутреннюю поверхность коллектора.
Замыкание между пластинами чаще всего происходит вследствие попадания металлической стружки или капли припоя внутрь коллектора. Замыкание между пластинами и втулкой обычно происходит в углах миканитовой манжеты. При ремонте в выточку «ласточкин хвост» вкладывают сегменты, вырезанные из формовочного миканита и выгнутые в горячем состоянии. Если перечисленные неисправности имеются на стороне коллектора, обращенной к якорю, то приходится отпаивать все соединения обмотки с коллекторными пластинами и снимать коллектор с вала с помощью винтового съемника. Для замены поврежденной коллекторной пластины ее отпаивают от обмотки, в стягивающем хомуте делают прорезь и устанавливают ее над поврежденной пластиной. Через прорезь осторожно выбивают поврежденную пластину и на ее место устанавливают новую, вырезанную по размерам вынутой.
Медь для коллекторов трапецеидального сечения, изготовленную путем волочения на кабельных заводах в виде полос длиной 1,6 — 3,5 м, режут на пластины, учитывая припуск на обработку торцов коллектора. Пластины толщиной до 6 мм штампуют с припусками на токарную обработку. Это уменьшает объем токарных работ и позволяет получить отходы в виде массивных кусков меди, а не стружки, смешанной с миканитом. При резке и штамповке медной полосы пластины деформируются, поэтому кривизну, заусенцы и другие дефекты потом устраняют правкой.
Значительную кривизну устраняют специальным воротком, который надевают на один конец пластины; при этом второй конец пластины вставляют в отверстие массивной металлической плиты. Мелкую плавку выполняют на плите молотком. Затем медные пластины вперемежку с миканитовыми прокладками вручную на гладкой плите собирают в кольцо, согнутое из листовой стали толщиной 1,5 — 2 мм. Первая пластина, вставленная в прорезь кольца, служит упором для последующих.
После сборки комплект пластин перевязывают отожженной стальной проволокой и передают на прессовку. В крупных машинах коллектор собирают из нескольких сотен медных пластин и миканитовых прокладок. Каждая пластина и прокладка имеют допуск на изготовление. При сборке в кольцо эти допуски складываются, и диаметр коллектора может получиться больше или меньше расчетного. Чтобы получить заданный диаметр коллектора, часть прокладок заменяют более толстыми или более тонкими, располагая их равномерно по окружности коллектора. В процессе ремонта проверяют состояние изоляции пластин коллектора.
Неровности и дорожки на поверхности коллектора устраняют полировкой или обточкой. Выбор способа устранения дефектов при ремонте зависит от величины выработки: при выработке до 0,2 мм применяют полировку, до 0,5 мм — шлифовку, свыше 0,5 мм — обточку.
Обточку и шлифовку коллектора выполняют на токарных станках или при помощи переносных приспособлений. При обточке коллектора скорость резания не должна превышать 1 — 1,5 м/с, подача резца — 0,2 — 0,3 мм. При изготовлении новых коллекторов оставляют небольшой запас на износ: 6 мм на одну сторону для коллекторов диаметром до 100 мм, 8 мм для коллекторов диаметром 101 — 250 мм, 10 — 15 мм для коллекторов диаметром свыше 251 мм. Поэтому при каждой очередной обточке с коллектора снимают столько металла, сколько необходимо для устранения имеющегося дефекта.
Полировку коллектора выполняют при номинальных оборотах машины мелкой стеклянной шкуркой. Наиболее пригодна бумажная шкурка с зернистостью № 180 — 200. Шкурку накладывают на деревянный брусок, пригнанный по поверхности коллектора, а затем с некоторым усилием прижимают брусок со шкуркой к поверхности вращающегося коллектора, полируют его. При отсутствии стеклянной шкурки требуемых номеров коллектор полируют пемзой.
После обточки изоляцию коллектора продороживают на глубину 0,5—1,5 мм. Края пластин скашивают под углом 45 °, как показано на рис. 1. Продороживание изоляции выполняют вручную резаком, изготовленным из куска ножовочного полотна, или на станке при помощи специального переносного устройства.
Практика показывает, что предприятия не имеют запасных коллекторов и вынуждены изготовлять новые собственными силами, руководствуясь основными размерами старого коллектора и учитывая при этом величину его износа. Перед разборкой дефектного коллектора его поверхность покрывают двумя слоями картона, поверх которых на расстоянии 50 —60 мм друг от друга накладывают два бандажа из мягкой проволоки, чтобы предохранить пластины от рассыпания. Вывернув крепежные болты, легкими ударами молотка снимают нажимную шайбу и конус, предварительно отметив взаимное расположение всех деталей.
Пластины нового коллектора изготовляют из полос холоднотянутой меди трапецеидального сечения с соответствующими размерами клина. Полосу рубят на куски требуемой величины (по ширине коллектора) с припуском 2 — 5 мм на сторону по длине.
Рис. 1. Продороживание изоляции коллектора
В качестве межпластинной изоляции применяют листовой твердый миканит КФ требуемой толщины.
В коллекторных пластинах до начала сборки фрезеруют прорези, размеры которых на 0,25 — 0,3 мм превышают размер провода обмотки (если провода обмотки впаивают непосредственно в коллекторные пластины). В машинах, у которых провода обмотки соединены с коллекторными пластинами через петушки, прорези профрезированы для установки в них петушков.
Заготовленные пластины и миканитовую изоляцию собирают вручную на круглой плите, применяя стальное прессующее кольцо. Пластины устанавливают вертикально на плите и вставляют между ними куски изоляции. Затем проверяют горизонтальность поверхности пластин и верхнего нажимного конуса относительно сборочной плиты. Коллектор нагревают в печи и прессуют, подтягивая под прессом гайку. После этого с помощью пресса с коллектора снимают прессовочное кольцо. Затем производят динамическую формовку коллектора, которая заключается в его разгоне с максимальной частотой вращения и одновременном нагреве до 120 °С. Для формовки коллектор надевают на оправку специальной разгонной установки, снабженной нагревательными элементами. После сборки протачивают наружную поверхность коллектора с припуском на окончательную его обработку на якоре и фрезеруют в коллекторных пластинах прорези для вкладывания проводников обмотки якоря.
Источник
Ремонт коллектора и щеток электрических машин постоянного тока
При работе генераторов и электродвигателей постоянного тока чисто наблюдается искрение на коллекторе, при этом на поверхности его появляются борозды, пластины подгорают. В результате коллектор и щетки быстро изнашиваются.
Искрение на коллекторе может быть вызвано неисправностями коллектора, щеток, щеткодержателей и обмоток электродвигателей.
Неисправности коллектора и их устранение
Шероховатость поверхности является наиболее распространенной неисправностью коллектора. Шероховатость поверхности коллектора возникает в результате царапин, нагара или слоя окиси на коллекторе.
Царапины наносятся твердыми частицами, попавшими на коллектор под щетки. Нагар образуется от искрения, а слой окиси на коллекторе появляется после длительного нахождения электродвигателя в местах с повышенной влажностью.
Шероховатость коллектора устраняют шлифовкой его поверхности мелкой стеклянной бумагой. Бумагу прижимают к вращающемуся коллектору специальной деревянной колодкой из твердого дерева с вырезом в ней по форме коллектора.
Образование желобков . При расположении щеток одна против другой после длительной работы электродвигателя на коллекторе образуются желобки, поверхность коллектора становится волнистой. Эту волнистость устраняют проточкой коллектора на токарном станке. Чтобы избежать возникновения желобков, щетки надо располагать в шахматном порядке.
Выступание миканита над пластинами. Миканитовые прокладки коллектора тверже медных пластин. Поэтому в процессе работы они меньше истираются и постепенно выступают над поверхностью пластин.
Для устранения этой неисправности необходимо продорожить коллектор, т. е. удалить выступающий между пластинами миканит тонкой пилкой. При продороживании пилку надо водить по линейке, уложенной параллельно краю пластины коллектора.
После продороживания все канавки между пластинами коллектора прочищают волосяной щеткой и при помощи шабера снимают фаски с краев коллекторных пластин. После этого коллектор шлифуется и продувается сжатым воздухом.
Биение коллектора может появляться в результате: неисправности подшипника электродвигателя, неодинаковой высоты пластин коллектора, проявляющейся при некачественной сборке и неправильной центровке якоря электродвигателя.
Дли устранения биения коллектора неисправный подшипник ремонтируют или заменяют. Если биение коллектора происходит вследствие неодинаковой высоты ого пластин, то коллектор следует проточить на токарном станке до устранения биения. При неправильной центровке, вызывающей биение коллектора, якорь необходимо заново отцентрировать на специальном станке.
Неисправности щеток и их устранение
Щетки плохо пришлифованы , обломаны по краям или имеют царапины на прилегающей к коллектору поверхности.
Для устранения этого угольные и графитные щетки надо пришлифовать к коллектору стеклянной бумагой. При этом следует начинать с крупных номеров стеклянной бумаги и постепенно переходить к более мелким.
Применять для пришлифовке наждачное полотно запрещается, так как наждачная пыль, забиваясь в прорези между коллекторными пластинами, замыкает их между собой.
Щетки неправильно расположены на коллекторе . Это может быть в том случае, если они прилегают к пластинам коллекторов одной стороной, или траверса щеткодержателей установлена не по заводским меткам, имеющимся на ней и на корпусе.
Сдвинутую траверсу надо установить по заводским меткам. При отсутствии заводских меток или их неправильности (искрение не устраняется) нужно установить щетки на нейтраль, смещая их по коллектору (у генераторов — в сторону вращения, а у двигателей — в противоположную сторону) до полного исчезновения искрения.
Положение щеток на нейтрали соответствует: у генераторов — их наибольшему напряжению при холостом ходе; у двигателей — равенству чисел оборотов при прямом и обратном вращении.
Одностороннее прилегание щеток может быть устранено поворотом обоймы щеткодержателя или пришлифовкой их к коллектору, если обойма щеткодержателя неподвижна.
Щетки недостаточно прижаты к коллектору или неплотно установлены в обойме . Это бывает при слабом нажатии пружин щеткодержателя на щетки, слишком большом просвете между щеткой и обоймой либо при плохом закреплении траверсы и щеткодержателя.
Силу нажатия на щетку увеличивают посредством регулировки нажимной пружины. В случае отсутствия регулировочного устройства пружину заменяют на более жесткую. Для устранения колебания щетки в обойме щеткодержателя ее заменяют на большую — по размерам обоймы. Если же колебания щетки вызваны ослаблением креплений щеточного механизма, то надо затянуть укрепляющие болты на траверсе и щеткодержателях.
Чрезмерное увеличение силы тока, проходящего через щетки . Если плотность тока в щетке превышает величину, допустимую для данного типа щеток, то это приводит к неизбежному перегреву щеток.
Если после устранения рассмотренных повреждений искрение на коллекторе продолжается, то причиной его могут быть повреждения обмотки якоря или полюсов машины: короткое замыкание, распайка обмотки якоря в петушках, разрыв якорного проводника, замыкание на железо. В большинстве случаев эти повреждения исправляются при капитальном ремонте машины постоянного тока.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Источник
Приспособление при ремонте коллектора
Коллектор представляет собой одну из наиболее сложных частей электрических машин постоянного тока. Из большого числа медных пластин сложной формы, чередующихся с миканитовыми прокладками, необходимо получить своеобразный цилиндр, выдерживающий при крещении значительные механические нагрузки. Такой цилиндр должен быть хорошо изолирован от корпуса электрической машины. Коллекторные пластинки фрезеруются или штампуются из полосовой меди трапецеидального сечения.
Дефектами коллектора являются: износ медных пластин, образование канавок на их поверхности, оплавление пластин, почернение и замыкание пластин, пробой изоляции на корпус, распайка петушков с обмоткой якоря.
Коллектор можно ремонтировать с разборкой и без разборки. Без разборки можно производить его обточку, шлифовку и продораживание миканита между пластинами. От трения щеток медь изнашивается быстрее, чем миканит, и миканит может выступать над коллекторными пластинами. Щетки, теряя контакт с поверхностью коллектора, начинают искрить. Для устранения этого миканит необходимо продорожить ниже поверхности коллекторных пластин.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Продораживание коллекторов является трудоемкой операцией. Не менее трудоемкая операция — измерение сопротивления обмоток электрических машин. Для механизации этой операции разработан ряд различных приспособлений и механизмов.
Приспособление для измерения омического сопротивления обмоток якорей электрических машин постоянного тока. Раньше эти измерения производили вручную, при помощи контактных вилок с двумя остриями, которые создают контакт между измерительными приборами и ламелями коллектора. Второй рабочий в это время оперировал с мостом сопротивлений и производил отсчеты показаний приборов.
Новатор Б. А. Козырев разработал оригинальное приспособление (рис. 244), облегчающее эту работу. На перфорированной стальной ленте укреплены изоляционные ролики и текстолитовые щиток с пружинными контактами, снабженными защелками (типа шпингалета).
Стальная лента опоясывается вокруг коллектора и застегивается, при этом изоляционные ролики надежно изолируют ленту от коллектора. Пружинные контакты при повороте выходят из упора и по щелевой прорези упираются в смежные ламели коллектора. К верхней части контактов присоединяют провода от измерительных приборов и производят необходимые измерения. Для перехода на следующие ламели контакты оттягивают, поворотом устанавливают на упор ленту, перекатывают по коллектору на изоляционных роликах и вновь опускают пружинные контакты.
Таким образом, работы по измерению омического сопротивления обмоток якорей машин постоянного тока
производит один рабочий. Применение приспособления дает возможность высвободить одного рабочего и повысить точность измерения омического сопротивления якорей электрических машин постоянного тока.
Масса приспособления 0,35 кг.
Пневматическое приспособление для продораживания коллекторов разработано новаторами М. П. Павловым, Л. И. Крапом и В. А. Фатеевым.
Приспособление состоит из цилиндрического корпуса и малогабаритной пневматической сверлильной машинки с накаткой. На переднем конце корпуса предусмотрена резьба для завинчивания пневмотурбинки. На заднем конце корпуса имеется гнездо для штока, а также выфрезерован паз для направляющей шпонки, предохраняющей шток от проворачивания. Накидная гайка, навернутая на конец корпуса, предохраняет шпонку от выпадания.
На выступающий конец штока насажена на шпонке головка резцедержателя, в которой на винтах закреплена сменная лапка резцедержателя. В нижней части лапки выфрезерован паз для ножовочного полотна, которое крепится к прижимной планке двумя винтами.
Для возврата шпонки с закрепленным на ней резцедержателем предусмотрена цилиндрическая пружина. Одним концом она упирается в корпус, а другим — в головку штока.
Воздух из магистрали, поступая по гибкому резиновому шлангу в пневмомашинку, вращает ротор, на конце которого насажена муфта. Муфта и головка штока имеют скосы.
Пневматическое приспособление увеличивает производительность труда в 2 раза. Оно надежно в работе, не требует высокой квалификации рабочего, имеет небольшие габариты и просто в изготовлении.
Габаритные размеры: 200X65X60 мм; масса 1,2 кг.
Электромеханическое устройство для продораживаиия коллекторов. Новатор И. И. Кабанов разработал переносное устройство для механизированного продораживаиия коллекторов. Оно снабжено подвижным направляющим ножом, исключающим возможность повреждения пластин коллектора вращающейся фрезой.
Устройство обеспечивает возможность задавать и фиксировать глубину продораживаиия. Наличие подвижных опор придает устойчивость положению приспособления во время работы. Кнопка управления приводным электродвигателем, находящаяся в рукоятке, создает удобства в работе.
Устройство состоит из приводного электродвигателя трехфазного тока 220/380 В мощностью 0,27 кВт, магнитных пускателей, снабженных двумя штепселями и розетками: трехполюсной — для подключения питающего шлангового провода от сети и двухполюсной — для подключения кнопки управления пускателем, размещенным в одной из рукояток. Электродвигатель снабжен рукояткой для переноски. На корпусе его имеется контактный болт для подключения заземления.
Кроме того, в устройство входят: ушестеренный редуктор с передаточным числом 1:3 для понижения числа оборотов; карданный валик телескопической конструкции для соединения вала редуктора со шпинделем, благодаря чему вращательное движение от приводного электродвигателя передается через редуктор на фрезу, закрепленную на шпинделе; корпус с приваренной к нему траверсой в виде полускобы (в своей горизонтальной части траверса снабжена метрической шкалой для установки приспособления на необходимую величину, учитывающую размер и шаг ламелей, а на корпусе приспособления укреплена стрелка, показывающая направление вращения фрезы); шпиндель на двух шарикоподшипниках, конец которого служит для установки сменных фрез; сменная прорезная фреза (левого вращения) толщиной 0,5-1,0 мм (в зависимости от толщины слюдяных прокладок между ламелями коллектора), закрепленная на конце шпинделя шпонкой и винтом.
В нижней части каретки при помощи концентрического зажима укреплена тройниковая букса, в горизонтальной части которой размещен подвижной ползун. На нем закреплен направляющий нож, изготовленный из стальной ленты толщиной 0,5 мм. Нож сверху свободно перемещается вдоль оси горизонтальной части тройниковой буксы в пространстве, ограниченном креплениями ножа и пружинного амортизатора, к ползуну.
Глубина продораживания регулируется концентрическим зажимом. Ослабив зажим, нужно выдвинуть вниз (подать вверх) тройниковую буксу и установить направляющий нож на необходимое расстояние от нижней точки фрезы, при этом необходимо одновременно изменить высоту двух подвижных опор, расположенных по обе стороны каретки.
Перемещением каретки с тройниковой буксой и направляющим ножом вдоль траверсы устанавливают ее на расстояние, соответствующее размеру пластин, так, чтобы при совпадении направляющего ножа с промежутком между ламелями фреза стояла по центру следующего промежутка между ними. Найденное положение каретки фиксируют стопорным влитом. Направляющий нож с пружинным амортизатором обеспечивает точное направление фрезы между пластинками.
Две подвижные опоры, каждая из которых снабжена в нижней части двумя гетинаксовыми роликами, а в верхней части стопорными винтами, позволяющими регулировать высоту этих опор, а также фиксировать ее, обеспечивают устойчивое положение приспособления при продораживании и легкое перемещение его по коллектору. На опорах имеются метрические шкалы с ценой деления 1 мм. Высота опор должна устанавливаться соответственно глубине продораживаиия коллектора.
При необходимости (если диаметр коллектора больше обычного) пара гетинаксовых роликов на каждой подвижной опоре может быть заменена одним роликом, установленным на специальной оси.
Работа по продораживанию коллекторов с помощью этого устройства производится следующим образом. К месту ремонта якоря машины подносят устройство, затем устанавливают и заземляют приводной электродвигатель. Кнопку управления присоединяют к шланговым проводам двухполюсной розетки. При помощи каретки и подвижных опор устанавливают необходимую глубину продораживаиия и шаг ламелей. После этого ручным дорожником продораживают первую слюдяную прокладку между пластинами, а затем, взяв в руки приспособление и соединив карданный валик со шпинделем, в промороженное пространство устанавливают направляющий нож, включают электродвигатель и, направляя вращающуюся фрезу вдоль слюдяной прокладки между ламелями, продораживают ее. Остановив приводной электродвигатель, в только что выбранную дорожку устанавливают направляющий нож, а фрезой выбирают следующую дорожку.
Станок для продораживания коллекторов. Новатор Е. С. Антонов разработал станок, на котором можно продораживать коллекторы диаметром от 30 до 800 мм. Станок состоит из станины, передней бабки, жестко связанной со станиной, патрона, устройства для поворота коллектора на очередную ламель, подлежащую продораживанию, передвижной каретки с электродвигателем, ротор которого сочленяется со шпинделем, рычагов переключения хода «вперед — назад», задней бабки с центром. Бабка передвигается в зависимости от длины якоря.
Для продораживания якорь устанавливается одним концом в патрон передней бабки и поджимается центром задней бабки. Каретка регулируется по длине коллекторной пластины, а шпиндель с фрезой — по диаметру коллектора. Продольное перемещение передвижной каретки с укрепленной фрезой вдоль коллектора осуществляется при помощи винта с ленточной резьбой.
При вращении шпинделя фреза входит в миканит и выбирает его на необходимую глубину. Головка шпинделя позволяет закреплять фрезы различного диаметра и разной толщины.
Внедрение данного станка дает возможность повысить производительность труда на продораживании коллекторов в 4-5 раз.
Источник