Ремонт электрических машин — Ремонт коллекторов, щеткодержателей и контактных колец

Содержание материала

2.13. Ремонт коллекторов, щеткодержателей и контактных колец

Коллектор может иметь следующие неисправности: нарушение геометрической формы, замыкание коллекторных пластин, выступайте межпластиночной изоляции над пластинами, износ и оплавление пластин. Геометрическая форма коллектора нарушается чаще всего из-за несвоевременного продороживания коллектора. При этой неисправности на рабочей поверхности коллектора в результате неравномерного износа пластин в продольном направлении образуется волнистость и повышается радиальное биение.
Для восстановления коллектор обтачивают на токарном станке, а затем шлифуют и полируют. Обточку выполняют до полной ликвидации дефекта при минимальной подаче (не более 0,05мм/об) резцами с пластинами из твердого сплава ВК-6 или ВК-8 со скоростью резания 1 — 1,5 м/с, которая не должна превышать номинальную окружную скорость коллектора.

После обточки коллектор продороживают и полируют. На практике обточку и шлифовку выполняют с помощью переносных приспособлений при вращении якоря машины постоянного тока в своих подшипниках (рис. 2.34). Шлифовку коллектора производят при номинальной частоте вращения якоря. Полируют коллектор с помощью деревянных брусков из несмолистых пород дерева (бук, клен), которые вставляют в щеткодержатели вместо щеток так, чтобы их волокна были расположены перпендикулярно к коллектору. Полировка способствует более быстрому образованию на поверхности коллектора оксидной пленки, необходимой для хорошей коммутации.

Рис. 2.34. Переносные приспособления для обточки (а) и шлифовки (б) коллектора:
1 — станина; 2 — суппорт; 3 — резец; 4 — карборундовый круг; 5 — гибкий вал; 6 — электродвигатель

Ремонт коллектора заканчивается продороживанием, т. е. прорезанием межпластиночной миканитовой изоляции на глубину 0,5 — 1,5 мм в зависимости от размеров коллектора. Иногда продороживание выполняют ручными резаками (рис. 2.35, о) и с помощью специального переносного приспособления ПМР-20К (рис. 2.35, б). Рабочая часть приспособления имеет метрическую шкалу для установки дисковых фрез на размер и шаг коллекторных пластин, а также концентрический зажим, позволяющий регулировать глубину продороживания. Изоляция прорезается фрезой левого вращения и соответствующей толщины. Продороживание выполняют в защитных очках и одежде, рукава которой должны быть завязаны.

По окончании продороживания края пластин обрабатывают напильником (снимают заусенцы и скашивают под утлом 45°).
Поврежденные пластины заменяют с помощью специальных приспособлений. Новые пластины должны быть из того же материала и иметь такой же профиль и размеры, что и заменяемые. Пластины предварительно собирают и спрессовывают с миканитовой изоляцией и между собой, а затем устанавливают на коллектор.

Рис. 2.35. Приспособления для продороживания коллектора:
а — ручной резак; б — переносное устройство для механизированной выборки межпластннной изоляции коллектора; 1 — рукоятки; 2 — рабочая часть; 3 — карданный валик; 4 — редуктор; 5 — электродвигатель; 6 — магнитный пускатель

После замены пластин коллектор формуют на специальных станках.
При большом числе поврежденных пластин коллектор снимают с вала с помощью специального приспособления (рис. 2.36), предварительно отсоединив концы обмотки якоря от пластин или петушков. Чтобы снять коллектор 4, в его вентиляционные каналы вводят шесть крюков 5 и поворачивают их на 90° так, чтобы они зацепили корпус коллектора. Концы крюков вставляют в отверстия диска 3, в центре которого нарезана резьба для винта 2. Вращая винт воротком 1, снимают коллектор с вала якоря и устанавливают новый коллектор. Заменяют также коллекторы, износ пластин которых составляет: 2,5 мм при диаметре коллектора до 100 мм; 3,5 мм при диаметре 250 — 500 мм.

Рис. 2.36. Приспособление для снятия коллектора с вала якоря: I — вороток; 2 — винт; 3 — диск; 4 — коллектор; 5 — крюк
Щеточный аппарат электрической машины состоит из щеток, щеткодержателей и щеточных пальцев, которые расположены на поворотной траверсе. Применяют в основном два типа щеткодержателей: радиальные и реактивные (наклонные) (рис. 2.37). Радиальные щеткодержатели применяют в реверсивных машинах, а наклонные — в нереверсивных.

Рис. 2.37. Щеткодержатели радиальные (а) и наклонные (б):
1 — обмотка щеткодержателя; 2 — колодки для закрепления щеткодержателя на пальцах; 3 — гибкий канатик; 4 — нажимная пружина; 5 — щетка

Наиболее часто встречаются такие неисправности щеткодержателя, как ослабление пружины, оплавление или механические повреждения. Ослабление пружин устраняют регулировкой, а если это невозможно, заменяют новыми.
Для пришлифовки щеток применяют только мелкозернистую стеклянную бумагу Л» 00. Прижимая ее к поверхности коллектора и держа за концы, протягивают от одного конца до другого, пока щетка не притрется. Бумага должна лежать абразивной поверхностью к щетке (рис. 2.38). Таким же способом притирают одновременно группу щеток щеточного пальца или одной полярности.
Правильно Неправильно

Рис. 2.38. Притирка щеток стеклянной шкуркой

Из-за сильного искрения обоймы и другие детали щеткодержателя оплавляются. При легком оплавлении щеткодержатель очищают от копоти, грязи и нагара, а при сильном — заменяют новым.
Механические повреждения щеткодержателя (заусенцы, вогнутость, изгибы) устраняют опиловкой и правкой. Сильно коррозированную обойму заменяют новой.
Затем проверяют правильность сборки и установки щеткодержателей по отношению к коллектору. Щетки должны равномерно располагаться по рабочей поверхности коллектора. При этом учитывают, что износ коллектора под щетками разной полярности неодинаковый. Поэтому щеткодержатели устанавливают так, чтобы щетки двух соседних пальцев разной полярности работали по одному щеточному следу, а следующей пары — по другому следу, т.е. в промежутках между щеточными следами первой пары пальцев.
Устанавливая щеткодержатели, следят, чтобы расстояние от обоймы до поверхности коллектора было 2-4 мм. Чтобы щетки в обоймах свободно перемещались, между ними должен быть зазор 0,1 — 0,4 мм в направлении вращения и 0,2 — 0,5 мм — в направлении оси коллектора.
В контактных кольцах фазных роторов часто повреждаются рабочая поверхность и изоляция между кольцами или кольцами и валом. Неравномерный износ контактных колец устраняют проточкой на токарном станке или с помощью приспособления, показанного на рис. 2.34, о. При легких повреждениях контактных колец (подгар, царапины и др.) их шлифуют стеклянной шкуркой или с помощью приспособления, изображенного на рис. 2.34, 6.
Нарушение изоляции между контактными кольцами восстанавливают, зачищая, промывая и затем окрашивая поврежденные места изоляционной эмалью ГФ-92ХС или ГФ-92ГС. При предельном износе изготовляют новые кольца из чугуна, стали или латуни Л68 и напрессовывают их на вал ротора.

1. В результате чего происходит неравномерный износ коллектора?
2. Как обтачивают и продороживают коллектор?
3. Как ремонтируют поврежденные коллекторные пластины?
4. Неисправности щеточного аппарата.
5. Как пришлифовывают щетки?
6. Как расставляют щетки на коллекторе?
7. Как ремонтируют контактные кольца?

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

Инструкция по восстановлению коллектора перфоратора Makita

Правильная работа перфоратора Makita 2450 с коллекторным двигателем сопровождается незначительным искрением щеток в районе коллектора. У исправно работающего электродвигателя искрение равномерное с коротким хвостом.

По изменению картины искрения можно определить характер и место неисправности в перфораторе Makita 2450, 2470.

Причинами увеличения искрения в коллекторе электродвигателя могут быть неисправности щеток и их износ, короткое замыкание или обрыв якоря, неисправность статорных обмоток электродвигателя, поломка или неправильное крепление щеткодержателей.

Существенное искрение в районе коллектора приводит к появлению борозд на коллекторе, подгоранию пластин, неравномерному истиранию щеток.

Возникновение перечисленных дефектов вызывает быстрый износ и выработку ламелей самого коллектора.

Шероховатость выше нормы

Поскольку перфоратор является мощным инструментом, допускается небольшое искрение без нагрузки, при значительных усилиях на инструмент возможно пробегание одиночных искр по кругу. В случае сильного искрения необходимо выяснить причину появления сильного искрения.

Самой распространенной неисправностью на коллекторе является увеличивающаяся шероховатость ламелей при усиливающемся искрении щеток.

Увеличение шероховатости поверхности коллектора перфоратора Makita 2450 происходит не только за счет усиления искрения. На медных пластинах коллектора образуется окись меди, по твердости превышающая твердость угольных щеток. На величину шероховатости влияет неравномерный износ щеток и нагар от искрения.

Царапины образуются не только из-за неравномерного износа щеток и разной структуры материала, но и попадания в рабочую зону твердых частиц из воздуха.

Неправильное хранение перфоратора Макита может привести к появлению окиси на медных пластинах коллектора из-за высокой влажности или значительных перепадов температур при работе.

Чтобы устранить дефекты поверхности коллектора, его надо отшлифовать.

Как правильно отшлифовать поверхность коллектора

Прежде чем приступать к доработке коллектора перфоратора Makita 2470, надо обязательно выполнить балансировку ротора.

Вариант замера биения коллектора относительно ротора

В домашних условиях шлифовку коллектора перфоратора Макита 2450или 2470 лучше всего проводить наждачной бумагой, закрепленной на деревянной колодке уже на отбалансированном роторе.

Конец вала ротора крепится в патроне дрели через мягкую медную или алюминиевую фольгу. Дрель с ротором надежно крепится в тисках или самодельном приспособлении.

Вращая ротор, постарайтесь отцентрировать его в патроне дрели.

Установка ротора в патрон

Как центровать ротор в дрели перед шлифовкой

Центровка ротора в патроне дрели производится для обеспечения минимального биения радиальной поверхности коллектора относительно вала ротора.

Сначала проверьте биение губок патрона. Закрепите дрель в тисках, установите в патрон сверло самого большого диметра.

Вращая дрель, подведите к вращающейся боковой поверхности сверла карандаш, опирая его на простой упор. При минимальном биении карандаш будет очерчивать на поверхности сверла сплошную линию. Если биение значительное, поменяйте патрон в дрели или подберите дрель с меньшим биением патрона.

Теперь вместо сверла зажмите вал ротора и таким же способом определите места биения ротора или коллектора.

Процесс шлифования коллектора

Процесс шлифовки коллектора надо начинать с подбора наждачного материала. Для шлифовки коллектора рекомендуется использовать шлифовальную бумагу или надфиль.

Выбирайте шлифовальную бумагу нескольких номеров, начиная от №100 и выше.

Теперь приступайте к шлифованию. Приложив к коллектору деревянную колодку с закрепленной наждачной бумагой, вращайте дрель и, не сильно прижимая колодку к поверхности коллектора, шлифуйте.

Шлифовка коллектора в дрели

Операцию шлифования рекомендуется применять на уже работавших роторах с незначительной выработкой коллектора.

Правильное искрение щеток

Если вы произвели на роторе перфоратора Makita 2470 замену коллектора, то после его насадки на вал, коллектор надо проточить. Эта операция выполняется для устранения радиального биения поверхности ламелей нового коллектора относительно вала якоря.

Протачивать коллектор лучше всего на токарном станке с применением оправок. Но можно данную операцию выполнить и в домашних условиях. Правда, без дополнительного приспособления не обойтись.Видео поможет разобраться в проточке коллектора.

Как правило, щеткодержатели на перфораторах крепятся напротив друг друга. Продолжительная работа щеток приводит к образованию на коллекторе желобков, образующих волнистость на поверхности. Такую выработку можно устранить только на токарном станке, проточив коллектор.

Чтобы уменьшить образование желобков на коллекторе, надо стараться располагать щеткодержатели в шахматном порядке.

Как зачистить пазы коллектора перфоратора

А вот зачистку пазов между ламелями надо проводить, поскольку миканит, материал прокладок между ламелями, тверже медных ламелей и меньше изнашивается. Со временем миканитовые прокладки изнашиваются меньше, и их высота превышает высоту медных ламелей.

Для выравнивания высот пазы между ламелями фрезеруются, или, говоря простым языком, продороживаются.

Фрезерование своими руками лучше всего выполнять кусочком пилы по металлу, заточенной по ширине пазов коллектора.

Фрезеровка пазов вручную

Параллельно краю паза прикладывается металлическая линейка, пила прижимается к ее краю и протягивается со слабым нажимом. Паз фрезеруется до высоты медной ламели.

Фрезеровка пазов заканчивается удалением остаток материала при помощи волосяной щетки и снятием фасок при помощи шабера, сделанного из надфиля. Шлифовку лучше сделать войлоком.

Любую фрезеровку следует заканчивать шлифованием и продувкой воздуха.

На величину выработки коллектора влияет и состояние подшипников. Изношенность подшипников приводит к увеличению биения коллектора, что в свою очередь приводит к ускорению износа угольных щеток. Для устранения биения коллектора подозрительные подшипники рекомендуется заменить новыми.

Как контролировать состояние щеток

Устанавливая новые угольные щетки, рекомендуется обязательно притирать их для лучшего прилегания к поверхности коллектора.

Лучше всего подгонять угольные щетки на самодельном притире. Притир представляет собой вал, на котором закреплена наждачная бумага. Проще всего вал выполнить из дерева диаметром, равным диаметру коллектора, проточив заготовку на токарном станке. Внутрь вала плотно по оси вставляется металлический стержень. Приспособление крепится в патрон электродрели, дрель включается, и щетки подводятся к вращающемуся наждачному кругу.

Подгонку следует проводить осторожно, периодически прикладывая щетки к коллектору ротора для проверки их на просвет.

Притерев щетки к коллектору, перед установкой рекомендуется проверить правильное крепление щеткодержателей. Щеткодержатели при заводской установке выставляются на нейтраль, что сводит до минимума искрение на коллекторе. Если заводских меток нет, то регулировка установки щеткодержателей выполняется путем смещения щеткодержателя в сторону, противоположную вращению ротора до минимального образования искры.

Щетки не должны болтаться в щеткодержателе, а плотно прижимаются к ламелям коллектора. Сила прижима регулируется пружинами в щеткодержателе.

Искрение неисправного коллектора

Увеличение искрения на коллекторе ротора может появляться в связи с коротким замыканием якоря, обрывом катушек якоря, коротким замыканием обмоток на корпус якоря. Все эти неисправности устраняются только при капитальном ремонте ротора.

Источник