Ремонт контактных колец и щеток электродвигателя

Контактные кольца. Небольшие повреждения поверхности контактных колец в виде подгаров и шероховатостей устраняют зачисткой и полировкой их стеклянной бумагой при полных оборотах машины без демонтажа колец. При наличии значительных подгаров, выбоин и раковин, особенно при нарушении цилиндрической формы колец, последние снимают и протачивают на токарном станке, уменьшая при этом их толщину не более чем на 50 %. У контактных колец фазных роторов наиболее часто повреждаются рабочая поверхность и изоляция между кольцами или между кольцом и корпусом.

Неравномерную выработку контактного кольца устраняют обточкой на токарном станке или при помощи специального приспособления. Нарушенную изоляцию между контактными кольцами восстанавливают, зачищая, промывая бензином и затем окрашивая поврежденное место изоляционной эмалью ГФ-92ХС или ГФ-92ГС. При предельном износе колец изготовляют новые и напрессовывают их на вал ротора. Кольца для машин нормального исполнения изготовляют из стали, чугуна или латуни Л68.

Существует несколько способов прессовки контактных колец. Однако для колец асинхронных двигателей мощностью до 100 кВт чаще всего применяют способ холодной прессовки на втулку.

Щеточный аппарат. При ремонте электрических машин наиболее часто встречаются такие неисправности щеткодержателя, как ослабление пружин, оплавление или механические повреждения щеткодержателя.

Ослабление пружин щеткодержателя и, как результат этого, снижение нажатия на щетку устраняют регулировкой пружин, а при отсутствии такой возможности — заменой дефектной пружины новой заводского изготовления. Усилие нажатия пружины щеткодержателя после регулировки или замены проверяют способом, приведенным ранее. Удельное нажатие щеток зависит от марки и плотности тока щеток, конструкции машины.

Удельное нажатие определяют путем деления показателя динамометра в граммах на поперечное сечение щетки в квадратных сантиметрах.
Отклонения в величине нажатия отдельных щеток одного полюса машины постоянного тока не должны превышать 10 %. Все устанавливаемые на отремонтированной машине щетки должны быть одной марки. Марки щеток подбирают в соответствии с указаниями завода-изготовителя, так как каждый тип машины имеет строго подобранные марки щеток.

Щеточный аппарат машины состоит из щеток, щеткодержателей, щеточных пальцев и траверс. Щеткодержатели, служащие для направления щеток и создания их нажима на коллектор или контактные кольца, укрепляют на щеточных пальцах, концы которых закрепляют в приливах траверс. В машинах постоянного тока траверсы предназначены для сдвигания одновременно всех щеток по окружности коллектора и установки их на нейтраль. Обычно на каждой машине при выпуске с завода наносятся риски на ободе траверсы и головке подшипникового щита. Совпадение этих рисок указывает на правильное положение траверсы.
Чрезмерный нагрев коллектора ухудшает работу щеток и может служить причиной искрения.

Щетки и обоймы щеткодержателей при работе изнашиваются. Износ обойм обуславливается вибрацией щеток при вращении коллектора. Увеличение зазора между щеткой и обоймой щеткодержателя приводит к перекосу щетки в обойме и нарушению ее контакта с коллектором. Если зазор превышает 0,2 мм, обойму заменяют. Расстояние между обоймой и коллектором должно быть не более 2 — 4 мм.

На заводах изготавливают щетки с плоским основанием. Однако для работы на кольцах или коллекторе поверхность щеток должна быть вогнутой с радиусом, равным радиусу контактных колец или коллектора. Для придания поверхности щетки нужной формы осуществляют ее притирку. От качества притирки и шлифовки во многом зависит работа щеток без искрения.

Источник

Ремонт контактных колец ротора электродвигателя

Асинхронные двигатели, которые требуют регулировки скорости вращения имеют контактные кольца. Несмотря на различие в конструкции контактных колец, технологический процесс их изготовления имеет много общего. Он состоит из двух стадий: изолировки втулок и сборки контактных колец.

Контактные кольца ротора электродвигателя: а — асинхронного двигателя единой серии; б — кранового электродвигателя с фазным ротором.

Изолировка втулок контактных колец:

1. Втулки контактных колец изолируют стекломиканитовой изоляцией (формовочным миканитом и стеклотканью).
2. В том и другом случае перед изолировкой на рычажных или роликовых ножницах нарезаются изоляционные материалы.
3. Заготовки миканита нарезают шириной, равной высоте втулки, и длиной, равной развернутой длине боковой поверхности втулки плюс припуск 15 — 20 мм на перекрытие стыка.
4. Ширина заготовок из стеклоткани должна равняться высоте втулки плюс припуск на зачистку по 3 — 5 мм с каждой стороны. Длина заготовок бывает в пределах от 1 до 2 метров, она зависит от ширины рулонного материала, из которого нарезается заготовка.
5. Перед наложением изоляции металлическую втулку обезжиривают.

Изолирование втулки стекломиканитовой изоляцией производят в следующей последовательности:

1. Миканитовую заготовку кладут на плоскую плиту с электрообогревом для размягчения миканита, а боковую поверхность втулки смазывают бакелитовым лаком или лаком МЛ-92. Прокатывая втулку по заготовке, уложенной на плите, производят накатывание изоляции на втулку.
2. Далее на миканитовую изоляцию накладывают (обертывают втулку изоляцией) несколько слоев пропитанной лаком стеклоткани, промазывая ее через один — два оборота лаком.
3. Для удобства изолировки втулку отверстием надевают на металлическую оправку, закрепленную в тисках.
4. Изоляция втулок должна быть электрически прочной (не менее 12 кв), монолитной, без морщин и складок на поверхности и расслоения на торцах и должна хорошо держаться на втулке.
5. В целях выполнения этих требований наложенную на втулку изоляцию опрессовывают, а затем выпекают.
6. Опрессовка изоляции производится на гидравлическом прессе в прессформе, предварительно нагретой до температуры 160-180° С.
7. Пресс форма представляет собой шесть разрезных конических плашек, охватываемых кольцом, с внутренней конической поверхностью (аналогично конструкции колец и плашек для опрессовки коллекторов, но детали пресс форм значительно тоньше, так как усилие опрессовки изоляции втулки намного меньше).
8. Выпекается изоляция в электрических печах при температуре 160-180°, куда помещается пресс-форма с запрессованным изделием и выдерживается там из расчета 25—30 мин на 1 мм толщины стекломиканитовой изоляции и 15-20 мин на 1 мм толщины бумажно бакелитовой изоляции.

После выпечки охлажденное до температуры не выше 100° изделие выпрессовывается из пресс формы. Затем напильником и шлифовальной шкуркой зачищают изоляцию с торцов втулки. Завершающей операцией будет операция контроля, т. е. проверка визуальным осмотром качества изоляции и на испытательной станции — ее электрической прочности.

Сборка контактных колец фазного ротора:

1. Контактные кольца насаживают на изолированную втулку с натягом. Для того чтобы их можно было при сборке надеть на втулки свободно, кольца нагревают до температуры 300 — 350°.
2. При сборке втулку 1 устанавливают на стол пресса на оправку и на втулку надевают горячие контактные кольца 2, 3, 4 и две изолирующие шайбы 7. Все это (см. чертеж контактных колец) опрессовывается давлением 3 — 3,5 тонн (29—34 кн). Не снимая с пресса, под давлением собранное изделие охлаждается сжатым воздухом до температуры не выше 80°.
3. После охлаждения, сняв контактные кольца с пресса, на выводные шины надевают изоляционные гильзы 5 и 6.
4. У контактных колец ( чертеж — а) на концах шин имеется провододержатель 8, который провертывается ко втулке болтами.
5. Свободные места между шинами и радиусными канавками ( чертеж — б) заполняются изолирующей замазкой.
6. Наружную поверхность контактных колец окрашивают серой эмалью.

Источник

РЕМОНТ КОНТАКТНЫХ КОЛЕЦ РОТОРА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Асинхронные двигатели, которые требуют регулировки скорости вращения имеют контактные кольца. Несмотря на различие в конструкции контактных колец, технологический процесс их изготовления имеет много общего. Он состоит из двух стадий: изолировки втулок и сборки контактных колец.

Контактные кольца ротора электродвигателя: а — асинхронного двигателя единой серии; б — кранового электродвигателя с фазным ротором.

Изолировка втулок контактных колец: Втулки контактных колец изолируют стекломиканитовой изоляцией (формовочным миканитом и стеклотканью) или бакелизированной бумагой.
В том и другом случае перед изолировкой на рычажных или роликовых ножницах нарезаются изоляционные материалы.
Заготовки миканита нарезают шириной, равной высоте втулки, и длиной, равной развернутой длине боковой поверхности втулки плюс припуск 15 — 20 мм на перекрытие стыка.
Ширина заготовок из стеклоткани бакелизированной бумаги должна равняться высоте втулки плюс припуск на зачистку по 3 — 5 мм с каждой стороны. Длина заготовок бывает в пределах от 1 до 2 метров, она зависит от ширины рулонного материала, из которого нарезается заготовка.
Перед наложением изоляции металлическую втулку обезжиривают.
Изолирование втулки стекломиканитовой изоляцией производят в следующей последовательности.
Миканитовую заготовку кладут на плоскую плиту с электрообогревом для размягчения миканита, а боковую поверхность втулки смазывают бакелитовым лаком. Прокатывая втулку по заготовке, уложенной на плите, производят накатывание изоляции на втулку.
Далее на миканитовую изоляцию накладывают (обертывают втулку изоляцией) несколько слоев пропитанной лаком стеклоткани, промазывая ее через один — два оборота бакелитовым лаком.
Для удобства изолировки втулку отверстием надевают на металлическую оправку, закрепленную в тисках.
Изолирование втулок бакелизированной бумагой производится так же, как и стеклотканью.
Изоляция втулок должна быть электрически прочной (не менее 12 кв), монолитной, без морщин и складок на поверхности и расслоения на торцах и должна хорошо держаться на втулке.
В целях выполнения этих требований наложенную на втулку изоляцию опрессовывают, а затем выпекают.
Опрессовка изоляции производится на гидравлическом прессе в прессформе, предварительно нагретой до температуры 160-180° С.
Пресс форма представляет собой шесть разрезных конических плашек, охватываемых кольцом, с внутренней конической поверхностью (аналогично конструкции колец и плашек для опрессовки
коллекторов, но детали пресс форм значительно тоньше, так как усилие опрессовки изоляции втулки намного меньше).
Выпекается изоляция в электрических печах при температуре 160-180°, куда помещается пресс-форма с запрессованным изделием и выдерживается там из расчета 25—30 мин на 1 мм толщины стекломиканитовой изоляции и 15-20 мин на 1 мм толщины бумажно бакелитовой изоляции.
После выпечки охлажденное до температуры не выше 100° изделие выпрессовывается из пресс формы. Затем напильником и шлифовальной шкуркой зачищают изоляцию с торцов втулки. Завершающей операцией будет операция контроля, т. е. проверка визуальным осмотром качества изоляции и на испытательной станции — ее электрической прочности.

Сборка контактных колец фазного ротора: Контактные кольца насаживают на изолированную втулку с натягом. Для того чтобы их можно было при сборке надеть на втулки свободно, кольца нагревают до температуры 300 — 350°.
При сборке втулку 1 устанавливают на стол пресса на оправку и на втулку надевают горячие контактные кольца 2, 3, 4 и две изолирующие шайбы 7 . Все это (см. чертеж контактных колец) опрессовывается давлением 3 — 3,5 тонн (29—34 кн). Не снимая с пресса, под давлением собранное изделие охлаждается сжатым воздухом до температуры не выше 80°.
После охлаждения, сняв контактные кольца с пресса, на выводные шины надевают изоляционные гильзы 5 и 6 .
У контактных колец ( чертеж — а) на концах шин имеется провододержатель 8 , который провертывается ко втулке болтами.
Свободные места между шинами и радиусными канавками ( чертеж — б) заполняются изолирующей замазкой.
Наружную поверхность контактных колец окрашивают серой эмалью.

Источник

Ремонт контактных колец и щеточного аппарата

При ремонте контактных колец счищают потемнения и подгары на их поверхности, устраняют замыкания между кольцами и ремонтируют приспособления для замыкания колец и подъема щеток.

Потемнения и подгары на поверхности колец счищают стеклянной мелкозернистой шкуркой. Если шкуркой не удается снять подгары, двигатель разбирают и протачивают контактные кольца на токарном станке, а затем шлифуют и полируют. Замыкания между кольцами могут образоваться при попадании в промежутки между контактными кольцами щеточной пыли. Во время ремонта контактные кольца продувают, а торцевые поверхности колец и перегородки между ними покрывают электроэмалью, на твердой блестящей поверхности которой щеточная пыль не оседает.

При замыкании между контактными кольцами концы обмотки ротора от контактных колец отсоединяют (для определения места замыкания) и проверяют изоляцию между кольцами мегаомметром. Если замыкание произошло вследствие оседания на изоляции контактных шпилек щеточной пыли, ее удаляют. При замыкании вследствие пробоя изоляции между кольцами или кольца на втулку контактные кольца снимают с вала и проводят их капитальный ремонт.

В асинхронных двигателях часто изнашиваются сухарики хомутика, передвигающего кольцо, потому что они остаются неподвижными во время работы двигателя и между ними и кольцом существует трение. При ремонте круглые сухарики заменяют прямоугольными со скругленными углами (в целях усиления сухариков).

В синхронных машинах положительное кольцо изнашивается быстрее, чем отрицательное, поэтому периодически меняют их полярность.

Капитальный ремонт контактных колец проводят в следующих случаях: износ колец, выгорание контактных шпилек, ослабление посадки контактных колец на втулке. Изношенные кольца заменяют новыми, изготовленными из того же материала (меди, бронзы, стали, чугуна). При замене колец ремонтируют также изоляцию втулки; поврежденные шпильки и их изоляцию заменяют новыми.

Pиc. 109. Холодная прессовка контактных колец:
1 — контактные шпильки; 2 — изоляционные втулки; 3 — кольцо; 4 — изоляционное кольцо; 5 — изоляционная втулка; 6 — разрезная гильза; 7 стальная втулка; 8 — диск; 9 — прокладки; 10 — основание.

Контактные кольца электродвигателей мощностью до 100 кВт обычно собирают методом холодной прессовки (рис. 109). При холодной прессовке кольца 3 соединяют сваркой с контактными шпильками 7, которые изолируют изоляционными втулками 2. Затем комплект колец собирают на кольцевом основании 10 с разрезными дистанционными прокладками 9. Под дистанционные прокладки вкладывают изоляционные кольца 4 из электрокартона. Внутрь сборки устанавливают изоляционную втулку 5 из листов миканита и электрокартона. Для предохранения изоляции от деформаций при прессовке внутрь втулки 5 помещают стальную разрезную гильзу 6. Сверху в гильзу направляют стальную втулку 7. На её торец устанавливают диск 8.

После запрессовки дистанционные прокладки удаляют. Кольца сушат 6—8 ч при температуре 110—115 С, затем пропитывают их изоляцию эмалью. Процесс сушки повторяют при температуре 120 °С в течение 10-12 ч. Охлаждают кольца на воздухе до 80-90 °С, и при этой температуре напрессовывают их на вал ротора (при напрессовке кольца ориентируют контактными шпильками на выходные концы обмотки). Завершив посадку колец, индикатором контролируют эллипсность и биение колец, а также неровности их поверхности. При необходимости поверхность колец протачивают, шлифуют и полируют. Биения колец должны быть в пределах 30 — 50 мкм.

При выгорании контактных шпилек их заменяют новыми. Шпильки изолируют миканитом или бакелизированной бумагой, затем бандажируют стальной проволокой и запекают в печи. В контактных кольцах сверлят новые отверстия для ввертывания шпилек и прохода шпилек соседних контактных колец. Бандажную проволоку удаляют.

В случаях ослабления посадки контактных колец на втулке поверх изоляции накладывают гильзу из жести и прессуют на нее контактные кольца. Части гильзы между кольцами вырезают на токарном станке и затем ввертывают контактные шпильки в кольца.

Ремонт щеткодержателей заключается в проверке давления щеток на коллектор или контактные кольца, крепления щеткодержателей на пальцах, замене изношенных щеток.

Давление щеток на коллектор или контактные кольца измеряют пружинным динамометром, зацепляя его за рычаг щеткодержателя и оттягивая вдоль оси щеток. При ослаблении крепления щеткодержателей на пальцах подтягивают болты, крепящие щеткодержатель. Проверяют и регулируют расстояние между нижней кромкой корпуса щеткодержателя и коллектором, так как при ослаблении крепления щеткодержатель может опуститься и корпус его начнет задевать за пластины коллектора. При ослаблении крепления щеточных канатиков ток пойдет через корпус щеткодержателя, что приведет к обгоранию обоймы щеткодержателя и снижению нажатия пружин.

Рис. 110. Спиливание (продороживание) изоляции коллектора:
а — правильно; б — неправильно.

Для предотвращения выступления миканитовой изоляции из поверхности коллекторов проводят спиливание (продороживание) (рис. 110). Эта операция технического обслуживания состоит в удалении изоляции на глубину до 1 — 2 мм фрезерованием или выпиливанием. Коллекторы крупных машин продороживают с помощью фрезерного приспособления с пневматическим или электрическим приводом (рис. 111, а). Фрезу выбирают диаметром 25 мм и шириной зубьев на 0,1 мм меньше ширины дорожки. Глубина дорожки должна быть больше её ширины н 2,2 — 1,5 раза. Для небольших коллекторов электрических машин пользуются ручным инструментом в виде пакета из ножовочных полотен, укрепленных в оправке (рис. 111, б).

Рис. 111. Пневматическое приспособление (а), ручной дорожник (б) и ручной фасочник (в) для продороживания коллекторов:
1 — пневматическая сверлилка; 2 — упор из текстолита; 3 — направляющая шайба; 4 — фреза 30 мм.

В продороженном коллекторе с наружных ребер пластин снимают фаски под углом 45°, пользуясь для этого чаще всего ручным фасочником или конической фрезой и приспособлением для продороживания (рис. 111, в). Обработанный таким образом коллектор шлифуют и полируют.

При износе щеток их заменяют новыми той же марки. Все течки заменяют одновременно. В этом случае в крупных ре-мот пых мастерских щетки притирают вне электрической машины. Для притирки щеток применяют приспособление в виде барабана (корпуса), в пазы которого вставляют щетки, опирающиеся на шлифовальный круг из карбида кремния.

Для большего числа притираемых щеток применяют специальные станки с барабанами. На барабан, наружный диаметр которого на 1 мм меньше диаметра коллектора машины, устанавливают с помощью щеткодержателей щетки, обертывают барабан стеклянной бумагой, опускают на щетки нажимные рычаги и включают электродвигатель для вращения барабана. Щетки пришлифовываются и используются для одновременной замены. Это позволяет ускорить процесс замены щеток и исключить попадание пыли в щеточный механизм, что неизбежно происходит при притирании щеток непосредственно на машине.

Крепление щеточных пальцев проверяют, покачивая их за концы, противоположные траверсе. При большой длине щеточных пальцев их скрепляют со стороны петушков коллектора с помощью кольца из изоляционного материала, которое крепят к щеточным пальцам болтами, ввернутыми в их торцы. Щетки сдвигают по длине коллектора, перемещая щеточные пальцы в головках траверсы. При неравномерном износе поверхности коллектора проверяют расстановку щеток, измеряя расстояние между торцом коллектора и крайними щетками на каждом щеточном пальце.

При ремонтах после сборки машины проверяют установку щеток в нейтралях. Для этого при неподвижном якоре подводят к обмотке возбуждения от постороннего источника напряжение около 12 В, а к зажимам якоря подключают вольтметр на напряжение 1,5-3 В. Перемещая траверсу по коллектору в обе стороны, находят такое положение, при котором стрелка вольтметра не отклонится во время замыкания и размыкания цепи возбуждения.

Капитальный ремонт щеткодержателей машин постоянного тока заключается в восстановлении изношенных обойм и замене пружин, потерявших свою упругость. Износ обойм происходит в результате вибрации щеток при вращении коллектора.

При ремонте проверяют зазоры между щетками и обоймами щеткодержателей. Размер суммарного зазора по окружности коллектора должен быть 0,1—0,3 мм. В направлении длины коллектора допускаются примерно в два раза большие размеры зазоров, чем в направлении его окружности. Изношенные обоймы восстанавливают методом наплавки с последующей обработкой и притиркой. Щеткодержатели с поломанными стенками заменяют новыми.

Поломанные траверсы заменяют новыми, так как при сварке отломанных частей неизбежно будет нарушена точность установки щеточных пальцев, что ухудшит коммутацию машины.

Источник