Ремонт синхронных двигателей
3.2. Ремонт синхронных двигателей
В соответствии с Правилами технической эксплуатации в системе планово предупредительных ремонтов электрооборудования предусмотрено два вида ремонтов: текущий и капитальный.
Текущий ремонт производится с периодичностью, установленной с учетом местных условий, для всех электродвигателей, находящихся в эксплуатации, в том числе в холодном или горячем резерве (подробное разъяснение см. главу 4). Текущий ремонт является основным видом профилактического ремонта, поддерживающим на заданном уровне безотказность и долговечность электродвигателей. Этот ремонт производят без демонтажа двигателя и без полной его разборки.
Капитальный ремонт. Периодичность капитальных ремонтов электродвигателей Правилами технической эксплуатации не устанавливается. Она определяется лицом, ответственным за электрохозяйство предприятия на основании оценок общей продолжительности работы электродвигателей и местных условий их эксплуатации. Капитальный ремонт, как правило, производят в условиях специализированного электроремонтного цеха (ЭРЦ) или специализированного ремонтного предприятия (СРП). В объем работ при капитальном ремонте входят работы, предусмотренные текущим ремонтом, а также работы.
Разборка электродвигателя производится в порядке, обусловленном особенностями конструкции электродвигателей. Последовательность разборки электродвигателей малой и средней мощности, имеющих подшипниковые щиты с подшипниками качения или скольжения. [6, с. 500]
Сборка электродвигателей после ремонта. Подшипники качения напрессовывают на вал ротора. Шариковые подшипники устанавливают целиком. У роликовых подшипников на вал насаждают внутреннее кольцо с телами качения. Внешнее кольцо устанавливают отдельно в подшипниковый щит. Внешнее кольцо устанавливают в посадочное гнездо подшипникового щита с подвижной посадкой (скользящей или движения). Перед сборкой посадочные поверхности протирают и смазывают. Внутренние крышки подшипников устанавливают на вал до посадки подшипников. Подшипники небольших размеров насаживают на вал в холодном состоянии. Для посадки используют монтажную трубу, передающую ударные усилия запрессовки только на внутреннее кольцо подшипника. Для лучшего центрирования ударного усиления трубу снабжают медным кольцом и сферическим оголовком. Внутреннее кольцо подшипника должно плотно прилегать к заплечнику вала. Наружное кольцо должно легко вращаться вручную. Неразъемные вкладыши подшипников скольжения запрессовываются в посадочные гнезда подшипниковых щитов и фиксируются стопорным винтом.
Следует заметить, что у подшипников типа 180000 (закрытых), применяемых в электродвигателях серии 4А, консервационную смазку удаляют обтирочным материалом, смоченным в ацетоне. Установить на вал внутреннюю крышку подшипника, смазать посадочное место на валу машинным или дизельным маслом и молотком с наставкой напрессовать подшипник на вал ротора. Перед напрессовкой подшипник нагреть, заполнить полость подшипника смазкой и заложить оставшуюся смазку в камеры подшипников. Полости подшипников электродвигателей серии 4А с высотами вращения 112-280 мм заполняют смазкой ЛДС-2, серии 4А с высотами вращения 56-100 мм — смазкой ЦИАТИМ-221, а остальных электродвигателей — смазкой 1-13. [6, с. 500]
Устранить дефект при собранном электродвигателе и снятой крышке щеточного устройства, для чего провести следующие операции и включить электродвигатель в сеть. Со стороны, противоположной щеточному устройству, приложить поочередно к каждому контактному кольцу изолированную планку с закрепленной на ней шлифовальной шкуркой и шлифовать поверхность колец до исчезновения следов пятен и мелких царапин и получения чистоты не ниже 8-го класса. Прошлифовать поверхность контактных колец на токарном станке при помощи суппортно-шлифовального приспособления или деревянной колодки, под которую положена шлифовальная шкурка. Биение проточенных и прошлифованных колец в радиальном направлении не должно превышать 0,06 мм, а в осевом — 0,1 мм. Снять поврежденную изоляцию с контактной шпильки ножом. Обмотать шпильку кабельной или телефонной бумагой до получения размеров шпильки с изоляцией электродвигателя 6-го габарита по ширине 12 и толщине 4 мм, а 7-го и 8-го габаритов — по ширине 16 и толщине 6 мм. При наматывании на шпильку первый и последний слои кабельной или телефонной бумаги смазать клеем БФ-2. Поверхность изоляции шпильки покрыть изоляционным лаком БТ-99 и просушить на воздухе в течение 3 часов.
Глава 4. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
4.1. Объем работ по техническому обслуживанию и ремонту
Важнейшим условием правильной эксплуатации электрических машин является своевременное проведение планово-предупредительных ремонтов и периодических профилактических испытаний.
Наряду с повседневным уходом и осмотром электрических машин в соответствии с системой планово-предупредительных ремонтов через определенные промежутки времени проводят плановые профилактические осмотры, проверки (испытания) и различные виды ремонта. С помощью системы планово-предупредительных ремонтов электрические машины поддерживают в состоянии, обеспечивающем их нормальные технические параметры, частично предотвращают случаи отказов, улучшают технические параметры машин при плановых ремонтах в результате модернизации. В настоящее время в соответствии с ГОСТ 18322-78 используют два вида ремонта — текущий и капитальный, хотя для отдельных видов электрооборудования предусматривается и средний ремонт. [7, с. 129]
Период между двумя плановыми капитальными ремонтами называется ремонтным циклом. Для вновь вводимых в эксплуатацию электрических машин ремонтный цикл — это наработка от ввода в эксплуатацию до первого планового капитального ремонта.
Существуют три формы организации ремонтов — централизованная, децентрализованная, смешанная. При централизованной форме ремонт, испытание и наладка электрических машин производятся специализированными ремонтно-наладочными организациями. Эта форма является наиболее прогрессивной, так как обеспечивает минимальную стоимость ремонта при более высоком качестве.
При децентрализованной форме ремонт, испытания и наладка производятся ремонтными службами производственных подразделений предприятий, при смешанной часть работ выполняется централизованно, часть — децентрализованно, причем степень централизации зависит от характера предприятия, типа и мощности электрооборудования.
С увеличением количества специализированных ремонтных предприятий и их мощности улучшается качество ремонтных работ, уменьшаются их себестоимость и сроки ремонта, что делает централизованный ремонт все более выгодным как для отдельных промышленных предприятий, так и для народного хозяйства страны в целом. Усовершенствование централизованного ремонта предполагает создание централизованного обменного фонда электрических машин и расширение их номенклатуры, распространение сферы услуг ремонтных предприятий на производство текущих ремонтов и профилактического обслуживания.
Продолжительность ремонтного цикла определяется условиями эксплуатации, требованиями к показателям надежности, ремонтопригодностью, правилами технической эксплуатации, инструкциями завода-изготовителя. Обычно ремонтный цикл исчисляется в календарном времени исходя из 8-часового рабочего дня при 41-часовой рабочей неделе. Реальная сменность работы оборудования и сезонность его работы учитываются соответствующими коэффициентами.
При определении продолжительности 
ремонтного цикла исходят из графика распределения отказов электрических машин в функции времени эксплуатацию. На нем можно выделить три области: область І — послеремонтная приработка, когда вероятность отказов повышена за счет возможного применения при ремонте некачественных узлов, деталей и материалов, несоблюдения технологии ремонта и т. д.; область ІІ — нормальный этап работы электрических машин с практически неизменным числом отказов во времени; область ІІІ — старение отдельных узлов электрической машины, характеризующееся ростом числа отказов. [7, с. 129]
Длительность ремонтного цикла не должна превышать длительности нормального этапа работы II. При планировании структуры ремонтного цикла (виды и последовательность чередования плановых ремонтов) исходят из того, что в электрической машине наряду с быстроизнашивающимися деталями (щетки, подшипники качения, контактные кольца), восстановление которых производится их незначительным ремонтом или заменой на новые, имеются узлы с большим сроком наработки (обмотки, механические детали, коллекторы), ремонт которых достаточно трудоемок и занимает много времени, поэтому в течение наработки между капитальными ремонтами электрические машины должны пройти несколько текущих ремонтов.
Текущие ремонты, как правило, не нарушают ритма производства, в то время как капитальный ремонт при отсутствии резерва связан с приостановкой производства (технологического процесса). Поэтому межремонтный период для электрических машин следует приравнивать к межремонтному периоду основного технологического оборудования, если последний оказывается меньшим.
Для электрических машин массового применения, не отнесенных к основному оборудованию и имеющих достаточный резерв, можно перейти от системы планово-предупредительного ремонта к послеотказовой системе ремонта. Целесообразность такого перехода должна подтверждаться технико-экономическим анализом.
Продолжительность Т ремонтного цикла, а также продолжительность межремонтного периода t определяют, исходя из нормальных условий эксплуатации при двухсменной работе по данным, приведенным в табл. 1 (Ттабл, tтабл). Для коллекторных машин постоянного и переменного тока приведенные в табл. продолжительности ремонтного цикла и межремонтного периода уменьшают путем введения коэффициента βк = 0,75.
Горячие гальванические, химические цехи
Загрязненные участки — деревообрабаты-
вающие, сухой шлифовки и др.
Длительные циклы непрерывной работы с высокой степенью загрузки —
приводы насосов, вентиляторов, компрессоров, кондиционеров и др.
Величины Т и t зависят также от сменности работы электрических машин, коэффициента использования, характера работы (передвижные или стационарные установки, основное или вспомогательное оборудование). [7, с. 130]
Система планово-предупредительного ремонта предусматривает техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты, профилактические и послеремонтные испытания. В связи с большим разнообразием находящихся в эксплуатации электрических машин невозможно дать полный перечень работ по каждому из составляющих этой системы (кроме испытаний), поэтому ограничимся типовыми объемами работ. Перед ремонтом проводятся испытания электрических машин для выявления и последующего устранения дефектов.
Типовым объемом работ по техническому обслуживанию включает: ежедневный надзор за выполнением правил эксплуатации и инструкций завода-изготовителя (контроль нагрузки, температуры отдельных узлов электрической машины, температуры охлаждающей среды при замкнутой системе охлаждения, наличия смазки в подшипниках, отсутствия ненормальных шумов и вибраций, чрезмерного искрения на коллекторе и контактных кольцах и др.); ежедневный контроль за исправностью заземления; контроль за соблюдением правил техники безопасности работающими на электрооборудовании; отключение электрических машин в аварийных ситуациях; мелкий ремонт, осуществляемый во время перерывов в работе основного технологического оборудования и не требующий специальной остановки электрических машин (подтяжка контактов и креплений, замена щеток, регулирование траверс, подрегулировка пускорегулирующей аппаратуры и системы защиты, чистка доступных частей машины и т. д.); участие в приемо-сдаточных испытаниях после монтажа, ремонта и наладки электрических машин и систем их защиты и управления; плановые осмотры эксплуатируемых машин по утвержденному главным энергетиком графику с заполнением карты осмотра.
Типовым объемом работ при текущем ремонте включает: производство операций технического обслуживания; отключение от питающей сети и отсоединение от приводного механизма (двигателя); очистку внешних поверхностей от загрязнений; разборку электрической машины в нужном для ремонта объеме; проверку состояния подшипников, промывку их, замену подшипников качения, если зазоры в них превышают допустимые, проверку и ремонт системы принудительной смазки, замену смазки; проверку, очистку и ремонт крепления вентилятора, проверку и ремонт системы принудительной вентиляции; осмотр, очистку и продувку сжатым воздухом обмоток, коллектора, вентиляционных каналов; проверку состояния и надежности крепления лобовых частей обмоток, устранение выявленных дефектов; устранение местных повреждений изоляции обмоток, сушку обмоток, покрытие лобовых частей обмоток покровным лаком; проверку и подтяжку крепежных соединений и контактов с заменой дефектных крепежных деталей; проверку и регулировку щеткодержателей, траверс, короткозамыкающих устройств, механизма подъема щеток; зачистку и шлифовку коллектора и контактных колец, продораживание коллектора; проверку состояния и правильности обозначений выводных концов обмоток и клеммных колодок с необходимым ремонтом; замену фланцевых прокладок и уплотнений; присоединение машины к сети и проверку ее работы на холостом ходу и под нагрузкой; устранение повреждений окраски; проведение приемо-сдаточных испытаний и оформление сдачи машины в эксплуатацию. [7, с. 131]
Типовым объемом работ при капитальном ремонте включает: производство операций текущего ремонта; проверку осевого разбега ротора и радиальных зазоров подшипников скольжения с последующей перезаливкой вкладышей; замену подшипников качения; полную разборку машины с чисткой и промывкой всех механических деталей; замену дефектных обмоток (включая ремонт корот-козамкнутых обмоток)*, очистку и продувку сохраняемых обмоток; пропитку и сушку обмоток, покрытие лобовых частей обмоток покровными лаками и эмалями; ремонт коллекторов, контактных колец и щеточных узлов (вплоть до их замены на новые); ремонт магнитопровода статора и ротора, включая частичную замену листов; восстановление прессовки магнитопроводов; ремонт подшипниковых щитов, корпуса, восстановление размеров посадочных мест; ремонт вала; ремонт или замену вентилятора; замену неисправных пазовых клиньев, различных изоляционных деталей; сборку и окраску машины; проведение приемосдаточных испытаний и оформление сдачи машины в эксплуатацию.
* Обмотки из прямоугольного провода ремонтируются с использованием старого провода. Круглый провод повторно, как правило, не используется.
Перед установкой двигателя на рабочую машину необходимо выполнить следующие подготовительные работы:
Очистить корпус двигателя от пыли. Тряпкой, смоченной в керосине или бензине, снять антикоррозийную смазку со свободного конца вала. Проверить крепёжные детали двигателя. Убедиться в свободном вращение ротора в обе стороны. Проверить наличие смазки в подшипниковых узлах. Измерить сопротивление изоляции между фазами и корпусом мегомметром на напряжение 500В. Если сопротивление изоляции окажется менее 0,5 Мом, обмотку двигателя необходимо подсушить.
Сушить обмотку можно токовым способом (с разборкой двигателя или без неё), в сушильном шкафу или лампами накаливания. Во время сушки температура обмоток не должна превышать 100 градусов по Цельсию. В процессе сушки токовым образом необходимо контролировать температуру обмотки.
Измерить температуру обмотки двигателя в любой части можно термопарой или термометром, шарик которого обёртывают алюминиевой фольгой, а наружную часть покрывают теплоизоляцией (войлоком, ватой и т. д.). Температура в пазовой части обмотки на 10 — 15 градусов выше, чем в лобовой.
Температуру обмоток можно определить и по изменению её сопротивления ( в Омах ) в период нагрева. Сопротивление обмотки можно измерить вольтметром — амперметром или мостом постоянного тока. Температуру обмотки определяют из выражения R2-R1
tоб = (235+ t1) + t1 , (10)
где tоб — температура обмотки в период сушки, в градусах
R1 — сопротивление обмотки в холодном состоянии, Ом
R2 — сопротивление обмотки во время сушки, в градусах
t1 — температура обмотки до начала сушки, в градусах
Сушат обмотки до тех пор, пока, сопротивление изоляции не достигнет значения 0,5 Мом. Если сопротивление изоляции не поднимается до указанной величины (обмотка сильно отсырела), сушку продолжают. [7, с. 132]
Необходимо произвести установку двигателя на рабочую машину в соответствии с правилами монтажа и подключить к питающей сети. Если маркировки выводных концов нет, можно определить начала и концы фаз опытным путём. Для этой цели можно использовать два простых способа.
В первом случае, определив контрольной лампой или мегомметром начала и концы фаз, соединяют между собой два проводника различных фаз. На эти две последовательно соединенные фазы подают переменное напряжение. К третьей фазе подключают вольтметр или контрольную лампу. Если фазы подключены одноимёнными выводами, например «началами» или «концами», напряжение на третьей фазе будет отсутствовать. Подключённую ранее к вольтметру или лампочке фазу меняют местами с одной из двух последовательно соединённых фаз и аналогично маркируют третью фазу.
Во втором случае найденные концы фаз соединяют по три вместе и к полученным точкам подсоединяют миллиамперметр постоянного тока или прибор Ц-435, используя его как амперметр постоянного тока. Если при вращении ротора двигателя от руки стрелка прибора отклоняется, нужно поменять местами выводы одной из фаз. Если после переключения одной фазы стрелка будет отклоняться следует восстановить первоначальное положение переключённой фазы и поменять местами выводы другой фазы. В одном из трёх вариантов отклонение стрелки прибора прекратится, этим указывая на то, что все фазы соединены одноимёнными выходами. Вращать ротор при переключении выводов фаз нужно в одну сторону.
После ремонта электрические машины подвергаются испытаниям на ремонтном предприятии, объем которых зависит от типа машины и вида проведенного ремонта. Заключение о пригодности к эксплуатации дается не только на основании сравнения результатов испытания с нормами, но и по совокупности результатов проведенных испытаний и осмотров. Значения полученные при испытаниях параметров должны быть сопоставлены с исходными, а также с результатами предыдущих испытаний электрической машины. [7, с. 132]
4.2. Техника безопасности при ремонте электрических машин
При проведении планово-предупредительных работ, технического обслуживания, текущих и капитальных ремонтов электрических машин специалисту необходимо соблюдать технику безопасности при эксплуатации.
И в свою очередь должен знать следующее:
1. Выводы обмоток и кабельные воронки у электродвигателей должны быть закрыты ограждениями, снятие которых требует отвёртывания гаек или вывинчивания винтов. Снимать эти ограждения во время работы электродвигателя запрещается. Вращающиеся части электродвигателей: контактные кольца, шкивы, муфты, вентиляторы — должны быть ограждены.
2. Открывать ящики пусковых устройств электродвигателей, установленных в цехе, когда устройство находится под напряжением, разрешается для наружного осмотра лицам, имеющим квалификационную группу не ниже 4-ой.
3. Операции по включению и выключению электродвигателей пусковой аппаратурой с приводами ручного управления должны производиться с применением диэлектрических перчаток или изолирующего основания (подставки).
4. Включение и отключение выключателей электродвигателей производится дежурным у агрегатов единолично.
5. У работающего синхронного электродвигателя неиспользуемая обмотка и питающий его кабель должны рассматриваться как находящиеся под напряжением.
6. Работа в цепи пускового реостата работающего электродвигателя допускается лишь при поднятых щетках и замкнутом накоротко роторе.
Работа в цепях регулировочного реостата работающего электродвигателя должна рассматриваться как работа под напряжением в цепях до 1000В и производиться с соблюдением мер предосторожности. [8]
Шлифование колец ротора допускается проводить на вращающемся электродвигателе лишь при помощи колодок из изоляционного материала.
7. Перед началом работы на электродвигателях, приводящих в движение насосы или тягодутьевые механизмы, должны быть приняты меры, препятствующие вращению электродвигателя со стороны механизма (насос может работать как турбина, дымосос может начать вращаться в обратную сторону за счёт засоса холодного воздуха через трубу и т. д.). Такими мерами являются закрытие соответствующих вентилей или шиберов, их заклинивание или перевязка цепью с запиранием на замок (или снятием штурвала) и вывешиванием плакатов «Не открывать — работают люди» или расцеплением муфт.
Источник