3 Расчет производственной программы

Производственная программа проектируемого отделения определяется исходя из производственной мощности депо, для контроля принимаем поточный метод ремонта. Определяем параметры технологического процесса.

Режим выпуска электровоза из ремонта:

r= Nв/Fд об

где Nв – годовая норма ремонта электровозов Nв=1020

r=1020/3942,14=0,25 электровозов/час

Определяем фронт работы:

Фр= r · tв

где tв – простой электровоза в ремонте, принимаем tв=3,7суток=88,8часов;

Фр=0,25·88,8=22,2часа.

Определяем количество поточных линий:

пл=Фр/с·nв

где с – число позиций=8;

nв – количество электровозов на позиции = 1. Принимаем 3 линии.

пл=22,2/8·1=2,78

Исходя из опыта работы депо, на поточных линиях по ремонту электровозов организуют 6-10 позиций. Принимаем 10.

Определяем уточненный фронт работы:

Фр'=с · пв · пл

Фр'=8 · 1 · 3=24 электровоза

Исходя из параметров технологических процессов ремонта вагонов на потоке определяется производственная мощность участка по ремонту электровозов.

Му=Fд об · Фр'/tв

Му=3942,14·24/88,8=1065,44

Принимаем 1065 электровозов.

Тогда производственная программа проектируемого отделения будет составлять:

Nу=Му · п

где п – количество деталей на локомотиве-1, ремонтируемыхна участке.

Nу=1065 · 1=1065 тяговых электродвигателей.

4 Технологический процесс ремонта

Наиболеее распространенными неисправностями обмоток статора генераторов переменного тока и асинхронных электродвигателей являются обрывы выводных проводов и проводов секции обмотки, межвитковые замыкания и замыкания на корпус.

При коротком замыкании через короткозамкнутые витки, катушечную группу или катушку течет ток, который вызывает чрезмерный местный перегрев обмотки. Работа такой машины сопровождается сильным гудением и неравномерным распределением тока по обмоткам. В асинхронных двигателях поврежденную фазу находят, измеряя ток во всех трех фазах. Короткозамкнутые витки можно обнаружить при помощи электромагнита, питаемого переменным током, так же, как это осуществляется при определении короткозамкнутых витков или секции в обмотке якоря. Когда паз с короткозамкнутыми витками перекрывает стальная пластина, она начинает сильно вибрировать. Передвигая электромагнит по всему статору, можно проверить все секции.

Обрыв в обмотке, соединенной в «звезду», может быть обнаружен по отсутствию тока в одной из фаз. При соединении обмотки в «треугольник» ток в двух подведенных проводах, между которыми находится оборванная фаза, будет значительно меньше, чем в третьем проводе. Поврежденную фазу находят, пользуясь мегаомметром или контрольной лампой, предварительно отсоединив отдельные фазы друг от друга.

Замыкание на корпус можно обнаружить путем осмотра по повреждению изоляции обмотки или мегаомметром.

Чтобы найти место повреждения измеряют величину падения напряжения между отдельными частями обмотки и корпусом. Показания милливольтметра будут наименьшими при касании к двум концам поврежденной катушки. Замыкания на корпус устраняют, восстанавливая изоляцию или заменяя поврежденную катушку.

Ремонт обмоток статора

При обнаружении обрывов в фазах обмотки, межвитковых замыканий на корпус частично или полностью перематывают статор. Чтобы облегчить извлечение катушек из пазов и предохранить их от повреждений, статор нагревают до температуры 70-80 градусов Цельсия. Затем при помощи выколотки и деревянного молотка выбивают текстолитовые клинья, разрезают и снимают изоляцию межкатушечных соединений обмотки статора, разъединяют катушки, вынимают их из пазов. Пазы статоров очищают от старой изоляции, проверяют состояние стальных пакетов, зачищают заусенцы. Многовитковые катушки статора обмоток изготовляют путем намотки на шаблоны изолированного провода соответствующей марки. Для этого используют станок с двумя подвижными шаблонами. Шаблоны раздвигают и закрепляют в соответствии с размерами наматываемой катушки. Чтобы придать катушке новую форму, лобовые ее части изгибают в шаблонах по радиусу. Катушки крепят в пазах текстолитовыми клиньями, забиваемые деревянным молотком.

Соединяют катушки, заложенные в пазы, пайкой или сваркой оплавлением. Сварка оплавлением может быть применена для соединения проводов диаметром от 0,8 миллиметров и выше. Свариваемые концы проводов предварительно скручивают и соединяют с одним из зажимов понижающего трансформатора, к другому зажиму присоединяют угольный электрод. Когда угольным электродом касаются скрутки, концы проводов оплавляются и свариваются. Для пайки проводов твердыми припоями используют паяльные клещи. В этом случае очищенные и облуженные концы соединяемых проводов вводят между электродом и клешней, разогревают до темно-красного свечения и спаивают медью.

Технология ремонта обмоток ротора

У асинхронных двигателей с фазовым ротором неисправности обмотки ротора обнаруживают и устраняют так же, как и в обмотке статора. Повреждения обмотки роторакороткозамкнутых электродвигателей наиболее часто возникают в местах соединения роторных стержней с короткозамыкающими кольцами. Иногда встречаются обрывы и подгорания стержней ротора. Наличие трещин или обрывов в короткозамкнутых стержнях ротора в собранной машине устанавливают следующим образом: к обмотке статора подводят пониженное напряжение от трансформатора и в одну из фаз обмотки включают амперметр. Если в стержнях ротора нет трещин и обрывов, амперметр при медленном вращении не имеет своего показания, небольшие отклонения стрелки амперметра в любую сторону указывают на наличие малых трещин, значительные отклонения стрелки свидетельствуют о том, что в роторе имеется полный обрыв одного или нескольких стержней. Небольшие трещины в короткозамыкающих кольцах из алюминиевого сплава запаивают припоем, состоящим из 63 процента олова, 33 процента цинка и 4 процента алюминия. Температура плавления этого припоя 380 градусов Цельсия. Роторы с большим количеством трещин, а также с обрывами стержней ремонтируют в специализированных мастерских.

Сушка обмоток и пропитка

Волокнистые изоляционные материалы, применяемые в электрических машинах и аппаратах (ткани, ленты, оплетка проводов, электрокартон) обладают гидроскопичностью, то есть способностью впитывать влагу из окружающей среды. Поэтому электрическая прочность изоляции, обмоток электрических машин и аппаратов, эксплуатирующихся в условиях повышенной влажности, снижается. Состояние изоляции обмоток определяется ее сопротивлением, которое для электрических машин и аппаратов, устанавливаемых на электровозах (кроме высоковольтной аппаратуры) должно быть не менее 0,5 мегаом. При уменьшении сопротивления изоляции ниже этого значения обмотки машины или аппараты сушат пропускаемым по ним током, горячим воздухом или инфракрасными лучами.

Чтобы повысить надежность электрических машин и аппаратов, их обмотки пропитывают специальным изоляционным лаком после каждого ремонта, а также после сушки машины. Технология пропитки предусматривает предварительную сушку изоляции обмотки, пропитку ее изоляционным лаком и окончательную сушку после пропитки. Лак заполняет поры изоляции и пустоты в обмотке (изоляция становится монолитной), предохраняет обмотку от повреждений и хорошо проводит тепло. Изоляцию якорных обмоток пропитывают вакуумным способом или погружением якорей в ванну с лаком 1-2 раза для якорей, не проходящих перемотки, и не менее 2 раз для перемотанных якорей. Якоря, пропитанные термореактивным лаком, не подвергавшиеся перемотке, пропитывают только при капитальном ремонте. После пропитки и сушки на еще горячие катушки электрических машин и аппаратов и на лобовые части обмотки якоря и статора наносят слой покровного лака или эмали и подвергают сушке в течение 5-10 часов до исчезновения отлипа. Покровные лаки создают на поверхности обмотки механически прочный, влагонепроницаемый и маслостойкий слой, защищающий изоляцию от повреждений.

Балансировка якорей и роторов

После ремонта вращающихся частей электрических машин нарушается их балансировка вследствие неравномерного распределения пропиточного лака и олова, несимметричного расположения лобовых частей обмотки и эксцентричной посадки вентилятора. Нарушение балансировки вызывает вибрацию машины, ускоряющую износ ее подшипников и работающих с ней механизмов, ослабление элементов крепления, шум и дополнительные потери энергии. Чтобы обеспечить работу электрической машины без вибраций, ротор в сборе, то есть со всеми вращающимися частями (вентилятором, коллектором) после пропитки изоляции, бандажирования и протачивания коллектора, балансируют путем добавления или перемещения балансировочных грузов или высверливания части металла. При использовании в качестве груза свинца его забивают в специальные канавки, профиль которых имеет форму ласточкиного хвоста.

Различают статическую и динамическую балансировку. Динамическую балансировку выполняют на специальном балансировочном станке, опорные подшипники которого находятся на пружинах. Установленный для проверки несбалансированный ротор начинает вместе с подшипником вибрировать. Чтобы определить место нарушения баланса один из подшипников закрепляют неподвижно, тогда другой при вращении продолжает вибрировать. К ротору подводят иглу индикатора, которая отметит место наибольшей вибрации ротора. После этого ротор вращают в противоположную сторону с той же скоростью и тем же способом получают вторую отметку. Утяжеленная часть ротора находится в середине расстояния между двумя метками. В диаметрально противоположной точке закрепляют балансировочный груз или высверливают отверстие между метками. Аналогичным образом, закрепляя второй подшипник и освобождая первый, балансируют ротор со стороны второго подшипника. Для проверки балансировки ротора собранную электрическую машину устанавливают на гладкую металлическую плиту. В случае правильной балансировки при нормальной скорости вращения машина не будет перемещаться по плите.

Испытание электрических машин

Для определения качества ремонта собранные электрические машины испытывают. Программа и методика испытаний должны соответствовать действующим инструкциям и другой нормативной документации. Испытания собранных после ремонта машин производится по следующей программе: измерение сопротивления изоляции всех обмоток относительно друг друга и корпуса машины, измерение сопротивления обмоток в холодном состоянии, испытание электрической прочности изоляции обмоток и изоляции между витками, проверка в режиме холостого хода, на повышенную частоту вращения, проверка номинальных характеристик машины, испытания на кратковременную перегрузку по току.

При испытании электрических машин измеряют сопротивление изоляции между каждой из обмоток и корпусом машины, а также между каждой парой обмоток. Сопротивление изоляции для машин на напряжение до 100 вольт должно быть не ниже 0,5 мегаом, а при напряжении свыше 100 вольт – 1 мегаом. При проведении этих испытаний в машинах постоянного тока предварительно отключают конденсаторы системы защиты от радиопомех. Сопротивление обмоток электрических машин измеряют в холодном состоянии одним из двух методов: амперметром и вольтметром или измерительным мостом.

Испытание электрической прочности изоляции обмоток электрических машин проводят в высоковольтной камере переменным током частотой 50Гц в течение 1 минуты. В процессе испытания напряжение поднимают плавно, так, чтобыоно достигло номинального в течение 15-20 секунд, так же плавно и понижают напряжение. Генераторы испытывают на стенде. Генераторы устанавливают на раме стенда и приводят во вращение от электродвигателя через промежуточный вал стенда. В зависимости от конструкции их вращают с помощю плоского, клиновидного ремня или приводного карданного вала. Стенд позволяет подвешивать генераторы в таком же положении, в котором они работают на электровозе. Для питания электродвигателей предусмотрен электромашинный преобразователь, в некоторых конструкциях электродвигатели сочленяются с промежуточным валом стенда с помощью механического вариатора. Провода от испытуемого генератора подключают к зажимам распределительной колонки. Пульт управления представляет собой металлический шкаф, в котором размещены электроизмерительные приборы, нагрузочный реостат, коммутационные и пускорегулирующие аппараты и приборы защиты. На стенде также можно испытывать вместе с генератором регуляторы напряжения, реле обратного тока и другую регулирующую аппаратуру. Эту аппаратуру устанавливают на стойку. Стендовые испытания генераторов проводят в режиме холостого хода, при повышенной частоте вращения и при номинальной нагрузке. В режиме холостого хода проверяют правильность сборки генератора, отсутствие перекосов и заедания вращающихся частей, нагрев подшипников и проверяют работу перекидной траверсы. Испытания проводят в течение 5-10 минут.

Чтобы проверить надежность межвитковой изоляции обмотки якоря в генераторе постоянного тока или обмоток статора в генераторе переменного тока, напряжение генератора, работающего в режиме холостого хода, увеличивают на 30 процентов по сравнению с номинальным. При таком напряжении машина должна работать 5 минут. Во время этого испытания от генератора переменного тока следует отключить выпрямитель. Испытание на повышенную частоту вращения проводят для проверки механической прочностидеталей генератора, качества пайки между обмоткой якоря и пластинами коллектора, работы подшипников и характера коммутации (степень искрения на коллекторе). Во время этого испытания генератор работает в режиме холостого хода в течение 2 минут при частоте вращения на 20 процентов больше, чем наибольшая рабочая. При этом испытании искрение на коллекторе должно быть не выше класса 1,5.