Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Подвижной состав железных дорог. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
.pdf
танавливают баланс измерительного моста переменным резистором
«Баланс», при этом измерительный прибор должен показывать нуль. После
настройки, щуп прибора устанавливают между пружиной и щёткой, и по
стрелочному индикатору определяют нажатие. Нажатие следует определить
для всех щёток щёткодержателя.
Качество притирки щёток определяют визуально по площади прилега-
ния после того как щётка извлечена из щёткодержателя.
Зазор между щёткой и щёткодержателем определяют путем ввода
пластины щупа между широкой стороны щётки и гнездом корпуса щёткодержателя.
Зазор между щёткодержателем и петушками измеряют штангенцирку-
лем или линейкой, предварительно сдвинув якорь в сторону щёткодержателя.
Зазор между щёткодержателем и рабочей поверхностью коллектора
измеряют щупом в крайних точка щёткодержателя и по разности замеров
судят о перекосе щёткодержателя.
Расстановку щёток на физической нейтрали проверяют прибором КПЭМ
следующим образом. Подключают выход генератора сигналов к обмотке
возбуждения, а измеритель - к разнополярным щёткам. Включают генератор,
при этом должен загореться индикатор замыкания исследуемой цепи.
Включают измеритель. Устанавливают переключателем «чувствительность»
необходимый уровень. Поворотом траверсы со щётками добиваются
минимального показания измерительного прибора. Переключают измеритель
на более чувствительный диапазон и подрегулируют положение траверсы.
После настройки отключают генератор сигналов и измеритель.
Данная проверка не выполняется для тепловозных ТЭД, так как крон-
штейн щёткодержателя вварен в остов ТЭД и изменить положение траверсы
нельзя.
Отчет по лабораторной работе: «Проверка качества сборки
тягового электродвигателя»
1. Технология сборки ТЭД
Электродвигатель собирают при горизонтальном положении остова. В
гнезда подшипниковых щитов монтируют наружные кольца вместе с
роликами ранее подобранных подшипников. Монтируют на остове малый
подшипниковый щит, перед установкой щита горловину остова нагревают
индукционным нагревателем до 120-140 0С.
31
После закрепления подшипниковых щитов и установки и закрепления
крышек моторно-осевых подшипников на остове контролируют радиальные
зазоры в подшипниках и между сердечниками якоря и полюсов, торцовое
биение наружных колец обоих роликовых подшипников, радиальное биение
коллектора и другие величины и сравнивают их с допускаемыми. Осевой
разбег якоря в подшипниках регулируют изменением толщины упорной
шайбы.
1.1. Регулировка положений щёткодержателя
Безыскровой работы разъемных скользящих поверхностных контактных
соединений (щётка-коллектор) можно добиться, смонтировав
щёткодержатели в остове так, чтобы промежутки между ними по окружности
были одинаковыми (с разницей не более ±1 мм), а щёткодержатели
располагались на физической нейтрали, т.е. продольные оси щёток примерно
совпадали с осями сердечников главных полюсов(допустимое отклонение 1,8
мм).
Нижняя плоскость окон каждого щёткодержателя должна быть
параллельна образующей коллектора и располагаться перпендикулярно
плоскости, проходящей через продольную ось и ось коллектора.
Зазор между нижней плоскостью окон и коллектором должен быть
равномерным в пределах 2-4 мм. Его допустимое отклонение по длине
щёткодержателя до 0,5 мм.
Сбегающие края всех щёток должны располагаться на одной пластине.
Правильная ориентация щёткодержателя обеспечивается за счет его
сдвига на кронштейн.
1.2. Подбор щёток и их притирка
Щётки, устанавливаемые на одну машину, должны быть новые, одной
марки или с разницей в высотах не более 5 мм (для текущего ремонта).
Желательно машину укомплектовать щётками не только одной марки, но и
изготовления одного завода.
Разница в контактном нажатии щёток одного щёткодержателя
допускается не более 3 Н. Контактное нажатие измеряют динамометром.
1.3. Контроль качества сборки и стендовые испытания
Стендовые испытания тяговых электродвигателей предусматривают
проверку сопротивления изоляции и активного сопротивления проводников
обмоток в холодном состоянии, обкатку на холостом ходу, проверку на
нагревание, частоты вращения и реверсирования, проверку на повышенную
32
частоту вращения, коммутации, испытание электрической прочности
№
Параметры
ТЭД
Размеры параметров, мм
После
изготовления
После
заводского
ремонта
После
текущего
ремонта
Эксперимент
альный ТЭД
1
Осевой разбег
якоря
0,2-0,4
0,2-0,6
0,2-0,6
2
Радиальный
зазор опорного
подшипника
0,09-0,16
0,09-0,22
0,09-0,25
3
Радиальный
зазор опорно-
упорного
подшипника
0,05-0,11
0,05-0,17
0,05-0,19
4
Зазор под
главными
полюсами
10
9,5-10,5
9,5-10,5
5 Зазор под
дополнительн
ым полюсом
7
6,5-7,5
6,5-7,5
6
Биение
коллектора
якоря
0,03
0,04
0,07
изоляции. Контрольные проверки и испытания тяговых электродвигателей
ведутся на типовых стендах.
1.4. Контроль основных параметров при сборке ТЭД
Таблица 5.1 - Основные параметры сборочных узлов ТЭД
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Выводы:______________________________________________________
33
Контрольные вопросы
1. Как проверить осевой разбег якоря?
2. Как отрегулировать осевой разбег якоря?
3. К каким неисправностям приводит эксплуатация ТЭД с предельным
биением коллектора?
4. Как влияет на работу ТЭД разное нажатие щёток на коллектор?
5. К чему может привести заниженный радиальный зазор в подшипнике?
6. К каким неисправностям приводит завышенный и заниженный зазор
между щёткодержателем и петушками?
7. Почему между подшипниковым щитом и остовом зазор не должен
иметь место, а между крышкой подшипника и подшипниковым щитов зазор
обязателен?
Ответы на контрольные вопросы
1. Как проверить осевой разбег якоря?
Для измерения осевого разбега якоря его сдвигают в одну из сторон, а на
торец оси устанавливают ножку индикатора специального приспособления.
Выбирая зазор в противоположную сторону по шкале индикатора,
фиксируют величину осевого разбега
2. Как отрегулировать осевой разбег якоря?
С помощью обточки определенного торца нажимной шайбы,
устанавливаемой на вал якоря.
3. К каким неисправностям приводит эксплуатация ТЭД с предельным биением
коллектора?
Повышенное биение коллектора на валу якоря приводит к увеличенной
вибрации щёток при вращении якоря, что усиливает искрообразование, и как
следствие, приводит к повышенному выделению тепла и сокращению
ресурса работы щёток и электродвигателя в целом.
4. Как влияет на работу ТЭД разное нажатие щёток на коллектор?
Нажатие отдельных щёток на коллектор не должно отличаться более чем на
10% от среднего значения, иначе через щётки с большим нажатием будет
проходить значительно больший ток, чем через все остальные. Это приводит
к повышенному их нагреву, а также неравномерному износу коллектора.
5. К чему может привести заниженный радиальный зазор в подшипнике?
К заклиниванию тел качения
6. К каким неисправностям приводит завышенный и заниженный зазор между
щёткодержателем и петушками?
34
7. Почему между подшипниковым щитом и остовом зазор не должен иметь
место, а между крышкой подшипника и подшипниковым щитов зазор
обязателен?
Литература
1. Попов В.Г. Техногенное воздействие высокоскоростного
железнодорожного транспорта на окружающую среду [Текст] / В.Г.
Попов, Ф.И. Cухов // Методические указания – М.: МИИТ, 2009. - 120 с.
2. ГОСТ Р-50952-96 Тепловозы. Экологические требования. Основные
положения [Текст]. – Введ. 1997-07-01. – М.: Госстандарт, 1996. - 7 с.
3. Кузьмич В.Д. Локомотивы. Общий курс [Текст] / В.Д. Кузьмич, В.С.
Руднев, Ю.Е. Просвиров // Учебник.- М.: ФГОУ «Учебно-методический
центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2011. - 582 с.
35
Лабораторная работа №6
№№
пп
Высота
щётки, мм
Давление, г/см
2
При рулонной пружине
нажатие на щётку
При цилиндрической
пружине нажатие на щётку
1
20
180
160
2
25
200
180
3
30
200
200
4
35
200
200
5
40
220
240
Контроль технического состояния коллекторно-щёточного узла
ТЭД ЭД-118А
Цель работы. Экспериментальное исследование стабильности нажатия
на щётку для щёткодержателя при изменении высоты щётки по мере ее
износа.
Подготовка к работе
1. Изучить теоретическую часть лабораторной работы.
2. Подготовить стенд к работе.
3. Подготовить таблицу для записи результатов замеров.
Таблица 6.1 – Зависимость давления на щётку от ее высоты.
Теоретическая часть
Основное назначение электрического скольжения контакта состоит в
обеспечении возможности прохождения тока между перемещающимися друг
относительно друга частями электрической машины, прибора, аппарата. В
коллекторной электрической машине скользящий контакт осуществляется
между коллектором и щёткой, связывающим звеном которых является
щёткодержатель.
Велико влияние вибрации на токораспределение как между
одноименными щёткодержателями, так и щётками одного щёткодержателя.
Если неравномерное токораспределение между одноименными
щёткодержателями можно объяснить коммутационным фактором, то
токораспределение между щётками одного щёткодержателя, в
36
коммутационном отношении работающими в одинаковых условиях, может
быть более точно объяснено изменением сопротивления щёточного контакта.
Механические факторы, влияющие на качество токосъема тягового
электродвигателя, можно разделить на факторы, связанные с внешними
механическими воздействиями, и факторы, зависящие от состояния самой
машины. К первым можно отнести: динамические воздействия на щёточный
аппарат, вызванные неровностями пути; воздействия, вызванные неблагоприятным износом щёток из-за особенностей условий движения
локомотива; воз действия, вызванные ненормальным состоянием
механической части локомотива. Например, выбоина на бандажах тяговой
передачи, загрязнения рабочей поверхности коллектора и щёток внешними
загрязнителями.
К причинам, связанным с состоянием самого тягового электродвигателя
можно отнести: искажение правильной формы рабочей поверхности
коллектора, вибрации и биения, вызванные несбалансированностью якоря,
состояние подшипников и т. п., а также недостатки конструкции, установки и
регулировки щёточного аппарата.
Несомненно, что правильный выбор конструкции щёткодержателя (его
нажимного устройства) оказывает большое влияние на формирование
механических условий токосъема.
При этом важное значение имеют; соотношение размеров, механические
свинства щёток, способ нажатия на них, жесткости нажимного устройства,
так как от этого зависит величина давлении пружины на щётку, влияющая на
переходное падение напряжения. С увеличением давления пружины на
щётку величина переходного падения напряжения снижается вначале
быстро, потом медленно. Чрезмерное увеличение давления сильно
увеличивает износ щёток. Недостаточное давление на щётки резко ухудшает
коммутацию.
Характеристики щёткодержателя с цилиндрическими пружинами для
ТЭД локомотивов свидетельствуют, что с изменением рабочей высоты щётки
давление на нее нажимного механизма щёткодержателя изменяется.
Все большее применение находят щёткодержатели с рулонными
пружинами. Главная особенность этих щёткодержателей состоит в
постоянном и независимом от рабочей высоты щётки давлении на нее.
На графике (рисунок 6.1.) представлены сравнительные характеристики
пружинного механизма щёткодержателя с рулонной пружиной (1) и
щёткодержателя с обычной цилиндрической пружиной растяжения (2).
Сопоставление приведенных характеристик дает четкое представление о
преимуществах рулонных пружин.
37
Рисунок 6.1 - Зависимость давления на щётку Р от ее высоты hщ:
1 - характеристика нажимного усилия на щётку для щёткодержателя с
рулонной пружиной постоянного давления; 2 - характеристика нажимного
усилия на щётку для щёткодержателя с цилиндрической пружиной
растяжения.
Для нормальной работы электрических машин необходимо, чтобы
щёткодержатели обеспечивали постоянное по величине и направлению
нажатие на щётку по мере ее износа.
При этом величина удельного нажатия для тяговых двигателей с опорнорамной подвеской должна быть не менее 0,300 кгс/см2, С опорно-осевой -
0,350 – 0,450 кгс/см2, а для генераторов - не менее 0,250 - 0,350 кГс/см
2
Износ щёток без тока в обычных атмосферных условиях весьма мал и
определяется в основном механическим зацеплением неровностей
контактирующих поверхностей, молекулярным взаимодействием их и
фрикционным окислением. Ток, проходящий в контакте, увеличивает износ
за счет повышения шероховатости коллектора. Это происходит в связи с
повышением температуры в точках непосредственного контакта между щёткой и коллектором, приводящим к расплавлению металла коллектора и
образованию металлических мостиков в этих точках.
Наличие электрического поля в контакте между щёткой и коллектором
вызывает перемещение ионов меди к катодно-поляризованной щётке.
Осаждающаяся на контактной поверхности медь интенсивно окисляется. Эти
окислы оказывают абразивное воздействие на поверхность коллектора,
увеличивая его шероховатость. Так как электрическое поле под анодной щёткой имеет противоположное направление, то переноса меди на щётку не
38
происходит. Этим обстоятельством объясняются полярные различия износа
щёток, работающих на раздельном следе. На общем следе износ щёток
разной полярности практически одинаков.
Повышение плотности тока, как правило, приводит к пропорциональному увеличению износа щёток. Однако при большом износе его
продукты создают своеобразную «смазывающую» прослойку между щёткой
и коллектором. Поэтому при повышении плотности тока износ щёток может
и не возрастать.
Увеличение скорости вращения коллектора приводит к усилению
воздействия на щётку образуемого под ней «воздушного клина», что
равносильно снижению нажатия на щётку. Если при этом нет искрения, то
износ уменьшается. Искрение в контакте существенно повышает износ в том
случае, если напряжение между щёткой и коллектором в момент разрыва
контакта достаточно для возникновения дугового разряда. (Для щёточных
материалов на сажевой и коксо-сажевой основе типов Э174, ЭГ74А, ЭГ61 это
напряжение составляет 23— 28В).
Увеличение износа щёток при искрении объясняется повышением
шероховатости коллектора, сгоранием и распылением щёточного материала в
дуге, а также ослаблением структуры щёточного материала.
Зависимость износа щёток от величины нажатия на них имеет сложный
характер, обусловленный механическими, электрическими и
электроэрозионными процессами. На основании коллекторных и даже
стендовых испытаний тяговых электродвигателей трудно предопределить
величину износа щёток в эксплуатации, так как износ может изменяться в
зависимости от профиля пути, времени года, качества обслуживания и ремонта и т.п. Средний износ щёток марки ЭГ2А на тепловозах составляет 1,5
мм на 10000 км пробега.
Наиболее интенсивный износ коллектора наблюдается при искрении в
контакте, особенно когда оно сопровождается дугообразованием. Поэтому
для снижения износа коллектора очень важно обеспечить хорошие условия
коммутации электрической машины путем выбора соответствующей марки
щётки и настройки коммутации.
Влияние на износ оказывает искрение, вызываемое механическими
причинами. Искрение на стыках рельс, стрелочных переводах и других
неровностях пути приводит к увеличению износа щёток по сравнению с
работой в стационарных условиях на 30—50%. Наиболее резко
увеличивается износ щёток и коллектора при повышенном износе зубчатой
передачи, различных дефектах контактной поверхности коллектора. Эксцентриситет коллектора меньше сказывается па работе узла токосъема.
39
Однако увеличение его свыше определенных пределов также приводит к
резкому возрастанию износа. Так, например, при увеличении биении
коллектора электродвигатели с 0,04 до 0,2 мм износ щёток марки ЭГ61
возрастает с 2,1 до 4,0 мм па 10 тыс. км пробега.
Часто поверхность коллектора может быть цилиндрической, а ось
цилиндра не совпадать с осью вращения. Это может быть следствием изгиба
вала, проточки поверхности коллектора в неправильных центрах, а у тяговых
генераторов еще и из-за неправильного сочленения с коленчатым валом
дизеля. Перечисленные дефекты поверхности коллектора отрицательно
сказываются па работе коллекторно-щёточного узла.
Проведение эксперимента на реальном ТЭД ЭД-118 тепловозов типа
2ТЭ10М и 2ТЭ116
Измерение силы нажатия нажимного устройства производится
следующим образом. Щёткодержатель жестко крепится к подвижной
направляющей, которая позволяет перемещать щёткодержатель в
вертикальном направлении вверх и вниз. В щёткодержатель вставляются
щётки и на них опускается нажимной элемент (рулонная пружина или
нажимной палец), Усилие нажимного элемента через щётку передается на
пластинчатый прогибомер, при деформации которого изменяется омическое
сопротивление активного тензодатчика.
Величина деформации, соответствующая силе нажатия нажимного
элемента фиксируется по стрелочному индикатору.
Снятие показаний стрелочного прибора производится при
фиксированной высоте щётки. Вначале щёткодержатель со щётками
устанавливается в верхнее положение, при котором щётки находятся в самом
нижнем положении относительно корпуса щёткодержателя. Опуская
щёткодержатель вниз, фиксируется высота щётки и показания стрелочных
приборов. Изменение высоты щётки производится дискретно с шагом 5 мм.
Достигнув крайнего нижнего положения (зазор между корпусом
щёткодержателя и балочкой 3± 1 мм), щёткодержатель поднимается вверх;
через каждые 5 мм подъема корпуса фиксируется высота щётки и показания
приборов. Подъем корпуса щёткодержателя эквивалентен процессу
изменения высоты щётки по мере ее износа.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]