МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный аэрокосмический университет
имени академика М. Ф. Решетнева»
(СибГАУ)
АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Рассмотрено на заседании цикловой комиссии специальных дисциплин специальности 140448 и рекомендовано к применению _____________ (Кашко Г.И.) «_____» _____________2014_г.
Методическое пособие
Для самостоятельного изучения тем
«Условия работы электрооборудования» и
«Виды износов и повреждений электрооборудования»
по междисциплинарному курсу МДК.01.02. «Основы технической эксплуатации и обслуживания электрического и электромеханического оборудования»
Для специальности 140448 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»
2014 г.
При работе на электрооборудование действуют разнообразные факторы, которые в совокупности называются условиями работы электрооборудования.
Факторы, которые могут повлиять на исправность оборудования:
конструктивные, производственные, монтажные, эксплуатационные
Конструктивные факторы
установка в устройство малонадежных элементов;
недостатки схемных и конструктивных решений, принятых при проектировании;
применение комплектующих элементов, не соответствующих условиям эксплуатации
Монтажные факторы
применение непроектных решений и материалов
слабое крепление узлов и деталей, токоведущих частей
обрыв из-за монтажа с натяжкой
нарушения при монтаже муфт, воронок, перчаток
неправильная стрела провеса
трещины шин
несбор в жгуты и кондуиты
неустановка пружинных конструкций
перекос в муфтах приводов
ошибки прессовой и горячей посадки
Эксплуатационные факторы
Ударно-вибрационные нагрузки
Динамические нагрузки:
Сильные удары в начале или в конце движения или вращения: неплавный пуск, большие зазоры в приводе, рывок груза на тросе, срыв в боксование и резкий выход из него, проскальзывание и восстановление сцепления в муфтах и т.п.
Периодические удары в процессе работы при сильной неравномерности нагрузки, при движении по неровностям, при частичном заклинивании механизма.
Вибрация и толчки при работе из-за небаланса двигателя или приводимого механизма, от движения по неровностям, от пульсирующей нагрузки, от повышенного износа деталей.
Ударные электродинамические усилия под действием токов КЗ на токоведущие части.
Механические перегрузки
Вес конструкции узла, сопрягаемых механизмов
Накопление массивов внешних веществ – снег, лед, технологическая пыль
Квазистатические и динамические ветровые нагрузки
Нагрузки при периодических режимах работы
Частые пуски двигателей связаны с кратными бросками токов, возможно длительными
Механические и электрические торможения дают рывки в приводе, значительные перегрузки по току, броски напряжения
Переключения в цепях, срабатывание защитных аппаратов приводят к коммутационным перенапряжениям и броскам тока
Статические и квазистатические перегрузки по току
Постоянное воздействие повышенного или пониженного уровня напряжения сети
Воздействие электрической дуги в рабочем или аварийном режиме
Воздействие наведенного напряжения
Температура устройства за пределами паспортных значений
Низкая температура воздуха
Высокая температура воздуха
Неисправность системы охлаждения
Перегрев недопустимыми токами
Перегрев допустимыми токами при плохом контакте в цепи
Перегрев от смежных устройств
Перегрев при несоблюдении режима эксплуатации
Перегрев из-за воздействия внешних магнитных полей
Увлажнение элементов устройств
Высокая влажность среды
Колебания температуры с переходом через ноль
Пыль
повышенный износ поверхностей трения
повышение переходного сопротивления контактов
Агрессивная среда
Химически активная атмосфера
Биологическая среда
Эксплуатационные факторы
Преднамеренная перегрузка
Эксплуатация в нерасчетных режимах (например, отключение разъединителей под током)
Ошибки в переключениях, приводящие к перенапряжениям
Нарушение регулировок защитных и коммутационных аппаратов
Последствия выхода из строя другого электрооборудования
Выход из строя смежного оборудования, например, для электрических машин
Неисправности рабочего заземления, включение напряжения на не убранное рабочее заземление
Нарушения технологии технического обслуживания, ошибочные замыкания, например, инструментом
Недостаток смазки, ее засорение или старение
Хулиганство, кража проводников из цветных металлов, нарушения габаритов при работах в охранной зоне
Виды износов и повреждений электрооборудования и причины их возникновения
Виды механического изнашивания
Механический износ - процесс постепенного разрушения поверхностей деталей при относительном движении.
Контактируемые поверхности деталей машин характеризуются микрорельефом, который в начальный момент работы узлов трения определяет площадь фактического контакта. В процессе эксплуатации под действием рабочих нагрузок и деформаций образуется рабочий рельеф, состоящий из впадин и выступов. Их размеры зависят от внутреннего строения материалов деталей и процессов пластической деформации. При относительном движении в поверхностных слоях контактируемых деталей возникают упругопластические деформации, вызывающие появление вторичных (физических, химических, механических) процессов.
Выделяют пять основных видов механического износа:
1. Износ схватыванием первого рода (холодный задир)
наблюдается при трении скольжения. Характеризуется возникновением адгезионных связей между деталями. Условия возникновения:
малая скорость относительного движения (до 1 м/с для узла, состоящего из двух стальных деталей);
высокое давление, превышающее предел текучести на площадках фактических контактов;
отсутствие смазки или защитной плёнки окислов между трущимися деталями;
низкая температура нагрева поверхностных слоев - до 100 °С.
Механизм разрушения определяется взаимодействием рабочих рельефов при давлениях, превышающих предел текучести, сопровождается интенсивными пластическими деформациями, в результате которых разрушаются плёнки окислов и вскрываются химически чистые металлические поверхности. Пластические деформации способствуют максимальному сближению деталей и образованию в поверхностных слоях текстур из предельно деформированных кристаллов, расположенных по направлению относительного смещения деталей. Если расстояния предельно малы и соизмеримы с размерами атомных решеток, то между ориентированными кристаллами двух деталей появляются металлические связи. Дальнейшее смещение деталей приводит к упрочнению металла в местах образования связей. При предельных значениях твёрдости и хрупкости металлические связи разрываются.
Проявление. На контактной поверхности детали из менее прочного материала образуются хаотически расположенные вырывы, а на детали из более прочного материала - налипания. Налипшие частицы высокой твёрдости способствуют развитию вторичных процессов местной пластической деформации и микрорезанию поверхностей трения. Скорость изнашивания деталей 10-15 мкм/ч. Силы трения определяются геометрическими характеристиками рабочих рельефов, площадью контактных поверхностей и прочностью металлических связей. Коэффициент трения чрезвычайно высок - 4-6 единиц.
Разрывы металлических связей могут привести к увеличению площади фактических контактов и уменьшению давления на поверхность трения. Если давления станут ниже предела текучести, то интенсивность пластических деформаций снизится, на деталях появятся устойчивые плёнки окислов и износ схватыванием I рода перейдёт в окислительный.
Такому износу подвергаются детали конвейеров, тихоходных передач, шарниры рычагов управления, детали шлицевых соединений и кулачковых муфт.