СОДЕРЖАНИЕ РЕМОНТОВ. РАЗБОРКА И ДЕФЕКТАЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
Введение
В зависимости от массы, размеров, а также от характера ремонта электрические машины ремонтируются на месте или направляются на ремонтное предприятие [1,4].
Приемка в ремонт производится по акту, в котором, кроме паспортных данных машины и предполагаемого объема ремонта, указываются технические требования, которым должна удовлетворять машина после ремонта: мощность, напряжение, частота вращения, энергетические показатели и др. В ремонт принимаются только комплектные электрические машины, имеющие все основные узлы и детали, включая старые обмотки. Не ремонтируются машины с разбитыми корпусами и подшипниковыми щитами и со значительным (более 25 %) повреждением магнитопроводов.
1. Содержание ремонтов
Технические условия ремонта. Ремонт должен выполняться качественно, обеспечивающий эксплуатационную надежность, а технические показатели должны соответствовать стандартам и нормам. Отремонтированная машина снабжается всеми деталями, подшипники качения заполняются смазкой. Корпус окрашивается, концы валов покрываются консервационной смазкой.
Ремонтное предприятие должно гарантировать безотказную работу машины в течение одного года при соблюдении условий транспортировки, хранения и эксплуатации.
Выходные концы обмоток маркируются в соответствии со стандартом, а к корпусу машины крепится новый щиток с указанием предприятия, проводившего ремонт, даты выпуска из ремонта и технических данных машины.
Текущий ремонт. Применяется для машин, находящихся в эксплуатации или резерве, в сроки, обусловленные графиком ППР. Текущий ремонт проводится на месте установки машины с ее остановкой и отключением. Если для ремонта требуются сложные приспособления и значительное время, то он проводится специализированным предприятием.
Выполняются следующие работы: чистка наружных поверхностей машины; проверка состояния подшипников качения, их промывка и замена (при увеличенных радиальных зазорах); проверка системы принудительной смазки в подшипниках; чистка вентиляционных каналов, обмоток статора и ротора, коллекторов и контактных колец; устранение повреждений изоляции; сушка обмоток и покрытие их при необходимости эмалями, шлифовка контактных колец и коллекторов; регулировка щеточного механизма и систем защиты; сборка машины и проверка на холостом ходу и под нагрузкой; испытания и сдача в эксплуатацию с отметкой в документации.
Капитальный ремонт. Применяется для машин, находящихся в эксплуатации, в сроки, обусловленные графиком ППР или по результатам профилактических испытаний.
Капитальный ремонт проводится для полного восстановления ресурса электрической машины с восстановлением или заменой всех изношенных или поврежденных узлов и заменой обмоток.
Выполняются следующие работы:
· текущий ремонт; проверка воздушного зазора между статором и ротором; проверка осевого разбега ротора и зазоров между шейкой вала и вкладышем подшипника скольжения;
· разборка машины и мойка механических узлов; чистка коллектора, контактных колец, щеточного механизма; дефектация узлов и деталей;
· ремонт корпуса, подшипниковых щитов, магнитопроводов (заварка трещин, восстановление резьбовых отверстий, восстановление посадочных мест в корпусе и щитах), удаление замыканий между отдельными листами сердечников статора и ротора, устранение распушения листов, восстановление прессовки, ремонт выгоревших участков); ремонт вала (устранение прогиба, восстановление посадочных отверстий);
· извлечение старых, изготовление и укладка новых обмоток; сборка и пайка (сварка) электрических схем; пропитка и сушка обмоток;
· сборка машины, проведение приемосдаточных испытаний.
При капитальном ремонте производят замену подшипников качения, выработавших свой ресурс. Следует помнить, что ущерб от отказа подшипника существенно больше стоимости самого подшипника.
Обмотки провода повторно не используются, поскольку извлечь провод без повреждения невозможно. После извлечения они передаются на переплавку. Высоковольтные обмотки из прямоугольного провода могут использоваться повторно после замены изоляции.
2. Предремонтные испытания
Целью испытаний является определение характера дефектов поступивших во внеплановый ремонт электрических машин. Встречаются случаи, когда исправная машина по ошибке отправляется в капитальный ремонт.
Последовательность испытаний машин малой мощности:
· определение состояния машины путем внешнего осмотра;
· измерение сопротивления изоляции обмоток;
· определение сопротивления обмоток постоянному току;
· проверка легкости вращения вала машины от руки;
· проверка работы на холостом ходу.
Крупные машины перед капитальным ремонтом испытывают на месте установки. Объем испытаний зависит от конструкции машины и условий ее эксплуатации. Измеряются вибрации, температура узлов машины (обмотки, магнитопровода, подшипников); температуру воздуха и воды на входе и выходе из воздухоохладителя и др. После остановки машины измеряют сопротивление изоляции, величину воздушного зазорa, биение контактных колец и коллектора. Полученные данные сравнивают с данными испытаний, полученными при предыдущем ремонте.
Рис. 1
До ремонта в соответствии с ПТЭ необходимо: составить ведомость объема работ и смету, которые уточняются после вскрытия и осмотра машины; составить график ремонтных работ; заготовить необходимые материалы и запасные части; составить и утвердить техническую документацию на реконструкцию или модернизацию и подготовить необходимые для этого материалы; укомплектовать инструмент и подъемно-транспортные механизмы; укомплектовать и проинструктировать ремонтные бригады.
3. Разборка электрических машин
Перед снятием шкивов, полумуфт, шестерен с вала машины следует вывернуть стопорный винт или выбить шпонку, фиксирующие соединительную деталь с валом. Место посадки заливают керосином или антикоррозионной жидкостью для устранения коррозии. При снятии этих деталей используют двух- или трехлапчатые съемники (ручные или гидравлические). Процесс снятия шкива 5 показан на рис. 8.1. Лапы 4 съемника накладывают на наружную поверхность шкива и, вращая рукоятку 2, передвигают гайку 3 влево, обеспечивая плотный захват детали с упором в выходной конец вала. Вращая рукоятку 1, стягивают шкив с вала. Лапы 4 съемника позволяют захватывать детали как за наружную, так и за внутреннюю поверхности, а путем перемещения гайки 3 можно фиксировать их положение. Для уменьшения усилий детали ее нагревают. Для уменьшения нагрева вала его обертывают смоченным в воде асбестовым картоном, а нагрев проводят интенсивно одной или двумя горелками, начиная от края детали по направлению к ступице. Температуру детали можно контролировать прикосновением прутка из олова, температура плавления которого около 250 °С. Можно использовать нагрев детали токами высокой частоты, при котором вал практически не нагревается.
Примера разборки асинхронного двигателя закрытого исполнения (IP44), показанного на рис.1.1.
· отсоединяют двигатель от сети и от заземления;
· отсоединяют двигатель от приводного механизма и снимают его с фундамента;
· снимают шпонку;
· снимают шкив или полумуфту с помощью съемника;
· снимают кожух 5 вентилятора 7;
· снимают вентилятор 7, предварительно ослабив его винт;
· отворачивают болты, крепящие подшипниковые щиты 6, 10, и принимают задний подшипниковый щит 6, легко ударяя по нему молотком из мягкого материала (дерева, пластмассы, меди);
· вынимают ротор 4 из статора 3, для чего легкими толчками сдвигают ротор в сторону переднего подшипникового щита 10 и выводят щит из замка. Поддерживая ротор, выводят его из статора, не допуская повреждения обмотки статора и крыльчатки ротора;
· снимают передний подшипниковый щит 10, легко ударяя по нему молотком;
· съемником снимают подшипники 9 (13), если необходима их замена.
Снятие подшипниковых щитов производят отжимными болтами, если они предусмотрены в конструкции. Отжимные болты завертывают равномерно в отжимные отверстия, не допуская перекоса подшипниковых щитов.
Рис. 2
Крупные роторы выводят из статора с помощью приспособления, показанного на рис. 8.2. Серьгу 1 устанавливают так, чтобы она располагалась над центром тяжести ротора 2, после чего заводят цанговый патрон на вал 3. Вращая рукоятку 6, передвигают пластину 5 вперед, пока кулачки 4 не захватят вал 3 ротора 2. Затем вывешивают ротор, приподнимая приспособление за серьгу 1 с помощью крана, и извлекают его из статора. Регулировку при извлечении ротора можно осуществить, поддерживая его за ось 7. Приспособление позволяет захватывать валы диаметром до 100 мм.
Во избежание повреждения подшипников усилия следует прикладывать к внутренней обойме. Для этого применяют лапчатые съемники, имеющие глубокие губки. Между крышкой 1и подшипником (рис. 8.3) устанавливают специальные прокладки 2. Можно использовать разъемный хомут 3.
При разборке машин используют гидравлические съемники. Съемник имеет давление 6,4 МПа и позволяет развивать усилия до 100 кН при ходе цилиндра до 75 мм.
На электроремонтных предприятиях для разборки двигателей с высотой оси вращения 112... 280 мм (3... 9 габаритов) используют специальный стенд для разборки двигателей (рис. 8.4, где 1 -- подвижная стойка; 2-- электропривод; 3 -- пиноли; 4-- неподвижная стойка; 5-- поворотный стол; 6-- зажимное устройство; 7-- стол; 8-- направляющие).
Двигатель (см. рис. 8.4) устанавливают на стенде рабочим концом вала к подвижной стойке 1 и закрепляют с помощью зажимного устройства 6. С помощью электропривода 2 устанавливают пиноли 3
Рис. 3
Рис. 4
по высоте оси вращения двигателя и, перемещая стойку 1 вправо, фиксируют двигатель в пинолях (правая стойка 4 неподвижна). Включают движение стола 7 влево по направляющим 8, при котором левый подшипниковый щит выпрессовывается с наружного кольца подшипника, а правый -- из замка на корпусе. Между правым подшипником и корпусом двигателя устанавливают опорную вилку (не показана) и включают движение стола вправо. При этом левый подшипниковый щит выпрессовывается из замка на корпусе, а правый подшипник -- с вала. Устанавливают опорную вилку между левым подшипником и корпусом двигателя и включают движение стола 7 влево, производя выпрессовку левого подшипника с вала. Затем выводят пиноли 3 из центров вала, поворачивают стол 5 с двигателем на угол 60...90° и снимают с вала крышки подшипников, подшипниковые щиты и подшипники. Одним из описанных способов выводят ротор из статора, ослабляют зажимы 6 и снимают корпус (статор) двигателя со стенда.
При разборке крупных машин измеряют:
· воздушный зазор между ротором и статором в четырех точках (через 90°) с обеих сторон;
· радиальные зазоры в подшипниках и натяги крышек подшипников на вкладыши;
· зазоры по уплотнениям вала и по маслоуловителям;
· осевой разбег ротора и уклон вала ротора.
Рис. 5
Результаты заносят в формуляр, проводят испытания и разбирают машину. Снимают щиты и диффузоры, в воздушный зазор под ротор заводят лист электрокартона и после разборки опорных подшипников опускают ротор на статор. Снимают полумуфты или шестерни, зачищают посадочные поверхности и определяют натяг.
Ротор извлекают с помощью грузоподъемных механизмов и специальных скоб (ротор до 500 кг). Для выведения ротора на кран подвешивают траверсу 4 (рис. 8.5) с двумя регулировочными болтами 3. На вал одевают удлинитель 2. Выводят его из статора (вправо). Статор остается на своей фундаментной плите 1. Разработаны приспособления для выведения ротора из статора без применения грузоподъемных механизмов (см. § 3.3, рис. 3.25).
4. Разборка обмоток из круглого провода
Обрезают лобовую часть обмотки, извлекая ее из пазов. Обрезку лобовой части производят на токарных станках или на специальных станках: модели СО-ЗМ используются для машин с высотой оси вращения 50...100 мм.
Чтобы извлечь обмотку из пазов путем ослабления пазовой изоляции, осуществляют выжиг или размягчение изоляции.
Выжиг используется для машин с чугунными (стальными) корпусами. Корпус (статор) устанавливают в печи горизонтально. Если ротор, имеет контактные кольца, последние демонтируются. Пазовая изоляция при выжиге обугливается и теряет свою механическую прочность. Выжиг производится в печи при температуре 350 °С в течение 4...6 ч. При выжиге изоляции образуются вредные газы. Это является недостатком данного метода. После извлечения из печи статор охлаждают до 5О...6О°С и передают на станок для извлечения обмотки.
Рис. 6
Рис. 7
Для химического размягчения пазовой изоляции сердечник с обмоткой помещают на 6...8 ч в ванну с 10%-м раствором едкого натрия (каустическая сода), подогретого до температуры 80...90°С. Сцепление обмотки с сердечником уменьшается, что позволяет удалить ее. После этого сердечник промывают в проточной воде и сушат. Данный метод трудоемок и требует большого расхода воды.
Метод размягчения пазовой изоляции путем высокочастотного нагрева сердечника является более прогрессивным. При интенсивном нагреве температура лака между пазовой изоляцией и сердечником оказывается выше. Поэтому при извлечении обмотки в горячем состоянии она выходит из пазов вместе с пазовой изоляцией (коробочкой), оставляя пазы чистыми, не требующими дополнительной очистки.