Разборка и сборка судовых электрических машин переменного и постоянного тока

Реферат на тему:

«Разборка и сборка судовых электрических машин переменного и постоянного тока»

Основной операцией при разборке является выемка ротора (якоря) из статора (станины). В зависимости от размеров и конструкции машин применяются различные приемы разборки. Для машин малой и средней мощности с подшипниковыми щитами и скользящими подшипниками разборка начинается со снятия щитов. В зазор между ротором и статором кладут прессшпановые листы. Перед снятием переднего подшипникового щита, несущего щеткодержатели или замыкающее приспособление, должны быть подняты щетки и разъединены все провода между щитом и машиной. Щит подвязывается стропами к крюку крана или тали, и стропы натягиваются. Затем освобождают болты крепления щита к станине. Часть этих болтов ввертывают в специальные отверстия в ободе щита, имеющие резьбу, после чего равномерным поворотом болтов производят отжим щита, стаскивание его с центрирующей заточки статора и удаление с вала.

Для снятия заднего подшипникового щита необходимо снять шкив с вала. Эта операция производится стяжками, причем необходимо избегать перекосов. Задний щит удаляют так же, как и передний.

У машин с шариковыми и роликовыми подшипниками для снятия подшипникового щита может потребоваться освобождение подшипника. Наиболее распространенная конструкция подшипникового узла изображена на рис. 1-1. Для снятия щита нужно освободить шпильки, стягивающие фланцы.

Шарикоподшипник и задний фланец остаются на валу, и для снятия подшипника должны быть применены стяжки. Неснятый шарикоподшипник на валу должен быть завернут в промасленную бумагу. В некоторых конструкциях (рис. 1-2) шарикоподшипник находится в специальном капсюле 2, который входит в расточку щита и крепится к щиту при помощи кольца 1, кольцо одним рядом болтов удерживается на щите, а вторым рядом болтов держит капсюль.

Рис. 1-1. Подшипниковый узел с шарикоподшипником

Для снятия щита при этой конструкции нужно отвернуть болты, крепящие капсюль к кольцу, после чего щит снимается описанными приемами. Стягивание щита должно производиться без перекосов. На валу остается подшипник в капсюле, который защищает его от грязи и механических повреждений. Для снятия капсюля с подшипником с вала в нем высверлены два диаметрально расположенных отверстия, в которые входят наконечники стяжного приспособления.

Конструкции по рис. 1-3 отличаются наличием лабиринтового кольца, имеющего такой же наружный диаметр, как шарикоподшипник. Поэтому для снятия щита у этой конструкции не требуется предварительного освобождения подшипника. У машин на роликовых подшипниках встречаются две характерные конструкции подшипниковых узлов.

Рис. 1-2. Подтипниковый узел с капсюлем.

Конструкция по рис. 1-4 имеет с обеих сторон одинаковый тип роликоподшипника с полузакрытыми внутренними кольцами (без упорного кольца).

Сторона привода

Рис. 1-3 Подшипниковый узел с шарикоподшипником.

Снятие щитов при этой конструкции производится без какой-либо разборки подшипникового узла.

Конструкция по рис. 1-5 имеет закрытое внутреннее кольцо у переднего роликового подшипника со стороны коллектора. В этом случае должна быть предварительно снята втулка, после чего можно снять передний щит.

Рис. 1-4. Подшипниковые узлы на роликоподшипниках

При разборке машины на роликовых подшипниках с тяжелым длинным ротором под конец вала должна быть подведена опора для того, чтобы после освобождения заднего щита не получилось наклонного положения вала и чрезмерного давления на передний подшипник. С этой точки зрения наиболее удобна вертикальная разборка. При разборке необходимо установить порядок, при котором все освобождающиеся крепежные части, мелкие детали и т. п. складываются в специальные ящики. Все, что может быть ввернуто и поставлено на свое место, для предохранения от поломки и утери должно быть поставлено на место.

Рис. 1-5, Подшипниковые узлы на роликоподшипниках.

После снятия подшипниковых щитов ротор (якорь) может быть выведен из статора (станины). На вал ротора надевают стропы, как показано на рис. 1-6,а, стропы подтягивают краном так, чтобы ротор не терся о статор, и ротор придвигается краном до тех пор-, пока задний строп не подойдет близко к лобовой части обмотки статора (рис. 1-6,б). После этого под ротор кладут лист электрокартона, ротор опускается на сердечник статора и подставку под вал, и если его центр тяжести вышел из статора, то стропы переносят (рис. 1-6,в). Ротор полностью выводится из статора. Если центр тяжести ротора остается все же внутри машины, то для вывода вал

Рие. 1-6. Способы выемки ротора из статора.

а, б и в--операции выемки ротора краном с перестановкой; г -- выемка краном на одну операцию; д--выемка краном посредством приспособления; е--выемка с установкой приспособления на корпус электродвигателя.

удлиняется трубой (рис. 1-6,б) и производится дополнительный вывод ротора из статора.

Для роторов (якорей) небольшого веса при известном навыке можно пользоваться способом, показанным на рис. 1-6,г. В этом случае ротор находится на весу и удерживается в .нужном положении при помощи трубы, надетой на вал.

Весьма удобной является разборка при вертикальном положении оси ротора, требующая, однако, предварительной перекантовки машины и достаточной высоты подкранового пути. При этом способе разборки после снятия верхнего щита якорь застропливают за подъемное кольцо, ввернутое в вал, крюк крана устанавливают над центром машины так, чтобы ротор легко вращался от руки, и при непрерывном поворачивании его рукой вытаскивают из статора.

Сборка машин после ремонта

Предварительно проходят сборку основные узлы, после чего производится сборка всей машины.

Ввод ротора в статор производится теми же приемами, что и вывод его, но в обратном порядке. Подшипниковые щиты должны с достаточным натягом садиться на центрирующие заточки статора. Посадка их на место достигается равномерной подтяжкой болтов, крепящих щиты к станине.

Для осуществления насадки допускаются удары свинцовой болванкой по окружности щита. Однако здесь нужна осторожность, чтобы не разбить щит.

Насадка роликов и шарикоподшипников на вал производится с предварительным подогревом подшипника в масляной ванне до 100°С.

При сборке Машины производят ряд Проверок правильности выполненных работ и соблюдения условий, необходимых для нормальной работы машины:

1. Проверка легкости вращения ротора, в особенности при шариковых и роликовых подшипниках. Тугое вращение ротора указывает на перекос подшипников или подшипниковых щитов, на трение ротора о статор, вентилятора о корпус или на наличие посторонних предметов в машине.

2. Проверка зазора между ротором и статором или между якорем и полюсами, который должен быть одинаковым по всей окружности. Разница между величинами зазоров, измеренная в двух диаметрально противоположных точках ротора, разделенная на два, называется эксцентрицитетом. Измерение величины зазора производится щупами. Наиболее простая форма щупов -- набор пластинок различной толщины.

Для больших машин со значительной величиной воздушного зазора делаются специальные раздвижные щупы. Измерение зазора требует известного навыка, так как на результат измерения может повлиять пленка лака на поверхности ротора или щуп может попасть не на зубец ротора, а на пазовые клинья. Обычно измерение производят в четырех -- шести точках по окружности. Измерение должно быть произведено с обеих сторон машины, чтобы убедиться в отсутствии клинообразного зазора и при нескольких положениях ротора.

Эксцентрицитет вызывает сильное одностороннее притяжение ротора, нагружающее вал и подшипники, неравномерную нагрузку отдельных катушек обмотки статора, включенных параллельно, уравнительные токи и ухудшение коммутации в якорях машин постоянного тока.

В асинхронных двигателях эксцентрицитет вызывает уменьшение вращающего момента, развиваемого двигателем в процессе пуска. Он способствует также появлению шума и вибрации при работе электрических машин.

Недопустимый эксцентрицитет может явиться следствием неправильной обработки щита, при которой центральное отверстие и посадочная поверхность щита расточены со смещением центра или вследствие несовпадения центра расточки сердечника статора и посадочной поверхности станины под щит. Исправление эксцентрицитета подшабриванием посадочных поверхностей станины или щита, с одной стороны, и наклепыванием или накерниванием их, с другой -- ни в коем случае нельзя допускать, так как после первой же разборки вся работа по регулировке зазора пропадает. Нужно произвести заварку и новую расточку посадочных поверхностей станины или подшипникового щита.

Для машин на скользящих подшипниках эксцентрицитет может быть следствием износа заливки вкладыша.

У машин с разъемными подшипниками в качестве временной меры до перезаливки вкладышей удается исправить эксцентрицитет постановкой тонких прокладок под вкладыши.

Для машин постоянного тока с волновой обмоткой допускается некоторое увеличение зазора снизу и соответственное уменьшение зазора сверху. При срабатывании подшипников зазор будет выравниваться. Кроме того, уменьшение зазора сверху вызывает притяжение якоря к верхним полюсам и некоторую разгрузку подшипников.

Для асинхронного двигателя, вышедшего из ремонта, величина эксцентрицитета не должна превышать 10-- 15% от средней нормальной величины зазора.

Максимальный эксцентрицитет асинхронного двигателя в эксплуатации не должен превышать 15--20% от средней величины зазора. При больших величинах эксцентрицитета двигатель должен быть направлен в ремонт.

Для машин постоянного тока допустимая величина эксцентрицитета зависит от типа обмотки. Для волновых обмоток максимальный эксцентрицитет машины в эксплуатации может доходить до 25%. Для многополюсных машин с петлевой обмоткой и уравнительными соединениями максимальная величина эксцентрицитета в эксплуатации не должна превышать 10--12%.

Зазор между ротором и статором должен иметь определенную (номинальную) среднюю величину. Величина зазоров в машинах постоянного тока связана с числом оборотов (у двигателя) или с напряжением (у генератора). Зазор под добавочными полюсами окончательно устанавливается по опыту.

В машинах постоянного тока величина зазора может быть отрегулирована путем установки прокладок на листовой стали между полюсами и станиной. Это относится и к синхронным машинам с явно выраженными полюсами. В асинхронных машинах зазор берется весьма малым, так как он влияет на величину тока холостого хода. Поэтому следует весьма осторожно относиться ко всякого рода шлифовкам статорной и роторной поверхностей асинхронных двигателей, так как они могут повлечь за собой увеличение тока и повышение нагрева двигателя.

Игра ротора или якоря в осевом направлении у машин на подшипниках скольжения должна быть в пределах 1--12 мм. Полное отсутствие этой игры указывает на то, что якорь (ротор) зажат между подшипниками илри нагревании его могут создаться сильное трение на торцовых поверхностях подшипников и заедание их. При скользящих (Подшипниках осевую игру обеспечивают соответствующей установкой вкладышей в корпусе подшипника, после чего вкладыш засверливают и ставят стопорный болт.

У машин, имеющих коллектор, должна быть обеспечена правильная установка щеткодержателей. При помощи индикатора должна быть проверена поверхность коллектора на отсутствие чрезмерного биения. Допустимая величина биения коллектора зависит от диаметра и числа оборотов коллектора и колеблется в Пределах 0,03--0,05 мм. Выступание отдельных пластин не допускается. Индикатор должен иметь на конце насадку, допускающую измерение на продороженной поверхности коллектора.

У машин с добавочными полюсами щетки должны находиться строго на нейтрале. Обычно у машин постоянного тока имеются отметки положения траверсы щеткодержателей, сделанные на заводе-изготовителе.

Тем не менее после разборки и ремонта необходимо установить траверсу заново.

Проверка положения траверсы может быть сделана на основании следующего опыта: в катушки главных полюсов пропускают слабый ток от постороннего источника постоянного тока и производят замыкание и размыкание цепи. Между щетками разной полярности включают вольтметр с нулем посередине шкалы и траверсу сдвигают до тех пор, пока отклонение вольтметра не станет возможно более близким к нулю.

Этот опыт можно проводить и при питании обмотки возбуждения слабым переменным током. При этом не нужно размыкать обмотку.

Более точно установка щеткодержателей, т. е. определение нейтрали у двигателей, делается под нагрузкой Методам реверсирования (двигателя) посредством сдвигания щеткодержателей до тех пор, пока число оборотов двигателя не будет одинаковым при обоих направлениях вращения.

Перед сборкой машин постоянного тока проверяют чередование полярности полюсов. Полюсы возбуждают постоянным током, после чего компасной стрелкой или намагниченным стальным пером их обходят по очереди. За северным полюсом должен следовать южный, далее опять северный и так далее. Правильное чередование может быть также установлено по силе притяжения куска стали. Между разноименными полюсами он притягивается сильно, между одноименными слабо или совсем не притягивается. Проверяется также равенство расстояний между полюсами.

Замыкающий механизм роторов асинхронных двигателей проверяется на плотность контакта между замыкающим кольцом и пружинными пальцами. Кроме того, при установке аксиального расхода должно быть обеспечено такое положение ротора, чтобы при замкнутом накоротко роторе сухари, передвигающие замыкающее кольцо, не терлись об него, а подъем щеток происходил лишь после замыкания колец накоротко.

Допускаемый эксцентрицитет контактных колец 0,02--0,03 мм, торцовое биение 0,5 мм.

Литература

1. Л.И. Сергиенко, Электрооборудование морских судов, М., транспорт, 1980

2. Н.Н.Соловьев, Судовые электроэнергетические системы, М., Транспорт, 1987

3. М.М.Кацман, Электрические машины и трансформаторы, М., Высшая школа, 1976

4. А.Б.Власов, Исследование изоляции судовых электрических машин в эксплуатации и в ремонте, М., МГТУ, 2008