Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Железнодорожный транспорт является основой транспортной системы России и должен обеспечивать своевременно и качественно потребности населения в перевозках и услугах, жизнедеятельность всех отраслей экономики и национальной безопасности государства. Он играет большую роль в формировании рынка транспортных услуг и позволяет эффективно развивать предпринимательскую деятельность во взаимодействии с другими видами транспорта.

Железнодорожный транспорт должен в полной мере и своевременно удовлетворять потребности всех отраслей народного хозяйства и населения в перевозках. Поэтому важна его организационность, ритмичность работы, и менее резервов перевозочных ресурсов. Также, он играет важную роль в развитии хозяйственных связей, кооперации и специализации производства, освоении природных богатств.

Имущество предприятий, учреждений и объекты железнодорожного транспорта относятся исключительно к федеральной собственности. Решение о закреплении имущества за предприятиями принимаются федеральным органом исполнительной власти (Министерством путей сообщения (МПС)) в области железнодорожного транспорта.

Железная дорога законом "О федеральном железнодорожном транспорте" признана основным государственным предприятием железнодорожного транспорта. Железнодорожные перевозки относятся к естественной монополии государства, что определяет особые условия развития и функционирования железнодорожного транспорта.

Локомотивное хозяйство обеспечивает постоянно растущие перевозки грузов и пассажиров тяговыми средствами и содержание их в исправном состоянии, гарантирующем полную безопасность, точное выполнение расписания и графика движения поездов.

Перед локомотивным депо стоят следующие задачи) обеспечивать техническую сохранность, техническое обслуживание (ТО) и текущей ремонт (ТР) тягового подвижного состава (ТПС);б) организовать работу ТПС) организовать работу локомотивных бригад ) организовать работу ремонтных рабочих) организовать материально-техническое снабжение) обеспечивать безопасность движения и сохранения экологии) обеспечить эффективность, экономичность использования ТПС.

Данный проект отражает работу якоря ТЭД НБ - 514 Е магистрального грузового электровоза 3ЭС5К и возникающие в связи с этим вредными факторами неисправности деталей сварочных единиц. Курсовой проект содержит необходимую нормативно-техническую документацию для выполнения ремонта в объёме ТР-3 в условиях локомотивного депо. Курсовой проект объединяет приёмы, методы и способы организации эксплуатационной и ремонтных работ в депо, которыми должен владеть руководитель этих работ в депо.

Выполнение проекта даёт возможность использовать полученные знания систематизировать. Кроме того работа над курсовым проектом позволяет повторить материал курса и подготовиться, и успешно выполнить дипломный проект.



1. Назначение. Конструкция. Принцип работы якоря тягового электродвигателя НБ-514 магистрального грузового электровоза 3ЭС5К

1.1 Назначения, конструкция и принцип работы тягового электродвигателя НБ-514Е

Назначение тягового электродвигателя нб-514Е

Тяговый электродвигатель, пульсирующего тока НБ-514Е, предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую, передаваемую с вала двигателя на колесную пару электровоза (рис. 1.1). Индивидуальный привод каждой колесной пары электровоза имеет жесткую двустороннюю косозубую передачу. Малые шестерни смонтированы на концах вала двигателя, а большие зубчатые колеса -- на оси колесной пары[1].

Рисунок 1.1 - Общий вид тягового двигателя НБ-514Е

1-вал якоря; 2-вкладыши моторно-осевых подшипников; 3-букса моторно-осевых подшипников; 4-крышка верхнего смотрового люка; 5-крышка коробки выводов; 6-трубка для добавления смазки в якорный подшипник



Конструкция тягового электродвигателя НБ-514Е

Якорь состоит из сердечника, вала, коллектора и обмотки, уложенной в пазы сердечника.

Сердечник набран на втулку якоря из штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм с электроизоляционным покрытием, посаженных по прессовой посадке с натягом 0,035-- 0,135 мм. Для устранения распушения зубцов крайние листы выполнены из стали толщиной 1 мм и попарно сварены точечной контактной сваркой. Сердечник якоря закреплен с одной стороны задней нажимной шайбой, с другой -- коллектором. В сердечнике имеются 87 пазов открытой формы для размещения обмотки, которые калибруют до размеров по ширине 9,8+0,2 мм и глубине 42,1+0J мм, и 44 аксиальных отверстия диаметром 30 мм для прохождения вентилирующего воздуха, расположенных в два ряда.

Задняя нажимная шайба представляет собой два кольца, соединенных ребрами. Внутреннее кольцо является ступицей для посадки на вал, наружное упором для сердечника и обмоткодержателем. На наружном кольце установлены шесть изоляционных сегментов, выполненных из пресс - массы АГ-4В. Нажимная шайба напрессована на втулку якоря с натягом 0,135--0,22 мм. Перед напрессовкой шайбу нагревают индукционным нагревателем до температуры 150--200 °С.

Втулка якоря коробчатой конструкции; по наружному диаметру обработана под посадку задней нажимной шайбы, сердечника якоря и коллектора, по внутреннему -- под посадку на вал. На выступающем конце втулки имеется резьба Ml75X3 для гайки крепления коллектора. Напрессована втулка якоря на вал с натягом 0,13--0,19 мм.

Вал якоря выполнен из стали 20ХНЗА с плавными переходами от одного диаметра к другому. Концы вала заканчиваются конусами для посадки шестерен, а в торцах имеется внутренняя резьба М60ХЗ для вкручивания рым-болта при транспортировке якоря и установки специальной гайки гидросъемника при снятии шестерен. На конусных поверхностях вала предусмотрены специальные канавки, предназначенные для съема шестерен гидравлическим способом, и шпоночные пазы, используемые при испытаниях двигателей на стенде. Такая конструкция якоря обеспечивает возможность замены вала без полной разборки якоря.

Коллектор состоит из комплекта коллекторных и изоляционных пластин, деталей для изоляции пластин от корпуса коллектора, крепящих болтов с уплотнительными шайбами, втулки коллектора и нажимного конуса. На втулку якоря коллектор напрессовывают с натягом 0,055--0,125 мм и дополнительно крепят специальной гайкой. Набран коллектор из 348 медных пластин. Последние изолированы друг от друга изоляционными прокладками; от втулки коллектора и нажимного конуса -- миканитовыми манжетами и цилиндром. Коллекторные пластины выполнены из меди с присадкой серебра марки МС 0,1; петушки -- из меди марки ПКМ. Последние припаяны к коллекторным пластинам меднофосфористым припоем; в них профрезерованы шлицы для укладки концов катушек якоря.

Для обеспечения герметичности коллекторной камеры б на коллекторе находятся два уплотнительных замка виг, которые плотно заполняются уплотни-тельной замазкой ТГ-18.

При разборке якоря коллектор может быть целиком спрессован с вала.

Обмотка якоря состоит из 87 якорных катушек и 58 катушек уравнителей, концы которых приварены к петушкам коллектора. Подсоединение уравнителей к коллектору выполнено с шагом 1 -- 117 при двух уравнителях на паз. Шаг якорных катушек по пазам 1 --15, по коллектору 1--2. Обмотка якоря в пазах сердечника закреплена клиньями из профильного стеклопластика толщиной 5 мм, а лобовые части обмотки -- стекло бандажом. Каждая катушка якоря состоит из четырех элементарных проводников, расположенных в пазу плашмя и выполненных из обмоточного провода марки ПЭТВСДТ размером 3,55X7,1 мм. При входе в петушки коллектора проводники повернуты на 90° и расплющены по толщине до размера 1,4±0>;?о мм. Корпусная изоляция якорных катушек выполнена из четырех слоев слюдинитовой ленты толщиной 0,08 мм, наложенных с перекрытием вполовину ширины ленты, и одного слоя фторопластовой пленки толщиной 0,02 мм, наложенной с перекрытием в четверть ширины ленты. Покровная изоляция -- один слой стеклоленты толщиной 0,1 мм, наложенной встык.



2. Условия работы. Неисправности, возникающие в процессе работы

2.1 Условие работы. Неисправности, возникающие при работе

Условия, в которых работают тяговые двигатели весьма тяжелые. В отличие от стационарно устанавливаемых машин они подвержены воздействиям окружающей среды, динамическим ударам со стороны рельсового пути и работают в условиях широко, а иногда и резко изменяющихся значений тока, напряжения.

Несмотря на принимаемые меры, из окружающей среды в машины попадают влага и пыль. Влага проникает в поры изоляции обмоток машин, что приводит к снижению ее электрической прочности, создает условия для возникновения электрического или теплового ее пробоя, приводит к ускоренному ее старению. В сочетании с низкими температурами влага способствует появлению инея и обледенению коллектора и щеточного аппарата, что приводит к повышенному искрению под щетками. Повышенное искрение возникает и от загрязнения коллектора и щеточного аппарата пылью, попадающей в машину через не плотности люков и с охлаждающим воздухом.

Температура окружающей среды может доходить до - 40 °С зимой и до + 50 °С летом. Высокая температура ухудшает охлаждение электрических машин, способствует их чрезмерному нагреву, а низкая вызывает запустевание смазки в подшипниках, отпотевание машин при установке э. п. с. в депо.

При прохождении неровностей пути колесные пары ЭПС, воспринимают значительные динамические силы (особенно при высоких скоростях движения). Эти удары, частично сглаженные системой рессорной подвески, передаются тяговым двигателям. Наиболее чувствительны они для тяговых двигателей с опорно-осевым подвешиванием, почти половина массы, которых не подрессорена.

От действия динамических сил в элементах машин могут возникать трещины, изломы, повышенная выработка трущихся поверхностей, усиливаться искрение на коллекторе, слабнуть узлы соединений.

Напряжение в контактном проводе, а следовательно, напряжение, подводимое к тяговым двигателям (и другим электрическим машинам), могут отличаться от номинального значения на 10--12%. В отдельных случаях (например, при рекуперативном торможении) напряжением на зажимах тяговых двигателей может доходить до 1,25 U_ном. Заметно повышается напряжение на тяговых двигателях, связанных с буксующими колесными парами. При отрыве токоприемника от контактного провода происходит резкое снижение напряжения на тяговых двигателях, а при грозовых разрядах -- его резкое повышение.

Всякое отклонение напряжения от номинального значения ухудшает работу тягового двигателя и снижает его тяговые свойства. Но особенно опасно повышенное напряжение, которое может вызвать потенциальное искрение на коллекторе и образование кругового огня, пробой изоляции обмоток, проводов, изоляции кронштейнов щеткодержателей, выводных кабелей.

При трогании или движении по затяжному подъему тяжеловесных составов или при движении с неполным числом работающих на локомотиве тяговых двигателей токи в них могут значительно превысить их допускаемые значения. Такие даже кратковременные перегрузки могут вызвать повышенное искрение под щетками, нарушить коммутацию, а при определенных условиях привести к образованию кругового огня на коллекторе.

Круговой огонь может возникнуть также и в результате быстрого нарастания тока при переходных процессах, протекающих в тяговых двигателях. Наиболее опасны переходные режимы, возникающие в результате образования кругового огня на соседнем параллельно включенном двигателе или при пробое плеча выпрямительной установки.

При боксовании колесной пары частота вращения якоря тягового двигателя резко возрастает. При этом возникают большие центробежные силы, которые могут вызвать повреждение валов якорей тяговых двигателей, ослабление или повреждение якорных бандажей. Кроме того, при повышенной частоте вращения якоря заметно усиливается искрение под щетками, ухудшается коммутация машины, создаются условия для возможного возникновения кругового огня на коллекторе. В момент восстановления сцепления боксующей колесной пары частота ее вращения (а, следовательно, и связанного с ней якоря двигателя) мгновенно уменьшается. При этом запас кинетической энергии вращающегося якоря превращается в удар, передающийся на зубчатую передачу, вал якоря, подшипники и другие элементы двигателя, вызывая их повышенный износ, а иногда и поломку.



3. Очистка. Разборка. Дефектация тягового электродвигателя НБ - 514Е магистрального грузовогоэлектровоза 3ЭС5К

3.1 Демонтаж тягового электродвигателя , очистка , дефектация

Перед снятием колесно-моторного блока с тележки электровоза слейте масло из букс моторно-осевых подшипников и кожухов зубчатой передачи. Снимите колесно-моторный блок и разберите его. На привалочных поверхностях букс поставьте клеймо-номер, относящийся к соответствующему двигателю. При демонтаже кожухов зубчатой передачи предварительно снимите крышки камер для сбора отработанной смазки. Снимите шестерни с концов вала двигателя.

Чтобы снять шестерню 4 (рис. 17) на валу 5, снимите стопорящую гайку и установите вместо нее специальную гайку 2 и прокладку 3; подсоедините трубку 1 гидронасоса и создайте давление. После того как шестерня сдвинется с места, снимите ее, открутив предварительно специальную гайку 2. Съем шестерни без специальной гайки запрещен.

Затем снимают шапки моторно-осевых подшипников, вынимают вкладыши подшипников и подбивку, удаляют смоченной в бензине ветошью остатки масла с внутренних поверхностей горловины и шапок и устанавливают шапки на их прежние места, (но без вкладышей и подбивки).

Снятые с ЭПС тяговые двигатели обычно сильно загрязнены (при очистке из двигателя удаляют до 15--20 кг различных отходов, в том числе около 10--12 кг консистентной смазки и масла из моторно-якорных и моторно-осевых подшипников). Такое загрязнение затрудняет выявление дефектов при осмотре и приводит к снижению качества последующего ремонта.

Очистку тягового двигателя выполняют перед установкой его на первую позицию поточной линии разборки.

Предварительно двигатель очищают снаружи вручную с помощью скребков и ветоши. Для окончательной очистки двигатель обмывают в специальных моечных (одно- или двухкамерных) машинах.

для наружной обмывки и сушки тяговых двигателей перед разборкой

Частота вращения душевого и сушильного устройств 2 об/мин. Обе камеры могут работать одновременно.

Очищенную машину тщательно осматривают. Осмотр по выявлению внешних дефектов осуществляют визуально. Одновременно сверяют номера остова, подшипниковых щитов и шапок моторно-осевых подшипников.

Затем измеряют электрические параметры машины, определяют осевой разбег якоря, биение и износ коллектора, радиальные зазоры якорных подшипников и биение наружных колец.

Сопротивление изоляции тяговых двигателей измеряют мегаомметром на 2,5 кВ. При измерении сопротивления изоляции соединяют начало (или конец) цепи главных полюсов с началом (или концом) другой цепи -- добавочных полюсов и якорной обмотки. К этим выводам подсоединяют зажим мегаомметра. Второй его зажим соединяют с корпусом машины. В процессе измерения необходимо следить, чтобы выводные концы контролируемых обмоток не касались пола или корпуса двигателя, в противном случае показания прибора будут неправильными. У исправных тяговых двигателей сопротивление изоляции должно быть не менее 5 МОм. Если оно окажется меньше, следует измерить сопротивление отдельных цепей (главных и добавочных полюсов, обмоток якоря) и выявить поврежденное место, имея в виду, что снижение сопротивления могло быть вызвано увлажнением или неисправностью кронштейнов, меж катушечных соединений.

Сопротивление изоляции измеряют до обмывки двигателя.

Активное сопротивление обмоток электрических машин измеряют обычно мостом МД6 (или УМ13) и сравнивают с установленным для машины данного типа значением. Увеличение активного сопротивления может быть вызвано дефектами в полюсных катушках, выплавлением кабелей в патронах или наконечниках, обрывом жил выводных кабелей или меж катушечных соединений и нарушением контакта в этих соединениях.

Для выявления причины увеличения сопротивления подозреваемую обмотку машины подключают к статическому преобразователю и устанавливают в ней ток, равный удвоенному значению ее тока часового режима. Дефектное место выявляют на ощупь по повышенному нагреву.

Затем при вращении двигателя под напряжением 220--400 В без нагрузки проверяют работу якорных подшипников, вибрацию двигателя, биение коллектора и работу щеточного аппарата.

Якорные подшипники проверяют по их нагреву и на слух при вращении якоря двигателя с частотой около 700--750 об/мин в течение 5--10 мин в каждую сторону. Исправный подшипник должен работать без треска, щелчков, заеданий и в режиме холостого хода машины не перегреваться относительно температуры окружающей среды более чем на 10 °С.

Вибрацию двигателя проверяют также при его работе на холостом ходу при частоте вращения 700 об/мин. Измеряют вибрацию ручным вибрографом ВР-1. Место приложения вибрографа к корпусу двигателя может быть любым. Если вибрация двигателя окажется более 0,15 мм, якорь необходимо балансировать.

Биение коллектора измеряют индикатором 1,который подводят к коллектору 4 через коллекторный люк и закрепляют струбциной 2 на кромке остова 3. Биение замеряют по средней части рабочей длины коллектора и на расстоянии 10--20 мм от его наружного среза. Если оно превысит предельно допустимое значение, то коллектор подлежит обточке.

Выработку (износ) рабочей части коллектора можно измерить шаблоном или щупом и линейкой.

Коммутацию машины оценивают по степени искрения под щетками. Если при визуальной оценке искрение под щетками окажется более 1 1/2 балла, а у щеточно-коллекторного узла дефектов выявлено не будет, то необходима тщательная проверка магнитной системы машины, ее отдельных узлов и настройка коммутации.

Радиальные зазоры якорных подшипников проверяют пластинчатыми щупами на неподвижной машине. Для этого снимают наружные крышки и лабиринтные кольца подшипников щитов и проверяют щупом зазор между роликом и внутренним кольцом подшипника в его нижней части. Для тяговых двигателей он должен находиться в пределах 0,09--0,22 мм.

Осевой разбег якоря измеряют индикатором. Для этого якорь сдвигают до упора в одну сторону, а с противоположной стороны закрепляют на специальной стойке индикатор и прижимают его к торцу вала якоря так, чтобы стрелка головки стояла на нуле. Затем якорь перемещают до упора в другое крайнее положение. Отклонение стрелки индикатора укажет осевой разбег. У тяговых электро двигателей с косозубой передачами он должен быть не более 5,9--8,4 мм.

Воздушные зазоры между сердечниками полюсов и якорем машины проверяют щупами. Результаты осмотра электрических машин и проведенных измерений вносят в специальный журнал для использования в дальнейшем при определении необходимого объема их ремонта.



3.2 Разборка тягового электро двигателя

До разборки тягового двигателя проверяют соответствие номеров подшипниковых щитов с номером остова, помещенным на торцах расточки под вкладыши. Номер подшипникового щита указан на привалочной поверхности бобышки крепления кожуха зубчатой передачи к щиту.

С двигателя снимают крышки коллекторных люков, вентиляционные сетки, отсоединяют от кронштейнов щеткодержателей подводящие кабели, снимают уплотнительные лабиринтные, кольца, крышки подшипниковых щитов и вынимают щетки из щеткодержателей. Лабиринтные кольца снимают в горячем состоянии электромагнитным съемником. После снятия лабиринтных колец крышки подшипниковых щитов устанавливают на свои места. Вывертывают ключом-трещоткой болт фиксатора траверсы щеткодержателей, развертывают фиксатор на 180°, ослабляют на три-четыре оборота затяжку болтов стопорного устройства и через нижний смотровой люк сжимают траверсу, оставляя в месте разреза щель не более 2 мм.

Пневматическим гайковертом отворачивают болты крепления подшипникового щита со стороны, противоположной коллектору, выпрессовывают с помощью гидравлического пресса подшипниковый щит и транспортируют его к прессу для выпрессовки якорных подшипников или устанавливают в специальную транспортировочную кассету. При выпрессовке щитов нельзя допускать их перекос в горловине остова, так как это может привести к повреждению посадочных поверхностей.

На вал якоря навертывают рым (или ввертывают, если вал имеет под рым внутреннюю резьбу), цепляют за него крюком крана, плавно и строго вертикально, чтобы не повредить коллектор и подшипник, вынимают якорь из остова и транспортируют на накопитель поточной линии ремонта якорей.

Лабиринтные и упорные втулки, а также внутренние кольца якорных подшипников оставляют на валу якоря и спрессовывают с него только при необходимости их ремонта или замены.

Затем остов двигателя кантуют на 180°, выпрессовывают второй подшипниковый щит, снимают щеткодержатели и кронштейны или с помощью специального захвата и крана извлекают из остова траверсу вместе с щеткодержателями.

тяговой электродвигатель демонтаж дефектация



4. Ремонт якоря тягового электродвигателя магистрального грузового электровоза 3ЭС5К

4.1 Ремонт якоря тягового электродвигателя НБ-514Е

Ремонт якоря производите в следующем порядке. Установите якорь концами вала на специальные подставки, затем, вращая его, очистите вентиляционные каналы проволочным ершиком. После этого тщательно продуйте каналы сжатым воздухом. Медленно вращая якорь, очистите его от пыли, грязи и смазки. Осмотрите бандажи, испытайте на межвитковые замыкания, замерьте сопротивление изоляции обмоток якоря относительно корпуса. Простукиванием проверьте плотность посадки пазовых клиньев. Если клинья в пазу ослабли на длине, большей 1/3 длины паза, замените их. Проверьте простукиванием затяжку коллекторных болтов. Подтяните ослабшие болты специальным ключом-трещоткой, предварительно нагрев якорь до температуры 160--170 °С. Для подтяжки коллекторных болтов якорь поставьте на специальную подставку коллектором вверх. Болты подтягивайте постепенно, с поочередным подвертыванием не более чем на пол-оборота диаметрально противоположных болтов. Визуальным осмотром проверьте качество пайки обмоток якоря к петушкам коллектора. Обнаруженные дефекты устраните. Просушите якорь. Проведите обточку коллектора в собственных подшипниках, снимите фаски с продольных ребер коллекторных пластин, а концы пластин разделайте специальным ножом. При необходимости произведите продорожку коллектора. Удалите остатки миканита у боков коллекторных пластин и вручную прочистите межламельное пространство. Прошлифуйте коллектор, обдуйте сжатым воздухом, испытайте якорь на межвитковое замыкание, а также замерьте сопротивление изоляции относительно корпуса. Восстановите покрытие якоря. Если сборка двигателя задерживается, то оберните рабочую поверхность коллектора плотной бумагой или закройте брезентовым чехлом. После этого якорь положите на деревянную подставку [4].



5. Сборка тягового электродвигателя НБ - 514Е магистрального грузового электровоза 3ЭС5К

5.1 Окраска, пропитка, сушка ТЭД перед сборкой

Сушка обмоток. Назначение сушки -- удалить влагу из обмоток машины, чтобы восстановить качество изоляции и, следовательно, обеспечить возможность надежной работы машины не менее чем до очередного планового ремонта. Удаление влаги происходит вследствие термической диффузии, вызывающей перемещение влаги в направлении потока тепла, т. е. от более нагретой части к более холодной. Перемещение влаги происходит вследствие перепада влажности в разных слоях изоляции; из слоев с большой влажностью влага перемещается в слои с меньшей влажностью. Чем больше температурный перепад, тем интенсивнее происходит сушка. Поэтому, нагревая внутренние части обмотки (например, током), можно создать дополнительный перепад температуры между внешними и внутренними слоями изоляции и тем ускорить процесс сушки.

При ТР-3, когда электрические машины с э, п. с. снимают и разбирают, появляется возможность сушки их в автоклавах или в специальных сушильных печах. Режимы сушки различных узлов машин зависят от типа примененной в них изоляции и конструктивных особенностей этих узлов. Поэтому в сушильную печь одновременно можно загружать только однотипные элементы машин. Нельзя, например, сушить одновременно якоря и остовы, так как для них требуются различные режимы сушки.

Подлежащие сушке якоря, остовы или статоры подают в печь на специальной тележке, на которой их устанавливают в вертикальном положении. Снятые с остова полюсные катушки загружают в печь в специальных решетчатых металлических корзинах. Остовы с катушками или снятые с них катушки и статоры сушат при температуре 110--130 °С в течение 10--12 ч с момента, когда температура в печи после ее загрузки достигнет 100 °С, а якоря -- в течение 8--10 ч при температуре 130--140 °С. В автоклавах обмотки сушат при температуре 100--110 °С и вакууме около 280 кПа.

После выгрузки из печи, пока просушенные элементы не остыли и имеют температуру 120--130°С, измеряют сопротивление изоляции. Для машин с номинальными напряжениями 3000, 1500 и менее 100 В оно должно быть соответственно не ниже 3; 1,5 и 0,5 МОм, а для асинхронных машин -- не менее 1 МОм. Если сопротивление окажется менее указанных норм, сушку повторяют. Сопротивление изоляции всех машин измеряют мегаомметром на 2,5 кВ, а машин с номинальным напряжением ниже 100 В -- мегаомметром на 500 В.

Пропитка изоляции. Назначение пропитки -- обеспечить возможно дольше сохранение диэлектрических свойств изоляции, восстановленных предварительно проведенной сушкой. Сущность пропитки состоит в заполнении всех пор и неплотностей в изоляции различными лаками или компаундами для придания изоляции монолитности и предотвращения проникания внутрь нее влаги, т. е. для восстановления электрической и механической прочности изоляции. В зависимости от применяемых пропиточных материалов и технологии прочность изоляции можно восстановить методами покрытия, пропитки или компаундирования.

Покрытие изоляции лаками применяют в том случае, когда есть полная уверенность в достаточной электрической прочности изоляции по всей ее толщине. Обычно в таком состоянии оказывается изоляция, которая при изготовлении или ремонте была выполнена на кремнийорганических материалах и пропитана термореактивными лаками или компаундами.

Обмотки якоря или катушки полюсов, изготовленные с такой изоляцией, при деповском ремонте достаточно просушить и покрыть изоляционной эмалью ГФ-92, ПКЗ-22 или ЭП-91. Сушку осуществляют в течение 5 ч в сушильной печи при температуре 130--140 °С.

Пропитку производят для заполнения пропиточным лаком пор и неплотностей изоляции на всю ее глубину. Лак после высыхания делает изоляцию монолитной, более теплопроводной, механически и электрически прочной. Для пропитки применяют специальные пропиточные лаки, способные проникать в поры изоляции, имеющие хорошую адгезию к ней и обеспечивающие после высыхания влагонепроницаемость изоляции. Такие лаки обычно представляют собой растворы пленкообразующих веществ в летучих органических соединениях с добавлением сиккатива, обеспечивающего более быстрое высыхание раствора. В процессе высыхания в ходе сушки из лака растворитель улетучивается, а лак затвердевает, образуя прочную основу.

Катушки якорей тяговых двигателей и вспомогательных машин подвергают пропитке в том случае, если они ранее были пропитаны лаком № 447. Пропитывают их или тем же лаком, или (что предпочтительнее) лаком ФЛ-98. Пропитку осуществляют в специальных пропиточных баках методом погружения.

Для этого якорь, еще не остывший после сушки (с температурой около 80 °С), устанавливают в пропиточный бак вертикально коллектором вверх, после чего в бак снизу нагнетают пропиточный лак, подогретый до температуры 30--50 °С. Уровень лака должен не доходить до петушков коллектора на 15--20 мм. Для полной пропитки изоляции якоря лаком достаточно обычно 20--30 мин. Практически пропитку заканчивают, когда прекратится выделение пузырьков газа на поверхности лака.

Закончив пропитку, сразу вынимать якорь из бака не следует. Вначале надо выпустить из бака лак и дать возможность лишнему лаку стечь с поверхности якоря. Затем якорь устанавливают на специальное приспособление наклонно под углом 45° и через каждые 10--15 мин поворачивают на четверть оборота, обеспечивая тем самым равномерность удаления остатков лака с поверхности якоря. Для окончательного удаления лишнего лака якорь протирают салфетками, смоченными в техническом спирте или бензине.

Пропитывая якоря лаком № 447, следует помнить, что пленка этого лака обладает недостаточной стойкостью к воздействию масла. Поэтому обмотку после пропитки и сушки (при ее температуре около 60--70 °С) покрывают эмалью ГФ-92-ГС, предварительно подогретой до температуры 30--50 °С.

Окраска остовов при ТР-3. Остовы электрических машин при их ремонте в депо окрашивают полностью (и снаружи, и изнутри) или только снаружи. Это зависит от вида ремонта, который проходит данная машина. Если для ремонта машину разбирают, то представляется возможность окрасить ее не только снаружи, но и изнутри.

Внутренние поверхности остовов машин окрашивают непосредственно после окончания их ремонта лаками или эмалями холодной сушки. Целью такой окраски является защита внутренней поверхности остова от коррозии. Кроме того, на окрашенной поверхности меньше скапливаются пыль и влага. Снаружи остов окрашивают после сборки, испытания и слесарной отделки. Цель такой окраски -- предохранение остова от коррозии и придание машине хорошего внешнего вида.

Электрические машины, устанавливаемые под кузовом, снаружи окрашивают черным лаком БТ-99 воздушной сушки, а вспомогательные машины электровозов, устанавливаемые в кузове,-- серой эмалью ГФ-92-ХС. Чтобы краска ложилась ровнее, прочнее держалась и под ней не происходил коррозионный процесс, поверхность под окраску должна быть тщательно подготовлена. Для этого ее очищают стальными щетками от старой краски, ржавчины и возможной грязи, обдувают сжатым воздухом и протирают ветошью, смоченной в бензине. При декоративной окраске остовов вспомогательных машин электровозов их предварительно грунтуют и шпатлюют, что необходимо для получения хорошего качества окрашиваемых поверхностей. Окраску выполняют с помощью пульверизатора. После полного высыхания остов окрашивают повторно.

Все операции по окраске и сушке следует проводить в специальных камерах в помещении с хорошей приточно-вытяжной вентиляцией и постоянной (около 20 °С) температурой.

5.2 Сборка тягового электродвигателя

Запрессуйте в остов щит со стороны коллектора. Установите в остов якорь и траверсу. Запрессуйте щит со стороны коллектора. Установите двигатель в горизонтальное положение. Снимите крышки и кольца, замерьте торцовое биение подшипников, которое должно быть не более 0,12-- 0,18 мм. Замерьте радиальный зазор между роликами и кольцом подшипника в холодном состоянии после посадки, установите кольца, насадите на вал с нагревом кольца, подшипники закройте крышками.

На траверсе щеткодержатели монтируют через любой наиболее удобный для этого люк. После установки на нее всех щеткодержателей траверсу поворачивают в положение, указанное контрольной риской, и закрепляют. Проверяют правильность установки щеткодержателей, для чего шаблонами контролируют расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора (для большинства двигателей 2--4 мм), и зазор между петушками коллектора и корпусом щеткодержателя, который должен быть не менее 6,5 мм -- для двигателей НБ-418К6. Этот зазор следует проверять при якоре, смещенном в крайнее положение в сторону щеткодержателя. Проверяют также параллельность щеткодержателя поверхности коллекторных пластин. Перекос по высоте более 1 мм не допускается.

Важным фактором, влияющим на коммутацию двигателей, является правильность установки щеток по окружности коллектора. Они должны находиться по физической нейтрали машины. Для правильной установки щеткодержателей в них монтируют контрольные щетки, подключают к двум соседним щеткодержателям (или к выводным кабелям Я, ЯЯ) вольтметр, подводят питание к обмотке возбуждения и устанавливают в ней ток 100--150 А. Затем питание отключают и фиксируют отклонение стрелки вольтметра по направлению и значению. Далее смещают траверсу на небольшой угол и опыт повторяют. Если показание вольтметра увеличилось, траверсу поворачивают в противоположном направлении и так до тех пор, пока не будет найдено положение, при котором показание вольтметра будет равным нулю или близким к нему. В этом положении траверсу закрепляют и регулируют нажатие щеток, контролируя его значение ручным динамометром или с помощью специальной установки.

Через смотровой люк остова индикатором проверяют биение коллектора. Оно не должно превышать установленного для двигателя данного типа предельного значения (для большинства двигателей 0,07--0,08). Для того чтобы окончательно убедиться в правильности сборки и исправности двигателя, проводят его предварительные испытания.

Предварительные испытания двигателя проводят при питании его от деповской сети постоянного тока напряжением 200--400 В. Проверяют работу двигателя на холостом ходу (по 30 мин в каждом направлении). При этом на слух желательно с применением слуховых аппаратов или по степени нагрева определяют качество сборки подшипников. Установившаяся температура их в течение 1 ч работы машины не должна превышать температуру окружающей среды более чем на 55 °С. В ходе испытания проверяют вибрацию. Она не должна превышать 0,15 мм.

Закончив предварительные испытания, двигатель еще раз осматривают, проверяют и при необходимости подтягивают болты и гайки, продувают сжатым воздухом, устанавливают крышки смотровых люков, убеждаются в плотности их прилегания к остову и подают двигатель на испытательную станцию[2].



6. Испытания после ремонта тягового электродвигателя НБ - 514Е магистрального грузового электровоза 3ЭС5К

6.1 Испытания тягового электродвигателя НБ-514Е проводимые после ремонта

Каждая прошедшая ремонт электрическая машина должна пройти контрольные испытания. Порядок проведения таких испытаний должен соответствовать требованиям государственных стандартов и Правил ремонта тяговых и вспомогательных электрических машин электроподвижного состава.

Отремонтированные машины осматривают и проверяют выполнение установленных норм, свободу вращения, измеряют сопротивление изоляции и активное сопротивление обмоток, опробуют машину на холостом ходу, испытывают ее на нагревание и на повышенную частоту вращения, проверяют частоту вращения, реверсирование, коммутацию машины и электрическую прочность ее изоляции. Контрольные испытания проводят на испытательных станциях депо. Результаты испытаний заносят в специальный журнал, а также в паспорт машины, прошедшей испытания.

Осмотр и проверку машины проводят для выявления соответствия допусков и износов установленным нормам. Для этого измеряют биение коллектора, вала, проверяют осевой разбег якоря, воздушные зазоры под полюсами, правильность установки щеткодержателей относительно коллектора, чистоту обработки рабочей поверхности коллектора, а также правильность установки щеток в щеткодержателях и их нажатие на коллектор. Техника проведения перечисленных измерений и проверок, а также соответствующие нормы были рассмотрены ранее.

Проверку вращения якоря проворачиванием его от руки выполняют для того, чтобы перед включением машины под напряжение быть уверенным в правильности ее сборки, на что укажет отсутствие толчков и заеданий при вращении якоря. Убедившись в их отсутствии, машину подключают к питающей сети и проверяют ее работу на холостом ходу. Вначале к машине подводят напряжение, составляющее около 10 % U_ном, и при пониженной частоте вращения еще раз убеждаются в отсутствии стука в подшипниках, задеваний вращающегося якоря о неподвижные части и стука щеток. При удовлетворительных результатах проверки частоту вращения повышают до номинальной и дают машине работать в течение 30 мин. Вибрографом ВР-1 измеряют вибрацию. Вибрация более 0,15 мм не допускается, так как в эксплуатации она вызовет неудовлетворительную работу основных узлов машины (причиной повышенной вибрации является неудовлетворительная балансировка якоря). Нереверсивные машины проверяют при вращении якоря только в рабочем положении, а реверсивные -- в обоих направлениях.

Затем машину отключают и, пока ее якорь еще вращается, на слух, применяя слуховые аппараты, или по степени нагрева окончательно проверяют работу подшипников. Температура исправных подшипников не должна превышать 95 °С. После остановки машины осматривают щетки и проверяют качество их притирки. Притертая поверхность должна составлять не менее 75 % площади контактной поверхности щетки. В противном случае щетки следует притереть стеклянной бумагой.

Индукционным методом проверяют правильность установки щеток относительно коллектора. После установки щеток в нейтральное положение щеткодержатели или траверсу надежно закрепляют. Порядок притирки щеток и проверки правильности их установки тот же, что и при выполнении этих операций в ходе ремонта.

Измерение активного сопротивления обмоток на холодной машине преследует две цели: проверить его соответствие установленной норме и получить данные для последующего определения превышения температуры обмоток двигателя. Правильность определения превышения температуры в большей мере зависит от точности измерения активного сопротивления обмоток. Для обеспечения требующейся точности измерения прежде всего следует обеспечить "холодное" состояние машины, т. е. такое, при котором ее температура не отличается от температуры окружающей среды более чем на 3°С. Для проверки температуры шарик термометра обертывают станиолью, прикладывают к коллектору, накрывают ватой или асбестом и выдерживают в таком положении 5--7 мин. Другим важным условием обеспечения точности измерения является правильный выбор метода измерения и класса измерительных приборов.

Наиболее распространенным, практически удобным является метод вольтметра-амперметра, который при использовании приборов класса точности 0,2--0,5 обеспечивает необходимую высокую точность измерения. Вольтметры к выводам катушек главных и добавочных полюсов присоединяют стационарными зажимами, а вольтметр к обмотке якоря -- с помощью двух щупов. Щупы устанавливают на коллекторных пластинах, находящихся под серединами щеток различной полярности, расположенных на расстоянии одного полюсного деления. При измерениях щетки всех щеткодержателей должны быть подняты, а якорь должен быть неподвижен, поэтому его предварительно затормаживают.

Измерения выполняют для трех-четырех значений тока в пределах 20--25 % номинального, проводят отсчет падения напряжения. Коллекторные пластины, на которых выполнялись замеры, помечают белой краской или мелом с тем, чтобы последующее измерение сопротивления якорной обмотки при нагретой машине для получения более точных результатов осуществлять на тех же пластинах.

Сопротивление обмоток, измеренное при температуре 20 °С, не должно отклоняться от установленного нормами значения более чем на ±10%.

Для проведения дальнейших испытаний машину устанавливают на испытательный стенд. Тяговые двигатели, как правило, испытывают по методу взаимной нагрузки, при котором на стенд помещают сразу две машины и соединяют их как механически, так и электрически. В ходе испытания одна из них (проверяемая) работает в двигательном, а вторая -- в генераторном режиме.

Так как обе машины однотипны, то при включении по такой схеме э. д. с. машины Г, работающей в режиме генератора, будет меньше, чем э. д. с. машины Ml, работающей в режиме двигателя, и якоря машин останутся неподвижными. Их работа будет возможна лишь в том случае, если э. д. с. генератора будет больше э. д. с. двигателя. Для такого увеличения э. д. с. в цепь якоря генератора последовательно включают вольтодобавочную машину ВДМ. Ее якорь приводится во вращение асинхронным двигателем МЗ, а обмотку независимого возбуждения питают от внешнего источника через потенциометр или переменный резистор R1.

Если при неподвижных якорях машин замкнуть цепь ВДМ и поднимать подводимое к ее обмоткам возбуждение, то в цепи испытуемых машин появится и будет нарастать ток. Однако и в этом случае вследствие встречного направления и равенства моментов на валах машин якоря останутся неподвижными. Чтобы якоря начали вращаться, необходимо сообщить двигателю избыточный момент, который должен компенсировать тормозной момент, возникающий в обеих испытуемых машинах от механических, магнитных и добавочных потерь. Такой момент создают в испытуемой машине за счет электрической энергии, подводимой к двигателю от линейного генератора ЛГ.

Его приводят во вращение асинхронным двигателем М2. Чаще всего этот двигатель используют одновременно как для вращения якоря генератора ЛГ, так и вольтодобавочной машины ВДМ. Напряжение на зажимах ЛГ регулируют изменением тока в его обмотке независимого возбуждения резистором R2 или потенциометром. При такой схеме легко можно устанавливать на зажимах испытуемой машины любое напряжение, что бывает необходимо для изучения поведения машины при напряжениях, отличных от номинального.

Испытание на нагревание при контрольных испытаниях проводят для определения превышения температуры обмоток машин, значение которого в эксплуатации строго ограничено. Для определения температуры обмоток наибольшее распространение получил метод сопротивления как наиболее простой и достаточно точный.

Испытания проводят на стенде по методу взаимной нагрузки. Двигатели с опорно-осевым подвешиванием ставят моторно-осевыми горловинами на вал-модель, а опорными выступами -- на опоры стенда. На конусы валов машин со стороны, противоположной коллектору, устанавливают полумуфты, добиваются совмещения осей машин, после чего соединяют полумуфты, ограждают их специальным кожухом и закрепляют двигатели на опорах.

Проверку двигателей на нагревание следует проводить в условиях, соответствующих реальным условиям работы этих машин в эксплуатации, влияющим на их тепловой режим. Поэтому к вентиляционным люкам двигателей с независимой вентиляцией на стенде присоединяют брезентовые рукава от вентиляционной установки. Такая установка должна обеспечивать подачу не менее 110 м3/мин.

Расход воздуха, необходимый для машин данного типа, обеспечивают регулировкой положения заслонок, установленных в воздухопроводе.

Количество продуваемого через машину воздуха контролируют по статическому напору в ее коллекторной камере, измеряемое U-образным микроманометром. При последующих испытаниях необходимо следить, чтобы крышки коллекторных люков все время были плотно закрыты.

В ходе проведения тепловых испытаний необходимо контролировать температуру окружающей среды. Поэтому до начала испытаний на стенде устанавливают два-три термометра. Чтобы они не омывались струей охлаждающего воздуха, их располагают на уровне вала якоря на расстоянии 1--2 м от машины.

Выполнив перечисленные подготовительные операции, приступают к испытаниям. Включают двигатель М2 и, регулируя резистором R2 напряжение на зажимах линейного генератора, поднимают его до номинального для испытуемого двигателя значения. Затем резистором R1 постепенно увеличивают возбуждение вольтодобавочной машины ВДМ. При этом начнет возрастать э.д.с, действующая в замкнутом контуре ВДМ--Г--Ml, а с ней и ток в этой цепи, а следовательно, и в якоре генератора Г. При увеличении тока генератора Г возрастает его электромагнитный момент, который для испытуемой машины Ml будет тормозным. Регулируя таким способом нагрузку на испытуемой машине, устанавливают в ней ток, равный ее часовому току.

В течение всего периода испытания нагрузки машины подведенное к ней напряжение (номинальное), частота вращения и количество продуваемого через нее воздуха должны оставаться неизменными. Через 1 ч работы машины в таком режиме ее останавливают. Во время работы машины через каждые 10--15 мин фиксируют ток и напряжение на обмотках главных и добавочных полюсов, температуру окружающей среды в момент снятия отсчетов с приборов, а также по секундомеру интервалы между замерами. Последний замер выполняют строго в момент снятия с двигателя напряжения. Результаты замеров записывают в специальный журнал.

Выполнить аналогичные измерения на коллекторе можно только при неподвижном якоре. Для получения возможно более точных результатов эти замеры следует осуществлять через возможно меньшее время после снятия с машин напряжения, в противном случае конечная температура якоря успеет заметно измениться. Для этого следует остановить якорь и прекратить подачу охлаждающего воздуха. С этой целью снижают до нуля напряжение линейного генератора, прекращают подачу охлаждающего воздуха и быстро останавливают двигатель, создавая тормозной момент усилением возбуждения вольтодобавочной машины ВДМ. Сопротивление обмотки якоря измеряют на тех же пластинах коллектора, на которых измеряли сопротивление обмотки в холодном состоянии. На момент выполнения этих замеров щетки должны быть изолированы от коллектора, для чего под них устанавливают изоляционные прокладки.

Как показала практика, первый замер сопротивления якоря тягового двигателя удается осуществить только через 30--45 с после его остановки. За это время температура (и значение измеряемого сопротивления успевает измениться. Чтобы определить температуру, которую имела обмотка якоря в момент отключения (в конце часового режима), на остановленной машине через определенные промежутки времени осуществляют еще несколько замеров.

Одновременно с измерением сопротивления обмоток измеряют температуру коллектора и подшипников. Повторная проверка подшипников вызвана тем, что при предварительных испытаниях из-за более легкого и менее продолжительного режима работы машины их температура при определенных дефектах в подшипниковом узле могла не превысить допустимого значения и наличие этого дефекта осталось бы незамеченным. Измеряют температуру ртутным или спиртовым техническим термометром так же, как ранее проверялось "холодное" состояние машины.

Закончив испытания тягового двигателя на нагревание, не давая ему остыть, включают стенд, устанавливают на зажимах двигателя номинальное напряжение и в обмотке якоря ток, равный часовому. В этом режиме проверяют частоту вращения машины и ее работу при изменении направления вращения.

Проверку частоты вращения выполняют для определения отклонения частоты вращения выпускаемой из ремонта машины от номинального значения. Это необходимо для правильного последующего подбора тяговых двигателей, устанавливаемых на один локомотив, -- расхождение в скоростных характеристиках таких двигателей допускается не более 4 %. Кроме того, эти данные необходимы и для правильного подбора к тяговым двигателям колесных пар по диаметрам их бандажей при комплектовании колесно-моторных блоков.

Такое испытание тяговых двигателей осуществляют при номинальных (часовых) значениях тока и напряжения на нагретой машине. Частоту вращения измеряют электротахометром или тахометром СК. Отклонение частоты вращения от номинальной для тяговых двигателей, спроектированных до 1 июля 1966 г., не должно превышать ±4 %, а для спроектированных после указанной даты, ±3%.

Испытание на реверсирование проводят для измерения и сравнения, частоты вращения якоря в прямом и обратном направлениях. Разность значений частоты вращения якоря, измеренных при разных направлениях вращения якоря, не должна превышать 4 % для машин с волновой обмоткой без траверс, 3 % для машин с петлевой обмоткой без траверс и 2 % для машин с траверсами. Закончив проверку машины на реверсирование, испытывают машину на механическую прочность при повышенной частоте вращения.

Испытание на повышенную частоту вращения выполняют при частоте вращения, превышающей наибольшую, гарантированную заводом-изготовителем, не менее чем на 25 % для тяговых двигателей электровозов и не менее 20 % для тяговых двигателей электропоездов и вспомогательных машин э. п. с.

Для создания требующегося режима уменьшают возбуждение вольтодобавочной машины ВДМ, снимают нагрузку и переводят двигатель в режим холостого хода. Увеличивая возбуждение линейного генератора, поднимают напряжение на двигателе, а с ним и частоту вращения якоря до указанного выше значения. В этом режиме в течение 2 мин проверяют механическую прочность узлов машин. У исправной и правильной работающей машины не должно быть поломок и выходящих за допустимые пределы остаточных деформаций.

Проверка коммутации является наиболее ответственным испытанием всех электрических машин и в первую очередь тяговых двигателей. Наиболее тяжелыми режимами для тяговых двигателей являются трогание с места (большие токи) и большая частота вращения (глубокое ослабление возбуждения). Поэтому Правилами ремонта предусмотрено два режима для проверки коммутации: при номинальных значениях напряжения и тока возбуждения и двойном часовом токе якоря; при наибольшем напряжении

на коллекторе и наибольшей частоте вращения на последней ступени ослабления возбуждения.

Устанавливая на стенде необходимые для двигателя значения напряжения и тока, проверяют коммутацию при вращении якоря по 30 мин в обе стороны вначале в первом, а затем во втором режимах. Проверку коммутации ведут, наблюдая визуально за интенсивностью искрения под щетками. Для этого у испытуемого двигателя заменяют крышку коллекторного люка специальной с врезанным в нее стеклом.

Государственным стандартом предусмотрено пять степеней искрения: 1; 1 1/4; 1 1/2; 2 и 3. Для электрических машин локомотивов предельно допустимой является степень 1 Ѕ. При такой коммутации под сбегающей кромкой щетки наблюдается слабое искрение, а на самих щетках и коллекторе может появляться поверхностный нагар, легко устраняемый протиранием. Машины с таким искрением можно выдавать в эксплуатацию.

Оценка коммутации по искрению визуально требует большого опыта и не исключает возможных ошибок как по техническим, так и по субъективным причинам. Объективно оценить искрение можно индикатором искрения ИИ-1. Фотоэлемент этого индикатора воспринимает световую энергию, выделяющуюся при искрении, и преобразует ее в электрический сигнал. Сигнал усиливается в двухкаскадном усилителе прибора и подается на электронно-лучевую трубку катодного осциллографа и на микроамперметр. Эти показания устойчивы, точны, их можно отсчитывать визуально или записывать на пленку.

Если искрение под щетками проверяемой машины окажется более 11/2 балла, выявляют причины неудовлетворительной коммутации машины. Ими могут оказаться неправильная установка щеткодержателей, плохая притирка щеток или неправильный их подбор, перекос или заедание щеток в гнездах щеткодержателей, неудовлетворительное состояние рабочей поверхности коллектора, его биение или вибрация, неправильно отрегулированное нажатие пальцев на щетку. Выявленные недостатки устраняют и повторно проверяют коммутацию машины при тех же двух испытательных режимах.t