13.01.2023р. Обслуговування електричних двигунів. Заміна підшипників, регулювання щіткового мехнізму.

 Для гр. 6

Для підтримки тривалої працездатності електричних машин велике значення має їх технічне обслуговування в міжремонтні періоди. До технічного обслуговування допускається черговий персонал цеху, ділянки, в обов'язки якого входить стежити за температурним режимом машини, станом її щіткового контакту, колектора і контактних кілець, вібрацією, станом підшипників і їх мастила.

Протягом зміни черговий персонал проводить один раз зовнішній огляд і очищення електричної машини від пилу і бруду, приділяючи особливу увагу машинам з важким режимом роботи (часті пуски і гальмування, велике навантаження на валу механізму, підвищена температура довкілля).

При зупинці устаткування для профілактичних робіт черговий персонал продуває машини стислим повітрям, оглядає стан муфт, перевіряє кріплення болтів, наявність мастила в підшипниках, зачищає колектор і контактні кільця, перевіряє роботу щіткотримачів, стан ізоляції і оглядає заземлюючі пристрої, встановлює щітки в нейтральне положення і прочищає вентиляційні канали.

Електричні двигуни залежно від класу ізоляційного матеріалу мають різні гранично допустимі перевищення температури (від 60 до 1250С), при температурі довкілля 400С.

Перегрів електродвигунів небезпечний в першу чергу для ізоляції обмоток, що призводить до скорочення їх терміну служби, а іноді і до аварії електричних машин.

Нагрів двигуна залежить від навантаження і режиму роботи. Основною причиною перегріву є перевантаження двигунів по струму, яке при тривалому режимі визначається контрольним виміром струму в ланцюзі статора для двигунів змінного струму або в ланцюзі якоря для двигунів постійного струму.

Двигуни, що працюють в повторно-короткочасному режимі, мають струм, що постійно змінюється, тому оцінити їх завантаження по щитових приладах неможливо. В цьому випадку проводять осцилографування струму на спеціальних приладах, визначаючи еквівалентне значення струму за цикл роботи механізму.

Перегрів двигуна при його нормальному навантаженні можливий через погіршення охолодження (пошкодження крил вентилятора, засмічення вентиляційних каналів і отворів) або при збільшенні температури довкілля вище 400С.

Нагрів двигунів визначають термометром або спеціальними вбудованими приладами, що встановлюються на двигунах потужністю більше 100 кВт. За відсутності таких приладів нагрів двигунів зазвичай перевіряють на дотик рукою. Якщо дуже гаряче, вимірюють переносним термометром, краще спиртовим, що не має погрішності в магнітному полі. Активну частину термометра щільно обгортають алюмінієвою фольгою і притискають до місця виміру на поверхні двигуна, а зверху місце ізоляції накривають теплоізоляційною ватою.

Перевірка стану колектора і контактних кілець. Нормальна робота електричної машини постійного струму в значній мірі залежить від стану колектора, який вимагає ретельного догляду.

При обертанні на колектор осідає вугільний і металевий пил, забруднюючи його щітковий контакт, що наводить до іскріння в зоні зіткнення щіток з пластинами колектора, викликаючи нагар на його ковзаючій поверхні. Підвищене іскріння може призвести до виникнення на поверхні колектора «кругового вогню», тобто короткого замикання між щітками різної полярності через колектор.

Ступінь іскріння на колекторі електричних машин визначають під збігаючим краєм щітки.

При нормальному режимі роботи двигуна міра іскріння не повинна перевищувати 1,5.

Ступінь іскріння	Характеристика ступеню	Зовнішні ознаки стану колектора і щітки
1	Відсутність іскріння	Відсутність почорніння на колекторі і слідів нагару на щітках
1,25	Слабке точкове іскріння під частиною щіток	Те ж
1,5	Слабке іскріння під всім краєм щітки	Поява слідів нагару і почорніння, що легко усувається бензином
2	Іскріння під всім краєм щітки при короткочасному навантаженні і перевантаженнях	Значне почорніння на колекторі, що не усувається бензином
3	Значне іскріння з появою крупних іскор, що вилітають (робота можлива лише при пуску і реверсі машини)	Значне почорніння на колекторі, підгоряння і часткове руйнування щіток

Дефекти поверхні ковзаючого контакту колектора і контактних щіток (задирки, подряпини, сліди різців, виступи міканітової ізоляції між колекторними пластинами) призводять при великих частотах обертання двигунів до вібрації щіток, розриву силового кола і, як наслідок, підгоряння ковзаючої поверхні. Биття колектора допускається від 0,02 до 0,1 мм, причому більше значення відповідає більш нагрітій машині, що має більший діаметр колектора і низьку частоту обертання.

Розміщення колодки для шліфування колектора: 1 - дерев’яна колодка, 2 - скляний папір, 3 - колектор	Випилювання ізоляції між пластинами колектора: а - правильно, б - неправильно	Пилка для продорожування колектора: 1 - ножівкове полотно, 2 - ручка-оправа
Колектор і кільця один раз в зміну протирають сухою чистою ганчіркою. Якщо на ковзаючій поверхні колектора і кілець з’явилися нагар і подряпини, їх шліфують скляним абразивним папером, що закріплюється на дерев'яній колодці (мал.1), що має внутрішню виїмку за формою поверхні колектора або контактного кільця. При роботі електричних машин мідні частини колектора зношуються швидше, ніж твердіша слюда ізоляції між пластинами, що призводить до появи виступів ізоляції на поверхні колектора, вібрації щіток і додатковому іскрінню в щітковому контакті. Операцію по усуненню виступів ізоляції називають продорожуванням, тобто видаленням ізоляції на глибину 1-2 мм фрезеруванням або випилюванням (мал.2). На крупних машинах колектор продорожують спеціальними фрезами, причому глибина доріжки має бути більше її ширини в 1,5-2 рази. На електричних машинах невеликої потужності ізоляцію знімають вручну за допомогою спеціального інструменту (мал.3) або ножівкового полотна, закріпленого в оправі. Оброблений колектор шліфують, полірують до появи рівномірного блиску і продувають стислим повітрям.

Перевірка стану щіток. Щітки мають бути правильно підібрані відповідно до рекомендацій заводу-виробника, надійно закріплені в щіткотримачах і мати по всій площі зіткнення з колектором або контактними кільцями. Добре пришліфована щітка має дзеркальний блиск за всією площею контактного з’єднання. Щітка в обоймі щіткотримача повинна переміщатися вільно. При цьому зазор між щіткою і щіткотримачем допускається 0,1-0,2 мм. Всі щітки електричної машини повинні мати однакове зусилля натиснення, що забезпечує рівномірний їх знос. Сильно притиснуті щітки зношуються швидше. Питоме натиснення, що залежить від марки щіток, зазвичай не перевищує 15-25 кПа, причому відхилення величини натиснення окремих щіток не повинні перевищувати 10%. Зусилля натиснення вимірюють динамометром. Підкладають під щітку на колектор смужку паперу, потім одночасно однією рукою зволікають щітку динамометром, а іншою натягують смужку паперу і помічають свідчення динамометра в мить, коли папір можна легко витягнути з-під щітки.

Вимірювання зусиль натиснення щіток динамометром

Зношені щітки необхідно вчасно замінити. Замінюють щітки при зменшенні їх висоти або площі контактної поверхні менше 2/3 геометричної площі контакту.

Пришліфовування щіток: а - правильно, б - неправильно

При пошкодженні контактної поверхні або після заміни щіток їх необхідно пришліфувати (притерти) до поверхні колектора або контактних кілець, оскільки контактні поверхні щіток, що випускаються, не профілюють. Для цього підкладають під щітки електрокорундовий шліфувальний папір зернистістю № 150 або 180 (абразивною стороною до щітки) і притискують пружиною щіткотримача. Напрям руху шкірки залежить від фасону щітки і напряму обертання машини. Потім колектор повертають у бік обертання валу електричної машини. Якщо вал повернути вручну важко, переміщують абразивний папір спочатку у різних напрямах, а при остаточному притиранні в одному напрямі. Щітки притирають спочатку грубозернистим, а потім дрібнозернистим папером. Пил з контактних поверхонь щіток видаляють сухою ганчіркою. Для остаточного їх притирання до колектору електричну машину включають в роботу на 3-4 год. без навантаження.

Траверса з щітками повинна займати нейтральне положення, в якому індукція якоря дорівнює нулю, що покращує умови комутації. Нейтральне положення щіток визначають на нерухомій машині індуктивним способом, який заснований на трансформації ЕРС. Ланцюг обмотки збудження LМ  підключають до джерела живлення і встановлюють струм збудження 5-10%Ізб.ном.  До щіток різної полярності приєднують мілівольтметр з шкалою, що має нульову відмітку посередині. Розмикаючи і замикаючи ланцюг збудження, спостерігають за відхиленням стрілки мілівольтметра. Переміщаючи щітки, добиваються мінімального відхилення стрілки приладу. Операції повторюють кілька разів для різних положень колектора. Потім закріплюють щіткову траверсу і повторюють операції по установці нейтрального положення щіток.

Схема для визначення нейтрального положення щіток

Головним завданням електродвигуна є створення обертання. А для зниження тертя в обертових механізми служать підшипники. Якщо за ними стежити і під час змащувати, то термін служби підшипників збільшиться в кілька разів. При необхідності замінити один або обидва підшипника або проведення технічного обслуговування мотора необхідно розібрати електродвигун і дістати ротор або якір з 2 підшипниками на валу. Розбирайте мотор цієї інструкції. Перевірка підшипників в електродвигуні Завжди приділяйте увагу стану підшипників ваших електродвигунів. При їх зносі вище допустимої межі підшипники перегріваються і мотор починає шумно працювати. Якщо не замінити під час підшипники, тоді в особливо занедбаному стані можуть почати при обертанні стосуватися між собою нерухома частину – статор і рухома: ротор або якір. А це загрожує серйозними поломками в електродвигуні, які відновити в більшості випадків без заміни на новий ротор або якір не можливо. Перевірити підшипники своїми руками нескладно. Для перевірки необхідно розташувати електродвигун на твердій поверхні. Потім покладіть одну руку зверху на електродвигун і пообертайте вал. Ротор повинен обертатися рівномірно й вільно, без заїдань. Постарайтеся почути дряпають звуки або відчути нерівномірність обертання ротора. Це перші ознаки необхідності заміни підшипників. Перевірка люфтів. У кожному підшипнику кочення (кульковий або роликовий) повинен бути радіальний і поздовжній або осьовий люфт. Це нормально, тому що та ж новий підшипник має люфти. Головне, що б він не виходив за допустимі межі. Для перевірки радіального люфту необхідно покласти двигун на тверду поверхню і рукою за вал постаратися його відхилити максимально в різні сторони. Зазор в мікронах, тому допустимо не велике відхилення.   Величина зміщення залежить від розміру електродвигуна. Для побутових моделей моторів відхилення повинні бути ледь помітними. Перевірити осьовий люфт набагато простіше. Беремо за вал тягнемо на себе або штовхаємо від себе ротор, відхилення в побутових електродвигунах не повинно бути більше 3 міліметрів. Чим ближче ця величина до нуля, тим краще. Якщо при розбиранні електродвигуна, Ви помітили сліди тертя ротора про статор, то це однозначно свідчить про знос підшипників. Якщо сильно стертий ротор, то його необхідно замінити. Як зняти підшипники з валу електродвигуна Що б зняти підшипники з валу, знадобляться спеціальні знімачі. Враховуйте, що ці пристосування розрізняються за розміром і конструкції.  Більш масивні, з трьома і чотирма лапами захоплення підійдуть для великих валів, а для маленьких підійдуть з змінними пластинами або планками для захоплення. Врахуйте, що необхідно робити упор за внутрішнє кільце підшипника. Якщо при обертання руками утруднено, тоді використовуйте шматок труби для подовження важеля. Що б легше йшло, змастіть вал машинним маслом. Як надіти підшипник Новий підшипник по своїй ширині, внутрішньому і зовнішньому діаметру повинен точно відповідати заменяемому. Стежте, що б при монтажі бруд не потрапила всередину підшипника. З-за цього він швидко вийде з ладу. Всередині також не повинно бути корозії, сколів та інших пошкоджень. Насаджується підшипник за допомогою металевої труби, підібраною по внутрішньому діаметру кільця підшипника. Поверхні рекомендую змастити перед початком процесу. Увага, насаджувати необхідно підшипник без перекосів, для цього необхідно бити не по сторонах труби, а зробити набалдашник, завдяки якому з’явиться можливість ударяти по центру. Процес можна помітно спростити, якщо нагріти підшипник в киплячому маслі. Будьте при цьому обережні і не використовувати відкритий вогонь при нагріванні, рекомендую – електроплитку. Дайте підшипнику полежати 5-10 хвилин в киплячій олії, потім діставайте його металевим гачком і надягайте на ротор за допомогою кліщів або ганчірки. Чим змастити підшипник електродвигуна При складанні подальша працездатність підшипників залежить від спочатку зробленої їх змащування, тому що для більшості електродвигунів конструктивно передбачається відсутність необхідності в подальшій заміні або додавання змащення в підшипники. Підшипники в електродвигунах змащуються консистентним (густий) мастилом. Для моделей з оборотами до 3000 в хвилину підійде Літол 24 (вологостійка) або Циатим 201 (не вологостійка). Для змащення двигунів з високими швидкостями використовується ЦИАТИМ-202. Мастилом заповнюється не більше 12 обсягу підшипникової камери в двигунах до 3000 оборотів в хвилину, а для більш швидкісних – на 13 порожнини. Більше не кладіть, зайве все одно видавиться при обертанні з підшипника. Допустима температура підшипників електродвигуна Гранична допустима температура підшипників електричних моторів не повинна перевищувати наступних значень: Для підшипників кочення (кулькові або роликові), що використовуються в побутових електродвигунах і в переважній більшості на виробництві – температура не повинна перевищувати 100 °С. Для підшипників ковзання температура не повинна перевищувати 80 °С, але при цьому температура масла не повинна бути вище 65 °С. На виробництві при необхідності роботи електродвигуна в жарких умовах застосовуються спеціальні моделі підшипників, які витримують і великі температури.