Лабораторная работа №4 Дефектация и ремонт асинхронных двигателей
Цель работы:
Освоить методику дефектации асинхронного двигателя.
В результате выполнения работы студент должен:
знать– основные повреждения асинхронных двигателей;
уметь – определять основные повреждения асинхронных двигателей и устранять их.
Методические указания:
Дефектацию электрических машин перед ремонтом проводят для определения характера и объема ремонта. Принятую в ремонт машину тщательно осматривают и ставят на ней ремонтный номер, под которым она проходит весь цикл ремонта. Затем проводят испытания, позволяющие определить степень разборки машины для уточнения объема ремонтных работ. Все неисправности механических частей и обмотки записывают в специальную ведомость, которая служит основанием для выдачи нарядов на выполнение ремонтных работ, определения объема и стоимости ремонта. После окончания ремонта по ведомости дефектов уточняют объем послеремонтных испытаний. При дефектации асинхронного электродвигателя в собранном виде выполняют перечисленные ниже операции.
1. Осматривают электродвигатель, руководствуясь следующими соображениями:
a. станина и подшипниковые щиты считаются негодными, если они имеют трещины в посадочных местах. Трещины можно заваривать только в том случае, если это не вызовет деформации посадочных мест;
b. клеммная коробка должна быть прочно прикреплена к станине, клеммные болты хорошо закреплены и замаркированы.
2. Проверяют целостность обмотки, пользуясь контрольной лампой или мегомметром.
3. Измеряют сопротивление изоляции между фазами и относительно корпуса. Значение сопротивления изоляции должно быть не менее 0,5 МОм.
4. Если это возможно, машину включают на холостом ходу и проверяют работу подшипников (шум, нагрев), вентилятора, измеряют токи по фазам. Асимметрия фазных токов не должна превышать ±5%.
При дефектации разобранной машины выполняют следующие операции:
1. Проверяют состояние отдельных узлов и деталей. Крепежные детали заменяют, если они искривлены, имеют испорченную резьбу, головки болтов смяты и т.д. Подшипниковые щиты рассчитаны на плотную посадку в станину; посадка подшипника качения в щит плотная подшипниковая; посадка крышки подшипника в щит ходовая или широкоходовая; зазор между крышкой подшипника и валом должен быть 0,3—0,7мм. Посадка подшипника на вал напряженная подшипниковая.
2. Измеряют воздушный зазор между статором и ротором. При этом ротор укладывают в статор и при помощи щупа измеряют зазор между поверхностью ротора и расточкой статора в верхней части с одной и с другой стороны машины. Воздушный зазор равен половине измеренного расстояния. Измерение повторяют при повороте ротора на 180°. Полученный результат сравнивают с допустимым значением.
3. Подшипники качения заменяют, если обнаружены ощутимый люфт, нагар, шелушение беговых дорожек, трещины в обоймах.
Допустимые значения радиальных зазоров в подшипниках качения указаны в таблице 4.1.
Таблица 4.1
| Диаметр вала, мм | Радиальные зазоры (мм) в шариковых и роликовых подшипниках |
| 20—30 | од |
| 35—50 | 0,15 |
| 50—80 | 0,2 |
| 80—120 | 0,3 |
Перед проверкой подшипники тщательно промывают. Номер подшипника, вышедшего из строя, записывают в ведомость дефектов.
4. Подшипники скольжения считают годными, если нет трещин во втулке и вкладыше. Зазоры между подшипником скольжения и валом не должны превышать более чем на 25% зазоров, указанных в таблице 4.2.
Таблица 4.2
| Диаметр вала, мм | Зазор (мм) при частоте вращения, об/мин | |
| менее 1000 | более 1000 | |
| 18—30 | 0,04—0 09 | 0 06 0 12 |
| 31—50 | 0,05—0,12 | 0,07—0,14 |
| 51—80 | 0,06—0,13 | 0,09—0,17 |
| 81—120 | 0,08—0,16 | 0,12—0,21 |
5. Осматривают вал, обращая внимание на состояние посадочных поверхностей, шпоночной канавки, отсутствие искривлений. Вал считается годным, если в нем нет трещин, шейки его имеют строго цилиндрическую поверхность, конусность и овальность шеек подшипников скольжения не превышают 0,05мм. На посадочных поверхностях вала под подшипником качения допускаются небольшие вмятины общей площадью не более 4%, а на посадочной поверхности под шкив или муфту— не более 10%. Прогиб допускается до 0,1мм на метр его длины, но не более 0,2 мм по всей длине вала. Трещины вала заваривают, если глубина поперечных трещин превышает 10—15% диаметра вала, а продольных—10% общей длины вала.
6. Проверяют плотность посадки вентилятора на вал и его состояние. Вентилятор считается годным, если лопасти его прочно закреплены и он плотно посажен на валу. Биение вентилятора в осевом и радиальном на правлениях не должно превышать 0,3% от наружного диаметра вентилятора.
7. Осматривают пакет активной стали статора. Пакет стали не должен иметь смещения, вмятин, ослабления, прессовки листов железа, распушившихся зубцов прогара.
8. Короткозамкнутый ротор должен быть плотно посажен на вал и не иметь трещин и разрывов в стержнях и коротко замыкающих кольцах.
Для проверки можно использовать метод электромагнита (с амперметром, со стальной пластиной или железными опилками). Ротор следует уложить на электромагнит (или наоборот), к обмотке которого подведено переменное напряжение, как это показано на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1. Схема определения обрыва стержней ротора
при помощи электромагнита
При проверке целостности стержней способом электромагнита со стальной пластиной ее следует накладывать на каждый паз. Если пластина не притягивается к пазу, значит, в этом пазу обрыв стержня.
9. Износ колец фазового ротора не должен превышать 50% первоначальной толщины. Наименьшая допустимая толщина колец в радиальном направлении не должна быть менее 5 мм. Замыкание контактных колец на корпус или между собой можно определить контрольной лампой или мегомметром.
10. Определяют дефекты обмотки статора. Замыкание обмотки статора на корпус и между фазами можно определить при помощи контрольной лампы или мегомметра.
11. Не разрывая соединений между катушками, но, очистив их от изоляции, можно определить места повреждения методом падения напряжения. На поврежденную фазу при этом нужно подать напряжение 6—9В постоянного тока. Милливольтметром измерить падения напряжения между каждым концом катушечной группы и корпусом, а также между катушечными группами разных фаз. Падение напряжения в месте повреждения будет минимальным.
12.Плохой контакт в схеме обмотки статора можно определить измерением сопротивления отдельных фаз постоянному току методом вольтметра—амперметра. Измеренные сопротивления должны отличаться друг от друга не более чем на 5%.
13.Витковое замыкание в обмотке статора можно определить методом электромагнита. Стальная пластинка будет притягиваться к зубцам под пазом, в котором лежит сторона неисправной катушки. Пластина будет также притягиваться над пазом, лежащим на расстоянии шага от паза с неисправной катушкой (рисунок 4.2).
Рисунок 4.2. Схема определения викового замыкания обмотки статора при помощи электромагнита
Витковые замыкания в обмотке статора можно также определять при помощи специальных приборов типа ЕЛ и ПДО.
Дефекацию обмоток фазовых роторов проводят аналогично.
1. Для проведения ремонта обмоток необходимо записать обмоточные данные: тип обмотки, число пазов статора N, число полюсов 2р (скорость, частота вращения), число катушек в катушечной группе (число пазов на полюс и фазу q), шаг обмотки у, число витков в катушке, диаметр и марку обмоточного провода, размер вылета лобовых частей, конструкцию пазовой и междуфазной изоляции. Нарисовать схему обмотки.
2. Если есть необходимость изготовить какую-либо деталь вновь, нужно вычертить эскиз по имеющимся образцам и приложить его к ведомости дефектов.
Ход работы:
1. Осмотреть электродвигатель и записать его паспортные данные.
2. Провести дефектацию электродвигателя до разборки.
3. Разобрать электродвигатель.
4. Провести дефектацию двигателя после разборки.
5. Записать обмоточные данные и вычертить схему обмотки.
6. Вычертить эскизы недостающих или неисправных деталей.
7. Оформить отчет.
Контрольные вопросы:
1 .Каково назначение ведомости дефектов?
2.Какие неисправности выявляются в двигателе до разборки и после нее?
З.Как провести дефекацию короткозамкнутого ротора?
4.Как можно определить витковое замыкание в обмотке статора?
5.Каково назначение дополнительной пропитки и сушки обмоток, не подлежащих капитальному ремонту?
Практическая работа №1 Планирование ремонта электромашин, определение трудоемкости и численности рабочих
Цель работы:
Научиться производить расчет по планированию ремонтов электрических машин.
В результате выполнения работы студент должен:
знать-методику расчета межремонтных циклов;
уметь – определять продолжительность ремонтных циклов электрических машин и рассчитывать трудоемкость ремонта.
Ход работы:
1. Определить продолжительность ремонтного цикла и межремонтного периода для электромашин цеха (по заданию преподавателя).
2. Определить трудоемкость капитального ремонта электрической машины.
Методические указания.
При планировании структуры ремонтного цикла, под которой понимаются виды и последовательность чередования плановых ремонтов, исходят из длительности ремонтного цикла. Период времени между двумя плановыми капитальными ремонтами Тпл определяется продолжительностью ремонтного цикла Тта6л. В свою очередь Тта6л определяется при нормальных условиях эксплуатации при двухсменной работе электрических машин. Значения Тта6лдля ряда характерных производств приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1
| Условия работы электрических машин | Ттабл., лет | Tтабл., мес. |
| Сухие помещения (Кс=0,25) | ||
| Горячие, гальванические и химические цеха (Кс=0,45) | ||
| Загрязненные цеха – деревообработки, сухой шлифовки и т.п. (Кс= 0,25) | ||
| Длительные циклы непрерывной работы с большой нагрузкой – приводы насосов, компрессоров и т.д. (Кс=0,75) |
В промежутке времени между двумя капитальными ремонтами проводят несколько текущих. Период времени между двумя плановыми текущими ремонтами tпл определяется продолжительностью межремонтного периода tтабл, значения которого также приведены в таблице 1.1.
Плановая продолжительность работы между двумя капитальными и текущими ремонтами определяется по следующим формулам:
(1.1)
tпл=tтабл 
(1.2)
где 
=0,75 для коллекторных машин и 1,0 для остальных машин;
- коэффициент, учитывающий сменность работы машины, он определяется числом смен Ксм;
- коэффициент использования в зависимости от отношения коэффициента фактического спроса к нормируемому Кф.с./Кс;
= 
=1,0 для электрических машин, отнесенных к вспомогательному оборудованию, для машин основного оборудования =0,85 и =0,7;
=1,0 для электрических машин, установленных на стационарных установках, а для машин передвижных электрических установок =0,6.
Ниже приведены значения коэффициентов и :
| Кф.с./Кс | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | |
|
| 1,3 | 1,1 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | |
| Ксм | 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2,5 | |||
|
| 1,6 | 1,35 | 1,13 | 0,8 | 0,67 |
Под коэффициентом спроса Кс понимается отношение максимальной нагрузки предприятия (цеха, отдельного производства) Pmax к суммарной установленной на нем мощности электроприемников Ру(электродвигатели, электротехнологические процессы, освещение и др.). Под Pmaxпонимается получасовой максимум нагрузки предприятия, заложенный в его технический проект и заявляемый предприятием при составлении договора с энергоснабжающей организацией. По значению Pmaxопределяется, в частности, необходимая суммарная мощность связывающих его с электрической системой трансформаторов. Таким образом
Кс= Pmax/ Ру (1.3)
Реальная нагрузка предприятия может отличаться от расчетной, также как и суммарная мощность установленных на нем приемников электрической энергии. Поэтому наряду с коэффициентом Ксвводится коэффициент фактического спроса Кф,с, который определяется опытным путем по фактическому среднечасовому максимуму нагрузки Pфmax и фактической установленной мощности электроприемников Рфу:
Кф,с= Pфmax/ Рфу (1.4)
Коэффициент фактического спроса может существенно отличаться от первоначально принятого. Чем больше Кф.с, тем больше средняя нагрузка электрических машин, установленных на предприятии.
По указанной методике для каждой электрической машины, установленной на предприятии, можно рассчитать промежуток времени между капитальными и текущими ремонтами и составить календарный график проведения этих ремонтов, согласовав его с графиком ремонтов основного технологического оборудования. На базе графиков ремонта по отдельным участкам и цехам составляется сводный график ремонта электрических машин по предприятию в целом.
Пример расчета.
Определить продолжительность ремонтного цикла и межремонтного периода для асинхронного рольгангового двигателя с короткозамкнутым ротором, который установлен на прокатном стане металлургического завода, имеет трехсменный график работы (непрерывное производство) и коэффициент фактического спроса, равный 0,6.
Для горячих цехов Ттабл=4 года, tтабл= 6 месяцев при Кс=0,45. Далее определяем значение соответствующих коэффициентов: 
=1 (у двигателя отсутствует коллектор); =0,67 при Ксм=3;
=0,7 (для Кф.с./Кс=0,6/0,45=1,33); =0,85; =0,7 (двигатель относится к основному оборудованию); =1 (установка стационарная). Тогда в соответствии с формулами (1.1) и (1.2) рассчитываем время между двумя капитальными Тпл и текущими tпл ремонтами:
Тпл=4,0*1,0*0,67*0,7*0,85*1,0=1,6 (года)
tпл=6,0*1,0*0,67*0,7*0,7*1,0=2 (месяца).
Срок 2 месяца соответствует 0,167 года, поэтому между двумя капитальными ремонтами двигатель должен пройти 8 текущих (Тпл/ tпл=1,6/0,167=9, но поскольку очередной капитальный ремонт совпадает с текущим, то последний текущий ремонт заменяется на очередной капитальный).
Контрольные вопросы:
1. Что называют продолжительностью ремонтного цикла?
2. Что понимают под коэффициентом спроса?
3. Что понимают под коэффициентом фактического спроса?
4. На какие группы делятся электромашины находящиеся в эксплуатации предприятия?
5. Расшифруйте понятие «условная единица ремонта»