Осмотр и ремонт коллектора

Конструкция коллектора предусматривает необходимые элементы, обеспечивающие защиту его корпусной изоляции от проникновения к ней влаги и загрязнений. В случаях когда эти уплотнения выполнены неудовлетворительно и внутрь коллектора попадают влага и загрязнения, в эксплуатации могут произойти замыкание между коллекторными пластинами и пробой корпусной изоляции коллектора. Аналогичные неисправности возможны при ослаблении коллекторных болтов. Поэтому при деповском ремонте тщательно осматривают коллектор и проверяют его техническое состояние.

Важной изоляционной поверхностью коллектора является его передний миканитовый конус. Нажимной передний конус коллектора изолирован миканитом и стеклобандажной лентой (два слоя вполуперекрышу) и покрыт электроизоляционной эмалью. Если поверхность конуса имеет закопченность, подгары и другие дефекты, их зачищают до удаления верхнего слоя лака, тщательно протирают.

После очистки конуса его покрывают эмалью НЦ-929 или ГФ-92-ХК не менее двух раз до получения гладкой глянцевой поверхности.

Обстукиванием проверяют плотность затяжки коллекторных болтов. Коллектор, имеющий ослабление болтов или гаек, нагревают до температуры 90 °С, после чего болты подтягивают. Подогрев коллектора для подтягивания болтов целесообразно совмещать с сушкой якоря при режимах пропитки и покрытия его электроизоляционной эмалью. Подтяжку осуществляют равномерным подворачиванием диаметрально противоположных болтов. Для предотвращения перекосов коллектора и повреждения его изоляции болты поворачивают сразу не более чем на половину оборота.

Измеряют диаметр рабочей поверхности коллектора. В случаях когда диаметр коллектора менее установленного размера, якорь отправляют в заводской ремонт для замены коллектора.

Разница чисел коллекторных пластин в полюсных дугах не должна быть больше одной пластины. Если эта разница больше, то якорь рекомендуется отправить на завод в капитальный ремонт, при котором выполняют полную разработку коллектора. В условиях депо такие дефекты исправить нельзя. Отправка на завод необходима особенно в тех случаях, когда есть сведения о том, что до снятия с электровоза тяговый двигатель с этим якорем работал неудовлетворительно (имели место неоднократные отключения защиты вследствие перебросов и кругового огня, заволакивание межламельных канавок, повышенный износ рабочей поверхности и другие дефекты). Если двигатель работал устойчиво, то якорь может быть направлен для сборки со своим остовом, но в его паспорте указывают о неравномерном распределении коллекторных пластин. За работой двигателя, в который будет установлен этот якорь, устанавливают контроль в эксплуатации.

Проверяют состояние пайки обмотки якоря в петушках коллектора. Если при осмотре обнаружены выплавление припоя (или олова) из петушков коллекторных пластин, неудовлетворительное качество пайки обмотки, обмотку в петушках коллектора пропаивают.

Рабочая поверхность коллектора в эксплуатации изнашивается, и в деповской ремонт двигатель обычно поступает с выработкой на поверхности коллектора и повышенным биением, с подгаром пластин, «затягиванием» меди в межламельные канавки. Коллекторы с такими дефектами подлежат ремонту.

Недостаточная чистота обработки коллектора и наличие неровностей на его рабочей поверхности (подгаров, оплавления, износа, повышенного биения) или даже небольшого выступания отдельных пластин — медных или изоляционных — нарушают работу скользящего контакта и приводят к повреждениям двигателей в эксплуатации. Поэтому обработка коллектора — очень ответственная технологическая операция, ее поручают наиболее квалифицированным работникам и проводят под руководством мастера цеха.

В процессе ремонта рабочую поверхность коллектора обтачивают, шлифуют, межламельные канавки продороживают. Торцы пластин со стороны изоляционного конуса закругляют радиусом 3 мм и осуществляют разделку ламелей с обеих сторон.

Последовательность операций при обработке коллектора установлена следующая. Сначала производят продорожку коллектора, затем — его обточку, снятие фасок и, наконец, шлифовку и полировку рабочей поверхности. Обточку, шлифовку, продорожку коллектора целесообразно выполнять на специальном универсальном станке. Якорь устанавливают на станке и центрируют относительно беговой дорожки внутреннего кольца роликового подшипника или (если кольцо снято) относительно шейки вала. Этим достигается концентричность рабочей поверхности коллектора с валом двигателя, а следовательно, минимальное биение коллектора после обточки. Глубина межламельных канавок коллекторов тяговых двигателей принята 1,4—1,6 мм, т. е. несколько большей толщины коллекторного миканита. Более глубокая продорожка нецелесообразна, так как тогда канавка между коллекторными пластинами приобретает вид щели, которая в эксплуатации быстро засоряется угольной пылью, пыль плотно оседает в ней, особенно при увлажнении коллектора, что в дальнейшем вызывает перекрытия и замыкания между соседними пластинами и повышенное искрение на коллекторе.

Минимальная глубина межламельных канавок в эксплуатации установлена 0,5 мм.

После обточки по краю коллекторной пластины вдоль ее рабочей поверхности снимают фаску размером 0,2 мм под углом 45°. Снимать фаску большего размера не рекомендуется, так как это уменьшает рабочую часть пластины, что в свою очередь увеличивает плотность тока под электрощеткой. Целесообразно снимать фаску под углом относительно вертикальной оси пластины, несколько меньшим 45° (~30°). Тогда форма канавки будет способствовать лучшему выдуванию из нее пыли.

После снятия фасок коллектор шлифуют мелким стеклянным полотном, набитым на колодку, обеспечивая шероховатость поверхности по 8-му классу.

После обточки и шлифовки рекомендуется выполнить полировку коллектора или накатку специальным роликом.

РЕМОНТ ОБМОТКИ ЯКОРЯ

Около 35% повреждений тяговых двигателей происходит из-за межвитковых замыканий и пробоев изоляции их якорей. Эти повреждения значительно снижают надежность электровозов в эксплуатации, так как они весьма часто требуют их непланового ремонта и обязательной выкатки двигателя и отправки его (или якоря) в капитальный ремонт на завод. В некоторых случаях указанные повреждения приводят к порчам электровозов в пути следования. Повреждения изоляции обмотки якоря являются, как правило, следствием ее старения в процессе эксплуатации или неудовлетворительного качества изготовления, ремонта обмоток и содержания их в эксплуатации. Пробои и межвитковые замыкания обмотки якоря чаще всего обнаруживают на выходе якорных катушек из пазов, т. е. в местах с наибольшей неравномерностью электрического поля, или у петушков коллектора. В соответствии с действующими правилами ремонта обязательная пропитка обмоток якорей электрических машин электровозов с последующим покрытием их электроизоляционной эмалью предусмотрена при среднем ремонте через пробег ~700 тыс. км от начала эксплуатации или предыдущего капитального ремонта. При среднем ремонте пропитку выполняют 2 раза: первый раз вакуум-нагнетательным способом в специальных баках, второй — окунанием.

Большое влияние на состояние изоляции обмоток якорей оказывает прочность их крепления на сердечнике. В тяговых двигателях обмотки на сердечнике якоря укрепляют в лобовых частях бандажами, изготовленными из стеклонитей, покрытых специальным лаком, или из стальной проволоки, скрепленной скобами из жести и пропаянными оловом или оловянистым припоем; в пазах сердечников — текстолитовыми клиньями.

Применение стеклобандажей упрощает технологический процесс укладки бандажа, так как не требуется установка соединительных скобочек, подбандажной изоляции, исключается процесс пайки скобочек и стального бандажа. Значительно снижается расход дорогостоящих и дефицитных материалов — олова, стальной проволоки, белой жести, изоляции. Стеклобандаж является хорошим изоляционным материалом, обладает высокой влагостойкостью и надежно защищает лобовые части обмотки от проникновения в их изоляцию влаги и загрязнений.

При ремонте якоря, замене одних деталей другими, а также в случае утери балансировочных грузов может быть ухудшена балансировка якоря. Наличие неуравновешенности при вращении якоря, особенно при высокой частоте, вызывает повышенную вибрацию двигателя. Износы и повреждения узлов тяговых двигателей при повышенных вибрациях резко возрастают. Особенно ухудшаются условия работы якорных подшипников, щеточно-коллекторного узла, изоляции, обмотки якоря, ослабеваю! крепления основных узлов и деталей. Поэтому после ремонта выполняют динамическую балансировку якоря.

Якорь устанавливают на балансировочный станок с опорой на внутренние кольца роликовых подшипников (или на шейки валов под внутренние кольца роликовых подшипников, если они спрессованы), определяют небаланс для каждой стороны якоря отдельно. После определения небаланса с одной стороны и приварки необходимого для его устранения балансировочного груза якорь балансируют с другой стороны. После установки груза на вторую сторону якоря балансировка первой стороны несколько нарушается. Поэтому ее повторно проверяют и при необходимости подправляют. Балансировочные грузы должны закрепляться прочно, утеря грузов или их перемещение недопустимы.

Список использованных источников

1 Локомотивное хозяйство: Учебник для вузов / С. Я. Айзинбуд, В. А. Гутковский, П. И. Кельперис и др.; Под ред. С. Я. Айзинбуда. – М.: Транспорт, 1986.

2 Правило деповского ремонта тепловозов (ЦТ 4410 1988г.).

3 Рахматулин М. Д. Технология ремонта тепловозов. – М.: Транспорт, 1983.

4 Пиотровский Л.М.: «Электрические машины». Учебник для техникумов. Изд. 7-е, стереотипное. Л., «Энергия», 1974, 504 с.