Электрификация и автоматизация цеха по ремонту электродвигателей

Пол цеха бетонный. Естественное и искусственное освещение удовлетворяют требованиям, предусмотренным санитарными правилами СНиП Н-65-73 и СНиП И-А.8-72 «Естественное освещение. Нормы проектирования».

Большое внимание нужно уделить созданию в цехе вентиляции. Она должна осуществляется за счет организованного притока воздуха и обеспечивает воздухообмен 20 м3/ч на 1человека. На выходе воздуховода из помещения устанавливается запорный шибер, который при выключенном вентиляторе не дает возможности холодному воздуху с улицы поступать в помещение цеха.

Компенсация воздуха, удаленного вытяжной системой, производится от общей приточной системы здания. Электроцех  рассчитан на работу и оснащен 6 двухместными столами на металлическом основании. Столы размер их рабочей поверхности 1200х500 мм. Они удобны для размещения оборудования, соблюдения правил безопасного труда, организованного проведения практических работ.

В электроцехе установлены секционные настилы для хранения инструментов и приспособлений, электродвигателей и другого электрооборудования.

 На выполнение правил  электробезопасности в мастерской  обращается особое внимание. Вся  проводка в мастерской стационарная, скрытая. Выполнена в кабельных каналах. В мастерской используются только исправные электрические приборы, выпускаемые промышленностью. Здесь систематически проверяют состояние проводов, розеток, щитков питания рабочих мест.

Пайка осуществляется легкими паяльниками и применение бескислотных флюсов. Паяльниками снабжены все рабочие места.

Каждое рабочее место обеспечено также комплектом инструментов (отвертка, плоскогубцы, круглогубцы, острогубцы боковые, пинцет, линейка металлическая).

Выполнение всех практических работ в электроцехе , предусмотренных программой, требует наличия материалов: проводов различных марок, изоляционной ленты, полихлорвиниловых трубок разного диаметра, шнуров, ламп накаливания, винтов, гаек, головок, клемм, стопорных шайб и др.

Условия работы в мастерской требуют особого внимания к сохранности инструментов и приспособлений и поддержанию их в хорошем состоянии. Для того чтобы все это не занимало много времени, комплект инструментов индивидуального пользования постоянно хранится на рабочих местах.

2.2. Разборка электрических машин. Удаление старой обмотки

Разборка электрических машин на составные части не представляет затруднений. Необходимо только максимально механизировать выполнение отдельных операций, применяя электро- или гидрогайковерты, съемники, тали и т. п., а также соблюдать осторожность при выемке роторов крупных машин, чтобы не повредить ротором железо пакетов статора или его обмотку.

Наиболее трудоемкая операция при разборке удаление старой обмотки. Это делают следующими методами: механическим, термомеханическим, термохимическим, химическим и электромагнитным.

Сущность механического метода заключается в том, что корпус электрической машины с пакетами стали статора и обмоткой устанавливают на токарный или фрезерный станок и резцом или фрезой обрезают одну из лобовых частей обмотки. Затем при помощи электро- или гидропривода удаляют (вытягивают) из пазов оставшуюся часть обмотки (крюком за оставшуюся лобовую часть ее). Однако при таком удалении обмотки в пазах есть остатки изоляции, и требуются дополнительные затраты на их удаление.

При термомеханическом методе удаления старой обмотки электрическую машину со срезанной лобовой частью обмотки помещают в обжиговую печь при температуре 300...350°С и выдерживают там несколько часов.

После этого оставшаяся часть обмотки легко удаляется. Часто машину помещают в печь со всей обмоткой (ни одна из лобовых частей обмотки не срезана), но в этом случае после обжига обмотку из пазов удаляют только вручную.

Равномерное тепловое поле в обжиговой печи создать трудно. Нередко в печи происходит возгорание изоляции обмоток, приводящее к резкому увеличению температуры в печи, особенно в некоторых ее зонах. При повышении температуры выше допустимой могут покоробиться корпуса машин, особенно это относится к алюминиевым корпусам. Поэтому машины с алюминиевыми корпусами обжигать не рекомендуется. Некоторые предприятия исследуют распределение температур внутри печи при ее работе и определяют зоны, в которых можно расположить электрические машины с алюминиевыми корпусами.

При обжиге в печи происходит отжиг листов стали статора, заметно уменьшаются удельные потери в стали и повышается к. п. д. машины. Но при этом выгорают лаковые пленки между пакетом стали и корпусом и между отдельными листами стали. Последнее приводит к тому, что после 2...3 обжигов нарушается тугая посадка между пакетом и корпусом, пакет начинает проворачиваться в корпусе машины, ослабляется прессовка пакета. Поэтому прогрессивным можно признать обжиг изоляции обмоток машин в расплавах солей (каустика или щелочи).

Обжиг в расплавах солеи проводят при температуре 300°С (573К) при алюминиевых корпусах и 480°С (753 К) при чугунных в течение нескольких минут. Полное отсутствие доступа воздуха к объекту обжига, а также возможность регулирования температуры в необходимых пределах позволяют применять этот способ обжига и для машин с алюминиевыми корпусами. Коробление последних исключается полностью.

При термохимическом методе удаления обмотки электрическую машину, подготовленную к обжигу (одна из лобовых частей обмотки срезана), опускают в емкость с раствором каустической соды или щелочи. Машина находится в растворе при температуре 80...100°С в течение 8... 10 ч, после чего ее обмотку можно легко удалить из пазов пакетов статора. При таком методе никакого коробления корпусов произойти не может. Этот способ особенно оправдывает себя при масляно-битумной изоляции обмоток.

При химическом методе электрическую машину с обмоткой помещают в емкость с моющей жидкостью типа МЖ-70. Эта жидкость летучая и токсичная, поэтому, работая с ней, необходимо соблюдать правила техники безопасности. Технология удаления обмоток такова: загрузка емкости ремонтируемыми машинами, герметизация емкости, заполнение ее жидкостью, процесс реакции, на который обычно расходуется ночное нерабочее время, удаление, жидкости, продувка емкости, освобожденной от жидкости, чистым воздухом, разгерметизация и открытие емкости, выемка электрических машин и удаление обмотки из пазов статора.

Электромагнитный метод заключается в следующем. Изготовляют однофазный трансформатор со съемным якорем и одним съемным, точнее сказать, заменяемым стержнем. На незаменяемый стержень наматывают намагничивающую обмотку на напряжение сети. На второй съемный стержень надевают один или несколько статоров двигателей, изоляцию обмоток которых необходимо обжечь. Диаметр заменяемого стержня подбирают таким образом, чтобы получить наименьший (порядка 5 мм) зазор между расточкой статора и стержнем. Метод удобен тем, что при нем можно регулировать температуру нагрева статора путем изменения подводимого к намагничивающей обмотке напряжения или переключения числа ее витков. При этом методе можно обжигать машины как с чугунными, так и с алюминиевыми корпусами.

2.3. Ремонт обмоток

По конструктивному исполнению обмотки электрических машин делятся на три вида: концентрические, высыпные и шаблонные. Последние, в свою очередь, подразделяются на обмотки с непрерывной компаундированной изоляцией и гильзовой. Их применяют в крупных машинах с напряжением 3,6 кВ и выше, поэтому в данной книге они не рассматриваются.

Практически ремонт обмоток заключается в удалении старой и выполнении новой обмотки, имеющей те же или улучшенные данные пазовой изоляции и обмоточного провода.

Концентрическая обмотка наиболее устаревшая, трудоемкая и находит применение только в электрических машинах с закрытыми пазами. Изготовление этой обмотки состоит из следующих основных операций: изготовление при помощи шаблонов пазовых изоляционных гильз, материал для которых выбирают в зависимости от напряжения машины и класса ее нагревостойкости; закладка гильз в пазы; заполнение гильз металлическими или деревянными шпильками по размерам изолированного обмоточного провода; выбор схемы намотки, при которой получаются наименьшие напряжения между рядом лежащими проводниками в пазу машины; подготовка провода к намотке катушек, заключающаяся в удалении изоляции на концах подготовленного к намотке катушки провода и парафинирование его для облегчения протаскивания в пазах; намотка двумя обмотчиками наименьшей по размерам катушки с применением специальных шаблонов для формирования лобовых частей катушки; намотка остальных катушек, их соединение и изолирование.

При изготовлении всыпных обмоток сначала заготавливают и укладывают в пазы изоляционные пазовые коробочки. При этом следует иметь в виду, что в машинах старых серий пазовые коробочки состоят из двух слоев электрокартона и одного слоя лакоткани. На смену им пришли

пазовые коробочки, состоящие из пленкоэлектрокартона, а в настоящее время в малых машинах новых серий используется только один тонкий слой изоляционной пленки. В этих условиях использование новых материалов, в том числе и обмоточных проводов, при ремонте электрических машин старых серий значительно увеличивает их надежность и при необходимости может сопровождаться заметным увеличением мощности машины. Наоборот, при ремонте машин новых серий необходимо использовать только соответствующие качественные материалы и обмоточные провода, иначе ремонт машины приведет к снижению ее надежности, ухудшению технико-экономических показателей и резкому снижению ее мощности. Кроме того, необходимо учитывать узкую специализацию и механизацию работ на электромашиностроительных заводах и более низкий уровень технологии работ на ремонтных предприятиях, что также сказывается на качестве работ, коэффициенте заполнения паза машины и ее надежности. Следующей операцией по выполнению обмотки является намотка на специальные, регулируемые по размерам шаблоны катушек. Далее следует укладка катушек в пазы, установка клиньев, в качестве которых в малых по мощности машинах новых серий могут быть также использованы пленка, соединение и бандажирование обмотки изоляционными шнурами или чулками с установкой изоляционных межфазовых прокладок на лобовых частях обмотки. Если необходимо соединить отдельные катушки, их изолируют линоксиновыми, полихлорвиниловыми или стеклолаковыми трубками.

Соединения между катушками могут быть выполнены или пайкой (соединяемые концы обслуживают, скручивают и опускают в ванну с расплавленным припоем), или контактной сваркой при помощи ручных клещей с графитовым электродом.

Сушку обмоток электрических машин, предшествующую пропитке и после нее, проводят в сушильных печах (конвективный способ), потерями в стали статора или ротора (индукционный способ), потерями в обмотках (токовый способ) и инфракрасным облучением (радиационный способ).

Обычно электроремонтные предприятия имеют вакуумные или атмосферные сушильные печи, объем которых определяется из расчета 0,02...0,04 м3/кВт мощности машин, для которых печь предназначена. Нагреватель может быть электрическим, в том числе и ламповым, паровым или газовым. Мощность нагревателя определяется из расчета примерно 5 кВт на 1 м3 объема печи. В печи должна обеспечиваться рациональная циркуляция воздуха. Таким образом, мощность сушки тем больше, чем больше число и мощность подвергающихся сушке машин. Продолжительность сушки колеблется от нескольких часов (6...8) для малых машин и до нескольких десятков часов (70...100) для больших машин.

Сушка машин индукционным способом требует намагничивающей обмотки. Этот способ удобен для сушки крупных машин, которые лучше сушить на местах установки или ремонта, а не в сушильной печи. Этот способ экономичнее предыдущего как по затратам мощности, так и по продолжительности сушки.

Сушка токовым способом еще более выгодна. Продолжительность сушки сокращается по сравнению с сушкой в печах в 5...6 раз, а расход электроэнергии в 4 и более раз. Недостатком этого способа сушки является необходимость иметь регулируемый источник питания нестандартного напряжения. При этом схемы соединения обмоток могут быть различными. Температура сушки и ее режим зависят от класса нагревостойкости машины и марки пропиточного лака. Об окончании сушки можно судить по установившемуся сопротивлению высушиваемой изоляции (при данной неизменной температуре).

Наиболее распространенный способ пропитки-погружение подогретой до 60...70°С обмотки в лак примерно той же температуры. Число пропиток зависит от назначения машины, в сельскохозяйственном производстве рекомендуется проводить до трех пропиток. Продолжительность пропиток составляет 15...30 мин первой и 12...15 мин последней.

После вакуумной сушки для особо ответственных машин можно применять пропитку под давлением. Но для обеспечения первого и второго процессов требуется относительно сложное оборудование.

2.4. Обмоточно-изоляционные работы.

Оборудование, приспособления, инструменты: ручные рычажные ножны; штангенциркуль 150 мм; нож; ножницы портняжные; приспособление для формовки пазовых коробочек.

Заготовка изоляции

Рис. 1 – Внешний вид пазовой коробочки с манжетой для усиления: 1 -пазовая коробочка, 2 - отогнутая манжета.

Определить размеры заготовок пазовой коробочки по размерам паза электродвигателя. Отрезать рычажными ножницами заготовку для одной пробной пазовой коробочки. Отформовать на приспособлении пазовую коробочку. Усилить выступающую часть пазовой коробочки, обеспечив размер вылета пазовой коробочки. Внешний вид пазовой коробочки с манжетой для усиления показан на рис.1. Ширина манжеты должна быть 8-20 мм (в зависимости от типоразмера электродвигателя).

Рис. 2 – Расположение пазовой коробочки в пазу и вылет манжеты: а – манжета, образованная внутренним слоем пазовой коробочки, б – манжета, образованная тремя слоями пазовой коробочки; 1 – пакет железа, 2 – электрокартон, 3 – внутренний слой лакоткани или миканита.

Заложить для контроля пазовую коробочку в паз и уточнить размеры заготовок. Расположение пазовой коробочки в пазу показано на рис. 2, а длина вылета приведена в табл.1.