Ремонт магнитопроводов электрических машин
4. Ремонт магнитопроводов электрических машин.
В процессе работы электрической машины происходит износ вызывающий ослабление крепления и изменение формы отдельных деталей магнитопроводов. Детали теряют свою работоспособность в результате повреждений различного рода. Все это требует ремонта или замены этих деталей.
Характерными повреждениями сердечников статоров (роторов) являются ослабление посадки сердечника в корпусе (на валу), их сдвиг в осевом направлении, распушение крайних листов, ослабление прессовки, нарушение изоляции между листами, выгорание или оплавление отдельных участков и износ внутренней (наружной) поверхности.
4.1. Ремонт при ослаблении посадки сердечника.
Сначала осматривают сердечник статора и проверяют состояние стопоров и кольцевых шпоночных канавок, в которых они установлены. Затем устанавливают сердечник на место по заводскому исполнению и закрепляют его новыми стопорами или кольцевыми шпонками, причем отверстия для стопоров сверлят в новом месте. При ослаблении посадки сердечника ротора его выпрессовывают с вала, вал ремонтируют или заменяют на новый и вновь устанавливают сердечник ротора..
4.2. Ремонт при распушении крайних листов сердечника.
Для устранения этого дефекта в машинах малой мощности пропиливают ножовочным полотном наклонные пазы в зубцах (их размеры показаны на рис. 4.1, а) и проваривают эти пазы электродуговой сваркой (электрод ОММ5 диаметром 2 мм). При сварке распушенные зубцы 4 сжимают сегментом или кольцом 5 с помощью шпилек 2, пропущенных через пазы. Сварные швы 1 опиливают совместно с сердечником до требуемого размера. Распушенные зубцы можно также склеить, промазав лаком и стянув кольцом и шпильками до полного высыхания лака.
Для машин большей мощности, имеющих относительно высокие зубцы, указанные способы ремонта не применяют, поскольку они не обеспечивают прочное и надежное скрепление зубцов и создают замкнутые контуры для протекания вихревых токов. В этом случае рекомендуется установить дополнительную шайбу 6с пальцами (зубцами) 5, как показано на рис. 4.1, б, или установить отдельные нажимные пальцы 5 между сердечником и нажимной шайбой Я как показано на рис. 4.1, в. Фиксация дополнительных элементов может производиться с помощью штифтов 10. Такой ремонт возможен при распрессовке сердечника и его частичной или полной перешихтовке.
4.3. Ремонт при ослаблении прессовки сердечника.
При общем ослаблении прессовки сердечников небольшого диаметра между нажимной шайбой 9 и крайними листами 7 сердечника через каждые 2. 4 зубца забивают текстолитовые клинья 8 (рис. 4.1, г), обеспечивающие нормальную прессовку сердечника. Чтобы определить необходимую толщину клина, можно предварительно опрес-совать сердечник при давлении 1 МПа. Ширина клина не должна превышать ширины зубца. Для предохранения клина от выпадения его перед установкой промазывают клеящим лаком и загибают крайний лист 7 сердечника. При местном ослаблении прессовки сердечника статора (дефект или выпадение вентиляционной распорки) поврежденную распорку выправляют, а вместо выпавшей забивают текстолитовый клин, загибая на него с двух сторон крайние листы сердечника.
Рис. 4.1. Ремонт сердечников:
а — с использованием сварки: б — с использованием дополнительных нажимных шайб с зубцами;
в — с использованием отдельных нажимных пальцев; г — с использованием клиньев; 1 — сварной шов;
2— шпилька; 3— кольцо (сегмент); 4 — зубцы сердечника; 5 — нажимные пальцы; 6 — дополнительная шай-ба; 7 — крайний лист сердечника; 8 — текстолитовый клин; 9 — нажимная шайба; 10 — штифты
При ослаблении прессовки сердечников крупных электрических машин, у которых прессовка осуществляется стяжными шпильками, производят подтяжку шпилек. Для этого удаляют сварные швы, стопорящие гайки стяжных шпилек от самоотвинчивания, подтягивают четыре гайки, расположенные в диаметрально противоположных точках, и производят обтяжку нажимного фланца, завертывая остальные гайки в несколько обходов. По окончании подтяжки восстанавливают сварные швы.
Если гайки не удается подтянуть или подтяжкой не удается восстановить прессовку сердечника, прессовку восстанавливают забивкой в зубцовую зону клиньев из стеклотекстолита марки СТЭФ-1. Поверхности для забивки клиньев обезжиривают бензином Б-70 и подсушивают, контактные поверхности сегментов и клиньев промазывают лаком БТ-99 или эпоксидным клеящим лаком ЭЛ-4. После установки клиньев для полной полимеризации проводят сушку при температуре 20. 25°С в течение 10. 12ч.
4.4. Ремонт при нарушении межлистовой изоляции.
Если имеется нарушение на небольшую глубину лакового покрытия отдельных сегментов, прилегающих к месту установки клиньев, то перед забивкой клина между сегментами вставляют прокладки из слюды на лаке БТ-99 на глубину 20. 35 мм. Местные нарушения межлистовой изоляции на поверхности статора устраняют путем установки лепестков слюды между сегментами или изолировкой сегментов жидким лаком БТ-99. Для этого сегменты разводят специально заточенными узкими и тонкими стальными полосами необходимой длины.
Большие площади повреждений устраняют травлением в концентрированной азотной кислоте. На статор наматывают намагничивающую и контрольную обмотки и, пропуская по намагничивающей обмотке ток, определяют место повышенного нагрева, что свидетельствует о повреждении изоляции. Поверхность, окружающую место повреждения, защищают шпаклевкой и химически стойкой эмалью, нагревают поврежденную зону до 75. 105 °С с помощью намагничивающей обмотки и, отключив ток, протравливают поврежденное место концентрированной азотной кислотой. После окончания травления остатки кислоты нейтрализуют 4. 5-кратной обработкой салфетками, смоченными 10 % раствором кальцинированной соды, и промывают ремонтируемое место горячей дистиллированной водой температурой 40. 60 °С. Затем протирают его салфетками и промывают спиртом.
4.5. Ремонт при выгорании участка зубца сердечника.
При выгорании или оплавлении участка зубца 2 сердечника удаляют дефектную часть и устанавливают на ее место «протез» 1 из стеклотекстолита для предотвращения выпучивания обмотки (рис. 4.2). Удаление поврежденной области производят с помощью острого зубила с его возможным предварительным высверливанием, после чего устраняют замыкания листов. «Протез» изготавливается по месту и устанавливается на клее ЭЛ-4.
Рис. 4.2. Зубец сердечника со вставкой:
1 — «протез» из стеклотекстолита;
Вольдек А. И. Электрические машины. «Энергия», 1966.
Костенко М. П., Пиотровский Л. М. Электрические машины. «Энергия», 1965
Петров Г. Н. Асинхронные и синхронные машины. «Госэнергоиздат», 1965.
Ремонт сердечников
Характерными повреждениями сердечников (роторов и якорей) являются:
1) Ослабление посадки сердечника в корпусе (на валу)
2) Сдвиг в осевом направлении
3) Распушение крайних листов
4) Ослабление прессовки
5) Выгорание или оплавление отдельных участков
6) Износ внутренних (наружных) поверхностей
Ремонт при ослаблении посадки сердечника
1) Проверка состояния штопоров и шпоночных канавок
2) Устанавливают сердечник на место и закрепляют вновь изготовленными стопорами в новые отверстия
3) Сердечник ротора или якоря выпрессовывают, ремонтируют или заменяют валÞ устанавливают сердечник
Ремонт при распушении крайних листов сердечника
1) Пропитывают ножовочным полотном наклонные пазы в зубцах и проваривают эти пазы электросваркой электродом ОММ5 диаметром 2 мм, сжав кольцом, при помощи шпилек, пропущенных через пазы. Шов запиливают
2) Склеивают, промазав лаком, стягивают кольцом, шпильками и сушат.
Ремонт при ослаблении прессовки сердечника.
Если сердечник небольшого диаметра, то между нажимной шайбой и крайними листами через каждые 2-4 зубца забивают текстолитовые клинья. Для предотвращения выпадания его промазывают лаком и загибают крайний лист сердечника.
У крупных машин протягивают стяжные шпильки. По окончании протяжки восстанавливают стопорящие сварочные швы.
Ремонт при выгорании участка зубца сердечника.
При выгорании или оплавлении участка зубца сердечника производят удаление дефектной части и установку на её место протеза из стеклотекстолита, который необходим для предотвращения выпучивания обмотки.
Ремонт сердечников
Типичными повреждениями сердечников электродвигателей являются: ослабление посадки сердечника на вал, ослабление общей прессовки сердечника статора, распушение (веер) крайних листов стали в зубцах верхних пакетов сердечника, местные выгорания коронок зубцов в результате действия электрической дуги, нарушения межлистовой изоляции. Электродвигатели с поврежденным сердечником (ослаблением посадки на вал) ремонтировать экономически нецелесообразно.
При ослаблении общей прессовки сердечника дефект устраняют приспособлением, представляющим собой два прочных нажимных диска, накладываемых с обоих торцов сердечника на его нажимные шайбы и стягиваемых по оси статора с помощью шпилек с резьбой большого диаметра. После подпрессовки усадку длины сердечника заполняют новыми листами стали, отштампованными по форме старых, зажимают нажимной шайбой и фиксируют шпонками.
Распушение зубцов крайних листов устраняют заклиниванием, электросваркой или склеиванием. Клинья изготовляют по профилю зубца из текстолита толщиной 2 — 3 мм, промазывают клеем и забивают между нажимной шайбой и крайним листом так, чтобы торец клина был ниже торца зубца. Излишек листа зубца загибают на торец клина, предотвращая его выпадение. Клин может быть установлен и между листами зубца.
Для электросварки на поверхности зубца пропиливают узкую наклонную канавку (1,5 х 1, 5 х 15 мм), подпрессовывают зубец и заплавляют канавку ниточным швом тонким электродом. Шов зачищают заподлицо с наружной поверхностью зубцов. Склеивание веера выполняют эпоксидными клеями; затем его сжимают по длине и высушивают в сжатом состоянии.
Местные выгорания и оплавления зубцов вырубают и зачищают наждачным камнем; заусенцы, замыкающие листы стали между собой, удаляют шабером. Торцы поврежденных листов поочередно расклинивают ножом, вычищают сгоревшую изоляцию, промежутки заполняют клеящим лаком и пластинками слюды толщиной 0,05 мм на глубину 10—15 мм. Отремонтированный участок зубца подклинивают. В случае, когда впадина занимает значительную часть высоты зубца, ее заполняют «протезом». «Протез» зубца выпиливают из гетинакса или текстолита точно по профилю зубца и форме впадины, а затем приклеивают по месту эпоксидным клеем. Дополнительно его закрепляют клиньями при заклинивании обмотки в пазах.
Неисправности и ремонт сердечников
Содержание материала
Южный Юрий Эммануилович
Ремонт сердечников электрических машин, 1976.
Указаны неисправности сердечников статоров и роторов асинхронных электрических машин и якорей машин постоянного тока; рассмотрены основные конструкции сердечников и описан технологический процесс их частичного и полного ремонтов, включая замену межлистовой изоляции.
Приведено описание оборудования и приспособлений для лакировки листов и прессовки сердечников, указаны способы испытания активной стали.
Предназначено для рабочих, бригадиров и мастеров, занятых ремонтом электрооборудования промышленных предприятий, электростанций и в других областях народного хозяйства.
В настоящее время потребность в электродвигателях и генераторах не может быть полностью удовлетворена за счет увеличения их выпуска электромашиностроительными заводами; большое значение имеет пополнение парка отремонтированными электрическими машинами, однако при условии, если они будут обладать достаточной эксплуатационной надежностью, что возможно только при высокой культуре ремонтного производства.
Одним из наиболее сложных и трудоемких является ремонт сердечников (магнитопроводов) электрических машин,. связанный с перешихтовкой и переизолировкой активной стали, особенно если этот ремонт производится не на электромашиностроительном заводе, а на месте установки машины. В этом случае недостаточно правильная организация ремонта, несовершенство технологии, применение малопроизводительного ремонтного оборудования могут привести к тому, что ремонт окажется недопустимо продолжительным и нерентабельным — его стоимость приблизится к стоимости новой машины и, что наиболее важно, не будет обеспечена достаточная эксплуатационная надежность отремонтированного оборудования.
В книге описаны все технологические процессы по замене межлистовой изоляции, сборке и прессовке сердечников электрических машин, а также приведены конструкции ремонтных приспособлений и оснастки, применяемых и проверенных на большом количестве ремонтов.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Ремонту электрической машины, особенно крупной или ответственной, предшествуют осмотр, техническая и организационная подготовка.
Осмотр машины при очередном ремонте (ревизии), ознакомление с объемом и характером предыдущих ремонтов и эксплуатационными журналами, а также проведение испытаний позволяют оценить состояние всех узлов и частей машины и в соответствии с этим определить сроки ремонта, составить техническую документацию по ремонту, заказать ремонтные приспособления и запасные части и произвести все другие необходимые работы по организационной и технической подготовке ремонта.
Среди других видов ремонта электрических машин ремонт их сердечников относится к одной из наиболее сложных, трудоемких и ответственных работ, особенно если ремонт связан с частичной или полной переизолировкой листов стали при перешихтовке сердечника. Ремонт без перешихтовки и переизолировки листов значительно менее трудоемок и сложен, но также очень ответствен и требует высокой квалификации и достаточных производственных навыков исполнителей.
Общее состояние, степень старения меж листовой изоляции и виды неисправностей сердечника устанавливаются тщательным наружным осмотром, проверкой степени запрессовки листов, а также испытанием сердечника с целью определения удельных потерь в стали от вихревых токов и циклического перемагничивания, общего нагрева сердечника и выявления участков с недопустимыми превышениями температуры.
В зависимости от вида неисправности ремонт может заключаться в местном ремонте — устранении дефектов без перешихтовки сердечника, в перешихтовке части или всего сердечника, в перешихтовке части или всего сердечника с переизолировкой листов стали.
В зависимости от характера повреждения критерии для определения объема работ следующие:
- Превышение общего нагрева сердечника и удельных потерь в стали сверх допустимых для данного сорта (марки) стали свидетельствует о нарушении межлистовой изоляции во всем объеме сердечника. В этом случае следует перешихтовать сердечник с переизолировкой всех листов стали. Этот вид неисправности обычно свойствен машинам, находившимся в длительной эксплуатации и особенно при недостаточно плотной прессовке стали. Следует отметить, что слабая прессовка может как быть дефектом при изготовлении машины на электромашиностроительном заводе, так и возникнуть в процессе ее эксплуатации.
- При большом числе недопустимых местных превышений температуры сердечника на расточке статора или поверхности ротора (якоря) и особенно при расположении дефектных мест вблизи корня зубца или на дне паза также целесообразно полностью перешихтовать сердечник с переизолировкой листов стали. Эти недопустимые превышения температуры являются следствием нарушения межлистовой изоляции и замыкания листов в зубцовой зоне, и если даже устранить эти замыкания местным ремонтном дефектных мест, то нет уверенности, что они не возникнут вновь в прежних или других, новых местах при выемке и последующей укладке обмотки. Ремонт же сердечника с уложенной обмоткой может очень осложниться или даже оказаться невозможным при недоступном расположении дефектных участков стали и, кроме того, связан с большим риском повреждения обмотки.
- При небольшом количестве местных недопустимых превышений температуры, выгорании небольшого объема стали в пределах нескольких зубцов в результате виткового замыкания или повреждения сердечника из-за попадания в воздушный зазор постороннего металлического предмета можно ограничиться местным ремонтом дефектных мест, однако только при положительных результатах испытания отремонтированного сердечника и удовлетворительном состоянии его прессовки.
- При выгорании значительного объема стали и невозможности ремонта поврежденного участка из-за его недоступного расположения или неудовлетворительных показателях местного ремонта по результатам испытания стали целесообразно расшихтовать сердечник до поврежденного места, переизолировать и при необходимости отремонтировать выгоревшие листы стали и вновь зашихтовать сердечник, располагая отремонтированные листы равномерно по всей расшихтованной зоне. При возможности желательно вместо отремонтированных закладывать новые листы стали.
- При ослаблении прессовки стали сердечника, но удовлетворительных результатах испытания (допустимом общем нагреве, отсутствии чрезмерного превышения температуры и удовлетворительной величине удельных потерь в стали) ремонт следует производить лишь путем восстановления прессовки способами, описанными ниже.
