Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Щеточный аппарат
Щеточный аппарат , коллекторы, контактные кольца, роторы, главные и добавочные полюса собирают на отдельных участках. Такая организация позволяет повысить производительность труда и качество ремонта за счет специализации и применения современной технологической оснастки и оборудования. Кроме того, продолжительность ремонта сокращается, так как работы ведутся одновременно на разных участках. [1]
Щеточный аппарат состоит из щеткодержателей со щетками, которые устанавливают на щеточных пальцах или бракетах. [2]
Щеточный аппарат , коллекторы, контактные кольца, роторы, главные и добавочные полюса собирают на отдельных участках. Такая организация позволяет повысить производительность труда и качество ремонта за счет специализации и применения современной технологической оснастки и оборудования. Кроме того, продолжительность ремонта сокращается, так как работы ведутся одновременно на разных участках. [3]
Щеточный аппарат ( рис. 107) состоит из траверсы, щеточных пальцев и щеткодержателей. Траверса ( рис. 107, а) служит для крепления на ее щеточных пальцах щеткодержателей ( рис. 107, б, в, г), создающих необходимую электрическую цепь. Щеткодержатель состоит из обоймы и нажимного устройства, обеспечивающего прилегание щетки к коллектору с необходимым усилием. Давление ( 0 02 — 0 04 МПа) на щетку должно быть отрегулировано так, чтобы был плотный и надежный контакт между щеткой и коллектором. [5]
Щеточный аппарат проверяют на надежность крепления всех элементов, отсутствие перекосов и заеданий его подвижных частей, загрязнения, подгаров, оплавлений, трещин и изломов, отколов и износа щеток. Ослабшие болтовые крепления подтягивают. Загрязненные поверхности протирают смоченной в бензине безворсовой ветошью. Для нормальной работы щеток весьма важна правильность положения щеткодержателя относительно коллектора. [6]
Щеточный аппарат ремонтируют при техническом обслуживании ТО-2 и ТО-3, а также на текущих ремонтах ТР-1 и ТР-2. Щетки, имеющие износ более нормы, трещины, сколы, ослабление заделки или повреждения шунтов, заменяют. При текущем ремонте ТР-3 щеткодержатели тяговых электродвигателей и вспомогательных машин снимают для проверки состояния и очистки от следов оплавлений. При отколах или трещинах у гнезд щеток и в местах установки пальцев щеткодержатели заменяют. Трещины в других местах, выработку резьбовых и круглых отверстий, выжиги на нижней плоскости окна устраняют газовой сваркой с предварительным нагревом до температуры 200 — 250 С, с последующей обработкой до чертежных размеров. Выработку гнезд под щетки устраняют путем усадки в горячем состоянии ( 300 — 600 С в зависимости от износа) или отжига и последующего охлаждения на воздухе и подгонкой по шаблону. [8]
Щеточный аппарат , изоляция, токоведущие стержни, поверхности колец и крышки должны быть очищены от графитной пыли и грязи, поводки щеток прочно привернуты к кольцам щеткодержателей и иметь плотную запрессовку в щетке. [9]
Щеточный аппарат 2 тягового двигателя состоит из траверсы разрезного типа с поворотным механизмом, шести кронштейнов и шести щеткодержателей. [10]
Щеточный аппарат электрической машины представляет собой конструкцию, состоящую из щеткодержателей со щетками и щеточных пальцев. К сборке щеточного аппарата в коллекторных машинах предъявляют повышенные требования в отношении расстановки щеток по окружности и тщательной их притирки к поверхности коллектора. [11]
Щеточный аппарат электрической машины представляет собой сложную систему, состоящую из щеткодержателей со щетками и щеточных пальцев, которые в машинах постоянного тока собирают на поворотной траверсе для установки щеток на коллекторе в нейтралях. При большом числе щеткодержателей, сидящих на одном пальце должна быть обеспечена достаточная его жесткость, чтобы щетки не вибрировали и не искрили. К точности сборки щеточного аппарата в коллекторных машинах предъявляют повышенные требования в отношении расстановки щеток по окружности коллектора и тщательной притирки щеток к его поверхности. [12]
Щеточный аппарат электрической машины представляет собой сложную систему, состоящую из щеткодержателей со щетками и щеточных пальцев, которые в машинах постоянного тока собирают на поворотной траверсе для установки щеток на коллекторе в нейтралях. При большом числе щеткодержателей, сидящих на одном пальце должна быть обеспечена достаточная его жесткость, чтобы щетки не вибрировали и не искрили. К точности сборки щеточного аппарата в коллекторных машинах предъявляют повышенные требования в отношении расстановки щеток по окружности коллектора и тщательной притирки щеток к его поверхности. [13]
Обслуживать щеточный аппарат на работающем генераторе допускается единолично дежурному или выделенному для этого обученному работнику с квалификационной группой III. При этом необходимо остерегаться захвата одежды вращающимися частями машины, быть в головном уборе, пользоваться диэлектрическими перчатками или ковриками. [14]
Осматривая щеточный аппарат , проверяют соответствие марки, размеров и количества щеток требованиям завода-изготовителя, крепление щеткодержателей на траверсе, присоединение поводков щеток к кольцам траверсы, равномерный и допустимый нажим щеток. [15]
Щеточный аппарат
Предназначен для подвода и съема тока с коллектора.
Щеточный аппарат состоит из четырех литых щеткодержателей, которые крепятся к траверсам. Зазоры между щеткодержателями и коллектором должны быть 2-4 мм.
В каждом щеткодержателе установлено по три разрезные щетки марки ЭГ-61 с резиновыми амортизаторами. Для равномерного износа коллектора у каждого щеткодержателя одно окно выполнено под одну щетку, а другое под две и соседние разноименные щеткодержатели устанавливаются развернутыми в противоположные стороны. Нажатие на щетки регулируется спиральной стальной пружиной в пределах 4,2-4,8 кгс. На каждой щетке с боку имеются риски предельного износа. Одноименные щеткодержатели соединены между собой шинами, а к верхнему минусовому щеткодержателю еще крепится тонкий провод от БДС.При пересылке тепловоза в холодном состоянии нужно обязательно снять все щетки с тяговых электродвигателей, что бы исключить самовозбуждение ТЭД и предупредить возникновение пожара и образование ползунов на колесных парах.
Вентиляция.
Все ТЭД имеют только принудительное охлаждение, так как у них максимальная нагрузка совпадает с минимальными оборотами. Тяговый двигатель одной тележки охлаждается от центробежного вентилятора производительностью 250 куб. метр/мин. воздуха, который через вентиляционные патрубки и суфле нагнетает воздух со стороны коллектора, сразу охлаждая его и щеточный аппарат. Внутри машины часть воздуха проходит снаружи якоря, охлаждая главные и добавочные полюса, а вторая часть воздуха проходит через вентиляционные окна в корпусе коллектора и вентиляционные каналы в сердечнике, охлаждая якорную обмотку. Отработанный горячий воздух выбрасывается наружу через вентиляционные окна со стороны редуктора.
Устройство машины постоянного тока
Электротехническая промышленность выпускает электрические машины постоянного тока большой номенклатуры по мощности и конструктивному исполнению, поэтому, несмотря на некоторые различия в конструкции отдельных сборочных единиц и деталей, их устройство одинаково. Основным типом машины постоянного тока является коллекторная, отличительным признаком которой служит наличие коллектора на валу якоря машины. На статоре машины помимо главных полюсов с обмоткой возбуждения имеются добавочные полюсы.
Электрическая машина постоянного тока (рис. 1) состоит из статора, якоря, коллектора, щеточного аппарата и подшипниковых щитов.
Рис. 1. Устройство электрической машины постоянного тока:
1 — коллектор, 2 — щетки, 3, 9 — сердечник и обмотка якоря, 4 — главный полюс, 5 — катушка обмотки возбуждения, 6 — станина (корпус), 7 — подшипниковый щит, 8 — вентилятор, 10 — вал
Статор состоит из станины 6, главных полюсов 4 и добавочных полюсов (на рисунке не показаны) с соответствующими катушками. Станина служит для крепления полюсов и подшипниковых щитов и является частью магнитной цепи, поскольку через нее замыкается магнитный поток машины. Поэтому станину изготовляют из стали — материала, обладающего достаточной механической прочностью и большой магнитной проницаемостью. По окружности станины расположены отверстия для крепления полюсов.
 a) |  б) |
Главные полюса (рис. 2) выполняют шихтованными из стальных штампованных листов стали толщиной 1 или 2 мм, а добавочные — массивными или также шихтованными. Стальные листы сердечника 2 полюсов спрессованы и скреплены заклепками 4, головки которых утоплены в нажимные щеки 5, установленные на торцах каждого полюса. Шихтованными могут изготовляться только наконечники главных полюсов, так как при вращении зубчатого якоря из-за пульсации магнитного потока в воздушном зазоре в них возникают вихревые токи и происходят потери мощности. Однако, исходя из технологического удобства изготовления полюсов, их обычно делают шихтованными.
Полюсы крепят к станине болтами: нарезку резьбы для болтов выполняют непосредственно в шихтованном сердечнике 2 полюса (рис. 2, а) либо в массивных стальных стержнях 6 (рис. 2, б), вставленных в выштампованные отверстия в полюсах.
Магнитное поле в машине создается намагничивающей силой обмотки возбуждения, выполняемой в виде полюсных катушек, надетых на сердечники главных полюсов. Для уменьшения искрения под щетками и предупреждения таким образом подгара пластин коллектора и образования на его поверхности «кругового огня» машина снабжена добавочными полюсами с катушками, установленными на их сердечниках. Добавочные полюсы размещают между главными полюсами и крепят к станине болтами.
Обмотки главных и добавочных полюсов (рис. 3, а, б) изготовляют из изолированного медного провода круглого или прямоугольного сечения.
Рис. 3. Обмотки полюсов: а — главного, б — добавочного;
1— катушка обмотки, 2, 4 — сердечники главного и добавочного полюсов, 3 — опорный угольник, 5 — обмотка добавочного
полюса
Обмотки добавочных полюсов включают последовательно с обмоткой якоря, поэтому сечение их проводов рассчитано на рабочий ток машины.
В некоторых мощных машинах постоянного тока обмотку полюса выполняют из нескольких секций с установкой между ними дистанционных шайб из изолированных материалов, образующих вентиляционные каналы.
Якорь машины постоянного тока состоит из вала, сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник якоря собран из штампованных листов электротехнической стали (рис. 4) с выштампованными в них вырезами определенной формы, образующими в собранном сердечнике пазы для укладки в них обмотки якоря. Листы сердечника обычно изолированы с двух сторон тонкой пленкой лака, но могут быть и оксидированы. Собранные в общий пакет листы образуют сердечник, насаженный на вал якоря и закрепленный на нем нажимными шайбами. Такая конструкция позволяет уменьшить потери энергии в сердечнике от действия вихревых токов, возникающих в результате его перемагничивания при вращении якоря в магнитном поле. Для лучшего охлаждения машины в сердечниках якоря обычно имеются вентиляционные каналы для охлаждающего воздуха.
Сердечник, в пазы которого уложена секция обмотки якоря, показан на рис. 5.
 Рис. 4. Стальной лист сердечника якоря: 1 — зубец, 2 — изоляция, 3 — паз |  Рис. 5. Расположение секции обмотки якоря в пазах сердечника |
Обмотка якоря выполняется из медных проводов круглого или прямоугольного сечения и состоит из заранее заготовленных секций, концы которых припаивают к петушкам пластин коллектора. Обмотку делают двухслойной: размещают в каждом пазу две стороны различных якорных катушек — одну поверх другой. Для прочного закрепления проводов обмотки якоря в пазах используют деревянные, гетинаксовые или текстолитовые клинья. Деревянные клинья, широко применявшиеся в электродвигателях старых конструкций, не обеспечивают надежного крепления обмотки в пазах сердечника, поскольку при высыхании настолько уменьшаются в объеме, что могут выпасть из паза. В некоторых конструкциях машин пазы не расклинивают, а обмотку крепят бандажом.
Бандаж выполняют из немагнитной стальной проволоки, наматываемой с предварительным натяжением. Лобовые части обмотки якоря крепят к обмоткодержателю также с помощью бандажа. В современных машинах для бандажирования якорей используют стеклоленту.
Коллектор машины постоянного тока собран из клинообразных пластин холоднокатаной меди, изолированных друг от друга прокладками из коллекторного миканита. Нижние (узкие) края пластин имеют вырезы в форме «ласточкина хвоста», служащие для закрепления медных пластин и миканитовой изоляции.
Рис. 6. Коллекторы электрических машин постоянного тока:
а — на пластмассе, б — с нажимными конусами;
1,6 — пластины коллектора, 2 — пластмасса, 3 — втулка, 4, 7 — нажимные конусы, 5 — изоляционная манжета, 8 — стяжной винт
По способу закрепления комплекта медных и миканитовых пластин различают коллекторы на пластмассе (рис. 6, а) и со стальными нажимными конусами и втулкой (рис. 6, б). Коллекторы крепят нажимными конусами двумя способами: при одном из них усилие от зажима передается только на внутреннюю поверхность «ласточкина хвоста», а при другом — на «ласточкин хвост» и конец пластины, при этом пластины закрепляют враспор.
Коллекторы с первым способом крепления называют арочными, а вторым способом — клиновыми. Чаще всего применяют арочные коллекторы, поскольку при ослаблении давления между их пластинами из-за усадки межпластинной миканитовой изоляции эти коллекторы можно подпрессовывать, восстанавливая таким образом необходимое сжатие пластин и прочность коллекторов.
Щеточный аппарат (рис. 7) состоит из траверсы, щеточных пальцев и щеткодержателей.
Рис. 7. Щеточный аппарат электрической машины постоянного
тока:
а— траверса, б, в — радиальные щеткодержатели, г — реактивный щеткодержатель;
1—пальцы (бракеты), 2 — рычаг, 3, 8, 15 — пружины, 4 — корпус, 5, 11 — щетки, 6 — обойма, 7 — фарфоровый наконечник, 9 — хомутик, 10 — штифт, 12 — стенка обоймы, 13 — храповик,
14 — колечко пружины
Траверса (рис. 7, а) служит для крепления на ее щеточных пальцах щеткодержателей
(рис. 7, б, в, г), создающих необходимую электрическую цепь. Щеткодержатель состоит из обоймы и нажимного устройства, обеспечивающего прилегание щетки к коллектору с необходимым усилием. Давление (0,02— 0,04 МПа) на щетку должно быть отрегулировано так, чтобы был плотный и надежный контакт между щеткой и коллектором.
В машинах постоянного тока применяют щеткодержатели двух типов: радиальные, у которых ось щетки совпадает с продолжением радиуса коллектора (рис. 7, б, в), и реактивные, у которых ось щетки расположена под углом к продолжению радиуса коллектора в сторону его вращения (рис. 7, г). 
Щетка (рис. 8) представляет собой прямоугольный брусок из композиций, выполненных на основе графита. Она снабжена гибким медным канатиком 1, один конец которого заармирован в щетку, а другой, свободный, снабжен наконечником 2 для присоединения к щеточному аппарату. Все щеткодержатели одной полярности соединены между собой сборными шинами, подключенными к выводам машины.
Применяемые в машинах постоянного тока щетки имеют маркировку, характеризующую их состав и физические свойства. Щетки, используемые в машинах общепромышленного назначения, подразделяют на три основные группы: графитные, угольно-графитные и медно-графитные. В целях нормальной работы и продления срока службы коллектора следует применять для каждой машины щетки только той марки, которая определена заводом-изготовителем с учетом мощности, конструкции, условий работы и электрической характеристики машины.
Подшипниковые щиты электрических машин служат в качестве соединительных деталей между станиной и якорем, а также опорной конструкцией для якоря, вал которого вращается в подшипниках, установленных в щитах.
В электрических машинах постоянного тока применяют, различные подшипниковые щиты, отличающиеся друг от друга формой, размером и материалом, из которого они изготовлены. Однако, несмотря на большое разнообразие конструкций подшипников, щиты можно разделить по назначению на два основных вида: обычные и фланцевые для установки и крепления непосредственно на исполнительном механизме.
В ряде случаев электрические машины постоянного тока могут иметь комбинированную систему крепления, т. е. станину с лапами для установки и крепления на опорной конструкции и одновременно фланцевый подшипниковый ; щит для крепления па исполнительном механизме.
Подшипниковые щиты электрических машин постоянного тока изготовляют методом литья (преимущественно из стали, реже из чугуна и сплавов алюминия), а также сварки или штамповки. В центре щита имеется расточка под подшипник, в которой устанавливают шариковый или роликовый подшипник качения. В мощных машинах постоянного тока в ряде случаев используют подшипники скольжения.
