Ремонт электрического двигателя вентилятора


СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Комитетом Российской Федерации  по металлургии разработаны предложения по развитию сырьевой базы черной металлургии. Федеральная программа "Развитие рудной базы цветной металлургии". В них предусматриваются техническое перевооружение действующих горнодобывающих предприятий, строительство объектов по вскрытию и подготовке новых участков для поддержания мощности действующих предприятий, завершение строительства ранее начатых объектов исходя из возможностей их реального осуществления.

Однако хронический недостаток капиталовложений, постоянные недопоставки современного горно-транспортного, обогатительного и металлургического оборудования, отсутствие многих его видов в России обостряют проблему реконструкции, технического перевооружения и модернизации металлургического производства. В настоящее время металлургический комплекс находится в тяжелом техническом состоянии: производственные фонды изношены на 40-50%, а в отдельных случаях и на 70%. В то же время отрасли металлургического комплекса обеспечивают народное хозяйство конструкционными материалами на 92%.

Учитывая нынешние условия рыночных отношений, горнорудные предприятия смогут обеспечить финансирование капитального строительства из собственных средств на уровне 50- 65%. Остальные затраты должны покрываться в результате привлечения средств потребителей, коммерческих структур, иностранных инвесторов, средств отраслевого внебюджетного инвестиционного фонда, а также частично за счет государственных средств.

Намечен рост производства холоднокатаного  листа для автомобилестроения и производства товаров народного потребления, оборудования для хранения сельскохозяйственной продукции, гражданского строительства, электронной промышленности, что позволит сократить закупки по импорту холоднокатаного листа.

В алюминиевой промышленности необходима реконструкция глиноземных производств  с установкой оборудования большой единичной мощности.

Снижение социальной напряженности  в районах действия металлургических предприятий может быть обеспечено прежде всего снижением экологической опасности, внедрением экологически чистых технологий и созданием безотходных производств.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Структура цеха по ремонту электродвигателя

 

Структура электроремонтного  предприятия и состав его оборудования определяются в основном номенклатурой  и объемом ремонтируемого оборудования. Поскольку форма организации ремонт электрических машин, трансформаторов и другого электротехнического оборудования является цеховой, то далее будем рассматривать именно эту форму организации ремонта. Следует отметить,  что ремонтный цех может быть как самостоятельной производственной единицей, так и являться одним из цехов крупного отраслевое го предприятия. В последнем случае на предприятии создается дополнительно центральная электротехническая лаборатория.

В ремонтном цехе производятся следующие работы:

  • капитальный ремонт электрических машин, включая их реконструкцию и модернизацию;
  • средний и текущий ремонт;
  • изготовление запасных частей для электрических машин;
  • изготовление электромонтажных узлов и заготовок;
  • ремонт и изготовление технологической оснастки для ремонта

Все работы, проводимые в этом цехе, можно разбить на восемь основных видов: предремонтные, разборочно-дефектировочные, изоляционно-обмоточные, слесарно-механические, комплектовочные, сборочные, отделочные и послеремонтные. Соответственно в состав этого цеха должны входить следующие отделения и участки:

  • склады поступающей и готовой продукции (территориально они могут быть объединены в один склад);
  • испытательный участок;
  • участок разборки, мойки и дефектации машин;
  • ремонтно-механический участок;
  • кузнечно-сварочный участок;

 

  • отделение ремонта контактных колец, коллекторов и щеточных аппаратов электрических машин;
  • обмоточное отделение;
  • участок восстановления обмоточных проводов (в ряде случаев здесь осуществляется и изготовление нового обмоточного провода);
  • пропиточно-сушильный участок с отделением окраски;
  • испытательная станция.

Кроме указанных участков, в цехе могут быть участки гальванопластики и столярная мастерская. Типовая схема ремонта представлена на рисунке 1.

Испытательный участок. Здесь проводят предремонтные испытания для выявления неисправностей электрических машин, поступивших в ремонт. Помимо внешнего осмотра здесь измеряют активные сопротивления и сопротивление изоляции обмоток, проверяют целостность подшипников (при работе машины на холостом ходу), проверяют уровень вибрации.

Участок должен быть оснащен подъемно-транспортным и электроизмерительным оборудованием, а также испытательными стендами.

Участок разборки, мойки  и дефектации. Здесь производят очистку  машин перед разборкой, разбирают  ее на отдельные узлы и детали и производят их дефектацию (определяют их состояние и степень износа, объем необходимого ремонта), передают неисправные детали и узлы для ремонта на соответствующие участки, а исправные — на участок комплектации. По итогам дефектации составляется дефектная ведомость, и определяются необходимый объем ремонта и потребность в комплектующих изделиях.

Участок должен быть оснащен  подъемно-транспортным и моечным оборудованием, механическими и электрическими инструментами для разборки машин, станками для удаления обмотки, печью для выжига (нагрева) изоляции, приспособлениями для выведения ротора из статора.


Рисунок 1 - Типовая структурно-технологическая схема цеха ремонта электрических машин

 

Ремонтно-механический   и   кузнечно-сварочный участки. Здесь ремонтируют изношенные и  изготавливают новые конструктивные детали электрических машин и аппаратов. Здесь же ремонтируют и изготавливают новые токоведущие части. На этом участке производят ремонт и перешихтовку магнитопроводов (сердечников), а также механическую обработку и восстановление резьбовых соединений. Кроме того, на этом участке изготавливают необходимую для ремонта технологическую оснастку.

Участки оснащены соответствующим  парком универсальных станков для  механической обработки деталей, подъемно-транспортным оборудованием, прессами и ножницами  для резки металла, универсальным  сварочным и слесарным оборудованием.

Обмоточное отделение. Здесь ремонтируют старые и изготавливают  новые обмотки электрических машин восстанавливают поврежденный обмоточный провод, осуществляют укладку, пропитку и сушку обмоток, производят сборку рабочей схемы соединения обмоток и осуществляют контроль изоляции обмоток в процессе ее изготовления и укладки.

Участок пропитки и сушки  должен иметь хорошую вытяжную вентиляцию. Подъемно-транспортное оборудование рассчитывается на узлы, имеющие максимальную массу (как правило, это статоры наиболее крупных машин).

В отделении окраски  проводят отделочные работы и окраску  машин после сборки и испытаний. Там устанавливаются станки для очистки и изолировки проводов, намотки обмоток, резки и формовки изоляции, пресса для формовки катушек из прямоугольного провода, специальные станки для бандажировки обмоток. Отделение оснащено инструментом для пайки и сварки проводов, необходимым пропиточным оборудованием и сушильными шкафами.

Участок комплектации и  сборки. Сюда направляются исправные чистые узлы и детали с участка разборки и дефектации, отремонтированные узлы и детали из остальных отделений, а также недостающие комплектующие детали (крепеж, подшипники качения и т.п.). Полный машинокомплект поступает на сборку, где осуществляются поузловая и общая сборка электрических машин. Здесь производится и балансировка роторов электрических машин.

Участок оснащен практически  тем же оборудованием, что и участок  разборки (за исключением моечного оборудования и оборудования для удаления обмоток). Кроме того, здесь установлены балансировочные станки.

Испытательная станция. Здесь проводятся послеремонтные испытания  электрических машин по соответствующим программам, а также испытания новых конструкций, узлов и деталей, изготовленных в процессе реконструкции или модернизации.

Станция оснащена подъемно-транспортным оборудованием и испытательными стендами, включая стенды для высоковольтных испытаний, а также соответствующим защитным оборудованием. Территория станции имеет ограждение для предотвращения доступa на нее постороннего персонала предприятия.

[1, 5]

 

 

1.2 Описание промышленного механизма

 

Вентиляция - это регулируемый воздухообмен, осуществляемый с целью  создания в  промышленных зданиях воздушной среды, благоприятной для здоровья и трудовой деятельности человека, а также для технологических целей.

 Вентиляционные системы  - совокупность технических устройств,  обеспечивающих воздухообмен. Побудителем движения воздуха в таких системах является вентилятор промышленный. Вентилятор - сложное техническое устройство, преобразующее кинетическую энергию вращающегося колеса в кинетическую и потенциальную энергии перемещаемого объема воздуха. Существует большое многообразие типов вентиляторов, однако в вентсистемах используется всего несколько из них. От выбора типа промышленного вентилятора и соответствия поставленной задаче зависят его габариты, потребляемая мощность, технические характеристики, а также шум и некоторые другие свойства вентсистемы.

Схемы осевых вентиляторов приведены на рисунке, поток воздуха входит и выходит по оси вращения колеса. Осевые вентиляторы могут состоять из входного направляющего аппарата, колеса и спрямляющего аппарата. Электродвигатель может быть расположен как перед колесом, так и за колесом, причем аэродинамические характеристики вентиляторов, имеющих одинаковые колеса, будут при этом приблизительно одинаковыми.  

 

1-входной коллектор, 2-лопатки  колеса, 3-втулка колеса, 4-электродвигатель, 5-корпус

Рисунок 2 - Схема осевого вентилятора

 [2, 7]

 

1.3 Описание схемы управления электроприводом вентилятора

 

Рисунок 3 – Схема управления электроприводом вентилятора

 

Схема управления асинхронным  короткозамкнутым двигателем М вентилятора, расположенного в машинном зале и  предназначенного для независимой вентиляции крупных электрических машин. Управление вентилятором осуществляется со щита с помощью ключа управления К1, имеющего четыре контакта и рукоятку с самовозвратом. Ключ К2 служит для разрешения или запрещения включения вентилятора на месте установки, когда нет надобности в его работе.

   Схема работает следующим образом. Ключ К2 служит для разрешения Р («разрешено»). Включается автомат В2 цепей управления и автомат В1 главных цепей (его контакт в цепи самоблокировки пускателя К замыкается). Загорается зелёная лампа ЛЗ (двигатель отключен). Для пуска двигателя М ключ К1 переводится из нулевого положения 0 в пусковое П. При этом включается магнитный пускатель К, ставится на самопитание и главными контактами включает двигатель в сеть. Зелёная лампа ЛЗ гаснет, красная лампа ЛК загорается (двигатель включен). Рукоятка ключа К1 отпускается, и ключ возвращается в нулевое положение, на котором контакт 2 ключа замыкается , а контакт 1 остаётся замкнутым.

В схеме предусмотрено  опробование вентилятора на месте  его установки с помощью кнопки КнО. Предусмотрена также блокировка (с помощью замыкающего блок-контакта К), не позволяющая включать вентилируемую машину до пуска вентилятора. Защита при коротких замыканиях или перегрузке двигателя М осуществляется автоматом В1 с комбинированным расцепителем. А нулевая защита- пускателем К (новый пуск двигателя не возможен, пока рукоятка ключа К1 не будет поставлена в пусковое положение П). При отключении вентилятора в результате действия защиты включается предупредительный сигнал, так как контакты 3 и 4 ключа К1 при этом замкнуты.

При ручном отключении вентилятора  путём перевода, а затем отпускании рукоятки ключа К1 в положение С предупредительный сигнал не подаётся, поскольку разомкнут контакт 4.

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Техническая эксплуатация и обслуживание электродвигателя вентилятор

 

Асинхронный двигатель  состоит из двух основных частей, разделенных воздушным зазором: неподвижного статора и вращающегося ротора. Каждая из этих частей имеет сердечник и обмотку. При этом обмотка статора включается в сеть и является как бы первичной, а обмотка ротора — вторичной, так как энергия в нее поступает из обмотки статора за счет магнитной связи между этими обмотками.

По своей конструкции  асинхронные двигатели разделяются  на два вида: двигатели с короткозамкнутым ротором и двигатели с фазным ротором. Рассмотрим устройство трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рисунок 5).

 

1 - вал; 2, 6 - подшипники; 3, 7 - подшипниковые щиты; 4 - коробка  выводов; 5 - вентилятор; 8 - кожух вентилятора; 9 - сердечник ротора с короткозамкнутой обмоткой; 10 - сердечник статора с обмоткой; 11 - корпус; 12 - лапы. 

Рисунок 5 - АД с короткозамкнутым ротором

 

Двигатели   этого   вида   имеют   наиболее   широкое   применение.

Перед пуском в ход вновь установленного электродвигателя или после монтажа установки место, где установлен электродвигатель, очищают от мусора, пыли, грязи, затем тщательно осматривают доступные внутренние части, проверяют, нет ли в машине посторонних предметов, продувают электродвигатель сухим сжатым воздухом при давлении не выше 0,2 МПа.

Измеряют сопротивление  изоляции, проверяют сопротивление  наружных болтовых соединений и , если нужно, подтягивают их; осматривают подводящие кабели и затяжку заземляющих болтов; проверяют соответствие напряжения сети напряжению указанному на щитке электродвигателя, проворачивают ротор вручную; промеряют правильность сопряжения валов электродвигателя и приводного механизма.

Центровку валов проводят по центровочным скобам.

Осмотры электродвигателей, находящихся в эксплуатации, систем их управления и защиты проводят по графику, утвержденному главным энергетиком предприятия.

Измерения температуры  подшипников производят методом  термометра. У подшипников качения измеряют температуру на внешнем кольце в момент останова машины, у подшипников скольжения – температуру вкладыша или масла, у подшипников скольжения с принудительной смазкой – температура вкладыша или выходящего масла.

При осмотре у электродвигателей, расположенных на движущихся частях рабочей машины, омметром проверяют, нет ли обрыва заземляющего жилы кабеля.

Состояние соединительной муфты или шкива проверяют, обращая  внимание на детали муфты. Поврежденные резиновые детали заменяют.

Биение проверяют индикатором  часового типа. Полировку проводят при номинальной частоте вращения вала машины мелкой стеклянной шкуркой, наложенной на пригнанный по коллектору брусок, шлифовку и проточку выполняют на токарных станках.

При необходимости заменяют щетки, устанавливая их в щеткодержателя так: марка щетки должна соответствовать данным завода-изготовителя, типу машины и характеру ее работы.

Для смены смазки в  электродвигателях защищенного  исполнения снимают крышку подшипника, промывают его, закладывают, свежую порцию смазки, вновь устанавливают крышку в прежнее положение и закрепляют ее болтами.

Для смены смазки в подшипнике, расположенном со стороны контактных колец, у электродвигателей следует: снять кожух контактных колец; вытянуть щетки из обойм щеткордержателей; ослабить крепление вентиляторов и защитной шайбы на валу повернув на два-три оборота крепящий болт вентилятора и установочный винт защитной шайбы; сдвинуть вентилятор и защитную шайбу в сторону контактных колец; отвернуть болты подшипниковой крышки и сдвинуть ее на валу в сторону вентилятора; промыть подшипник и его крышку бензином и заложить смазку.

При обслуживание проверяют воздушный  зазор между статором и ротором электродвигателя. Зазор этот в процессе эксплуатации в связи с износом подшипников или в результате разборки и неточной сборки электродвигателя может меняться. Это приводят к нарушению симметричного положения ротора в статоре.

О степени увлажнения изоляции машин  судят по значениям сопротивления изоляции относительно корпуса и между обмотками и по коэффициенту абсорбции. Сушку изоляции проводят при температуре, близкой к максимально допустимой – 80-85 оС. При сушке двигателя периодически измеряют сопротивление изоляции обмоток и определяют коэффициент абсорбции для каждой обмотки.

[5]

 

2.2 Содержание капитального ремонта двигателя

 

Капитальный ремонт - это  вид ремонта применяется для  машин находящихся в эксплуатации, в сроки, обусловленные графиком ППР или ремонт проводится для восстановления работоспособности и полного восстановления ресурса электрической машины с восстановлением или заменой всех изношенных или поврежденных узлов и заменой обмоток. Ремонт машины нецелесообразен, если имеются значительные повреждения механических узлов, которые невозможно устранить, силами ремонтного предприятия. В процессе капитального ремонта, как правило, выполняются следующие работы: текущий ремонт; проверка воздушного зазора между статором и рото

ром (если конструкция  машины позволяет это осуществить); проверка осевого разбега ротора и зазоров; полная разборка машины и мойка всех механических узлов и деталей; продувка и чистка неповрежденных изоляционных деталей; дефектация узлов и деталей; ремонт корпуса, подшипниковых щитов, магнитопроводов (заварка трещин, восстановление резьбовых отверстий, восстановление посадочных мест в корпусе и щитах), удаление замыканий между отдельными листами сердечников статора и ротора, устранение распушения листов, восстановление прессовки, ремонт выгоревших участков с установлением протезов; ремонт вала (исправление торцовых отверстий, устранение прогиба, восстановление посадочных отверстий и шпоночных канавок); извлечение старых обмоток; изготовление и укладка новых обмоток из круглого провода; ремонт или изготовление новых обмоток  из круглого провода; сборка и пайка (сварка) электрических схем; пропитка и сушка обмоток; нанесение на лобовые части покровных эмалей; сборка и отделка машины, проведение приемо-сдаточных испытаний.

Предремонтные испытания - эти испытания проводятся с целью определения характера дефектов поступивших во внеплановый ремонт электрических машин. Кроме того, на практике встречаются случаи, когда исправная машина по ошибке обслуживающего персонала отправляется в капитальный ремонт. Для машин малой мощности можно принять следующую последовательность испытаний:                        

  • определение состояния машины путем внешнего осмотра
  • определение (измерение) сопротивления изоляции обмоток
  • определение сопротивления обмоток постоянному току;
  • проверка легкости вращения вала машины от руки;              
  • проверка работы на холостом ходу.                                         

При положительных результатах этих проверок машину подвергают приемо-сдаточным испытаниям и, если она их выдерживает, отправляют обратно в эксплуатацию.

Крупные электрические  машины перед плановым капитальным  ремонтом испытывают на месте установки. В процессе испытаний измеряются вибрации на холостом ходу и при различных нагрузках; определяют температуру отдельных узлов машины (обмотки, магнитопровода, подшипников); определяют подшипниковые токи и др. После остановки машины измеряют сопротивление изоляции, величину воздушного зазора. Особое внимание при этом уделяют неразбираемым при ремонте узлам. Полученные данные  сравнивают с данными испытаний, полученными при предыдущем ремонте.

 

2.3 Капитальный ремонт электродвигателя вентилятора

 

Данный двигатель имеет следующие  неисправности: уменьшение диаметра вала, распущение крайних листов сердечника, выработка подшипников (качения). Для устранения каждого повреждения существуют определенные виды ремонта по восстановлению нормальной работы электродвигателя.

Уменьшение диаметра вала

При небольшом количестве задиров и забоин выступающие места сошлифовывают. Если дефекты превышают 20% посадочной поверхности, то вал ремонтируют, наплавляя металл электросваркой или методом металлизации.

При наплавлении электросваркой для  уменьшения коробления вала наплавляемые валики располагают параллельно оси, и каждый последующий валик накладывают диаметрально противоположно предыдущему. Места, имеющие уступы, стачивают на конус для уменьшения возможных термических напряжений. После наварки вал обрабатывают на токарном станке и шлифуют. При обработке вала необходимо обеспечить соосность поверхности выходного конца вала, шеек под посадку подшипников и поверхности под посадку сердечника,  а если наплавка производится с сердечником, то необходимо обеспечить соосность с наружной поверностью сердечника.

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 рисунке 12) и проваривают эти пазы электродуговой сваркой (электрод ОММ5 диаметром 2 мм). При сварке распушенные зубцы 4 сжимают сегментом или кольцом 3 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 прочного и надежного скрепления зубцов и создают замкнутые контуры для протекания вихревых токов. В этом случае можно рекомендовать установку дополнительной шайбы 5 с зубцами (пальцами) 6, или установку отдельных нажимных пальцев 6 между сердечником 4 и нажимной







 














1 - сварной шов; 2 - шпилька; 3 - кольцо; 4 - зубцы; 5 - шайба; 6 - нажимные пальцы; 7- нажимная шайба;,8- текстолитовый клин; 9- крайний лист сердечника бой 7

Рисунок 12  – Эскизы отремонтированных сердечников:

 

Выработка подшипников  качения

При осмотре  подшипников качения после их промывки бензином проверяются легкость и плавность вращения, отсутствие заеданий, притормаживания и ненормального шума, нет ли обрыва заклепок, трещин в сепараторе, не имеет ли он чрезмерного люфта, не касается ли колец, нет ли недопустимого радиального или осевого люфта наружного кольца.

При обнаружении  дефектов в деталях подшипника, в  том числе малейших раковин, точечных подплавлений от электросварки, этот подшипник  должен быть заменен. Подшипники, работающие в особо тяжелых условиях, например в крупных двигателях на 3000 об/мин, следует заменить независимо от их состояния по истечении 5000—8000 ч работы.

В подшипниках  качения двигателей применяются  мазеподобные (консистентные) смазки, представляющие собой смесь минерального масла (80—90 %) и мыла, играющего роль загустителя. Наиболее подходящими смазками для подшипников качения двигателей являются высококачественные смазки ЛИТОЛ-24, ЦИАТИМ-201 и др., обеспечивающие нормальную работу как при низких (до —40°С), так и при высоких (до +120 °С) температурах.

Для электродвигателей, установленных в помещении, наряду с указанными смазками широко применяется  универсальная тугоплавкая водостойкая смазка марки УТВ (1-13).

Сравнительно  частой причиной преждевременного выхода из строя подшипников качения является их неправильная посадка на вал: с чрезмерно большим натягом, со слабиной или перекосом. В двигателях на 1500 об/мин и ниже чаще всего применяется напряженная посадка подшипников на вал и плотная в торцевой крышке. В двигателях на 3000 об/мин и частично при более низкой частоте вращения применяются посадки с меньшим натягом: плотная на валу и скольжения — в торцевой крышке.

 

[1]

 

 

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет освещения рабочего  места

 

Для обеспечения комфортных и безопасных условий труда обслуживающего персонала  необходимо, чтобы освещение цеха соответствовало нормам. Рассчитаем освещение для данного цеха.

Основными параметрами для расчета освещения являются:

  • длина цеха А, м;
  • ширина цеха В, м;
  • высота от рабочей поверхности h, м;
  • расстояние в ряду между светильниками La, м;
  • расстояния между рядами светильников Lв, м.

А = 17,55 м; В = 17,55 м; La = 4,5 м, Lв= 4,5м, h = 10,7м.

Определим расстояние a и b:

а = 0,45 * La       (1)

а = 0,45 * 4,5= 2,025 м

b = 0,45 * Lb       (2)

b = 0,45 * 4,5 = 2,025  м

Определим число светильников в ряду: 

Nа = ((А – 2 * а) / La ) + 1     (3)

Na = ((17,55 – 2 * 2,025) / 4,5) + 1 = 4

 

Число рядов:

Nb = ((B – 2b) / Lb ) + 1      (4)

Nb = (17,55 – 2 * 2,025) / 4,5) +1= 4

 

Определим количество светильников:

N = Na * Nb       (5)

N = 4 * 4 = 16

 

La / Lb = 4,5 / 4,5 = 1≤ 1,5 — расстояние выбрано верно   (6)

 

Величина  освещенности должна быть Е = 200 Лк (по справочнику).   Разряд зрительной работы Vг.

Рисунок 6 - План освещения цеха

 

Определяем тип светильников. Находим отношение наивыгоднейшего расстояния между светильниками к высоте подвеса над рабочей поверхностью λ (величина, которая определяет тип кривой силы света):

λ = Lв / h        (7)

λ =  4,5 / 10,7 = 0,42

Находим кривую силы света  в зависимости от λ:

КСС  = Л

По КСС светильник: НЧТЧЛ. (по справочнику)            

Определяем индекс помещения:

i = (S / (h * (A + B)))      (8)

 

i = (308,0025 / (10,7 (17,55 + 17,55))) = 0,82

Kоэффициент использования, исходя из i равен Ки = 0,72%

Определяем  необходимый  световой  поток  лампы  F: