Ремонт и восстановление свинцовые стартерные аккумуляторные батареи

Министерство  образования Российской Федерации

Псковский государственный  политехнический  институт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект. 

На  тему: «Ремонт и восстановление свинцовые  стартерные аккумуляторные батареи» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                        Факультет: ММФ

                                                  Группа: 35-14

                                                                     Студент: Садовский Г. В.

                                                                              Преподаватель: Муравьев А. Е. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Псков 2006 год

Содержание: 

   1. ОСНОВНЫЕ  НЕИСПРАВНОСТИ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ И СПОСОБЫИХ УСТРАНЕНИЯ………………….........................................3

   1.1. ТРЕЩИНЫ В ЗАЛИВОЧНОЙ МАСТИКЕ И ОТСЛОЕНИЕ ЕЕ……………………………………….................................................................3

   1.2. ПОВРЕЖДЕНИЕ И ИЗНОС ПОЛЮСНЫХ ВЫВОДОВ ИПЕРЕМЫЧЕК…………………………………..……………………....................4

   1.3. СУЛЬФАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОДОВ……………………...........................6

   1.4. ПОВЫШЕННЫЙ САМОРАЗРЯД……………………………………..8

   1.5. ОТСТАЮЩИЕ АККУМУЛЯТОРЫ…………….……………………9

   1.6. КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ВНУТРИ АККУМУЛЯТОРА………….10

   1.7. НАРУШЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ  АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ……………………………………10

   1.8. ТРЕЩИНЫ МОНОБЛОКОВ, БАКОВ И КРЫШЕК АККУМУЛЯТОРОВ……………………………………………………11

   1.9. РАЗРУШЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ ЯЩИКОВ  БАТАРЕЙ…………11

   1.10. РАЗБОРКА И СБОРКА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ……..11

   2.Список используемой литературы………………………………………20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ  АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ И СПОСОБЫИХ УСТРАНЕНИЯ

 
 
 
       Во время эксплуатации и хранения аккумуляторных батарей могут возникать следующие неисправности:

1. трещины в заливочной мастике и отслоение ее;
2. повреждение и износ полюсных выводов и перемычек;
3. сульфатация электродов;
4. повышенный саморазряд;
5. отстающие аккумуляторы;
6. короткое замыкание внутри аккумуляторов;
7. нарушение электрической  цепи   аккумуляторной  батареи;
8. трещины моноблоков, баков и крышек аккумуляторов;
9. разрушение деревянных ящиков батарей.

     Для устранения некоторых неисправностей требуется производить частичную разборку батарей. Аккумуляторные батареи и отдельные аккумуляторы в воинских частях разбираются для устранения неисправностей только после отработки ими гарантийного срока службы или наработки. Если до истечения гарантийного срока при соблюдении правил эксплуатации и обслуживания обнаружены неисправности, требующие разборки батарей, составляется акт-рекламация.

1.1. ТРЕЩИНЫ В ЗАЛИВОЧНОЙ МАСТИКЕ И ОТСЛОЕНИЕ ЕЕ

  Трещины в заливочной мастике и отслоение  ее от крышек аккумуляторов и стенок моноблока образуются при длительной эксплуатации аккумуляторных батарей в результате естественного старения мастики, нарушения правил хранения батарей при отрицательных температурах воздуха, а также в результате случайных ударов и тряски батарей.

  Небольшие трещины в мастике устраняют с помощью электрического паяльника   (рис. 1)  со специальными насадками.

  Пользоваться  для этой цели открытым пламенем воспрещается.

  Если  в мастике имеются глубокие трещины  или отслоения от стенок моноблока (ящика), ее необходимо удалить и залить поверхность батарей новой расплавленной мастикой. Мастику для заливки расплавляют в мастиковарке (рис.2) на электрической плитке. Температура расплавленной мастики БР-20 и БРТ-1 должна  быть  18О...22О°С,  а   мастики  ЭП-10 и  БР-Д — 220... 230°С.

   Заливку батарей мастикой   производят вручную с помощью специального ковша с оттянутым носиком.

Рис.1. Электрический паяльник                                 Рис. 2. Мастиковарка

с комплектом насадок

  Перед заливкой мастики поверхность батареи необходимо очистить от электролита с помощью ветоши, смоченной в растворе кальцинированной соды, и обязательно протереть насухо.

  После заливки удалить с помощью  ножа излишки мастики и выровнять поверхность нагретым паяльником с насадкой. 

1.2. ПОВРЕЖДЕНИЕ И ИЗНОС ПОЛЮСНЫХ ВЫВОДОВ И ПЕРЕМЫЧЕК 

 Изношенные  или поврежденные полюсные выводы (выполненные под «конус») автомобильных аккумуляторных батарей наплавляются с помощью угольного электрода (рис. 3) и специальных форм (шаблонов) для положительного или отрицательного вывода (рис. 20).

  В качестве источника тока может быть использована батарея напряжением 6 или 12 В или понижающий трансформатор на вторичное напряжение 12 В. Один провод от батареи присоединяется к шаблону, другой — к угольному электроду.

  Изношенные полюсные выводы танковых батарей заменяют годными, снятыми со списанных батарей, или новыми. Для отливки полюсных выводов танковых батарей используют специальную форму (рис. 4).

Негодные  перемычки заменяют новыми, отлитыми в специальной форме (рис. 5). 

      Рис. 3. Приспособление для сварки свинцовых деталей с помощью угольного электрода:

1 — присадочный свинцовый пруток; 2 — держатель прутка (зажим Румянцева);

3 — угольный электрод; 4 — держатель   электрода; 5 — соединительные провода;

6 — штепсельный разъем

Рис. 4. Форма для отливки полюсных выводов «под болт» 

Рис. 5. Форма с комплектом сменных вставок для отливки перемычек батарей различных типов 
 

  Материалом  Для отливки выводов и перемычек  служат свинцовые детали ремонтируемых и непригодных батарей.

  Температура форм , должна быть около 200°С, а расплавленного свинца около 500°С.

1.3. СУЛЬФАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОДОВ

  Под термином «Сульфатация электродов»  в значении неисправности аккумуляторной батареи понимают такое' состояние электродов, когда они не заряжаются при пропускании нормального зарядного тока в течение установленного промежутка времени.

  Для отрицательного электрода сульфатация, внешне проявляется наличием на поверхности крупных, трудно растворимых при заряде кристаллов или даже сплошного слоя сульфата свинца. Активный материал таких электродов является жестким, поверхность электродов не дает ясной металлической черты, если по ней прочертить ножом.

  Активный  материал положительных электродов, подвергшихся сульфатации, часто приобретает светлую окраску, причем появляются белые пятна сульфата. Поверхность электродов становится жесткой, шероховатой; при растирании такой активной массы между пальцами создается ощущение, сходное с ощущением, получаемым при растирании песка. При сульфатации электродов резко возрастает внутреннее сопротивление аккумулятора, а следовательно, понижается напряжение при разряде. Емкость сульфатированного аккумулятора резко снижается, особенно при стартерном режиме разряда.

  Сульфат свинца имеет больший объем, чем  активная масса, поэтому при сульфатации происходят закупоривание пор, выкрашивание и выдавливание активной массы, а также искривление и разрыв электродов.

  Сульфатация электродов (рис. 6) возникает в результате несоблюдения правил обслуживания батарей при их эксплуатации и хранении.

Рис. 6. Электроды аккумуляторной батареи, сульфатировавшиеся вследствие?

а —  несвоевременной доливки дистиллированной   воды; б— нарушения правил ранения 

Сульфатация характеризуется следующими признаками: при заряде быстро повышается температура электролита (из-за  высокого внутреннего сопротивления  сульфатированных аккумуляторов);

  плотность электролита при заряде почти не повышается или повышается очень медленно;

  газовыделение начинается значительно раньше, чем  у исправных аккумуляторов (нередко оно начинается при включении аккумулятора на заряд);

  напряжение  аккумуляторов в начале заряда имеет  более высокое значение, чем у исправных аккумуляторов, затем медленно возрастает и в конце заряда остается ниже нормы (2,4 В против 2,6...2,65 В у исправных аккумуляторов);

  при контрольном разряде батарея отдает емкость значительно меньше номинальной.

Раннее  газовыделение, незначительное возрастание  плотности электролита и повышенное напряжение при заряде сульфатированных батарей иногда приводят к тому, что неправильно определяют окончание заряда батареи. Эту особенность следует всегда помнить, чтобы не прекратить заряд преждевременно. Причины сульфатации:

применение  загрязненного примесями электролита; длительное нахождение батарей в разряженном состоянии; систематический недозаряд батарей;

  снижение  уровня электролита в аккумуляторах (ниже верхней кромки электродов);

  эксплуатация  аккумуляторных батарей при недопустимо высокой температуре и плотности электролита.

  Исправление сильно сульфатированных электродов аккумулятора невозможно.

Частичную сульфатацию, не вызвавшую разрывов и коробления электродов, можно устранить путем длительного (до 24 ч и более) заряда батареи. Заряд необходимо вести до тех пор, пока плотность электролита и напряжение не будут постоянными в течение 5... 6 ч. Если путем длительного заряда сульфатацию устранить не удается, следует разрядить аккумулятор током 10-часового режима, вылить электролит, промыть аккумуляторы дистиллированной водой й проверить, нет ли короткого замыкания *. Затем следует залить в аккумуляторы слегка подкисленную дистиллированную воду и через час после заливки поставить на заряд током сниженным наполовину от нормального (для танковых батарей величина тока 4 А). Заряд производят до тех пор, пока плотность и напряжение не будут постоянными в течение 5... 6 ч, после чего необходимо довести плотность до нормальной и провести контрольный разряд. Практически оказывается необходимым провести еще не менее одногб-двух контрольно-тренировочных циклов, чтобы сульфатированная батарея отдала 75% гарантированной емкости. 

1.4. ПОВЫШЕННЫЙ САМОРАЗРЯД

  Аккумуляторная  батарея, отключенная от разрядной цепи, самопроизвольно разряжается и теряет емкость. Такой разряд аккумуляторной батареи называется саморазрядом.

  Саморазряд  бывает нормальным и повышенным. Нормальный саморазряд для свинцовой стартерной аккумуляторной батареи — явление неизбежное. Саморазряд считается повышенным, если после 14-суточного бездействия батарей среднесуточная величина его превышает 0,7% номинальной емкости автомобильных батарей и 0,5 ...0,6% номинальной емкости танковых батарей с мипоровыми сепараторами при температуре окружающей среды 20±5°С.

  Повышенный  саморазряд вызывается следующими основными  причинами:

• наличием на поверхности батарей загрязнений, проводящих электрический ток (например, электролита, пролитого при небрежной заливке батарей, - при установке батарей в машину или попавшего во время их заряда при бурном газовыделении);
• применением дистиллированной воды или электролита, содержащих вредные примеси;
• хранением аккумуляторных батарей при повышенных температурах окружающего воздуха;
• повышенным износом электродов в процессе эксплуатации аккумуляторных батарей.

  Повышенный  саморазряд обнаруживается по быстрому уменьшению плотности электролита при хранении батарей, а также по утечке тока, определяемой вольтметром „со щупом.

  Для обнаружения утечки тока концом провода (щупом) от переносного вольтметра (рис. 7) прикасаются к поверхности мастики или деревянного ящика, а специальный вывод вольтметра прижимают к перемычке. 
 

  Рис. 7. Проверка саморазряда аккумуляторной батареи переносным вольтметром 

  Отклонение  стрелки вольтметра от «нуля» показывает утечку тока, вызывающую повышенный саморазряд батареи,

   Для предупреждения и устранения повышенного саморазряда необходимо применять для приготовления электролита только аккумуляторную кислоту, отвечающую требованиям ГОСТа, и дистиллированную воду; своевременно проводить обслуживание батарей при эксплуатации и при хранении, обращая переносным особое внимание на то, чтобы поверхность батарей была чистой и сухой; своевременно устранить трещины в мастике.

  Саморазряд  аккумуляторных батарей в значительной степени зависит от температуры окружающего воздуха (соответственно и от температуры электролита). При повышении окружающей температуры саморазряд увеличивается, при температуре электролита 0° и ниже саморазряд практически прекращается,

1.5. ОТСТАЮЩИЕ АККУМУЛЯТОРЫ

  Состояние отдельных аккумуляторов батареи  должно быть практически одинаковым. Если в батарее хотя бы один аккумулятор будет разряжаться раньше остальных, то работоспособность батареи определяется именно этим отстающим аккумулятором.

  Отстающие аккумуляторы можно обнаружить при  заряде на зарядной станции, а также при контрольном разряде во время контрольно-тренировочного цикла. Наиболее характерными признаками отстающего аккумулятора являются следующие: плотность электролита при заряде повышается значительно медленнее, чем в других аккумуляторах, и не достигает необходимого значения; напряжение в конце заряда ниже, а температура электролита выше, чем в остальных исправных аккумуляторах.

  Отстающие аккумуляторы следует дозаряжать отдельно после окончания заряда остальных исправных аккумуляторов батареи. Для этого к перемычкам отстающих аккумуляторов с помощью зажимов Румянцева присоединяют провода от зарядного "источника через дополнительный реостат.

  Заряд производится в течение 3...4 ч тем же током и по тем же правилам, что и заряд батареи. Затем следует провести контрольный разряд всей батареи током 10-часового разрядного режима. Если в конце разряда разница между напряжением отстающего аккумулятора и другими будет менее 0,2 В, то такую батарею после нормального заряда можно сдать в эксплуатацию.

  Если  дополнительный заряд отстающих  аккумуляторов не дает положительных результатов, исправление их надо проводить способами устранения сульфатации (подразд. 1.3) или короткого замыкания (подразд. 1.6). 
 

1.6. КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ВНУТРИ АККУМУЛЯТОРА 

Внутренние  короткие замыкания в аккумуляторах  происходят между разноименными электродами через токопроводящие мостики из свинцовой губки, образующейся на нижних и боковых кромках электродов; через осадок (шлам), откладывающийся в придонном пространстве аккумулятора в результате оползания активной массы, а также за счет заполнения наиболее крупных по диаметру пор сепараторов разбухшей активной массой до образования сквозных мостиков через сепараторы (так называемое «прорастание»). Мостики образуются вследствие продавливания сепараторов разбухшей активной массой и образования трещин в сепараторах. Характерными признаками короткозамкнутого аккумулятора являются отсутствие или очень малая величина э.д.с.; непрерывное уменьшение плотности электролита несмотря на то, что батарея получает нормальный заряд; быстрая потеря емкости после полного заряда. Плотность электролита, а также напряжение на аккумуляторе в процессе заряда не повышаются; а после выключения зарядного тока напряжение быстро падает. При заряде в короткозамкнутом аккумуляторе быстро повышается температура.

  Причины коротких замыканий устанавливаются  после разборки аккумуляторов и устраняются заменой поврежденных сепараторов, удалением губки на кромках электродов и накопившегося на дне аккумулятора осадка.

1.7. НАРУШЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  ЦЕПИ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

  Нарушение электрической цепи батареи обнаруживается по отказу в работе стартера при исправной цепи батарея — стартер, по низкому уровню напряжения Оно может быть вызвано распайкой перемычек, расплавлением - или обломом полюсного вывода борна, а также обрывом полублока положительных электродов в результате коррозии токоотводов.

  Признаком нарушения контакта в местах пайки  токоведущих частей является нагревание места спайки при больших разрядных токах, потрескивание и дымление.

  Признаком обрыва электрической цепи внутри аккумулятора является малая величина э.д.с. без нагрузки и низкое напряжение под нагрузкой.

  Нарушение пайки полюсного вывода перемычки  может быть устранено путем проварки нарушенного соединения угольным электродом. При обрыве цепи внутри аккумулятора она подлежит разборке и исправлению мест повреждения или замене блока электродов. 
 
 
 

  1.8. ТРЕЩИНЫ МОНОБЛОКОВ, БАКОВ И КРЫШЕК АККУМУЛЯТОРОВ

  Трещины моноблоков, баков, внутренних перегородок  моноблока и крышек аккумуляторов вызываются механическими повреждениями, ударами, тряской и т. п. в процессе эксплуатации аккумуляторных батарей. Появление трещин может произойти также из-за плохого крепления батарей на машинах.

  Эти неисправности обнаруживаются при  внешнем осмотре батарей, а также по быстрому снижению уровня электролита вследствие подтекания его через трещины.

  Трещины во внутренних перегородках моноблока вызывают постепенный разряд смежных аккумуляторов батареи. Первым признаком такого повреждения обычно является неспособность батареи держать заряд и различие в степени заряженности отдельных аккумуляторов.

  При устранении неисправностей крышки аккумуляторов, отдельные баки и моноблоки, имеющие трещины, подлежат замене исправными.

1.9. РАЗРУШЕНИЕ ДЕРЕВЯННЫХ  ЯЩИКОВ БАТАРЕЙ

  Разрушение  деревянных ящиков вызывается попаданием электролита на стенки ящика через трещины в мастике и щели между мастикой и стенкой ящика; выплескиванием электролита на стенки ящика при большом наклоне батареи во время установки в машину.

  Под действием электролита деревянные ящики обугливаются, теряют механическую прочность и разрушаются. Устранение трещин в заливочной мастике по мере их появления, регулярная обработка поверхности мастики и ящика кальцинированной содой для нейтрализации разрушающего действия электролита, а также окраска ящика (после обработки содой и просушки) лаком БТ-783 являются действенными мерами предохранения его от преждевременного разрушения.

1.10. РАЗБОРКА И СБОРКА  АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

  Аккумуляторные  батареи или отдельные аккумуляторы батареи в воинских частях разбираются только после отработки батареями гарантийного срока службы. Батареи и аккумуляторы разбираются для выполнения следующих видов ремонта:

устранения  короткого замыкания внутри аккумулятора;

устранения  обрыва цепи внутри аккумулятора;

замены баков, моноблока и крышек аккумуляторов;

  замены  отдельных блоков и полублоков электродов автомобильных батарей.

  Перед разборкой аккумуляторную батарею  необходимо разрядить током 10-часового режима до напряжения 1,7 В на первом вышедшем аккумуляторе. Разбирать заряженную батарею не следует, так как на воздухе происходит быстрое окисление отрицательных электродов.

  Разборку  батареи рекомендуется вести  в такой последовательности.

  Наметить  керном центры штырей борнов или полюсных выводов и высверлить отверстия диаметром 3,5 мм и глубиной 4... 5 мм. В полученные отверстия поочередно вставить стержень трубчатого сверла (рис. 8 и 9) и высверлить кольцевое отверстие на всю толщину перемычки или на всю высоту полюсного

Рис.8. Коловорот с набором трубчатых

сверл для высверливания отверстий в перемычках аккумуляторных .батарей

                                           Рис. 9. Высверливание отверстий в перемычках коловоротом с трубчатым сверлом

вывода  до полного отделения от свинцовой  втулки крышки и Борна. - Неповрежденные перемычки или. Выводы «под болт» могут быть использованы вторично.

Затем с помощью разогретого электрического паяльника с насадкой (рис. 1) удалить с поверхности батареи заливочную мастику. В случае ремонта отдельных аккумуляторов батареи заливочная мастика удаляется лишь по периметру крышек этих аккумуляторов. Снятая мастика может быть повторно использована после нейтрализации в 2...3%-ном растворе кальцинированной соды.

  При необходимости замены аккумуляторные крышки снимаются с помощью съемника (рис. 10.и 11). Для этого в резьбовое отверстие крышки ввертывается соответствующий конец съемника и снимается крышка. Подготовленная к разборке

Рис. 10. Съемник для снятия крышек с. аккумуляторов (резьба под гнезда пробок в крышках аккумулятора) 

  Рис.11. Выемка блока электродов с крышкой с помощью съемника 

аккумуляторная батарея с помощью скоб-захватов закрепляется на доске для выемки блоков. Затем на штыри борнов накладывают зажимы съемника  (рис. 12)  и вынимают поочередно блоки 

                            Рис. 12. Съемники для выемки блока электродов из аккумуляторов: 

электродов каждого аккумулятора. Когда для вытаскивания требуются значительные усилия, используется приспособление (рис. 13). Блоки электродов ставятся наклонно на ячейки моноблока  (рис. 14) на 2...3 мин для стекания электролита. После

  Рис. 13. Приспособление для выемки блока электродов из танковых батарей

Рис. 14. Установка блока электродов для стекания электролита 

  После этого блоки электродов и внутренняя поверхность моноблока промываются и блоки помещаются в ванну с дистиллированной водой для уменьшения окисления отрицательных электродов.

  После разборки необходимо приступить к устранению неисправности, из-за которой была произведена разборка. Для устранения короткого замыкания или обрыва электрической цепи надо осмотреть блок, найти место замыкания между электродами или обрыва цепи и устранить неисправность. При неисправности моноблока или отдельных баков следует осмотреть их и при обнаружении сколов и трещин заменить. Если есть сомнения, какой из баков или какая ячейка моноблока дает течь, надо налить в баки или ячейки моноблока горячую воду. При этом через трещину будет заметно просачивание воды.

  Если  разборка батареи или аккумулятора произведена для замены блоков или полублоков электродов, необходимо:

  вынуть  из блока с помощью деревянной или эбонитовой пластинки старые сепараторы;