Заключение - Расчет счеток

Оглавление
Расчет счеток
Коммутационная напряженность электрических машин
Коммутирующая способность щеток
Выбор марки щеток для машин с заданной коммутационной напряженностью
Оптимальный режим работы щеточно-коллекторного узла
Определение геометрических размеров щеток
Конструкция щёток
Заключение

Данная публикация дает возможность заключить, что достигнутый к настоящему времени уровень знаний об эксплуатационных свойствах используемых в промышленности щеток позволяет восполнить существовавший ранее пробел в способах их расчета и выбора. Эта публикация имеет также общепринципиальное значение для всей практики обеспечения народного хозяйства страны электроугольными изделиями рассматриваемого назначения и указывает пути возможной экономии. Справедливость последнего утверждения иллюстрируется примером расчета и выбора щеток для приводного двигателя типа П2—24/71, имеющего следующие характеристики: Р = 8000 кВт, U = 930 В, Ц<; = 2000 мм, пя = 300 об/мин, ег = 7,4 В. По предварительному расчету на каждом из 18 бракетов двигателя намечено установить по 16 щеткодержателей с гнездами под щетки типа К1-8 с размерами гщ =20, а щ = 32 и гщ = = 64 мм (А^ц = 288). Подставив указанные значения в формулу (21), находим, что показатель эксплуатационной напряженности элементов скользящих контактов в рассматриваемом примере оказывается равным:
А
Математическое ожидание средней скорости изнашивания щеток определится с помощью формулы (22), куда вместе с найденным значением Pv следует подставить постоянные А, В и С из табл. 12. Выбор последних должен быть согласован с выбором марки намечаемых к применению щеток. При заданном ег = 7,4 В по номограмме рис. 5 устанавливаем, что в данном случае по условиям коммутации оказывается возможным применение щеток марки ЭГ14 и обладающих еще более высокими значениями индекса коммутации щеток марки ЭГ74. Подставив в формулу (22) соответствующие значения, получаем, что при использовании щеток марки ЭГ14

при использовании щеток марки ЭГ74,

Выявленное преимущество в скорости изнашивания щеток марки ЭГ74 проявляет себя, естественно, и при расчете показателей надежности. Поскольку, как это следует из табл. 17, для щеток типа К1-8 размерами 20 х 32 х 64 мм их ресурс = 49 мм, то одно и то же значение вероятности безотказной работы при эксплуатации машины со щетками ЭГ14 и ЭГ74 будет обеспечено при разном числе часов их работы. Это число просто определяется с помощью формулы (24) после решения ее относительно t:
(25)
где гщ — скорость изнашивания щеток марки ЭГ14, равная 7,5 · 1(Г3, марки ЭГ74 — 4,4 · 10"3 мм/ч; σ — параметр рассеяния характеристики ν щ, равный произведению 0,01 К ν щ (К берется из табл. 14).
Поскольку для изделий марки ЭГ14 σ14 = 0,01 · 90 ν Щ14, а для марки ЭГ74 σ7 4=Γ 0,01 · 85 ν щ74, то подстановка соответствующих значений в (25) позволяет получить

Полученные цифры свидетельствуют, что, оборудовав рассмотренный двигатель типа П2-24/71 щетками марки ЭГ74, вместо щеток марки ЭГ14 увеличиваем на 48% срок службы комплекта последних.

В рассмотренном примере проанализирован частный случай выбора щеток для конкретной машины. Переход от него к общему случаю решения задачи выбора марки щеток по их максимальной износоустойчивости может быть основан на анализе графиков ранее приведенного рис. 12. При этом не следует забывать о необходимости обеспечивать требуемую коммутирующую способность щеток. Так, для машин, работающих в генераторном режиме при,
наибольший срок службы будет у щеток марки ЭГ4. Для генераторов случшими по износоустойчивости оказываются щетки марок ЭГ51 и ЭГ74. Для машин, используемых в двигательном режиме при, наиболее износоустойчивыми являются щетки марок 611М и ЭГ71, а для двигателей с этими же значениями Pv и предельными значениями ег лучшими по износоустойчивости являются щетки марки ЭГ74.
Наряду с выбором марки щеток по условию наибольшей износоустойчивости для данных условий эксплуатации необходимо также руководствоваться принципом возможно более полного использования закладываемых в щетки электроугольных материалов, что видно из рис. 13. Здесь показано, как за счет изменения радиального размера щеток при 100%-ном увеличении расхода материала на их изготовление можно увеличить их ресурс на 182%. Таким образом, каждый процент материала, израсходованного на изготовление щеток со все большим значением гщ, ’’работает” более эффективно, чем у щеток с малым радиальным размером. Экспериментальное подтверждение изложенного подробно описано в [28].
Распространение описываемого метода выбора щеток для электрических машин общепромышленного назначения и перевод их на работу со щетками, изготовленными из материалов, обладающих наибольшей износоустойчивостью и рационально сконструированных с возможно большим значением ресурса, окажут самое непосредственное влияние на всю систему обеспечения рассматриваемыми электроугольными изделиями их многочисленных потребителей При реализации метода произойдет более рациональное использование щеток в различных областях, в результате чего они будут работать в оптимальных для себя условиях. При этом будет уменьшена общая потребность народного хозяйства в щетках; окажется возможным прекратить производство недостаточно износоустойчивых изделий и решить ряд других вопросов, что упростит взаимоотношения изготовителей щеток с их многочисленными потребителями. В результате произойдет существенное повышение экономической эффективности применения щеток и будет обеспечена экономия при их производстве. Здесь уместно заметить, что решение этих задач будет также зависеть и от совершенствования конструкции электрических машин, и от свойств щеточных материалов. В [28] описаны результаты опытов, показавших, что за счет только совершенствования конструкции щеткодержателей удалось существенно снизить скорость изнашивания щеток, изготовители которых со своей стороны принимают меры по дальнейшему снижению значений v щ. Таким образом, в дальнейшем следует ожидать последовательного повышения износоустойчивости щеток, что приведет к тому, что эффект от применения изложенных рекомендаций будет повышаться. В частности, при расчете элементов электрических скользящих контактов создастся дополнительный ’’запас прочности”.
В заключение автор считает возможным рекомендовать включение изложенных в настоящем издании рекомендаций в соответствующие разделы учебных курсов по электрическим машинам. Реализация подобной рекомендации позволит восполнить имеющиеся в этих курсах пробелы в освещении вопросов расчета элементов скользящих контактов и создаст базу для обоснованного определения показателей надежности электрических машин, в которых нуждается современный этап развития техники.



 
« Расход смазочных материалов для подшипников качения   Реактивные синхронные двигатели »
электрические сети