Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Устройство и ремонт электрических машин

Ремонт станин, подшипниковых щитов и подшипников - Устройство и ремонт электрических машин

Оглавление
Устройство и ремонт электрических машин
Конструкции электрических машин
Устройство синхронной машины
Устройство асинхронных электродвигателей
Устройство электрических машин постоянного тока
Ремонт
Дефектировка и предремонтные испытания
Разборка
Ремонт коллекторов, щеточного аппарата и контактных колец
Ремонт сердечников, валов и вентиляторов
Ремонт станин, подшипниковых щитов и подшипников
Ремонт обмоток
Бандажирование и балансировка роторов и якорей
Сборка и испытание

Станины и подшипниковые щиты.

Ремонт станин и  подшипниковых щитов заключается в заварке трещин, приварке отломанных деталей и восстановления изношенных посадочных поверхностей.  
Трещины в чугуне заваривают биметаллическими электродами и преимущественно в горячем состоянии ацетиленокислородным пламенем. Детали разогревают в печи до 700 — 800 °С, заваривают трещину и дают ей медленно остыть вместе с печью в течение 1 — 3 сут (в зависимости от размеров и массы детали). Если толщина треснувшей стенки больше 5 мм, перед, сваркой скашивают ее кромки по всей длине трещины ручным или пневматическим зубилом под углом 45 — 60°. Начало и, конец трещины засверливают, чтобы она не увеличивалась. 
Трещины в чугуне можно заваривать и в холодном состоянии медным или биметаллическим электродом, а также сваркой стальным электродом стальных шпилек, ввернутых- в чугун на резьбе.
Отломанные детали приваривают при ремонте. Чаще всего приходится приваривать лапы станин и  борты подшипниковых щитов. Лапы станин ломаются «из-за чрезмерно сильного крепления их болтами к неровному основанию, борта подшипниковых щитов — при неправильных методах разборки машины, когда щит отделяют от станины не с помощью отжимных болтов или ударами молотка по надставке, а вбивая зубило в щель между торцом станины и бортом щита.
В связи с внедрением единых серий электрических машин объем ремонта механических деталей сократился. Число разновидностей подшипниковых щитов и крышек подшипников в единых сериях сократилось во много раз, что позволяет электроремонтным заводам заменять большинство поврежденных деталей новыми, полученными с завода-изготовителя  электрических машин или выполненными по его чертежам, а это упрощает процесс ремонта и повышает его качество.
Восстанавливать изношенные посадочные поверхности подшипниковых щитов чаще всего приходится в. местах посадки подшипников качения. Подшипниковый щит растачивают до большего диаметра и запрессовывают в него стальную втулку, которую затем растачивают до требуемого размера. Если невозможно расточить место посадки подшипника в подшипниковом щите до требуемого размера, изношенные посадочные поверхности восстанавливают методом металлизации. В подобных случаях при ремонте иногда прибегают к увеличению диаметра подшипника до размера расточки в подшипниковом щите путем наплавки на его наружное кольцо слоя металла необходимой толщины, однако пользоваться этим способом не рекомендуется, поскольку при  неумелом его выполнении можно повредить дорогостоящий подшипник.
В станинах ремонтируемых электрических машин нередко бывает повреждена резьба отверстий, в которые ввертывают болты, крепящие подшипниковый щит к станине машины. При срыве резьбы в отверстии станины его рассверливают, увеличивая диаметр, а затем нарезают и ввертывают в него резьбовую пробку с внутренней резьбой требуемого диаметра и шага.
Подшипники. Подшипники — важнейшие детали всякой электрической машины. Работа подшипников происходит в тяжелых условиях вследствие перегревов, значительных нагрузок и трений, а также  электрической эрозии и возникновения одностороннего притяжения при смещении ротора относительно геометрической оси машины. 
Повреждение или выход из строя подшипника требует немедленной остановки машины, поскольку может привести к серьезной аварии, потребующей капитального ремонта машины.
В электрических машинах применяют подшипники двух видов (конструктивно отличающихся, друг от друга) — качения и скольжения. В современных машинах используют, главным образом, шариковые и роликовые подшипники качения, которые просты в эксплуатации, износоустойчивы и легко заменяются при повреждении. Подшипники скольжения, применявшиеся в машинах старых конструкций, используются сейчас в современных крупных электрических машинах, а также при необходимости работы машинке низким уровнем производимого шума.
Устройство однорядного шарикового   и роликового   подшипников
Рис. 129. Устройство однорядного шарикового (а) и роликового (б) подшипников качения и приспособлений для проверки зазоров в радиальном (в) и аксиальном (г) подшипниках:
1 и 2 — наружное и внутреннее кольца, 3 — дорожка качения, 4 — сепаратор, 5 — шарик, 6 — ролик, 7 и 8 — горизонтальная и вертикальная плиты, 9 — резьбовой стержень с гайкой, 10 — планка, 11 — подшипник, 12 — индикатор, 13 — стойка с держателем «индикатора, 14 — брусок

При поступлении в ремонт электрических машин с подшипниками качения (шариковыми или роликовыми) производят только проверку их состояния и степени износа.
Подшипники качения. При ремонте электрической машины с подшипниками качения (рис. 129, я, б) обычно ограничиваются осмотром и промывкой подшипников и закладкой в них новой порции смазки! Подшипники промывают, затем вводят в них консистентную рабочую смазку УТВ (универсальную тугоплавкую водостойкую) или ЦИАТИМ-201, представляющую собой смесь минерального масла и мыла.
Однако нередко у  подшипников качения оказываются поврежденными поверхности- шариков 5 или роликов 6 и дорожек качения 3. Повреждение выражается в износе или усталостном выкрошивании металла. Износ дорожек качения подшипников вызывается абразивным истиранием вследствие попадания в него мелких твердых частиц. Рабочая поверхность таких подшипников принимает характерный матовый оттенок. Усталостное выкрошивание металла на дорожках качения и поверхностях
износ подшипников качения
Рис. 130. Виды и участки износов подшипников качения:
а — вследствие перекоса, б — при проворачивании внутреннего кольца подшипника на валу, в—-в результате чрезмерного натяга; 1 — участки износа деталей подшипника, 2 — зазор, 3 — » натяг
шариков или роликов происходит также из-за работы в ненормальном режиме нагрузки или в течение недопустимого для данного подшипника длительного времени.  Наиболее характерные виды и участки износов подшипников качения показаны на рис. 130. Степень износа подшипников качения определяют измерением радиальных и аксиальных (осевых) зазоров с помощью приспособлений (см. рис. 129, в, г). Для замера радиального зазора устанавливают подшипник 11 на вертикальной плите 8 приспособления. Затем, наложив на внутреннее кольцо 2 подшипника стальную планку 109 закрепляют его гайкой, навернутой на стержень 9, приваренный к вертикальной плите, при этом наружное кольцо 1 подшипника должно свободно вращаться.
Величину радиального зазора определяют индикатором 72, укрепленным на держателе стойки 13, по результатам трех измерений, произведенных при повороте наружного кольца подшипника после первого и второго измерения на 120°.
Чтобы измерить осевой зазор, укладывают подшипник на два металлических бруска 14 одинакового размера так, чтобы его внутреннее кольцо свободно провисало (см. рис. 129, г), затем, наложив на это кольцо стальную планку 10, опускают индикатор 12 от соприкосновения его наконечника с планкой. Осевой зазор определяют по показанию стрелки" индикатора, прижимая к брускам наружное кольцо 1 подшипника и одновременно смещая руками вверх до отказа внутреннее кольцо 2. Осевой зазор в подшипниках" качения электрических машин мощностью до 100 кВт не должен превышать 0,5 мм.
При больших радиальных и аксиальных зазорах, а также при повреждениях отдельных деталей или частей подшипника качения (разрушение сепаратора, шариков или роликов, выкрошивание металла на дорожках качения) его заменяют новым.

Подшипники заменяют новыми и при наличии следующих неустранимых повреждений:
сколы или трещины на кольцах, сепараторах или шариках (роликах);  
забоины или вмятины на. поверхностях дорожек качения;  
признаки шелушения поверхности дорожек качения подшипника;
цвета побежалости на поверхности колец, сепараторов, шариков (роликов);    
царапины или глубокие риски, расположенные поперек пути качения шариков (роликов);
стук и неустраняемый после промывки повышенный шум в подшипнике;        
забоины или вмятины на поверхности сепаратора; четкие отпечатки шариков (роликов) на дорожках, качения. Подшипники качения повреждаются не только в результате неудовлетворительной эксплуатации, но и вследствие нарушения правил монтажа или неправильного нагрева подшипников для посадки на вал при сборке на заводе или очередном ремонте.
Посадку подшипника качения на вал обычно осуществляют путем предварительного подогрева его до 80—90 °С в масляной ванне.
Масляная ванна (рис. 131, а) имеет внутренний резервуар 4, подъемную корзину 3 с. решетчатым дном, нагревательные элементы 2, уложенные в керамическую плиту, воздушное распределительное устройство, служащее для управления подъемом и спуском корзины, карман для установки термометра контроля температуры нагрева масла и сливную трубу для спуска масла из ванны. Корзина сверху прикрыта двумя крышками. Задняя крышка закреплена наглухо, а передняя — откидная. Корзина поднимается с помощью пневмоцилиндра двустороннего действия, подвешенного к каркасу ванны.

Для уменьшения потерь тепла пространство между стенками кожуха заполнено изоляционной набивкой 1 из. асбеста. При подогреве подшипников, в ванне  тщательно следят, за показаниями термометра, так как при. температуре более 130 °С может вспыхнуть находящееся в ванне трансформаторное масло.
Нагрев подшипников в масляной ванне широко распространен, однако имеет ряд недостатков. Масляные ванны громоздки, требуют постоянного контроля за чистотой находящегося в них масла, чтобы не допустить загрязнения  подшипников при нагреве. Подшипник нагревается долго и неравномерно: больше нагревается та его -часть, которая обращена к источнику тепла, подогревающему масло в ванне. Неосторожность персонала может привести к воспламенению масла, ожогам или пожару.  
Приспособления для нагрева подшипников качения при посадке на вал
Рис. 131. Приспособления для нагрева подшипников качения при посадке на вал:
а - масляная ванна, б - аппарат индукционного нагрева;
1 — изоляционная набивка, 2 — нагревательный элемент, 3 — подъемная корзина, 4 — резервуар, 5 — плита, 6 — подшипник, 7 — сердечник, 8 — шарнир, 9 — зажимы, 10 — первичная обмотка
Метод индукционного нагрева подшипников качения в специальном аппарате лишен этих недостатков. Аппарат индукционного нагрева (рис. 131, 6) состоит из плиты 5 и кольцеобразного разъемного сердечника 7, набранного из листов трансформаторной стали. Один сектор сердечника укреплен на латунном шарнире 8 и откидывается при установке подшипника б для нагрева в аппарате. Для изготовления сердечника аппарата могут быть использованы сердечники поврежденных трансформаторов тока. На нижней части сердечника намотана первичная обмотка 10 с отпайками на 100, 150 и 200 витков. Концы обмотки выведены к зажимам 9. Вторичной обмоткой аппарата служат кольца подшипника, представляющие собой короткозамкнутый виток, надетый на сердечник.
Питание на первичную обмотку подается от стандартного переносного трансформатора напряжением 380 — 220/36—12 Вт и мощностью 250 Вт. При прохождении тока в первичной обмотке индуктируется ток в кольцах подшипника и нагревает их до 80 — 90 °С. Температуру подшипника проверяют с помощью термометров, термощупов или термосвечой, используемых для контроля за нагревом контактных соединений шин в распределительных устройствах.
Индукционные аппараты применимы для всех размеров подшипников качения, однако каждый из аппаратов используют для нагрева подшипников нескольких размеров, которые зависят от размеров сердечника и мощности трансформатора, питающего первичную обмотку аппарата. Аппарат, показанный на рис. 131,6, имеет массу 4 кг и позволяет нагревать подшипники от № 310 до 322. Нагрев индукционным методом производится примерно в 3 раза быстрее, чем в масляной ванне.
Аппарат вмонтирован в огнестойкую асбестоцементную плиту, на которую кладут нагреваемый подшипник. Нагретый подшипник насаживают на вал электрической машины вручную при помощи надставки, состоящей из сферической заглушки 4 (рис. 132, я), надетой на отрезок 3 трубы, диаметр которой равен диаметру средней части кольца подшипника 2. Участок вала, на который должен быть насажен подшипник, предварительно обрабатывают, тщательно очищая от заусенцев, а затем промывают и протирают насухо. Насадку подшипника на вал и в расточку подшипникового щита (рис. 132, 6) производят при помощи надставки и металлической шайбы 5. Поверхность расточки щита предварительно обрабатывают так же, как место посадки подшипника на валу. Указанные способы посадки подшипников на вал не свободны от недостатков, в частности от возможности перекосов подшипника, повреждения его кольца или случайного удара по обмотке ротора либо коллектору якоря. Кроме того, ручной способ насадки связан с затратами большого физического труда.
Посадка подшипников в подшипниковые щиты выполняется и механизированным способом путем запрессовки при помощи универсального пневмогидравлического пресса (рис. 133). Он пригоден для запрессовки подшипников разных размеров в щиты различных конструкций. Пресс не требует переналадок: различные щиты, на прессе устанавливают с использованием сменных технологических колец 13.
Посадка подшипника в щит производится следующим образом.  Устанавливают щит 8 вместе с подлежащим запрессовке наружным кольцом 9 подшипника на стол пресса, а затем на  поршень 7 со штоком надевают нажимной зонт 10 и специальную гайку 11. Шток и гайка имеют прерывистую кольцевую нарезку (за счет профильных пазов).
Насадка подшипников качения
Рис. 132. Насадка подшипников качения:
а — на вал, б — на вал и в расточку  подшипникового щита; 1 — вал, 2 — подшипник, 3 - отрезок трубы, 4 - заглушка, 5 - металлическая шайба  
Для того чтобы свободно надеть гайку на шток до касания с зонтом 10, ее выступы совмещают с продольными пазами на штоке, а также выступы штока с пазами в гайке. При повороте гайки на 60° происходит ее сочленение со штоком (выступы одной детали заходят в кольцевые пазы другой).
Включается пресс поворотом рукоятки трехходового крана 16, при этом нижняя полость большого пневмоцилиндра с внутренним диаметром 340 мм соединяется с заводской магистралью сжатого воздуха, а его верхняя полость и полость С малого пневмоцилиндра — с атмосферой. Под давлением сжатого воздуха поршень 1 и плунжер 3 перемещаются вверх, при этом плунжер йз полости А гидроцилиндра вытесняет жидкость через каналы Е в полость Б, создавая в ней давление. В результате этого поршень 7 со штоком, перемещаясь вниз, передает через зонт 10 усилие на подшипник, запрессовывая последний в отверстие подшипникового щита.
Для освобождения подшипникового щита рукоятка трехходового крана поворачивается в другое крайнее положение, при котором сжатый воздух подается в верхнюю полость большого пневмоцилиндра и полость С малого пневмоцилиндра, а нижняя полость большого пневмоцилиндра соединяется с атмосферой. Под  давлением сжатого воздуха поршень 7 со штоком поднимается вверх, вытесняя через каналы Е рабочую жидкость из полости Б в полость А. Одновременно с этим поршень 1 и плунжер 3 опускаются вниз, освобождая место для жидкости в полости А гидроцилиндра. Повернув гайку 11 на 60°, снимают ее и зонт 10 с поршня 7 со штоком, а затем и щит.
1 и 7 - поршни пневмо- и  гидроцилиндра, 2 — большой пневмоцилиндр, 3 - плунжер, 4 - верхняя крышка пневмоцилиндра, 5 - пружина, 6 — гидроцилиндр, 8 - подшипниковый щит, 9 — наружное кольцо подшипника, 10 — нажимной зонт, 11 — гайка, 12 — пробка, 13 — технологические кольца, 14 — бачок, 15 — клапан, 16 — трехходовой кран, 17 — стойка, 18 — редуктор, 19 - водоотделитель, 20 - вентиль
Пневмогидравлический пресс
Рис. 133. Пневмогидравлический пресс:
При использовании пневмогидравлического пресса повышается качество и почти в 4 раза сокращается время посадки подшипника в щит, электрослесари освобождаются от тяжелого физического труда.

Подшипники скольжения

Подшипники скольжения электрических машин встроены в подшипниковые щиты или вынесены за их пределы и смонтированы в стойках, устанавливаемых на общем фундаменте со станиной машины. Выполняют эти подшипники в виде цельной или, составной втулки,  последняя состоит из двух половинок (вкладышей),
Рис. 134. Подшипник скольжения:
Подшипник скольжения
1 — маслоспускная пробка, 2 — торцевая крышка корпуса, 3 — винт, 4 — крышка масляной камеры, 5 — корпус подшипника, б — втулки, 7 - маслоулавливающие канавки, 8 - канавка в корпусе, 9 - маслосточное отверстие, 10 — распределительная смазочная канавка, 11 — смазочное кольцо, 12 — масляная камера
разъем — горизонтальный. Внутренняя поверхность втулки покрыта слоем антифрикционного сплава — баббита. В подшипниках скольжения применяют преимущественно кольцевую систему смазки.
Подшипник скольжения (рис. 134) с кольцевой смазкой, встроенный в подшипниковый щит электродвигателя, имеет чугунную втулку 6, состоящую из двух вкладышей, установленную в корпусе 5 и закрепленную в нем винтом 3. Во втулке есть прорезь, в которую вкладывают смазочное кольцо 11, изготовляемое для асинхронных электрических машин из стали, а для машин постоянного тока — из латуни или бронзы, чтобы избежать «прилипания» кольца вследствие намагничивания. «Верхняя» часть кольца лежит на расположенном в прорези участке шейки вала, а «нижняя» погружена в масло, находящееся в масляной камере 12 подшипника.
При вращении вала начинает вращаться и смазочное кольцо, при этом масло налипает на кольцо и подается к шейке вала, откуда попадает в распределительную смазочную канавку 10 и растекается по втулке. Между втулкой и шейкой вала имеется зазор, величина которого зависит от диаметра и частоты вращения вала.
Масло, подаваемое вращающимся кольцом, попадает в зазор между шейкой вала и внутренней поверхностью, втулки, из-за чего шейка вала всплывает и во время работы двигателя вращается на масляной пленке. При этом появляется так называемое жидкостное трение, резко снижающее коэффициент трения, вследствие чего подшипник может работать длительное время, не подвергаясь интенсивному износу. Для предотвращения растекания масла вдоль вала. на втулке имеются маслоулавливающие канавки 7, сообщающиеся с камерой 12 через отверстия 9. Распределительная смазочная канавка 10, как это видно из рисунка, не доходит до канавок 7, иначе масло не попадало бы в зазор между шейкой вала и втулкой, а циркулировало по канавкам. v
Чтобы масло из подшипника не попадало на обмотку и внутренние части электродвигателя, в корпусе подшипника имеется кольцевая канавка 8, в которую вкладывают уплотняющую фетровую шайбу. Отверстие в торце корпуса подшипника закрыто крышкой 2. Смазочное кольцо вкладывают   в подшипник через окно, закрытое крышкой 4.
Подшипники скольжения ремонтируют чаще всего вследствие износа, отслоения или выкрошивания слоя баббита, выплавления баббита при нагревах сверх допустимой температуры. Дефекты вкладышей выявляют внешним осмотром и 4 по звуку при простукивании. У подшипников с хорошо сохранившимся слоем баббита звук при простукивании молоточком будет чистым и звонким, а при отслоившемся баббите — дребезжащим и глухим. Чтобы обнаружить трещины в баббите вкладыша, погружают его на 10—15 мин в керосин, затем вытирают насухо и покрывают тонким слоем мела, разведенного в воде. Трещины четко вырисовываются на покрытой мелом поверхности благодаря керосину, задержавшемуся в них.
Обнаруженные дефекты устраняют перезаливкой баббита. Процесс ремонта подшипников перезаливкой включает  подготовительные работы, заливку, механическую обработку и пригоночные работы.
В процессе подготовки вкладышей к заливке их очищают от грязи и масла, промывая в 10%-ном растворе каустической соды, и освобождают от старого баббите, который выплавляют путем подогрева вкладышей пламенем паяльной лампы или нагреванием в электрических печах при температуре 380— 400° Cv Вкладыши, освобожденные от старого баббита, обезжиривают, погружая на 1 — 3 мин в 10%-ный раствор каустической соды, нагретой до 70 —80° С, а затем промывают в горячей воде и вытирают насухо чистыми обтирочными концами. Обезжиренные вкладыши подготавливают под заливку баббитом следующим способом:
очисткой внутренней поверхности стальными проволочными щетками до металлического блеска;
пескоструйной очисткой внутренней поверхности и последующей металлизацией;
очисткой и облуживанием внутренней поверхности.
Каждый из перечисленных способов подготовки вкладышей подшипников под заливку баббитом имеет свои преимущества и недостатки. Например, подготовка под заливку только путем очистки весьма проста по исполнению и не требует специального оборудования, но не обеспечивает прочного сцепления, баббита с внутренней поверхностью вкладыша. Подготовка путем пескоструйной очистки и последующей металлизации позволяет создать поверхность вкладыша, при которой улучшаются условия ее сцепления с заливаемым баббитом, но для осуществления такой подготовки требуются пескоструйный аппарат, металлизатор и помещение для выполнения, пескоструйных операций. Подготовка под заливку внутренней поверхности вкладыша путем очистки и последующего облуживания обеспечивает наиболее высокую прочность сцепления баббита с поверхностью вкладыша. И хотя этот способ подготовки требует расходования припоя и большей затраты времени, он распространен в ремонтной практике.  
Облуживание вкладышей под заливку баббитом производят ручным способом лужения или погружением в расплав припоя. При ручном лужении покрывают очищенную до блеска внутреннюю поверхность вкладышей слоем флюса (хлористого цинка), нагревают вкладыши до 280 — 300° С, а затем натирают их внутреннюю поверхность прутком припоя ПОС ~ 30 или ПОС 40, равномерно, покрывая тонким слоем полуды; Этот способ облуживания требует большой затраты времени, применяется   при перезаливке небольшого количества подшипников   скольжения электрических машин мощностью до 50 кВт. "
Более совершенным способом облуживания под заливку подшипников скольжения электрических машин является погружение в расплав припоя, при котором достигается равномерное покрытие внутренней поверхности вкладышей слоем полуды и прочное его сцепление с основным металлом вкладышей.
Облуживание погружением производят следующим образом. Вкладыши с предварительно очищенной от оксидов внутренней поверхностью протравливают, опуская их на 2 — 3 мин в 15%-ный раствор серной или соляной кислоты, а затем нейтрализуют в щелочном растворе,"промывают в воде с температурой 60 — 70° С и просушивают. Далее повторно очищают внутреннюю поверхность вкладышей стальной щеткой, а их наружную поверхность покрывают защитной пленкой, состоящей обычно из одной части мела и одной части столярного клея, разведенных в двух-трех частях воды, после чего просушивают. Внутреннюю поверхность вкладышей подшипника покрывают слоем флюса, погружая их в ванну с хлористым цинком, а затем подогревают до 120° С и опускают на 5 —7 мин в ванну с расплавом припоя ПОС 30 или ПОС 40, после чего вкладыши вынимают и, встряхивая  освобождают от излишков припоя.
Подготовленные под заливку вкладыши прочно Скрепляют друг с другом хомутами и принимают меры для предотвращения вытекания баббита при заливке.
Подшипники скольжения электрических машин мощностью до 100 кВт общепромышленного назначения заливают баббитом преимущественно марки Б-16 или БН. При необходимости небольшого количества баббита его плавят в маленьком тигле, а при большой потребности — в индукционных печах.
Индукционная печь (рис. 135) состоит: из стального цилиндрического тигля 2, изолированного от корпуса печи асбестоцементным кольцом 3 и закрываемого крышкой 7; индукционной катушки 6, изолированной от стенок тигля тремя слоями листового асбеста 7 и прочно скрепленной стяжными шпильками 5; каркаса 4 с цапфами для выливания расплава баббита при заливке подшипников; двух стоек 8, снабженных проушинами для укладки в (них цапф тигля.
Нагрев тигля осуществляется переменным током частотой 50 Гц через понижающий трансформатор напряжением 660— 380/60 В. При плавлении баббита внимательно следят за его температурой, не допуская недогрева или перегрева, так как в обоих случаях снижается способность соединения сплава с поверхностью подшипника, а также ухудшаются механические качества слоя баббита. При нормальной температуре нагрева поверхность баббита имеет серебристо-белый цвет. Наблюдение за температурой нагрева расплава баббита ведут, пользуясь табл. 5.  
Таблица 5. Температуры нагрева баббита



Марка баббита

 

Температура, °С

 

начала
плавления

конца
плавления

заливки

Б-16

240

410-

460 + 10

БИ

245 

397

450 ± 10

Примечание. Температура нагрева зависит от марки баббита. Приведенные температуры нагрева относятся к баббитам, широко   применяемым для заливки подшипников скольжения электрических машин.

Заливка вкладышей баббитом производится ручным (статическим) или центробежным (динамическим) способом.  
При ручной заливке (рис. 136) устанавливают вкладыши 3 на зажатый в тисках поддон. 5 и вставляют в них (строго в центре) стержень 7 из куска стальной трубы соответствующего диаметра. Диаметр стержня выбирают, учитывая усадку баббита (0,5 -0,7%) и припуск на механическую обработку (3 — 6 мм). Далее устанавливают в стыки вкладышей дистанционные прокладки 2 из нелуженой полосовой стали,  которые центрируют  стержень и препятствуют соединению вкладышей при заливке. Вкладыши прочно скрепляют хомутом 4 из полосовой стали при помощи болта с барашком.
Заливая баббит во вкладыши, следит, чтобы его струя лилась равномерно и не прерывалась. Заливочный ковш с баббитом держат близко к вкладышам во избежание быстрого охлаждения струи баббита. Несоблюдение этих требований  может привести к образованию слоистости и пленок оксидов, резко понижающих прочность сцепления в местах соприкосновения застывшего баббита с металлом вкладышей. Этот способ заливки подшипников скольжения баббитом применяют в электроцехах предприятий при малых количествах заливок.

аливка баббитом подшипника скольжения
Рис. 136. Ручная заливка баббитом подшипника скольжения:
Индукционная печь для плавки баббита
Рис. 135. Индукционная печь для плавки баббита:
1 — крышка, 2 — стальной тигель, 3 — кольцо из асбестоцемента, 4 — каркас, 5 — стяжные шпильки крепления обмотки, б - индукционная катушка, 7 - асбестовая изоляция, 8 — стойки с проушинами 1 — стержень, 2 — дистанционная прокладка, 3 — вкладыши подшипника, подготовленного к заливке баббитом; 4 - хомут, 5 - поддон

При большом числе электрических машин с подшипниками скольжения, находящихся в эксплуатации, когда при их ремонтах приходится переваливать значительное количество подшипников, применяют центробежную заливку, обеспечивающую минимальный расход баббита за счет сокращения припуска на обработку, высокую плотность слоя баббита и прочное сцепление его с внутренней поверхностью вкладышей. Расплавленный баббит вводится внутрь вращающегося подшипника и под действием центробежной силы плотно пристает к его внутренней поверхности.
Для осуществлений центробежной заливки подшипников используют приспособление, устанавливаемое в патроне токарного станка, или передвижной станок. При заливке в приспособлении (рис. 137, а) нагревают вкладыши 1 до 200 — 260° С и зажимают между дисками 2, после чего включают станок и при вращении шпинделя вливают в воронку 3 необходимое количество расплавленного баббита.

Центробежная заливка подшипников скольжения
Рис. 137. Центробежная заливка подшипников скольжения:
я —в приспособлении к токарному станку, б — в переносном станке (кожух снят); 1 — вкладыши, 2 — диск, 3 и 11 — воронки, 4 и 7 — шкивы, 5 — станина, б — головка, 8 — шпиндель, 9 и 13 — буксы, 10 — упорное кольцо, 12 — крышка, 14 и 17 — стойки, 15 — электродвигатель, 16 — плита под электродвигателем

Это приспособление неудобно тем, что необходимо занимать токарный станок, который может быть использован по своему прямому назначению. Кроме того, плавить баббит и заливать его в подшипники приходится в токарном цехе, что не всегда возможно и небезопасно для работающих на соседних станках.
Указанные неудобства устраняются при использовании специального передвижного станка для центробежной заливки подшипников баббитом (рис. 137, б). На сварной станине 5 станка, выполненной из швеллеров, установлены две стойки 17 для корпусов шарикоподшипников. Шпиндель 8 станка изготовлен из толстостенной трубы диаметром 76 мм. На шпиндель насажены два шарикоподшипника № 1315, заключенные в буксы 9, шкив 7 с двумя ручьями для клиновидных ремней и упорное кольцо 10, приваренное к шпинделю. В конец шпинделя вварена гайка с резьбой МЗО, в которую ввернут выпрессовочный винт МЗО с головкой 6, обработанной под квадрат.
На втором конце шпинделя (со стороны упорного кольца) нарезана резьба, на которую навернута чугунная букса 13 с внутренней поверхностью, проточенной на конус. В буксу закладывают выпрессовочный диск и подлежащий запивке подшипник, предварительно вложенные в переходную чугунную втулку. Втулка имеет продольный разрез по всей длине. Конусность наружной поверхности втулки соответствует конусности внутренней поверхности буксы. Внутренняя поверхность втулки цилиндрическая и соответствует наружному диаметру подшипника.
Букса с заложенным в нее вы прессовочным диском и подшипником в переходной втулке закрывается крышкой 72, закрепляемой болтами. В центре крышки имеется отверстие для прохода трубы от воронки 77, через которую подшипник наполняют расплавленным баббитом. Воронка с вваренной в нее трубой укреплена на поворотной стойке 14, положение которой после установки подшипника, закрепления крышки и ввода трубы от воронки в отверстие крышки фиксируется пружинным устройством.
Под шпинделем станка на станине размещена плита 16, на которой установлен электродвигатель 15 мощностью 1,7 кВт, частотой вращения 1420 об/мин. На станине имеется болт для присоединения станка к сети заземления. На валу двигателя насажен шкив 4. Передача (1:2) от шкива электродвигателя к шкиву на шпинделе осуществляется клиновидными ремнями. Все вращающиеся части, кроме буксы 13, закрываются съемным кожухом. Для заливки подшипников разных габаритных размеров станок имеет несколько переходных втулок, внутренние диаметры которых соответствуют наружным диаметрам подшипников. Расточка внутренней поверхности буксы рассчитана на установку переходной втулки для подшипников наибольшего диаметра. Заливку подшипника производит один рабочий.
Подшипник, подготовленный к заливке и подогретый, вставляют в переходную втулку и вместе с ней закладывают в буксу, куда предварительно помещают выпрессовочный диск. Буксу закрывают крышкой, укрепляемой четырьмя болтами. После этого трубу воронки вводят внутрь буксы ; положение воронки фиксируют стопорным винтом. Подогревают пламенем газовой горелки воронку и трубу, включают двигатель станка и букса вместе с втулкой и подшипником начинает вращаться. Открывают спускной штуцер электротигля  и наливают необходимое количество расплавленного баббита в воронку. Станок оставляют включенным, в течение 15 мин, затем отключают. По истечении 30—40 мин. после остановки станка фиксируют положение буксы стопорным винтом, отводят воронку и открывают крышку буксы.
С противоположной стороны в шпиндель вводят специальный ключ, которым поворачивают винт и нажимают на выпрессовочный диск. Под воздействием диска вкладыши вместе с переходной втулкой выходят из буксы. Подшипник легко освобождают от переходной втулки, нажав лезвием отвертки на продольный разрез втулки. Подшипник охлаждают, а на станок устанавливают следующий подшипник, который подготовляют за время вращения в станке первого подшипника. Заливку подшипников производят в  брезентовых рукавицах и защитных очках.
После охлаждения подшипника проверяют качество заливки. Поверхность баббита должна иметь тускло-серебристый цвет. Желтизна указывает на перегрев подшипника и его надо пере- заливать. При простукивании молотком подшипник должен издавать чистый (без дребезжания) металлический звук. При использовании центробежного метода заливки вкладышей расход баббита сокращается на 8 — 10%, затраты труда — на 30%, кроме того, значительно повышается качество заливки по сравнению с заливкой баббита, вручную. Частота вращения подшипников при заливке- их баббитом центробежным, способом приведена в табл. 6.
Таблица 6. Частота вращения подшипников при заливке их баббитом центробежным способом


Внутренний (номинальный) диаметр подшипника, мм

Частота вращения подшипника, об/мин

Внутренний (номинальный) диаметр подшипника, мм

Частота
вращения
подшипника,
об/мин

30

1500

90

850

40

1250

100

 810

$0

1150

110

770

60

1050

120

740

70

950

130

710

80

900

140

680

Примечание. Частота вращения подшипников приведена для случаев заливки их баббитом марок Б-16 и БН. При заливке баббитом марки Б-83 частота вращения должна быть увеличена на 15 %.
На  специализированных электроремонтных предприятиях, ремонтирующих ежегодно несколько тысяч электрических машин, заливку подшипников скольжения баббитом производят при помощи стационарных заливочных станков, устройство которых показано на рис. 138.
На постаменте 2 установлены подшипники б и Я, в которых вращается шпиндель 7. На  передний конец шпинделя навернут патрон, служащий для закрепления заливаемого подшипника и состоящий из трех планшайб: задней 9, навернутой на шпиндель 7, передней 75, жестко скрепленной с задней с помощью трех распорных шпилек 77, и средней 10, надетой на шпильки 77. Средняя планшайба может перемещаться вдоль шпилек под действием штока 4, смонтированного в полости шпинделя и снабженного маховичком 5. Задний конец шпинделя имеет внутреннюю резьбу. Передний конец патрона: поддерживается гремя роликовыми опорами 17 (могут быть использованы шариковые подшипники), смонтированными на разъемной раме 14. Шпиндель станка приводится во вращение от шунтового электродвигателя с регулируемым числом оборотов (600— 1400 об/мин) при помощи реостата 7.
Заливочный станок работает следующим образом. Подшипник, подготовленный к заливке, устанавливают между планшайбами 13 и 10 при помощи сменных шайб 12 и 16 и закрепляют по торцам путем завинчивания штока 4.
станок для центробежной заливки баббитом подшипников скольжения
Рис. 138. Стационарный станок для центробежной заливки баббитом подшипников скольжения:
1 — реостат, 2 — постамент, 3 — маховичок, 4 — шток, 5 — контргайка, 6 к 8 — передний и задний подшипники, 7 — шпиндель, Р, 10 и 13 — задняя, средняя и передняя планшайбы, 11 — распорная шпилька, 12 и 16 — сменные шайбы, 14 - разъемная рама, 15 — заливочная воронка, 17 - роликовая опора, 18 — газовая горелка
Контргайка 5 предупреждает само отвинчивание штока во время работы станка. После установки и закрепления подшипника в патроне включают станок и сообщают патрону минимальную скорость. Затем зажигают газовую горелку 18, служащую для подогрева подшипника перед заливкой до температуры, указанной в табл. 5. Эту же горелку используют для подвода сжатого воздуха при охлаждении подшипника после заливки. Одновременно с подогревом осуществляют очистку (во время вращения) внутренней поверхности подшипника длинной стальной щеткой.
После очистки и подогрева подшипника выключают горелку, продувают полость подшипника сжатым воздухом и приступают к его заливке. Для этого устанавливают заливочную воронку 15 в рабочее положение - (обычно воронка отведена в сторону) и настраивают электродвигатель с помощью реостата на требуемую частоту вращения. Частоту вращения патрона устанавливают в зависимости от размера подшипника. Недопустимо заливать холодные и недостаточно подогретые подшипники во избежание отставания баббита от стенок.
Заливку надо осуществлять непрерывной струей. Перерыв струи приводит к расслаиванию заливки. Заливку производят специальным заливочным ковшом с делениями, указывающими объем металла в нем.
Перед наполнением ковша баббит, находящийся в тигле, необходимо перемешать деревянной лопаточкой и снять с поверхности шлак. После заливки подшипник должен продолжать вращаться до полного затвердевания сплава, но не менее 5 мин. Для ускорения остывания и получения лучшей структуры баббита подшипник охлаждают струей сжатого воздуха, впускаемого в горелку 18. После полного охлаждения подшипник снимают со станка, освобождают от крепежных деталей и хомутов, очищают от асбестового уплотнения и проверяют качество заливки, как уже указывалось ранее. При отсутствии каких-либо дефектов подшипник подвергают токарной, а затем и слесарной обработке.
У подшипников с разъемными вкладышами последние после заливки отделяют друг от друга, места разъема очищают, между половинками вкладыша устанавливают регулировочные медные прокладки общей толщиной 0,8—1,2 мм, позволяющие при дальнейшей эксплуатации уменьшать (путем их удаления) зазор между валом и вкладышем по мере износа слоя баббита подшипника." Обе половины вместе с прокладками скрепляют хомутом, после чего подшипник растачивают.
Затем прорезают смазочные (маслораспределительные) канавки, У, хорошо работающего подшипника скольжения вал «всплывает» на смазку, в результате между валом и вкладышем образуется тонкий слой масла, что составляет основу работы подшипника, так как при его наличии трение вала о вкладыш прекращается и происходит лишь взаимное скольжение частиц масла внутри слоя смазки. Поскольку вал всплывает на смазку, давление на слой смазки может быть очень большим, поэтому подшипник должен быть таким, чтобы масло не могло выдавливаться из-под шейки вала. С этой точки зрения крестообразные маслораспределительные канавки нецелесообразны, так как по ним масло будет уходить из-под вала. Наиболее эффективны продольные маслорспределительные канавки, проходящие лишь в тех местах (обычно сбоку), где давление вала на вкладыш наименьшее. Они не должны доходить до края вкладыша или сообщаться с маслоулавливающими канавками. Такие канавки вырубают крейцмейселем или прорезают на токарном станке, подавая резец с суппортом вдоль станины станка при неподвижном шпинделе. На токарном же станке можно прорезать канавки под смазочное кольцо при изготовлении нового вкладыша. Вкладыш ставят эксцентрично к оси патрона, после чего резцом прорезают канавку. Резцом (при нормальной установке вкладыша) протачивают маслоуловительные канавки по краям вкладыша.
Ширину маслораспределительных и маслоулавливающих канавок для подшипников с диаметром шейки вала 20—150 мм Делают 3 — 6 мм, а глубину 1,5 — 3 мм.

 После расточки подшипника и прорезания маслораспределительных и масло улавливающих канавок подшипник пришабривают по валу, как указано в гл, I. У разъемных подшипников скольжения сначала шабрят отдельно верхний и нижний вкладыши, а затем оба вместе еще раз после их соединения друг с другом.
По окончании операций шабрения и установки подшипника на место проверяют с помощью щупа наличие требуемого зазора между шейкой вала и рабочей поверхностью подшипника. В электрических машинах с частотой вращения более 1000 об/мин и подшипниками скольжения с кольцевой смазкой допустимые зазоры между шейкой вала и подшипником должны быть в пределах, мм: 0,12 — 0,17 при диаметре валов 80—120 мм; 0,15 — 0,21 при диаметре 120—160 мм.



 
« Устройство и основные части электрической машины   Устройство электрических машин постоянного тока »
электрические сети