Устройство контактных колец значительно проще устройства коллекторов, однако при прохождении этой темы производственного обучения также необходимы некоторые тренировочные упражнения. К ним относятся резка на рычажных ножницах заготовок изоляции для колец с холодной прессовкой на втулку и с горячей прессовкой на втулку, разборка контактных колец перед капитальным ремонтом, припайка к кольцам выводных пластин и др.
После выполнения тренировочных упражнений надо перейти к изолировке сначала втулок контактных колец с холодной прессовкой на втулку, а затем с горячей прессовкой. При этом учащиеся должны изучить правила работы на гидравлических прессах горизонтального и вертикального типов. При насадке на втулку контактных колец с горячей прессовкой учащиеся должны усвоить приемы захватывания и переноса при помощи специальных клещей горячих колец.
Затем учащиеся переходят к самостоятельному выполнению среднего и капитального ремонтов контактных колец различных конструкций. Особое внимание следует обратить на установку и соединение с кольцами контактных шпилек или пластин. Контактные кольца с болтовым креплением стали применять лишь в последнее время, однако в процессе производственного обучения необходимо ознакомить учащихся с процессами их сборки. В порядке совмещения профессий учащиеся производят операции обточки, шлифовки и полировки контактных колец.
Средний ремонт контактных колец
Условия работы контактных колец более легкие, чем коллекторов машин постоянного тока, потому что отсутствуют процессы коммутации, связанные с изменением направления тока. Но пусковые токи в этом случае в несколько раз превышают номинальные, поэтому может произойти повреждение рабочей поверхности колец.
Рис. 43. Приспособление для обточки контактных колец:
1 — контактное кольцо, 2 — резец, 3 — суппорт, 4 — стойка
При среднем ремонте колец очищают потемнения и подгары с их поверхности, устраняют замыкания между ними. Потемнения и подгары счищают стеклянной шкуркой мелких номеров. Если шкуркой их снять не удается, то разбирают двигатель и протачивают кольца на токарном станке, а затем шлифуют и полируют так же, как поверхность коллектора.
Причиной замыкания между контактными кольцами может быть щеточная пыль, которая оседает в промежутках между ними. В процессе среднего ремонта продувают кольца и покрывают электроэмалью их торцовые поверхности и — перегородки между ними. На твердой блестящей поверхности эмалевого покрытия щеточная пыль не оседает, она сдувается потоками воздуха.
В синхронных машинах положительное кольцо изнашивается быстрее, чем отрицательное, в результате переноса частиц кольца на щетку.
Чтобы кольца изнашивались равномерно, периодически меняют их полярность. Если машину останавливают на длительное время, то между щетками и кольцами прокладывают кусочки бумаги, чтобы на кольцах не образовывались темные пятна в результате электролиза.
В крупных машинах проточку контактных колец можно производить, не разбирая машины и даже не снимая ее с фундамента. Для этого на фундаменте машины укрепляют стойку 4 (рис. 43) с привернутым к ней суппортом 3. Резец 2 подводят к поверхности контактного кольца 1 и производят обточку. Таким образом экономится время на разборку и сборку машины и нет необходимости иметь большой токарный станок. При обточке ротор вращают от постороннего двигателя. Торец ротора и промежутки между кольцами должны быть защищены от попадания стружек. После обточки поверхность колец шлифуют колодкой, обтянутой стеклянной бумагой.
В машинах с приспособлением для замыкания колец проверяют состояние контактов, замыкающих кольца. Поверхность контактов должна быть чистой. Если есть потемнения и небольшие подгары, их счищают стеклянной бумагой или снимают личным напильником. При передвижении замыкающего кольца следят за тем, чтобы все три контактных кольца замыкались одновременно, иначе между ними может образоваться дуга.
Контрольные вопросы
- Как счищают потемнения и подгары с контактных колец?
- Отчего может произойти замыкание между контактными кольцами?
- Почему в синхронных машинах контактные кольца изнашиваются неравномерно?
- Для чего при консервации машин прокладывают бумажки между щетками и контактными кольцами?
- Как устроено приспособление для проточки контактных колец на месте установки машин?
- В чем заключается проверка приспособлений для замыкания контактных колец?
Капитальный ремонт контактных колец
Капитальный ремонт контактных колец производят при их износе, выгорании контактных шпилек, ослаблении посадки колец на втулке. В процессе капитального ремонта контактных колец приходится пользоваться гидравлическими прессами. Перед работой на прессах мастер напоминает учащимся требования техники безопасности и указывает, что невыполнение их может привести к тяжелым травмам. До нагрева колец с горячей прессовкой на втулку учащиеся должны усвоить правила работы с горячим металлом, а также правила противопожарной безопасности.
Контактные кольца в процессе работы и при переточках изнашиваются. Когда диаметр колец достигает предельной величины, указанной в эксплуатационной документации завода-изготовителя машины, их заменяют, иначе при вращении они могут разорваться под действием центробежной силы. Новые кольца вытачивают из того же материала, из которого были сделаны старые кольца заводского изготовления. Для изготовления колец применяют трубу. Если же на внутренней поверхности колец есть приливы для контактных шпилек, кольца вытачивают из отливки. Обычно при съеме со втулки старых колец повреждается их изоляция. Способы восстановления изоляции зависят от конструкции колец, которая может быть с холодной и горячей прессовкой колец на втулку.
Конструкция контактных колец с холодной прессовкой на втулку очень проста, но для обеспечения их надежной работы в эксплуатации необходимо в процессе ремонта точно выдерживать все требования технологического процесса. Нарушение этих требований приводит к ослаблению прессовки колец при работе машины.
Изоляция колец от втулки состоит из нескольких полос изоляционного материала. Все применяемые материалы должны быть предварительно хорошо просушены и пропитаны. Плотность прессовки определяется величиной давления гидравлического пресса. Если давление ниже предписанного, прессовку прекращают и добавляют еще один слой изоляции. Превышение величины давления может вызвать разрыв кольца, поэтому надо снять один слой изоляции. Отрегулировав величину давления, запрессовывают втулку контактных колец в отверстие разрезной гильзы и выбивают дистанционные прокладки между кольцами.
Во избежание замыканий между контактными кольцами вследствие оседания щеточной пыли промежутки изоляции между кольцами и их торцы окрашивают электроэмалью и просушивают в печи. К твердой гладкой поверхности электроэмали щеточная пыль не прилипает, она сдувается с колец.
После ремонта контактные кольца снова насаживают на вал при помощи гидравлического пресса. При этом следят за тем, чтобы контактные шпильки пришлись против выводных концов обмотки ротора.
При горячей прессовке контактных колец на втулку изолируют ее наружную поверхность формовочным миканитом толщиной 0,5—0,7 мм в несколько слоев. Нарезают на рычажных ножницах требуемое число миканитовых заготовок, смазывают поверхность втулки и одну сторону заготовки лаком и сушат на воздухе не менее 20 мин.
Подогревают заготовку на электрической плитке до размягчения миканита, кладут лакированной стороной на холодную втулку и прижимают по всей окружности лоскутом бязи. Так же укладывают следующие заготовки, смещая их на величину шага наложения. Дойдя до первой заготовки, приподнимают ее над поверхностью втулки лопаткой и продолжают накладывать полоски миканита. Последнюю заготовку смазывают лаком, вынимают лопатку и прижимают заготовки друг к другу в месте стыка лоскутом бязи. Поверх изоляции обертывают втулку двумя слоями телефонной бумаги.
На электромашиностроительных заводах изоляцию втулки коллектора прессуют в конических кольцах с разрезными плашками. В ремонтных условиях это потребовало бы изготовления прессующего кольца для каждого нового типа контактных колец, поэтому применяют метод прессовки при помощи намотки бандажной проволоки. Поверх изоляции втулку обертывают стальным листом, который прикрепляют стальной проволокой. Втулку надевают на оправку и устанавливают на бандажировочный станок. Намотку начинают от середины втулки и ведут к торцу, это помогает избежать утолщения изоляции в середине втулки. Забандажированную втулку ставят в электрическую печь для запекания слоев изоляции. Перед посадкой колец изолированную поверхность втулки обрабатывают резцом на токарном станке. Плотность изоляции проверяют постукиванием ее поверхности металлическим молоточком.
Для насадки контактных колец изолированную втулку устанавливают на ровной плите. Расстанавливают равномерно по окружности вокруг втулки четыре подставки для фиксации положения первого кольца относительно ее торца. Кольцо нагревают до 350—450° С и надевают на втулку, легко ударяя по нему свинцовой кувалдой. Затем на первое кольцо устанавливают четыре стальные подставки требуемой высоты и насаживают второе нагретое кольцо.
Насаженные на втулку контактные кольца охлаждают вентилятором или струей сжатого, воздуха. Проверяют изоляцию колец на электрическую прочность и производят механическую обработку, оставляя припуск на окончательную обработку после насадки их на вал ротора. Изоляцию втулки покрывают электроэмалью и сушат на воздухе. Затем изоляцию бандажируют льнопеньковым шнуром или киперной лентой во избежание выветривания миканита.
При выгорании контактных шпилек их заменяют новыми. Шпильки изолируют миканитом, затем бандажируют стальной проволокой, запекают изоляцию в печи и разматывают проволоку. В контактных кольцах сверлят новые отверстия для ввертывания шпилек и прохода шпилек соседних колец.
При ослаблении посадки контактных колец на втулке накладывают поверх изоляции гильзу из жести и прессуют на нее кольца. Части гильзы между кольцами вырезают на токарном станке и затем ввертывают контактные шпильки.
Контрольные вопросы
- В каких случаях производят капитальный ремонт контактных колец?
- Из каких заготовок вытачивают контактные кольца?
- Как производится замена изоляции в контактных кольцах с холодной прессовкой на втулку?
- Как производят изолировку втулки миканитом?
- Каким способом запекают миканитовую изоляцию?
- Для чего контактные кольца нагревают перед насадкой на втулку?
- Как заменяют выгоревшие контактные шпильки?
- Каким образом восстанавливают слабую посадку колец на втулке?
