Диссертация (Снижение износа щеток в коллекторных машинах постоянного и переменного тока), страница 8

Установка СЩ при материалах коллектора медь, кадмиевая41и хромовая бронза, уменьшает износы штатных щёток соответственно в 2,4; 3,4и 5,7 раз (относительно штатного коллектора, изготовленного из меди;давление на СЩ было одинаковым).Таблица 2.7 - Износ токоведущих щёток электродвигателя мощностью 2,5 Вт сразными материалами коллекторов при установке СЩ№п/пУсловия опытаМаркащётокСуммарный износ щёток(нормальные + высотныеусловия), мм·10-31Установлена смазывающая щётка,коллектор из меди.Г-21А15,22Установлена смазывающая щётка,коллектор из кадмиевой бронзы.Г-21А10,63Установлена смазывающая щётка,коллектор из хромовой бронзы.Г-21А6,4В таблице 2.8 представлены параметры электродвигателей при установкеСЩ при разных материалах коллектора.

Во всех случаях отмечается некотороеувеличение тока и снижение частоты вращения. Изменения параметров прииспользовании кадмиевой и хромистой бронз приблизительно одинаково.Якорь с коллектором из меди в случае установки СЩ характеризуется в общембольшей величиной потребляемого тока. Однако все электродвигателисоответствуют ТУ на их поставку.Вместе с этим были проведены исследования по влиянию установки СЩна износ токоведущих щеток в состав которых входит ДМ. Применение СЩприводит к дальнейшему уменьшению износа токоведущих щёток.Таким образом, установка СЩ приводит к снижению износа токоведущихщёток, наибольший эффект от применения СЩ наблюдался в случаеколлекторов, изготовленных из хромовой бронзы.42Таблица 2.8 - Влияние установки СЩ на рабочие характеристики двигателеймощностью 2,5 Вт с разными материалами коллекторовУсловияопытовГ-21А,коллектор измедиГ-21А + СЩ,коллектор измедиГ-21А,коллектор изкадмиевойбронзыГ-21А + СЩ,коллектор изкадмиевойбронзыГ-21А,коллектор изхромовойбронзыГ-21А + СЩ,коллектор изхромовойбронзыТок, I, АЧастота вращения, 1/минМомент, М,кгс·смправоелевоеправоелевое100 циклов в нормальных условиях при U=27 В0,0260,9450,94140801368025 циклов при t=+85°С±3°С, Р=15+15% мм.рт.ст.

при U=29,4 В0,0260,910,9151951528525 циклов при t=-60°С±3°С, Р=90+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,026111627516680100 циклов в нормальных условиях при U=27 В0,0260,970,96144001500025 циклов при t=+85°С±3°С, Р=15+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,0260,850,87194101950025 циклов при t=-60°С±3°С, Р=90+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,0261,251,241456515180100 циклов в нормальных условиях при U=27 В0,0260,850,85154801545025 циклов при t=+85°С±3°С, Р=15+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,0260,870,87156551559025 циклов при t=-60°С±3°С, Р=90+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,026111610516075100 циклов в нормальных условиях при U=27 В0,02611143401438025 циклов при t=+85°С±3°С, Р=15+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,0260,910,91146201471525 циклов при t=-60°С±3°С, Р=90+15% мм.рт.ст.

при U=29,4 В0,0261,021,021696516995100 циклов в нормальных условиях при U=27 В0,0260,880,88159801612025 циклов при t=+85°С±3°С, Р=15+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,0260,920,92157851588525 циклов при t=-60°С±3°С, Р=90+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,026111762517675100 циклов в нормальных условиях при U=27 В0,0260,950,95147601503025 циклов при t=+85°С±3°С, Р=15+15% мм.рт.ст.

при U=29,4 В0,0260,930,93153751558525 циклов при t=-60°С±3°С, Р=90+15% мм.рт.ст. при U=29,4 В0,0261,031,031677017115432.4 Результаты промышленных испытаний в высотных условияхдвигателей постоянного тока герметизированного исполнения в случаеприменения щёточно-коллекторного узла, оборудованного смазывающейщёткойВ разделе приведены результаты испытания четырёх двигателейпостоянного тока мощностью 2,5 Вт с коллекторами из меди, щётки МГС-7И исеми двигателей мощностью 5 Вт с коллекторами из хромовой бронзы,оборудованные щётками МГС-7И, Г-21А, Г-32 в сочетании со СЩ наустойчивость к циклическому изменению температуры, на прочность привоздействии механических ударов многократного действия, на воздействиеповышенной и пониженной температуры +120 С, -60 С, на воздействиеповышенной влажности, воздействие атмосферных конденсированных осадков(роса и внутреннее обледенение), на гарантийную наработку.

В каждом случаевиспытанияхиспользовалсяодиндвигательсоштатнымщёточно-коллекторным узлом (выступавший в роли эталонного).У двигателей мощностью 2,5 Вт с модернизированным щёточноколлекторнымтемпературыузломспослепониженнымиспытанийнаатмосфернымвоздействиедавлением–повышенной25циклов;воздействием пониженной температуры – 25 циклов износ щёток уменьшился втри раза по отношению к эталонному. После испытаний на гарантийнуюнаработку в нормальных условиях – 1667 циклов и 83334 импульсныхвключений износ щёток уменьшился (по отношению к эталонному двигателю)в 2,5 раза.У двигателя мощностью 5 Вт после испытаний на воздействиеповышеннойтемпературыспониженныматмосфернымдавлениемивоздействием пониженной температуры износ щёток МГС-7И уменьшился поотношению к эталонному двигателю, оборудованному щётками МГС-7И в3,5 раза.

Износ щёток Г-21А и Г-32 снизился соответственно в 13 и 10 раз.После испытаний на гарантийную наработку в нормальных условиях 1200циклов износ щёток МГС-7И, Г-21А, Г-32 снизился соответственно в 1,6; 3,5;442,3 раза. После испытаний на гарантийную наработку в нормальных условиях сразличными температурными режимами (нормальные условия 1100 циклов;80 С – 300 циклов; 120 С – 250 циклов; -60 С – 550 циклов) износ снизилсясоответственно в 1,4; 4; 1,6 раза. Двигатели после испытаний соответствовалитребованиям на их поставку.Двигатели мощностью 10 Вт успешно прошли термо-вакуумныеиспытания (р = 105106мм.рт.ст.; t = -50-55 С и t = 5055 С) приотносительно малом износе щёток.При всех видах испытаний параметры двигателей соответствовалитребованиям на их поставку.

Принято решение о внедрении двигателеймощностью 2,5 и 5 Вт, оборудованных СЩ в серийное производство.2.5 Влияние хранения электрических машин на эффективностьсмазывающих щёток, выполненных на основе дисульфида молибденаДля проверки влияния сроков хранения было выбрано 4 поворотныхэлектромеханизма с двигателями мощностью 5 Вт. Одна пара двигателей имелана коллекторах щётки Г-21А, вторая МГС-7И. Коллектора выполнены изхромовой бронзы. Была проведена проверка параметров электромеханизмов попрограмме приёмо-сдаточных испытаний.ЗатемдвигателибылиоборудованыдополнительнымиСЩ,выполненными на основе ДМ и проведена проверка параметров по программеприёмо-сдаточных испытаний; замерен износ щёток при работе в нормальныхусловияхиклиматике,замереносопротивлениеППводнойточкеколлекторной пластины путём установки измерительного датчика в окноштатного щёткодержателя (таблица 2.9).После того, как одна пара механизмов прошла срок хранения 1 год, авторая 1 год 9 месяцев были проведены замеры сопротивления ПП (в тех жеточках) и сняты все ранее указанные характеристики и износы.Сопротивление ПП, образованной щётками МГС-7И практическиостаётся постоянным.

Сопротивление ПП, образованное щётками Г-21А, под45влиянием срока хранения уменьшается у двигателя №62 на 20% (после годахранения), у двигателя №36 на 15% (после срока хранения 1 год 9 месяцев).Параметры электромеханизмов (потребляемый ток и время поворотавыходного вала), оборудованных щётками МГС-7И возрастают (в пределахнескольких процентов), в случае щёток Г-21А уменьшаются.Износ штатных и СЩ до и после хранения остаётся приблизительноодинаков.Длительное хранение двигателей (в течении 1 года и 1 года 9 месяцев),оборудованных дополнительной щёткой на основе ДМ, не оказываетсущественного влияния на характеристики двигателей и износные свойстваштатных щёток. Параметры двигателей соответствуют ТУ на поставку.Таблица 2.9 - Сопротивление ПП при установке смазывающих щёток(нормальные условия: 150 циклов; при t=+120±3°C; Р=15±1% мм.рт.ст.: 50 циклов; приt=-60±3°C: 50 циклов)№ двигателя1Марка токоведущих щёток№ замераСопротивление ПП, R, Ом11,0521,05МГС-7И + СЩ31,0641,0651,0521,45Г-21А + СЩ31,4741,4551,4820,98МГС-7И + СЩ31,0240,9450,9221,48Г-21А + СЩ31,541,551,492Марка токоведущих щёток№ замераСопротивление ПП, R, Ом11,463Марка токоведущих щёток№ замераСопротивление ПП, R, Ом10,954Марка токоведущих щёток№ замераСопротивление ПП, R, Ом11,4346Выводы по главе 21.

При работе коллекторной электрической машины в высотных условияхповышенный износ щёток обусловлен снижением содержания влаги икислорода в атмосфере, что приводит к повышению коэффициента трения изамедлению (при отсутствии дренажа) процесса образования ПП. Понижениестепени герметизации приводит к уменьшению износов щёток за счётобразования на коллекторе ПП (в наших исследованиях изготовление дренажауменьшило износ щёток в 2,7 раза).2. Материал коллектора (медь, кадмиевая бронза, хромовая бронза)оказывает активное влияние на износ щёток.

Наименьший износ щётокобеспечивают коллектора, выполненные из хромовой бронзы (износ щётокуменьшается в 1,7 раза относительно коллектора из меди).3. Значительное снижение износа щёток в высотных условиях может бытьдостигнуто за счёт установки на коллектор дополнительной СЩ, выполненнойиз дисульфида молибдена (ДМС-140 в соответствии с ТУ4819133.90).Эффективность применения СЩ зависит от материала коллектора. В случаемедного коллектора износ щёток снижается в 2,4 раза, при кадмиевой бронзе в3,4 раза, при хромовой бронзе в 5,7 раз относительно износа на коллекторе,изготовленном из меди и без установки СЩ.4. Двигатели мощностью 2,5 и 5 Вт с токоведущими щётками марокМГС-7И, Г-21А и коллекторами изготовленными из меди и хромовой бронзы,оборудованныеСЩ,успешнопрошлииспытаниясположительнымрезультатом на устойчивость к циклическому изменению температур, навибропрочность, на воздействие механических ударов многократного действия,на воздействие повышенной влажности, на устойчивость к воздействиюатмосферных конденсированных осадков (росы и внутреннего обледенения),гарантийнуюнаработкуирекомендованыпроизводство.47квнедрениювсерийное5.

Длительное хранение двигателей с коллектором, выполненном из меди ищётками МГС-7, оборудованных СЩ (в течении одного года и 1 года9 месяцев) не оказывает существенного влияния на характеристики двигателей.Все двигатели после испытаний соответствовали ТУ на их поставку приотносительно низком износе щёток.6. Двигатели мощностью 10 Вт успешно прошли термо-вакуумныеиспытания при давлении р = 10и t = 50510 6 мм.рт.ст. и температурах t = -5055 С).48-55 СГЛАВА 3. МЕТОДИКА УСКОРЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛИТУРНОЙПЛЁНКИ НА КОЛЛЕКТОРАХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНПОСТОЯННОГО ТОКА3.1 Особенности работы стартёр-генератора ГС-12ТОКСтартёр-генератор ГС-12ТОК на самолётах используется для запускавспомогательной силовой установки ТА-12 и питания бортовой сети самолётапостоянным током.

В стартёре используются 18 щёток марки МГС-7, коллекторвыполнен из хромовой бронзы (БрХ1 ТУ7821154-77). При переходе на питаниебортовой сети самолёта АН-124-100 переменным током, он стал использоватьсятолько в стартёрном режиме (для запуска вспомогательной силовой установки).Поскольку вспомогательная силовая установка жёстко соединена с валомстартёр-генератора, то при работе вспомогательной силовой установки втечении 2-4 часов (в соответствии с условиями эксплуатации) якорь стартёргенератора вращается при отсутствии тока в щёточно-коллекторном узле.Изменение режима работы стартёр-генератора привело к катастрофическомуувеличению износа щёток.