Пояснительная записка (1219229), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В тяговых машинах, работающих в тяжелых условиях коммутации, исполь-зуют, как правило, электрографитированные щетки. В таблице 4.3 приведены эле-ктрографитированные щетки тяговых машин.
Таблица 4.3 – Электрографитированные щетки
Марки щеток | Плотность тока, | Переходное падение напряжения на пару щеток, В | Максимальная окружная скорость коллектора, м/с | Давление, | Коэффициент трения | Износ за 50 ч работы при | |
ЭГ-2А | 10 | 2,6 | 45 | 2-2,5 | 0,23 | 0,15 | |
ЭГ-4 | 12 | 2 | 40 | 1,5-2 | 0,2 | 0,25 | |
Продолжение таблицы 4.3 | |||||||
Марки щеток | Плотность тока, | Переходное падение напряжения на пару щеток, В | Максимальная окружная скорость коллектора, м/с | Давление, | Коэффициент трения | Износ за 50 ч работы при | |
ЭГ-14 | 11 | 2-3 | 40 | 2-4 | 0,25 | 0,15 | |
ЭГ-61 | 13 | 3 | 60 | 3,5-5 | 0,2 | 0,15 | |
ЭГ-74 | 15 | 2,7 | 50 | 2,5 | 0,2 | 0,12 | |
RE-59NI | 10 | 2,4 | 60 | 3,5 | 0,1 | 0,1 | |
E9-14D | 10 | 1,9 | - | 3,5 | 0,15 | - |
Условия прохождения тока через контактную поверхность щеток марки ЭГ различны при малых и больших плотностях тока, как это показано на рисунке 4.3.
Постоянство падения напряжения , В
, (4.2)
1 – графитные 2 – электрографитированные
Рисунок 4.3 – Кривые переходного падения напряжения на графитных и
электрографитированных щетках
Постоянство падения напряжения во втором случае объясняется обратно пропорциональным изменением удельного контактного сопротивления при изменении плотности тока
.
4.4 Рабочие характеристики скользящего контакта
Важнейшей рабочей характеристикой является вольт-амперная, показываю-щая зависимость падения напряжения в контакте от плотности тока, проходящего через контакт. Примерный вид этой характеристики показан на рисунке 4.4. Пара-метры характеристики зависят от марки применяемых щеток, их полярности, тем-пературы контакта, удельного нажатия на щетки, условии съема характеристик и других факторов.
Рисунок 4.4 – Типичная вольт-амперная характеристика скользящего контакта
Переходное напряжение зависит также от удельного нажатия на щетки
, причем эта зависимость весьма напоминает гиперболу, как это показано на рисунке 4.5. Характер кривой
может быть удовлетворительно объяс-нен с точки зрения любой из существующих теорий. Так, с точки зрения теории Р. Мейера уменьшение
при увеличении нажатия обусловлено уменьшением зазора между контактами, что приводит к более плотному заполнению этого зазо-ра отделившимися угольными частицами.
Рисунок 4.5 – Характерная зависимость
Кривые при различных температурах коллектора показаны на рисун-ке 4.6.
Рисунок 4.6 – Экспериментальная зависимость при различных температурах коллектора
Зависимости при различных плотностях тока
показаны на рисунке 4.7.
Рисунок 4.7 – Экспериментальная зависимость при различной плотности тока в скользящем контакте
Анализ этих кривых дал возможность сделать следующие выводы:
- при повышении температуры коллектора примерна до 70 - 80 °С при всех значениях плотности тока наблюдалось значительное снижение ;
- при дальнейшем увеличении температуры падение напряжения начинало возрастать, что особенно заметно при относительно больших значениях ;
- при температурах, близких к 70—80 °С, вольт-амперные характеристики в наибольшей степени приближались к линейным.
5 АНАЛИЗ ПРИЧИН ОТКАЗОВ ГГ И ТЭД
5.1 Искрение щеток
5.1.1 Искрят все щетки или часть их
5.1.1.1 Щетки установлены неправильно
Проверить положение щеток по заводским меткам, имеющимся на траверсе.
Правильное положение щеток может быть достигнуто правильной установ-кой траверсы и щеткодержателей. Последние нужно устанавливать на пальцах траверсы или бракетах так, чтобы ось расположения щеток была параллельна оси коллектора. Для этого нужно одинаковые щеткодержатели установить по линей-ке, расположенной параллельно оси коллектора.
5.1.1.2 Расстояние по окружности коллектора между щетками отдельных бракетов неравномерно
Проверить положение щеток на коллекторе при помощи бумажной ленты и установить бракеты так, чтобы щетки соседних бракетов находились на одинако-вом расстоянии по окружности коллектора. Нельзя устанавливать щетки, отсчи-тывая определенное число коллекторных пластин. Небольшое искрение щеток нереверсивных машин может быть устранено в некоторых случаях незначитель-ным сдвигом траверсы.
5.1.1.3 Щетки в плохом состоянии и неправильно установлены в щеткодер-жателях:
- угольные щетки имеют неровную обгоревшую рабочую поверхность с ца-рапинами, набитыми медной пылью;
- плохо пришлифованы, их края обломаны или обгорели. Металлические щетки загрязнены, обгорели, и концы их расплющены. Размеры обойм щеткодер-жателей не соответствуют размерам щеток (слишком велик или слишком мал за-зор между щеткой и обоймой щеткодержателя);
- плохой контакт между щетками и их арматурой;
- мало сечение токоведущих кабельков (жгутиков).
Правильно установить щеткодержатели и щетки. Угольные щетки тщатель-но пришлифовать к коллектору стеклянной шкуркой (применение наждачной бу-маги не рекомендуется). Металлические щетки промыть в бензине и пригнать к коллектору.
Применение наждачного или карборундового полотна для пришлифовки щеток недопустимо. Для правильной притирки щеток концы бумаги нужно отог-нуть вниз, так как при отгибании бумаги вверх края щеток будут опилены и уме-ньшится активная ширина щеток, что может вызвать искрение на коллекторе. Притирку щеток твердых марок начинают с более крупных номеров бумаги и ко-нчают более мелкими, лишь щетки мягких марок пришлифовываются мелкими номерами бумаги. После притирки щеток производятся очистка и продувка сжа-тым воздухом коллектора, контактных колец, щеток и щеткодержателей для уда-ления угольной пыли и зерен стекла.
5.1.1.4 Щеткодержатели установлены неправильно:
- слишком велико расстояние между обоймой щеткодержателя и коллектором;
- установка реактивного щеткодержателя не соответствует направлению вращения. В результате этих недостатков щетка заклинивается.
Установка радиальных щеткодержателей не зависит от направления враще-ния якоря. Установка реактивных щеткодержателей (наклоненных к вертикали под углом 30—40°) зависит от направления вращения якоря. При правильной установке острый край щетки направлен против направления вращения, т. е. этот край является набегающим.
Наклонные щеткодержатели (с углом наклона не более 15°) устанавливаю-тся так, чтобы острый край щетки был направлен по вращению коллектора, т. е. острый край щетки должен быть сбегающим.
Щетки должны быть так установлены по окружности коллектора, чтобы расстояния между сбегающими краями щеток соседних бракетов траверсы были практически одинаковы. В противном случае может быть искрение под щетками, так как они замыкают накоротко витки обмотки, несколько сдвинутые с нейтрали. Для правильной установки щеток нужно на коллектор, под щетки, положить по-лоску бумаги, размеченную на равные части соответственно числу бракетов. Про-изводить проверку равномерной установки щеток по окружности по числу колле-кторных пластин, заключенных между сбегающими краями щеток соседних бра-кетов, не следует, так как это может дать ошибку. Указанным способом можно выдержать одинаковые расстояния между соседними рядами щеток с точностью ± 1 мм, что является достаточным для нормальной работы машины.
Расстояние L от обоймы щеткодержателя до поверхности коллектора дол-жно составлять 2,5— 3 мм у крупных машин, 1,5—2,5 мм.
5.1.1.5 Щеточный бракет слабо закреплен и поэтому вибрирует
Подтянуть болты, крепящие бракет к траверсе.
5.1.1.6 Щетки слабо прилегают к коллектору
Сильнее прижать щетки; в случае надобности укоротить нажимную пружи-ну щеткодержателя, но лучше заменить ее новой. У щеткодержателей, допускаю-щих регулировку нажатия на щетку, установить требуемое нажатие.
Нажатие на щетку, создаваемое пружиной щеткодержателя, должно соотве-тствовать определенному удельному давлению, зависящему от марки щеток и от окружной скорости коллектора или контактных колец. Для уменьшения механи-ческих потерь на коллекторе или кольцах стремятся установить минимальное на-жатие, при котором щетки работают без искрения. Следует также учесть, что чем больше окружная скорость, тем большим устанавливают нажатие, чтобы щетки могли следовать за всеми неровностями на поверхности коллектора или колец и удовлетворительно работали при возможных вибрациях щеткодержателей. Разни-ца в нажатии на отдельные щетки не должна превышать 10 % среднего его значе-ния. Значение нажатия может быть определено, если между щеткой и коллек-тором проложить лист бумаги и производить постепенное натяжение динамо-метра; показание динамометра, при котором бумага может быть легко изъята, и будет соответствовать нажатию щетки на коллектор.
5.1.1.7 Щетки слишком сильно прижаты к коллектору
Ослабить нажатие щеток. В случае надобности растянуть нажимную пру-жину щеткодержателя, но лучше заменить ее новой. У щеткодержателей, допус-кающих регулировку нажатия на щетку, установить требуемое нажатие.
5.1.1.8 Поставлены угольные щетки неподходящей марки (слишком мягкие или слишком твердые)
Использованы щетки разных марок (это нередко случается при замене сра-ботавшихся щеток). Вследствие различной проводимости щеток нагрузка на них распределяется неравномерно.
Установить щетки, соответствующие предписанию завода-изготовителя. Применять щетки только одной марки. Если одинаковые щетки для всей машины получить невозможно, то распределить имеющиеся щетки таким образом, чтобы на каждом бракете находились щетки только одной марки. В случае продолжаю-щегося искрения щеток снизить нагрузку.
Выбор марки и конструкции щеток в значительной степени влияет на рабо-ту электрической машины и определяет надежность ее эксплуатации.