Саков П.Е пояснительная записка (1219422), страница 10
Текст из файла (страница 10)
В тяговых машинах, работающих в тяжелых условиях коммутации, используют, как правило, электрографитированные щетки. В таблице 4.3 приведены электрографитированные 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 |
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 |
RE59 | 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)
Рисунок 4.3 – Кривые переходного падения напряжения на графитных иэлектрографитированных щетках1 – графитные 2 – электрографитированные
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 вольтамперная, показывающая зависимость падения напряжения в контакте от плотности тока, проходящего через контакт. Примерный вид этой характеристики показан на рисунке 4.4. Параметры характеристики зависят от марки применяемых щеток, их полярности, температуры 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 объяснен 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 зазора отделившимися угольными частицами.
Рисунок 4.5 – Характерная зависимость
Кривые при различных температурах коллектора показаны на рисунке 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
Проверить положение щеток по заводским меткам, имеющимся на траверсе.
Правильное положение щеток может быть достигнуто правильной установкой 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 линейке, расположенной параллельно оси коллектора.
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 одинаковом расстоянии по окружности коллектора. Нельзя устанавливать щетки, отсчитывая определенное число коллекторных пластин. Небольшое искрение щеток нереверсивных машин может быть устранено в некоторых случаях незначительным сдвигом траверсы.
Щетки в плохом состоянии и неправильно установлены в щеткодержателях:
- угольные щетки имеют неровную обгоревшую рабочую поверхность с царапинами, набитыми медной пылью;
- плохо пришлифованы, их края обломаны или обгорели. Металлические щетки загрязнены, обгорели, и концы их расплющены. Размеры обойм щеткодержателей не соответствуют размерам щеток (слишком велик или слишком мал зазор между щеткой и обоймой щеткодержателя);
- плохой контакт между щетками и их арматурой;
- мало сечение токоведущих кабельков (жгутиков).
Правильно установить щеткодержатели и щетки. Угольные щетки тщательно пришлифовать к коллектору стеклянной шкуркой (применение наждачной бумаги 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 кончают более мелкими, лишь щетки мягких марок пришлифовываются мелкими номерами бумаги. После притирки щеток производятся очистка и продувка сжатым воздухом коллектора, контактных колец, щеток и щеткодержателей для удаления угольной пыли и зерен стекла.
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 вращения 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°) устанавливаются 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. Производить проверку равномерной установки щеток по окружности по числу коллекторных пластин, заключенных между сбегающими краями щеток соседних бракетов, 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 должно составлять 2,5— 3 мм у крупных машин, 1,5—2,5 мм.
Щеточный бракет слабо закреплен и поэтому вибрирует
Подтянуть болты, крепящие бракет к траверсе.
Щетки слабо прилегают к коллектору
Сильнее прижать щетки; в случае надобности укоротить нажимную пружину щеткодержателя, но лучше заменить ее новой. У щеткодержателей, допускающих регулировку нажатия на щетку, установить требуемое нажатие.
Нажатие на щетку, создаваемое пружиной щеткодержателя, должно соответствовать 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 нажатие, 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. Разница в нажатии на отдельные щетки не должна превышать 10 % среднего его значения. Значение нажатия может быть определено, если между щеткой и коллектором проложить лист бумаги и производить постепенное натяжение динамометра; показание динамометра, при котором бумага может быть легко изъята, и будет соответствовать нажатию щетки на коллектор.
Щетки слишком сильно прижаты к коллектору
Ослабить нажатие щеток. В случае надобности растянуть нажимную пружину щеткодержателя, но лучше заменить ее новой. У щеткодержателей, допускающих регулировку нажатия на щетку, установить требуемое нажатие.
Поставлены угольные щетки неподходящей марки (слишком мягкие или слишком твердые)
Использованы щетки разных марок (это нередко случается при замене сработавшихся 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 продолжающегося искрения щеток снизить нагрузку.
Выбор марки и конструкции щеток в значительной степени влияет на работу электрической машины и определяет надежность ее эксплуатации.
Для устранения дефектов работы щеточного контакта данной конкретной машины необходимо учитывать разнообразные свойства и характеристики различных марок и конструкций щеток, выбирая оптимальные варианты.