Сердечник якоря тягового двигателя служит для передачи магнитного потока, крепления обмотки и является одной из важнейших деталей тягового двигателя.
Обычно сердечник набирают на втулку. Если диаметр якоря меньше 350 мм (ДЯ < 350 мм), то возможна напрессовка непосредственно на вал, но в этом случае затруднена смена вала.
Сердечник якоря выполняется из наборных пластин, которые напрессовываются на втулку якоря, а затем вместе с втулкой надевается на вал якоря, образуя с ним и коробкой якоря единую конструкцию. Внешний вид листа якорного пакета представлен на рис. 2.5.
Рис. 2.5. Лист якоря тягового двигателя
Для предотвращения распушения, крайние листы выполняют из стали толщиной 1 мм и скрепляют сваркой. Пазы шлифуют, и в них с краёв, во избежание перетирания изоляции, вставляют изоляционные гильзы.
Коллекторный узел
Коллектор – это устройство электромеханической коммутации.
Коллектор очень нагруженное устройство и у современных машин находится на пределе использования возможностей материалов и технологии.
Каждая коллекторная пластина соединена с соответствующей секцией обмотки якоря. Пластин обычно более 300.
В тяговых двигателях, как правило, применяют коллекторы арочного типа. Пластины коллектора медные, трапецеидальные, изолированные друг от друга миканитовыми прокладками. Внешний вид коллекторной пластины и её крепление можно представить, как показано на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Конструкция коллектора
Вся конструкция образует коллектор, и его втулка насажена на втулку якоря.
Для изоляции стяжного конуса и втулки от коллекторных пластин используются миканитовые манжеты и цилиндр. Коллектор требует особой тщательности при сборке. Биение рабочей поверхности коллектора должно быть не более 0,04 мм. Поэтому коллектор опрессовывается и одновременно стягивается болтами. При этом между пластинами образуется боковое давление – арочный распор, из-за чего возникающие силы трения препятствуют смещению пластин относительно друг друга. После сборки, коллектору делают продорожку, чтобы исключить затягивание межламельных промежутков медью и снять заусеницы, предотвратив слом щеток и нарушение коммутации.
Обмотка
Проводники, уложенные в пазах якоря и соединенные с коллекторными пластинами, образуют обмотку якоря.
В тяговых двигателях обмотка выполняется в виде секций или катушек. Такая секция содержит несколько проводников из прямоугольной меди. По виду соединения между собой и укладке катушки делятся на волновые, петлевые и «лягушечьи» (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Виды обмоток тягового двигателя
Для тяговых двигателей применяют обычно волновую и петлевую обмотки. Причем волновую обмотку применяют для двигателей мощностью примерно до 500 кВт. Обмотки тяговых двигателей специальным образом изолируют. Различают три основных вида изоляции: витковую; корпусную; покровную.
Витковая изоляция во всех двигателях выполняется стеклослюдинитовой лентой, в один слой (каждый проводник).
Корпусная изоляция является основной, эта изоляция пакета проводников. Её толщина определяется величиной напряжения и видом материалов. Между секциями вставляется (если они в одном пазу) изоляционная прокладка.
Покровная изоляция – это самый верхний слой изоляции в пазу – служит для защиты секций от механических повреждений. Крепление секции в пазу осуществляется клиньями. Обычно это секционированные текстолитовые или буковые клинья (в последнее время используются редко). Передние и задние лобовые вылеты обмоток бондажируются. Это может быть либо металлический, либо не металлический бандаж.
Элементы конструкции остова
Остов тяговых двигателей
Остов тяговых двигателей постоянного и пульсирующего тока является магнитопроводом и одновременно несущим корпусом для подшипниковых щитов и полюсной системы. Как правило, остов выполняется литым из стали 25Л. Его толщина выбирается исходя из необходимой магнитной индукции. Внешний вид остова тягового двигателя представлен на рис. 2.8.
Длина остова равна 1,5-кратной длине главного полюса. Там, где магнитный поток не проходит, толщина остова на 15…20 мм меньше. С наружной стороны имеются приливы для крепления моторно-осевых подшипников, люков и т. д. К внутренней поверхности крепятся главные и добавочные полюсы. У 4-полюсных машин делаются специальные приливы с внутренней стороны для крепления полюсов, так как остов не является круглым.
Со стороны коллектора имеется вентиляционный люк, а также люк для регламентных работ с коллекторно-щёточным аппаратом.
Главные и добавочные полюсы
Сердечники главных полюсов выполнены из штампованных листов малоуглеродистой стали. Технология изготовления и набора приблизительно такая же, как и сердечника якоря, конечные листы сваривают на точечную сварку.
У машин с компенсационной обмоткой на главных полюсах выполнены пазы для её укладки.
Главные полюсы крепятся к остову и удерживают обмотку возбуждения.
Вид главного полюса показан на рис. 2.9.
Рис. 2.9. Вид главного полюса
В тяговых двигателях катушки главных полюсов выполняют из шинной прямоугольной меди, в основном наматываемой на ребро.
Межвитковую изоляцию выполняют в зависимости от необходимого класса изоляции F или Н. Есть некоторые отклонения при выполнении катушек главных полюсов двигателей последовательного и независимого возбуждения. У последних обмотка многовитковая, а ток в 3…5 раз меньше, чем ток якоря.
Соединительные кабели применяются повышенной нагревостойкости.
Компенсационные катушки изготавливают отдельно, и готовые секции вкладывают в пазы главных полюсов.
Расчет параметров катушек главных полюсов будет выполняться в курсовом проекте, поэтому нет необходимости на этом останавливаться в лекционном курсе.
Катушки обмоток возбуждения производят тремя способами:
· в моноблочном исполнении;
· с монолитной изоляцией;
· с немонолитной изоляцией.
В первом случае катушку вместе с главным полюсом заливают компаундом и сушат в печах.
Во втором случае катушку после компаунда сушат отдельно. В немонолитном исполнении катушку пропитывают термопластичным компаундом.
Для улучшения крепления катушки между ней и полюсом вставляют волнообразную прокладку, которая сжимает катушку. Крепление главных полюсов к остову осуществляется болтами с пружинными шайбами (рис. 2.10).
Добавочные полюсы
Добавочные полюсы устанавливаются между главными полюсами и служат для улучшения условий коммутации.
В современных тяговых двигателях пульсирующего тока сердечники выполняют набором из листов электротехнической стали.
Для двигателей постоянного тока сердечники выполняют цельными из стального проката. Иногда между остовом и сердечником добавочного полюса делают диамагнитную прокладку.
Катушка добавочных полюсов наматывается на узкое ребро. Изоляция витков и катушки в целом аналогична изоляции катушки главных полюсов. Внешний вид добавочного полюса показан на рис. 2.11.
Рис. 2.11. Дополнительный полюс тягового двигателя
3. Электротехнические материалы, используемые в тяговых двигателях высокоскоростного транспорта
Проводниковые материалы
В качестве проводникового материала используют, как правило, медь. Для изготовления обмоток применяют проволоку, ленту и медные шины.
Используют следующие типы проводов:
· для класса нагревостойкости В и F
· для класса нагревостойкости Н
Цифры 1, 2, 3 соответствуют толщине изоляции 0,23; 0,3; 8,35.
Для изготовления коллекторов используется медь с присадкой серебра или кадмия. Это обеспечивает качество коммутации за счет образующейся пленки.
Магнитные материалы
Как уже ранее говорилось, магнитопроводы изготавливают из стального литья, электротехнической и листовой стали.
Электротехническая сталь марок 2212, 2213, 2214.
Характеристики этих сталей – толщина 0,5 мм, при индукции 1,5 Тл. и частоте перемагничивания 50 Гц потери составляют:
· сталь 2212 – £ 5 Вт/кг;
· сталь 2213 – £ 4,5 Вт/кг.
Обычно до или после штамповки сталь покрывают электроизоляционными материалами.
Электрическая изоляция
Уже говорилось о трех классах изоляции В, Н, F – эти классы разделены по нагревостойкости (табл. 3.1).
Таблица 3.1
cyberpedia.su
Служит для создания вращающего момента и состоит из вала, сердечника, нажимных шайб, коллектора и обмотки.
 |
Рис. 6 – Якорь
1 - бандаж обмотки якоря; 2 - вал якоря; 3 - нажимной конус; 4 - коллектор;5 - петушки коллекторных пластин; 6 - клин обмотки якоря.
Вал изготовлен из высококачественной легированной стали. Сопряжения участков вала разных диаметров выполнены с плавными переходами. Посадочные поверхности вала шлифованные. Один его конец обработан на конус 1:10 для насадки ведущей шестерни. Шестерня насажена в горячем состоянии без шпонки.
Сердечник набран из штампованных листов электротехнической легированной стали марки Э1300 толщиной 0,5 мм, покрытых тонким слоем лака с двух сторон. Листы набираются по массе (363 кг). Толщина крайних листов 1 мм.
В каждом листе выштамповано 54 паза и два ряда вентиляционных отверстий (32ит) диаметром 27 мм. Середина каждого паза должна совпадать серединой коллекторной пластины. Сила спресовки коллекторных листов якоря 1100-1200 кН.
Нажимные шайбы, одновременно являются обмоткодержателями, отлиты из стали. Со стороны шестерни на валу установлена задняя шайба (открытого типа), со стороны коллектора – передняя. Открытая шайба улучшает охлаждение задних лобовых частей обмотки. Переднюю нажимную шайбу перед посадкой нагревают до 160ºС и напрессовывают усилием 700-800 кН.
Собранный сердечник без обмотки покрывают эмалью (коричневым грунтом) ФЛ-03К запекают для повышения коррозионной устойчивости.
Нажимные шайбы перед укладкой обмотки якоря покрывают стеклотканью, пропитанной в эпоксидном лаке, опрессовывают и запекают.
Коллектор состоит из втулки, нажимного конуса, пластин, двух изоляционных манжет, изоляционного цилиндра и стяжных болтов.
Диаметр коллектора 400 мм. Пластины коллектора (их всего 216шт) изготовлены из твердотянутой профильной меди, легированной кадмием или серебром. Пластины штампуют за одно целое с петушками. В нижней части они имеют форму ласточкиного хвоста, позволяющего прочно скрепить коллектор.
Втулка и нажимной конус, конусные выступы которых входят в выемки пластин, сжаты под прессом и стянуты 12 болтами. Пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом толщиной 1,2 мм, а от корпуса миконитовым цилиндром и манжетами толщиной 2 мм.
В прорези петушков впаивают концы секций обмотки якоря. Каждая четвертая пластина имеет более глубокую прорезь, в которую дополнительно впаивают концы уравнительных соединений.
Коллектор балансируют статически при помощи грузов, закрепленных в специальных канавках в нажимном конусе и втулке.
Динамическую формовку производят не менее четырех раз при температуре коллектора 165ºС и частоте вращения 2800 об/мин в течении 20мин. Внутреннюю полость коллектора проверяют на газоплотность. Коллектор испытывают переменным напряжением 4650В в течении 1мин. Собранный коллектор напрессовывают на вал усилием от 100 до 280 кН. Биение коллектора должно быть не более 0,005 мм.
В якоре применена петлевая обмотка с уравнительными соединениями. Она состоит из 54 катушек и имеет изоляцию класса Р. Обмотка имеет шаг по пазам 1-14, шаг по коллектору 1-2.
Катушка обмотки состоит из четырех элементарных одновитковых секций. Каждая секция в свою очередь состоит из трех параллельных проводников, расположенных по высоте паза, а четыре витка, входящих в катушки, располагаются по высоте паза, то есть осуществлена горизонтальная укладка.
 |
Рис. 7 – Обмотка якоря
1 – клин; 2 – прокладки под клин и на дне паза; 3 – медь; 4 – прокладка между катушками; 5 – изоляция от корпуса; 1-216 – коллекторные пластины; цифры в кружочках – пазы сердечника якоря; У – уравнительные соединения.
Виток разделен по высоте на три параллельных провода для уменьшения потерь от вихревых токов, наводимых потоком рассеивания.
В пазовой части катушка изолирована тремя слоями стеклослюдяной лентой толщиной 0,1 мм в полуперекрышу и одним слоем стеклянной ленты. В задних лобовых частях дополнительно устанавливают прокладки из стеклоленты. Передние лобовые части дополнительно имеют прокладки между витками секции из слюды, чтобы избежать витковых замыканий при осадке и бандажировке обмотки. Концы катушек в изгибах дополнительно изолируют одним слоем пленки ПИА толщиной 0,04 мм.
На дне паза и под клин устанавливают прокладки из стеклотекстолита 0,35 мм. Обмотка удерживается в пазах стеклотекстолитовыми клиньями толщиной 6 мм, в лобовых частях –стеклобандажами.
Под передними лобовыми частями обмотки якоря находятся уравнительные соединения. Шаг уравнительных соединений по коллектору 1-109, 1-113.
После намотки бандажей якорь испытывают, сушат, пропитывают лаком, шлифуют коллектор и балансируют якорь на станке. Готовый якорь испытывают на электрическую прочность напряжением переменного тока 2950в в течение 1мин.
Источник: https://teplovoz.ucoz.ru
Обсудить на форумеingeneryi.info
ТЭД – это электрическая машина преобразующая электрическую энергию в механическую.
ТЭД состоит из 2-х основных частей:
− неподвижного остова;
− вращающегося якоря.
На остове закреплено 6 главных полюсов и 6 дополнительных, два подшипниковых щита и щеточный аппарат.
Якорь вращается в роликовых цилиндрических подшипниках которые установлены в подшипниковых щитах. Якорь имеет вал сердечник, коллектор, и обмотку по которой течет ток якоря Iя.
| Обмотки главных полюсов соединены между собой последовательно внутри машины, вывода К - КК выведены наружу и закреплены в коробке выводов. Катушки доп. полюсов соединены между собой последовательно, а также последовательно соединяется с компенсационной обмоткой, а через щетки с обмоткой якоря внутри машины, концы обмотки Я-ЯЯ выведены в коробку выводов.. |  |
Последовательное соединение указанных обмоток позволяет компенсировать причины возникновения коммутации которые зависят от величины тока якоря. При увеличение тока якоря увеличивается риск переброса по коллектору или кругового огня.
Данная конструкция позволяет подключать к ним устройства осуществляющие реверсирование ТЭД, электрическое торможение, а также резисторы ослабления поля. Все ТЭД выполняют с принудительной вентиляцией, что увеличивает их мощность.
Остов ТЭД стальной, литой, неразъёмный, имеет цилиндрическую форму. Является одновременно магнитопроводом и корпусом, к которому крепятся все остальные детали и узлы ТЭД. Часть остова, которая является магнитопроводом утолщена. Со стороны коллектора остов имеет 2 отверстия под смотровые лючки, один в верхней части остова, другой в нижней части. Предназначены они для осмотра состояния коллектора и щёточного аппарата.
 |  |
| 1 - расточки под МОП 2 - верхний смотровой люк 3 - подшипниковый щит 4 - воздухоподводящая горловина 5 - клемная коробка 6 – кронштейны 7 - фланцы крепления шапок МОП | 1 - кронштейны 2 - выпускной патрубок 3 - нижний смотровой люк |
Люка закрыты крышками с войлочными уплотнительными прокладками. На остове с наружной стороны предусмотрены приливы для:
− крепления букс МОП;
− крепления кожухов зубчатой передачи;
− крепления кронштейна маятниковой подвески;
− для кантования, одновременно является предохранительными приливами.
| На наружной стороне остова расположена коробка выводов. Внутреннюю поверхность остова растачивают по диаметру 910мм под установку главных и дополнительных полюсов, которые крепятся к остову тремя болтами М30 – ГП и М20 – ДП. На торцовой стороне остова со стороны коллектора установлены устройства стопорения, фиксации и поворота траверсы. |  |
С торцов остов имеет горловины с привалочными поверхностями для установки подшипниковых щитов.
Подшипниковые щиты предназначены для установки радиальных подшипников с цилиндрическими роликами, в которых вращается якорь. Щит запрессован с натягом 0,07-0,15мм и прикреплен к остову ТЭД двенадцатью болтами. Внутренняя поверхность щитов имеет плавную конфигурацию для направления потока охлаждающего воздуха. Щит со стороны противоположной коллектору имеет люк для выхода охлаждающего воздуха из двигателя. Данный люк закрыт стеклопластиковым кожухом в виде раструба.
 |  |
| 1 – трубка для смазки; 2 – подшипниковый щит; 3 – подшипник; 4 – лабиринтовое уплотнение |
Наружное кольцо подшипника с одной стороны упирается в бурт подшипникового щита, а с другой стороны прижимается крышкой, которая крепится к щиту шестью болтами. Под крышками подшипники расположены в специальных камерах, образованные рабочим профилем щита и крышкой. Предусмотрены лабиринтные кольца и уплотнения исключающие вытекание смазки и попадания в подшипниковую камеру жидкой смазки из кожуха зубчатой передачи. Смазку в специальную камеру, в количестве 830 грамм, заправляют через специальные трубки ввёрнутые в отверстие сообщающейся с подшипниковой камерой.
Внутреннее кольцо подшипника напрессовывается в горячем состоянии с натягом 0,035‑0,065мм на вал якоря.
Главные полюса ТЭД предназначены для создания основного магнитного потока.
Состоит из сердечника, катушки и компенсационной обмотки.
Сердечник выполнен шихтованным из электротехнической стали толщиной 0,5мм. Для сборки сердечников используют 5 заклёпок диаметром 16мм и 2 заклёпки диаметром 10мм, которые после сборки по торцам развальцовываются прессом. Для крепления полюсов, к остову в сердечник запрессован стальной прямоугольный стержень с тремя резьбовыми отверстиями М30. Со стороны якоря в сердечнике вырублено 6 пазов для укладки компенсационной обмотки.
Катушка полюса имеет 11 витков шинной меди сечением 4:65мм. Имеет 2 вида изоляции: межвитковую (асбестовая бумага 0,3мм в 2 слоя) и корпусную изоляцию (стекломикалента 5 слоёв и стеклолента 1 слой). К концевым виткам катушки припаяны вывода. Для лучшего прилегания катушек к внутренней поверхности остова их формируют в специальных приспособлениях для придачи им формы внутренней поверхности остова. В лобовые части катушек, для плотного крепления на сердечник устанавливают уплотнительные клинья из пластмассы. Для более надёжного крепления катушек полюсов между катушками и остовом устанавливается прокладка являющаяся одновременно бандажом для лобовых частей катушек.
Компенсационная обмотка обеспечивает равномерное распределение магнитной индукции под всем краем полюса. Состоит из шести отдельных катушек по 6 витков, каждая намотана из шинной меди сечением 4,4×35мм в форме спирали и в каждый паз укладывается по 2 проводника. Так же имеет 2 слоя изоляции: межвитковая и корпусная. После укладки катушек, пазы закрывают клиньями из текстолита.
Дополнительные полюса предназначены для создания дополнительного магнитного потока с целью улучшения коммутации ТЭД.
Состоит из сердечника, катушки и прижимного фланца.
Сердечник шихтованный, набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм стянутых двумя заклёпками диаметром 8мм. Сердечник набирают на стальной стержень прямоугольной формы с тремя резьбовыми отверстиями для крепления к остову болтами М20. Между сердечником и остовом установлены 2 прокладки: диамагнитная (гетенакс 7мм) и стальная (2мм) которая предохраняет первую при затяжке болтов.
Катушка ДП имеет 8 витков меди 12,5*12,5 квадратного сечения, имеет 2 вида изоляции: межвитковую (асбестовая бумага 0,2мм в 2 слоя) и корпусную (микалента 5 слоёв). Для прижатия катушки к остову на сердечнике крепится прижимной фланец, выполненый из стали толщиной 1,5мм. К концевым виткам припаяны вывода, которые выведены в коробку выводов, где они укреплены на опорных изоляторах (пальцы из прессмассы). Коробка закрыта стеклопластиковой крышкой с резиновым уплотнением.
Якорь состоит из вала, втулки якоря, сердечников, коллектора, якорной и уравнительной обмоток.
Вал якоря выполнен из легированной стали с присадками хром никеля и последующей термической обработкой. Имеет определённый рабочий профиль, а так же плавные переходы от одного диаметра к другому (галтели). Концы вала заканчиваются конусами для посадки шестерни, а в торцах имеется внутренняя резьба М60 для установки спец гаек. На конусных поверхностях вала предусмотрены специальные канавки предназначенные для съёма шестерни гидравлическим способом и шпоночный паз для установки муфт при испытании на стенде.
На вал напрессовывается (без шпонки) втулка якоря с натягом 0,13-0,19мм. Такая конструкция вала обеспечивает возможность его замены без полной разборки якоря.
Втулка якоря коробчатого сечения, стальная, литая, по наружному диаметру обработана под посадку задней нажимной шайбы, сердечника якоря коллектора по внутреннему диаметру под посадку на вал. Передняя нажимная шайба объединена со втулкой коллектора.
Сердечник шихтованный, набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5мм. Крайние листы (пластины) толщиной 1мм, листы соединены попарно контактной точечной сваркой. На втулку насаживаются в холодном состоянии прессовой насадкой и ориентируются по направляющей шпонке, размеры которой обеспечивают правильность фиксации листов с тем, чтобы совпадали пазы и зубья. Сердечник якоря после запрессовки с одной стороны закреплён задней нажимной шайбой с другой стороны корпусом коллектора. В сердечнике имеется 87 пазов открытой формы для укладки обмотки якоря и 44 отверстия диаметром 30мм расположенные в 2 ряда предназначенные для прохода вентилирующего воздуха.
Задняя нажимная шайба отлита из стали и представляет собой 2 кольца соединённых рёбрами жёсткости. Внутреннее кольцо является втулкой для посадки на втулку якоря, а наружное кольцо упором для сердечника и держателем обмотки якоря. Для защиты лобовых частей обмотки якоря, на шайбе имеется защитный фланец. Нажимная шайба напрессовывается на втулку якоря в горячем состоянии при температуре 180-200 ºС.
Коллектор состоит из комплекта коллекторных и изоляционных пластин и двух изоляционных манжет и изоляционного цилиндра, крепящих болтов с уплотнительными шайбами, втулки коллектора и нажимного конуса.
Коллектор напрессован на втулку якоря с натягом от 0,055-0,125мм. Коллектор набран из 348 пластин которые изолированы между собой шихтованными прокладками толщиной 1,4мм. От втулки коллектора и нажимного конуса пластины изолированы шихтованными манжетами и цилиндром толщиной 1мм. Кольцо собранное из коллекторных пластин и прокладок устанавливают на втулку коллектора из коллекторных пластин и прокладок устанавливают на втулку коллектора и зажима между конусом и втулкой шестнадцатью болтами. Под головки болтов установлены специальные уплотнительные шайбы из отожёной меди толщиной 2мм. Коллекторные пластины выполнены из меди с присадкой серебра ПКМС. Петушки изготавливают из меди ПКМ и припаиваются к концам пластины. В петушках сделаны шлицы для впайки концов обмотки якоря. Для уменьшения массы пластин, сделано отверстие диаметром 30мм.
Обмотка якоря простая петлевая с уравнителями первого рода, расположенными на стороне коллектора под катушками якоря. Она состоит из 87 якорных катушек и 58 уравнительных катушек. Подсоединение уравнителей к коллектору выполнено с шагом 1/117. Шаг якорных катушек по пазам 1:15, по коллектору 1:2. Обмотка якоря в пазах сердечников закреплена стеклопластиковыми клиньями, толщиной 5мм, а лобовые части обмотки со стороны остова закреплены стекло бандажом. Катушка якоря состоит из четырёх проводников сечением 3,55×7,1. При входе в петушки коллектора, проводники повёрнуты на 90º и расплющены по толщине. Как обмотка якоря, так и уравнители имеют изоляцию: якорная обмотка – корпусная 4 слоя слюдинитовой ленты и 1 слой фторопласта, 1 слой стеклоленты. Уравнители изолированы одним слоем стеклоленты.
Щеточное устройство состоит из траверсы, шести кронштейнов с изоляционными пальцами и шести щёткодержателей.
Траверса ТЭД – стальная, литая, выполнена в виде разрезанного кольца. По наружному ободу траверса имеет зубья входящие в зацепление с зубьями шестерни поворотного механизма. В остове она закреплена фиксатором установленного против верхнего смотрового лючка, двумя стопорными устройствами (один сбоку, второй снизу) и специальным разжимным устройством.
Разжимное устройство расположено напротив нижнего коллекторного люка. Оно позволяет обеспечить зазор в месте разреза кольца не менее 4-7мм в рабочем положении и не более 2мм когда требуется поворот траверсы. Состоит из двух шарниров и шпильки. Один шарнир имеет правую резьбу, другой левую. В шарниры вкручена шпилька, имеющая шестигранник для вращения её ключом. При помощи разжимного устройства траверса крепится в проточки подшипникового щита.
Поворотный механизм состоит из шестерни с валиком закреплённым в остове ТЭД. Валик имеет квадратный хвостовик под ключ. Проворачивать траверсу разрешается только до места, где она имеет разрез. Для установки траверсы на нейтраль, предусмотрена накладка с пазом для входа фиксатора крепления.
Кронштейн щёткодержателя разъёмный, состоит из корпуса и накладки которые при помощи болта закреплены на изоляционных пальцах установленных на траверсе. Со стороны щёточного аппарата кронштейн имеет гребёнку.
Изоляционные пальцы представляют собой шпильки опрессованные пластмассой, к траверсе крепятся корончатыми гайками.
Щёткодержатели крепятся к кронштейну через шпильку гайкой с пружинной шайбой. На поверхностях кронштейна и щёткодержателя имеется гребёнка которая позволяет выбрать и зафиксировать определённое положение щёткодержателя по высоте относительно рабочей поверхности коллектора и его износа. Щёткодержатель состоит из корпуса имеющего 3 окна для щёток и 3 окна для установки нажимных пальцев. Корпус и пальцы отлиты из латуни. Нажатие на пальцы создают 3 цилиндрические пружины прикреплённые одним концом оси, вставленные в отверстие корпуса. Другим концом к оси нажимных пальцев с помощью винта, который одновременно служит для регулирования нажатия по мере износа щёток. Щетки ЭГ‑31А разрезные, соединены между собой медными шунтами. Шунты крепятся к корпусу щёткодержателя. Ток проходит следующим путём: коробка выводов, токоведущие шины в траверсе, корпус кронштейна, корпус щёткодержателя.
poznayka.org
ТЭД – это электрическая машина преобразующая электрическую энергию в механическую.
ТЭД состоит из 2-х основных частей:
− неподвижного остова;
− вращающегося якоря.
На остове закреплено 6 главных полюсов и 6 дополнительных, два подшипниковых щита и щеточный аппарат.
Якорь вращается в роликовых цилиндрических подшипниках которые установлены в подшипниковых щитах. Якорь имеет вал сердечник, коллектор, и обмотку по которой течет ток якоря Iя.
 |
Обмотки главных полюсов соединены между собой последовательно внутри машины, вывода К - КК выведены наружу и закреплены в коробке выводов. Катушки доп. полюсов соединены между собой последовательно, а также последовательно соединяется с компенсационной обмоткой, а через щетки с обмоткой якоря внутри машины, концы обмотки Я-ЯЯ выведены в коробку выводов..
Последовательное соединение указанных обмоток позволяет компенсировать причины возникновения коммутации которые зависят от величины тока якоря. При увеличение тока якоря увеличивается риск переброса по коллектору или кругового огня.
Данная конструкция позволяет подключать к ним устройства осуществляющие реверсирование ТЭД, электрическое торможение, а также резисторы ослабления поля. Все ТЭД выполняют с принудительной вентиляцией, что увеличивает их мощность.
Остов ТЭД стальной, литой, неразъёмный, имеет цилиндрическую форму. Является одновременно магнитопроводом и корпусом, к которому крепятся все остальные детали и узлы ТЭД. Часть остова, которая является магнитопроводом утолщена. Со стороны коллектора остов имеет 2 отверстия под смотровые лючки, один в верхней части остова, другой в нижней части. Предназначены они для осмотра состояния коллектора и щёточного аппарата.
 |
 |
| 1 - расточки под МОП 2 - верхний смотровой люк 3 - подшипниковый щит 4 - воздухоподводящая горловина 5 - клемная коробка 6 – кронштейны 7 - фланцы крепления шапок МОП | 1 - кронштейны 2 - выпускной патрубок 3 - нижний смотровой люк |
Люка закрыты крышками с войлочными уплотнительными прокладками. На остове с наружной стороны предусмотрены приливы для:
− крепления букс МОП;
− крепления кожухов зубчатой передачи;
− крепления кронштейна маятниковой подвески;
− для кантования, одновременно является предохранительными приливами.
 |
На наружной стороне остова расположена коробка выводов. Внутреннюю поверхность остова растачивают по диаметру 910мм под установку главных и дополнительных полюсов, которые крепятся к остову тремя болтами М30 – ГП и М20 – ДП. На торцовой стороне остова со стороны коллектора установлены устройства стопорения, фиксации и поворота траверсы.
С торцов остов имеет горловины с привалочными поверхностями для установки подшипниковых щитов.
Подшипниковые щиты предназначены для установки радиальных подшипников с цилиндрическими роликами, в которых вращается якорь. Щит запрессован с натягом 0,07-0,15мм и прикреплен к остову ТЭД двенадцатью болтами. Внутренняя поверхность щитов имеет плавную конфигурацию для направления потока охлаждающего воздуха. Щит со стороны противоположной коллектору имеет люк для выхода охлаждающего воздуха из двигателя. Данный люк закрыт стеклопластиковым кожухом в виде раструба.
 |
 |
| 1 – трубка для смазки; 2 – подшипниковый щит; 3 – подшипник; 4 – лабиринтовое уплотнение | |
 |
Наружное кольцо подшипника с одной стороны упирается в бурт подшипникового щита, а с другой стороны прижимается крышкой, которая крепится к щиту шестью болтами. Под крышками подшипники расположены в специальных камерах, образованные рабочим профилем щита и крышкой. Предусмотрены лабиринтные кольца и уплотнения исключающие вытекание смазки и попадания в подшипниковую камеру жидкой смазки из кожуха зубчатой передачи. Смазку в специальную камеру, в количестве 830 грамм, заправляют через специальные трубки ввёрнутые в отверстие сообщающейся с подшипниковой камерой.
Внутреннее кольцо подшипника напрессовывается в горячем состоянии с натягом 0,035‑0,065мм на вал якоря.
Главные полюса ТЭД предназначены для создания основного магнитного потока.
Состоит из сердечника, катушки и компенсационной обмотки.
Сердечник выполнен шихтованным из электротехнической стали толщиной 0,5мм. Для сборки сердечников используют 5 заклёпок диаметром 16мм и 2 заклёпки диаметром 10мм, которые после сборки по торцам развальцовываются прессом. Для крепления полюсов, к остову в сердечник запрессован стальной прямоугольный стержень с тремя резьбовыми отверстиями М30. Со стороны якоря в сердечнике вырублено 6 пазов для укладки компенсационной обмотки.
Катушка полюса имеет 11 витков шинной меди сечением 4:65мм. Имеет 2 вида изоляции: межвитковую (асбестовая бумага 0,3мм в 2 слоя) и корпусную изоляцию (стекломикалента 5 слоёв и стеклолента 1 слой). К концевым виткам катушки припаяны вывода. Для лучшего прилегания катушек к внутренней поверхности остова их формируют в специальных приспособлениях для придачи им формы внутренней поверхности остова. В лобовые части катушек, для плотного крепления на сердечник устанавливают уплотнительные клинья из пластмассы. Для более надёжного крепления катушек полюсов между катушками и остовом устанавливается прокладка являющаяся одновременно бандажом для лобовых частей катушек.
Компенсационная обмотка обеспечивает равномерное распределение магнитной индукции под всем краем полюса. Состоит из шести отдельных катушек по 6 витков, каждая намотана из шинной меди сечением 4,4×35мм в форме спирали и в каждый паз укладывается по 2 проводника. Так же имеет 2 слоя изоляции: межвитковая и корпусная. После укладки катушек, пазы закрывают клиньями из текстолита.
Дополнительные полюса предназначены для создания дополнительного магнитного потока с целью улучшения коммутации ТЭД.
Состоит из сердечника, катушки и прижимного фланца.
Сердечник шихтованный, набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм стянутых двумя заклёпками диаметром 8мм. Сердечник набирают на стальной стержень прямоугольной формы с тремя резьбовыми отверстиями для крепления к остову болтами М20. Между сердечником и остовом установлены 2 прокладки: диамагнитная (гетенакс 7мм) и стальная (2мм) которая предохраняет первую при затяжке болтов.
Катушка ДП имеет 8 витков меди 12,5*12,5 квадратного сечения, имеет 2 вида изоляции: межвитковую (асбестовая бумага 0,2мм в 2 слоя) и корпусную (микалента 5 слоёв). Для прижатия катушки к остову на сердечнике крепится прижимной фланец, выполненый из стали толщиной 1,5мм. К концевым виткам припаяны вывода, которые выведены в коробку выводов, где они укреплены на опорных изоляторах (пальцы из прессмассы). Коробка закрыта стеклопластиковой крышкой с резиновым уплотнением.
 |
Якорь состоит из вала, втулки якоря, сердечников, коллектора, якорной и уравнительной обмоток.
Вал якоря выполнен из легированной стали с присадками хром никеля и последующей термической обработкой. Имеет определённый рабочий профиль, а так же плавные переходы от одного диаметра к другому (галтели). Концы вала заканчиваются конусами для посадки шестерни, а в торцах имеется внутренняя резьба М60 для установки спец гаек. На конусных поверхностях вала предусмотрены специальные канавки предназначенные для съёма шестерни гидравлическим способом и шпоночный паз для установки муфт при испытании на стенде.
На вал напрессовывается (без шпонки) втулка якоря с натягом 0,13-0,19мм. Такая конструкция вала обеспечивает возможность его замены без полной разборки якоря.
Втулка якоря коробчатого сечения, стальная, литая, по наружному диаметру обработана под посадку задней нажимной шайбы, сердечника якоря коллектора по внутреннему диаметру под посадку на вал. Передняя нажимная шайба объединена со втулкой коллектора.
Сердечник шихтованный, набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5мм. Крайние листы (пластины) толщиной 1мм, листы соединены попарно контактной точечной сваркой. На втулку насаживаются в холодном состоянии прессовой насадкой и ориентируются по направляющей шпонке, размеры которой обеспечивают правильность фиксации листов с тем, чтобы совпадали пазы и зубья. Сердечник якоря после запрессовки с одной стороны закреплён задней нажимной шайбой с другой стороны корпусом коллектора. В сердечнике имеется 87 пазов открытой формы для укладки обмотки якоря и 44 отверстия диаметром 30мм расположенные в 2 ряда предназначенные для прохода вентилирующего воздуха.
Задняя нажимная шайба отлита из стали и представляет собой 2 кольца соединённых рёбрами жёсткости. Внутреннее кольцо является втулкой для посадки на втулку якоря, а наружное кольцо упором для сердечника и держателем обмотки якоря. Для защиты лобовых частей обмотки якоря, на шайбе имеется защитный фланец. Нажимная шайба напрессовывается на втулку якоря в горячем состоянии при температуре 180-200 ºС.
Коллектор состоит из комплекта коллекторных и изоляционных пластин и двух изоляционных манжет и изоляционного цилиндра, крепящих болтов с уплотнительными шайбами, втулки коллектора и нажимного конуса.
Коллектор напрессован на втулку якоря с натягом от 0,055-0,125мм. Коллектор набран из 348 пластин которые изолированы между собой шихтованными прокладками толщиной 1,4мм. От втулки коллектора и нажимного конуса пластины изолированы шихтованными манжетами и цилиндром толщиной 1мм. Кольцо собранное из коллекторных пластин и прокладок устанавливают на втулку коллектора из коллекторных пластин и прокладок устанавливают на втулку коллектора и зажима между конусом и втулкой шестнадцатью болтами. Под головки болтов установлены специальные уплотнительные шайбы из отожёной меди толщиной 2мм. Коллекторные пластины выполнены из меди с присадкой серебра ПКМС. Петушки изготавливают из меди ПКМ и припаиваются к концам пластины. В петушках сделаны шлицы для впайки концов обмотки якоря. Для уменьшения массы пластин, сделано отверстие диаметром 30мм.
Обмотка якоря простая петлевая с уравнителями первого рода, расположенными на стороне коллектора под катушками якоря. Она состоит из 87 якорных катушек и 58 уравнительных катушек. Подсоединение уравнителей к коллектору выполнено с шагом 1/117. Шаг якорных катушек по пазам 1:15, по коллектору 1:2. Обмотка якоря в пазах сердечников закреплена стеклопластиковыми клиньями, толщиной 5мм, а лобовые части обмотки со стороны остова закреплены стекло бандажом. Катушка якоря состоит из четырёх проводников сечением 3,55×7,1. При входе в петушки коллектора, проводники повёрнуты на 90º и расплющены по толщине. Как обмотка якоря, так и уравнители имеют изоляцию: якорная обмотка – корпусная 4 слоя слюдинитовой ленты и 1 слой фторопласта, 1 слой стеклоленты. Уравнители изолированы одним слоем стеклоленты.
Щеточное устройство состоит из траверсы, шести кронштейнов с изоляционными пальцами и шести щёткодержателей.
Траверса ТЭД – стальная, литая, выполнена в виде разрезанного кольца. По наружному ободу траверса имеет зубья входящие в зацепление с зубьями шестерни поворотного механизма. В остове она закреплена фиксатором установленного против верхнего смотрового лючка, двумя стопорными устройствами (один сбоку, второй снизу) и специальным разжимным устройством.
 |
Разжимное устройство расположено напротив нижнего коллекторного люка. Оно позволяет обеспечить зазор в месте разреза кольца не менее 4-7мм в рабочем положении и не более 2мм когда требуется поворот траверсы. Состоит из двух шарниров и шпильки. Один шарнир имеет правую резьбу, другой левую. В шарниры вкручена шпилька, имеющая шестигранник для вращения её ключом. При помощи разжимного устройства траверса крепится в проточки подшипникового щита.
Поворотный механизм состоит из шестерни с валиком закреплённым в остове ТЭД. Валик имеет квадратный хвостовик под ключ. Проворачивать траверсу разрешается только до места, где она имеет разрез. Для установки траверсы на нейтраль, предусмотрена накладка с пазом для входа фиксатора крепления.
Кронштейн щёткодержателя разъёмный, состоит из корпуса и накладки которые при помощи болта закреплены на изоляционных пальцах установленных на траверсе. Со стороны щёточного аппарата кронштейн имеет гребёнку.
Изоляционные пальцы представляют собой шпильки опрессованные пластмассой, к траверсе крепятся корончатыми гайками.
Щёткодержатели крепятся к кронштейну через шпильку гайкой с пружинной шайбой. На поверхностях кронштейна и щёткодержателя имеется гребёнка которая позволяет выбрать и зафиксировать определённое положение щёткодержателя по высоте относительно рабочей поверхности коллектора и его износа. Щёткодержатель состоит из корпуса имеющего 3 окна для щёток и 3 окна для установки нажимных пальцев. Корпус и пальцы отлиты из латуни. Нажатие на пальцы создают 3 цилиндрические пружины прикреплённые одним концом оси, вставленные в отверстие корпуса. Другим концом к оси нажимных пальцев с помощью винта, который одновременно служит для регулирования нажатия по мере износа щёток. Щетки ЭГ‑31А разрезные, соединены между собой медными шунтами. Шунты крепятся к корпусу щёткодержателя. Ток проходит следующим путём: коробка выводов, токоведущие шины в траверсе, корпус кронштейна, корпус щёткодержателя.
Источник: https://studopedia.info
Обсудить на форумеingeneryi.info
ЯКОРЬ
Служит для создания вращающего момента и состоит из вала, сердечника, нажимных шайб, коллектора и обмотки.
Рис. 6 – Якорь
1 - бандаж обмотки якоря; 2 - вал якоря; 3 - нажимной конус; 4 - коллектор;5 - петушки коллекторных пластин; 6 - клин обмотки якоря.
Вал изготовлен из высококачественной легированной стали. Сопряжения участков вала разных диаметров выполнены с плавными переходами. Посадочные поверхности вала шлифованные. Один его конец обработан на конус 1:10 для насадки ведущей шестерни. Шестерня насажена в горячем состоянии без шпонки.
Сердечник набран из штампованных листов электротехнической легированной стали марки Э1300 толщиной 0,5 мм, покрытых тонким слоем лака с двух сторон. Листы набираются по массе (363 кг). Толщина крайних листов 1 мм.
В каждом листе выштамповано 54 паза и два ряда вентиляционных отверстий (32ит) диаметром 27 мм. Середина каждого паза должна совпадать серединой коллекторной пластины. Сила спресовки коллекторных листов якоря 1100-1200 кН.
Нажимные шайбы, одновременно являются обмоткодержателями, отлиты из стали. Со стороны шестерни на валу установлена задняя шайба (открытого типа), со стороны коллектора – передняя. Открытая шайба улучшает охлаждение задних лобовых частей обмотки. Переднюю нажимную шайбу перед посадкой нагревают до 160ºС и напрессовывают усилием 700-800 кН.
Собранный сердечник без обмотки покрывают эмалью (коричневым грунтом) ФЛ-03К запекают для повышения коррозионной устойчивости.
Нажимные шайбы перед укладкой обмотки якоря покрывают стеклотканью, пропитанной в эпоксидном лаке, опрессовывают и запекают.
Коллектор состоит из втулки, нажимного конуса, пластин, двух изоляционных манжет, изоляционного цилиндра и стяжных болтов.
Диаметр коллектора 400 мм. Пластины коллектора (их всего 216шт) изготовлены из твердотянутой профильной меди, легированной кадмием или серебром. Пластины штампуют за одно целое с петушками. В нижней части они имеют форму ласточкиного хвоста, позволяющего прочно скрепить коллектор.
Втулка и нажимной конус, конусные выступы которых входят в выемки пластин, сжаты под прессом и стянуты 12 болтами. Пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом толщиной 1,2 мм, а от корпуса миконитовым цилиндром и манжетами толщиной 2 мм.
В прорези петушков впаивают концы секций обмотки якоря. Каждая четвертая пластина имеет более глубокую прорезь, в которую дополнительно впаивают концы уравнительных соединений.
Коллектор балансируют статически при помощи грузов, закрепленных в специальных канавках в нажимном конусе и втулке.
Динамическую формовку производят не менее четырех раз при температуре коллектора 165ºС и частоте вращения 2800 об/мин в течении 20мин. Внутреннюю полость коллектора проверяют на газоплотность. Коллектор испытывают переменным напряжением 4650В в течении 1мин. Собранный коллектор напрессовывают на вал усилием от 100 до 280 кН. Биение коллектора должно быть не более 0,005 мм.
В якоре применена петлевая обмотка с уравнительными соединениями. Она состоит из 54 катушек и имеет изоляцию класса Р. Обмотка имеет шаг по пазам 1-14, шаг по коллектору 1-2.
Катушка обмотки состоит из четырех элементарных одновитковых секций. Каждая секция в свою очередь состоит из трех параллельных проводников, расположенных по высоте паза, а четыре витка, входящих в катушки, располагаются по высоте паза, то есть осуществлена горизонтальная укладка.
Рис. 7 – Обмотка якоря
1 – клин; 2 – прокладки под клин и на дне паза; 3 – медь; 4 – прокладка между катушками; 5 – изоляция от корпуса; 1-216 – коллекторные пластины; цифры в кружочках – пазы сердечника якоря; У – уравнительные соединения.
Виток разделен по высоте на три параллельных провода для уменьшения потерь от вихревых токов, наводимых потоком рассеивания.
В пазовой части катушка изолирована тремя слоями стеклослюдяной лентой толщиной 0,1 мм в полуперекрышу и одним слоем стеклянной ленты. В задних лобовых частях дополнительно устанавливают прокладки из стеклоленты. Передние лобовые части дополнительно имеют прокладки между витками секции из слюды, чтобы избежать витковых замыканий при осадке и бандажировке обмотки. Концы катушек в изгибах дополнительно изолируют одним слоем пленки ПИА толщиной 0,04 мм.
На дне паза и под клин устанавливают прокладки из стеклотекстолита 0,35 мм. Обмотка удерживается в пазах стеклотекстолитовыми клиньями толщиной 6 мм, в лобовых частях –стеклобандажами.
Под передними лобовыми частями обмотки якоря находятся уравнительные соединения. Шаг уравнительных соединений по коллектору 1-109, 1-113.
После намотки бандажей якорь испытывают, сушат, пропитывают лаком, шлифуют коллектор и балансируют якорь на станке. Готовый якорь испытывают на электрическую прочность напряжением переменного тока 2950в в течение 1мин.
teplovoz.ucoz.ru
Содержание
|
Введение……………………………………………………………... 1 Условия работы якоря тягового электродвигателя на тепловозе……………………………………………………………………. 2 Неисправности якоря тягового электродвигателя тепловоза, их причины и способы предупреждения…………………………… 3 Объём работ при ремонте якоря тягового электродвигателя….. 3.1 Общие требования к объёму работ по якоря тягового электродвигателя согласно правилам ремонта тепловозов………... 3.2 Ведомость объём работ по ремонту деталей якоря тягового электродвигателя ……………………………………………… 4 Разработка технологии ремонта якоря тягового электродвигателя ………………………………………………………………… 4.1 Составление структурной схемы технологического процесса ремонта ……………………………………………………………. 4.2 Разработка технологических документов: маршрутной карты, технологической инструкции, карты эскизов………………. 4.3 Организация рабочего места и техника безопасности при ремонте якоря тягового электродвигателя ………………………... 5 Конструкция, работа и расчёт специального технологического оборудования ……………………………………………………... 6 Эффективность применения разработанного оборудования (определение технологической себестоимости ремонта сборочной единицы, срока окупаемости разработанного оборудования и др.) Список использованных источников ……………………………. |
ВВЕДЕНИЕ
В курсе «Технология ремонта тепловозов» изучаются вопросы теории и практики технического обслуживания подвижного состава хранения и выпуска его на линию, осмотры и ремонты в эксплуатационных и ремонтных депо, мастерских и заводах.
Ресурс надежности, заложенный в конструкции локомотива при проектировании и постройке, постепенно расходуется, и при его значении ниже определенного уровня может произойти отказ локомотива, что может стать причиной аварии, чаще – нарушения графика движения поездов, перерасхода топлива, остановки на железнодорожном участке и др.
Для предупреждения этих недопустимых явлений создана и функционирует система технического обслуживания (ТО) и ремонта (ТР). Система ТО и ТР включает комплекс работ для поддержания и восстановления исправности и работоспособности локомотива.
Курс «Технология ремонта тепловозов» является одним из завершающих этапов в подготовке инженеров по специальности «Тепловозы». Программой предусмотрено выполнение курсового проекта по технологии и процессу ремонта одного из узлов подвижного состава. В данном курсовом проекте в качестве сборочной единицы, подлежащей ремонту, выступает якорь тягового электродвигателяЭД-118 Б, используемый в основном на тепловозах серии 2ТЭ-10 М(У).
Якорь тягового электродвигателя является одной из важнейших и ответственных сборочных единиц тепловоза, исправность которого в значительной мере влияет на эффективную работу всего подвижного состава в целом. Поэтому ремонт якоря тягового электродвигателя является очень важной и ответственной операцией в комплексе ремонтно-восстановительных мероприятий для всего тепловоза. А разработка технологического процесса ремонта и правильный подбор технологического оборудования – неотъемлемая часть данного процесса.
В первом и втором разделах проекта приведены условия работы якоря тягового электродвигателя на тепловозе, возникающие при этом неисправности, их причины и способы предупреждения.
В третьем разделе отражен объем работ при текущем ремонте (ТР-3) якоря тягового двигателя.
В четвертом разделе отражена технология ремонта якоря тягового электродвигателя с заполнением сопутствующих документов, а также организация рабочего места и техника безопасности при ремонте.
В пятом и шестом разделах проекта осуществляется расчет специального оборудования, применяемого при ремонте, а также эффективность применения разработанного оборудования.
Графическая часть проекта представлена чертежом «Печь для сушки тяговых электродвигателей», применяемого при ремонте, предназначенного для сушки якоря тягового электродвигателя, который выполнен на формате А1.
1 УСЛОВИЯ РАБОТЫ СБОРОЧНОЙ ЕДИНИЦЫ
НА ТЕПЛОВОЗЕ
Тяговый электродвигатель постоянного тока ЭД-118 Б предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой от тягового генератора, в механическую, передаваемую с вала двигателя на колесную пару тепловоза. Технические данные электродвигателя ЭД-118 Б следующие:
- мощность, кВт………………………………………………………………...305
- напряжение на коллекторе, В……………………………………...…………463
- ток якоря, А…………………………………………………………......……..720
- частота вращения
- ток возбуждения
- класс изоляции по нагревостойкости:
катушек главных и добавочных полюсов……………………………….....F
якоря и компенсационной обмотки………………………………………...F
- сопротивление при 15 оС, Ом:
обмоток главных полюсов………………...…………………………..0,0105
обмотки дополнительных полюсов………………………………….0,00812
обмотки якоря………………………………………………………..…...0,13
- масса, кг………………………………………………………………………3550
- марка щеток………………………………………………………………...ЭГ-61
- давление на щетку, [Н]………………………………………………………..48
- число коллекторных пластин………………………………………………...216
число пазов……………………………………………………………………..54
Двигатель ЭД-118 Б выполнен для опорно-осевого подвешивания и представляет собой электрическую машину постоянного тока с последовательным возбуждением и независимой системой вентиляции. Тяговый двигатель состоит из остова, траверсы, якоря, подшипниковых щитов, моторно-осевых подшипников. В свою очередь якорь двигателя состоит из вала, сердечника, обмотки и коллектора. Вал изготовлен из углеродистой конструкционной стали 45 с последующей термообработкой. Диаметр вала изменяется ступенчато по его длине. Сердечник набирается из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм, изолированных между собой бакелитовым лаком. Коллектор двигателя имеет 216 коллекторных пластин, изготовленных из кадмиевой коллекторной меди, обладающей в сравнении с обычной вдвое большей износостойкостью. Коллекторная пластина состоит из рабочей поверхности, петушка
vunivere.ru
Тяговый двигатель электровоза, как и все двигатели постоянного тока, имеет следующие основные части: остов с поюсами, якорь, щеткодержатели и щетки, подшипниковые щиты (рис. 14). Конструктивные отличия тяговых двигателей от других электрических машин постоянного тока предопределены условиями их работы.
Размеры тягового двигателя ограничены габаритом — предельными очертаниями локомотива. Двигатели подвергаются значительным перегрузкам, тряске, ударам при прохождении колесных пар по неровностям пути, работают при температуре окружающей среды от +40 до — 50° С, в условиях больших колебаний напряжения в контактной сети. Очень трудно предотвратить проникновение в них пыли, влаги, снега. Обеспечить длительную безотказную работу тяговых двигателей в таких условиях можно лишь при высоком качестве проектирования и изготовления, правильной эксплуатации и своевременном ремонте.
Якорь
У тягового двигателя якорь (рис. 15, а) состоит из сердечника, вала, обмотки и коллектора.
Сердечник собран из штампованных листов специальной электротехнической стали (рис. 15, б). Каждый лист изолирован от соседнего тонким слоем лака. Проще, казалось, было бы выполнить сердечник в виде сплошного цилиндра. Объясним, почему этого делать нельзя. Когда якорь вращается, магнитные силовые линии пересекаются не только обмоткой, уложенной на нем, но и сердечником, вследствие чего в нем наводится э. д. с. Значения этой э. д. с. в точках сердечника, имеющих разные радиусы вращения, неодинаковы: чем ближе точки к поверхности, тем э. д. с. больше. Точки, лежащие ближе к поверхности сердечника, за одно и то же время проходят больший путь и пересекают большее число магнитных силовых линий, чем точки, расположенные недалеко от оси вращения. Под действием разности э. д. с, наведенных в сердечнике, возникают так называемые вихревые токи.Даже при небольшой разности э. д. с. вихревые токи могут быть значительными, так как электрическое сопротивление сплошного массивного цилиндра мало. Вихревые токи, проходя по сердечнику, нагревают его. На это бесполезно тратится электрическая энергия и тем самым снижается к. п. д. двигателя. Избежать разности наведенных э. д. с. при вращательном движении якоря невозможно. Остается одно — увеличить электрическое сопротивление сердечника. Собирая сердечник из отдельных листов толщиной 0,3—0,5 мм, изолированных друг от друга, тем самым разделяют его на ряд проводников с малой площадью сечения и, следовательно, большим электрическим сопротивлением. Кроме того, увеличивают электрическое сопротивление стали, из которой изготовляют сердечники, добавляя в нее 1 — 1,5% кремния. В сердечнике делают ряд круглых отверстий для пропуска воздуха, охлаждающего якорь, который нагревается теплом, выделяемым обмоткой при прохождении по ней тока, и не полностью устраненными вихревыми токами. Валы якорей тяговых двигателей изготавливают из особой стали повышенного качества. И все же иногда приходится заменять «уставшие» валы. Поэтому листы сердечника собирают на специальной втулке, а не непосредственно на валу. Это позволяет при необходимости выпрессовывать вал из втулки, не разбирая сердечник, обмотку и коллектор. Обмотку якоря укладывают в пазы его сердечника. Проводники обмотки соединяют один с другим в определенной последовательности, применяя так называемые лобовые соединения. Последовательность соединения должна быть такой, чтобы все силы взаимодействия, возникающие между проводниками с током и магнитным потоком, стремились вращать якорь двигателя в одну сторону. Для этого соединяемые проводники, образующие виток, должны быть расположены один от другого на расстоянии, примерно равном расстоянию между полюсами. Начало и конец витка присоединяют к разным коллекторным пластинам в определенной последовательности, образуя таким образом обмотку якоря. Отдельные витки, составляющие обмотку, называют секциями. Современные электрические машины постоянного тока, в том числе и тяговые двигатели, обычно делаютмногополюсными, т. е. они имеют не одну, а две, три и более пар полюсов. При этом проводники обмотки якоря могут быть соединены двумя способами, и в зависимости от этого получают обмотки двух типов — петлевую и волновую. Показать обмотку якоря на чертеже в том виде, как ее выполняют в электрической машине, очень сложно. Поэтому для наглядности изображения полюса электрической машины и пластины коллектора, которые в действительности расположены по окружности, на рисунке изображают в виде развертки на плоскости. Это позволяет показать расположение проводников обмотки относительно полюсов магнитной системы, соединение проводников один с другим и с пластинами коллектора, а также соединение секций.
Для получения петлевой обмотки(рис. 16, а) начало проводника 1 присоединяют к коллекторной пластине 1', а конец его соединяют с началом проводника 2. Конец проводника 2 присоединяют к пластине 2'. Проводники 1 и 2 образуют одну секцию, имеющую форму петли. Поэтому обмотка и получила название петлевой. Далее начало проводника 3 соединяют с пластиной 2', а конец — с проводником 4 и т. д., пока обмотка не замкнется, т. е. пока последний проводник не соединится с коллекторной пластиной 1'. Приволновой обмотке(рис. 16, б) начало проводника 1, расположенного под северным полюсом (полюс N) первой пары полюсов, присоединяют к коллекторной пластине 1', а конец — к проводнику 2, как и в петлевой обмотке. Затем, в отличие от петлевой обмотки, конец проводника 2 через соответствующую коллекторную пластину 2', расположенную уже не рядом с пластиной 1', соединяют с проводником 3, находящимся под полюсом N следующей пары полюсов. Проводник 3 соединяют с проводником 4, расположенным под полюсом той же пары полюсов, и через коллекторную пластину с проводником 5, находящимся под полюсом N первой пары полюсов, и так до тех пор, пока обмотка не замкнется. Секция обмотки этого типа имеет форму волны, вследствие чего обмотка и получила название волновой. В отличие от петлевой обмотки концы секции волновой обмотки присоединяют к несмежным коллекторным пластинам. В большинстве тяговых двигателей первоначально применяли волновую обмотку. В современных тяговых двигателях большой мощности применяют петлевые обмотки. Обмотку якоря укладывают в пазы, выштампованные в листах стали, из которых собирают сердечник (см. рис. 15, б). В каждом пазу помещают стороны двух секций, так как обмотки двигателей обычно располагают в два слоя. Одну сторону секции укладывают в верхнюю часть одного паза, а другую — в нижнюю часть другого. При двухслойной обмотке облегчается соединение лобовых частей секции. Кроме того, все секции получаются одинаковыми, что упрощает технологию их изготовления. Уложенную обмотку необходимо закрепить в пазах, иначе при вращении якоря она под действием центробежной силы будет вырвана из пазов. Закрепить ее можно, либо наложив бандаж на цилиндрическую поверхность якоря, либо поставив клинья в пазы (рис. 17, а, б).
Бандажи занимают по высоте меньше места, чем клинья, и ставить их проще. Однако в бандажах, выполненных из стальной проволоки, теряется энергия, поскольку они вращаются в магнитном поле. Не исключена и вероятность нарушения их пайки под действием тепла, выделяемого в обмотках двигателей и в самих бандажах. Кроме того, при больших окружных скоростях бандажи не обеспечивают необходимую прочность крепления. Крепление обмотки клиньями достаточно надежно, поэтому такой способ и получил преимущественное применение в мощных тяговых двигателях. Однако при этом высота паза, а следовательно, и диаметр якоря двигателя увеличиваются. Раньше прямоугольные проводники обмотки якоря располагали вертикально (см. рис. 17, а). При расположении проводников, имеющих прямоугольное сечение, плашмя (см. рис. 17, б) не требуется места (по ширине паза) на изоляцию и улучшается отвод тепла от меди к боковым стенкам паза. Это позволяет улучшить теплоотдачу, а следовательно, уменьшить радиальные размеры сердечника и, кроме того, снизить добавочные потери в меди, так как уменьшаются вихревые токи. Так размещены обмотки в тяговых двигателях электровозов постоянного и переменного тока новых серий. Это позволило повысить мощность двигателей при заданных габаритных размерах. Однако монтаж такой обмотки сложней, чем обмотки, проводники которой расположены вертикально. Лобовые соединения обмотки якоря крепят только бандажами, которые выполняют из стеклоленты, пропитанной клеящими лаками. Такие бандажи не имеют недостатков, присущих проволочным бандажам. Производство новых электроизоляционных материалов высокой прочности позволило создать (пока опытные) гладкие беспазовые якори, т. е. укладывать обмотки на гладкую цилиндрическую поверхность (рис. 17, в). Это снижает стоимость изготовления двигателей и расходы на содержание их в эксплуатации. Коллектор(рис. 18) — один из основных и наиболее ответственных узлов тягового двигателя постоянного тока. Коллектор наиболее нагружен в электрическом отношении, и условиями его надежной работы ограничиваются предельные мощности тяговых двигателей. Диаметр коллектора современных тяговых двигателей превышает 800 мм, число пластин достигает 600.
Медные пластины коллектора имеют в сечении форму клина. Одна от другой они изолированы прокладками из коллекторного миканита.Миканитизготовляют из лепестков слюды, обладающей очень высокими электрической прочностью и теплостойкостью, а также влагостойкостью. Склеивают лепестки специальными лаками или смолами. В нижней части коллекторные и изоляционные пластины имеют форму так называемого «ласточкиного хвоста».«Ласточкины хвосты» пластин и прокладок надежно зажаты между коробкой коллектора и нажимной шайбой, стянутыми болтами. Такое крепление обеспечивает сохранение строго цилиндрической формы коллектора, что очень важно, так как к поверхности коллектора все время прижимаются щетки. Стоит хотя бы одной пластине выйти за очертания окружности коллектора, как щетки начнут подпрыгивать, искрить, что может привести к повреждению двигателя. То же самое может произойти при недостаточно высоком качестве обработки коллектора, а также в случае образования на его поверхности вмятин и выступов. От коробки и нажимной шайбы коллекторные пластины изолируют, прокладываяконусы и цилиндр, изготовленные из миканита. Коллекторные пластины имеют выступы, называемыепетушками.В петушках сделаны прорези, куда впаивают концы секций обмотки якоря. Во время работы двигателя щетки истирают поверхность коллектора. Миканит более износостоек, чем медь, поэтому в процессе работы поверхность коллектора может стать волнистой. Чтобы этого не произошло, изоляцию в промежутках между медными пластинами после сборки коллектора делают меньшей высоты —продороживают коллектор специальными фрезами.
studfiles.net
