Ремонт валов электродвигателей и электрических машин

Для роторов (якорей) электрических машин наиболее характерны следующие повреждения: выработка рабочей поверхности шейки и искривление вала, ослабление прессовки пакета сердечника, обгорание поверхности и «затяжка» стальных пластин ротора в результате задевания его за статор при чрезмерном износе подшипников скольжения и вследствие этого «проседаний» вала.

Выработку шеек вала, не превышающую по глубине 4 — 5 % его диаметра, устраняют проточкой на токарном станке. При большей величине выработки валы электрических машин ремонтируют, наплавляя на поврежденное место слой металла и протачивая наплавленный участок на токарном станке. Для на-плавления металла на вал ротора, вращающегося в центрах токарного станка, применяют переносные электродуговые аппараты ЭМ-ЗА, ЛК-БА, ЭМ-6 или газовые ГИМ-1. В последнее время созданы высокочастотные металлизаторы, в которых проволока, проходя через распылительную головку, нагревается токами высокой частоты до температуры плавления. Высокочастотная металлизация значительно сокращает потери металла по сравнению с электродуговой металлизацией, снижает степень окисления частиц металла и в 5 — 6 раз уменьшает выгорание элементов, содержащихся в проволоке.




Искривление вала устанавливают путем проверки его биения в центрах токарного станка. К вращающемуся валу подводят мел или цветной карандаш, закрепленный в суппорте станка. Следы мела на выпуклой части вала помогают обнаружить биение, величину которого определяют индикатором. Отклоняясь по шкале, отградуированной в сотых или тысячных долях миллиметра, стрелка наконечников индикатора, поднесенного к валу, показывает величину его биения.

Ремонт валов зависит от характера повреждения. Мелкие дефекты на шейках валов устраняют наждачной бумагой, слегка покрытой маслом. При наличии шлифовального станка шейки вала шлифуют кругом. При искривлении вала до 0,1 мм на 1 м длины, но не более 0,2 мм на всю длину правка вала необязательна. При искривлении вала до 0,3 % его длины правку вала производят без подогрева, а более 0,3 % длины — предварительно подогревая до 900—1000 °С и осуществляя правку под гидравлическим прессом в два приема. Сначала вал выправляют до тех пор, пока его кривизна не станет менее 1 мм на 1 м длины, а затем протачивают и полируют. При проточке допускается уменьшение диаметра шеек вала не более чем на 6 % от первоначального, допустимая овальность шейки — 0,002, конусность— 0,003 от диаметра.

Трещины в материале вала можно заваривать (с последующей обработкой поверхности) лишь в том случае, если они распространяются вглубь не более чем на 5—10 % диаметра вала и занимают не более 10 % длины окружности (для поперечных трещин) или не более 10—15 % длины ступени вала, на которой они обнаружены (для продольных трещин).

При изломе вала, взамен отломившейся части, изготавливают новую часть с припуском на обработку. Старая и новая части вала могут быть при этом либо обработаны на конус и сварены встык, либо соединены посредством горячей посадки. Для этого в одной из частей вала, предварительно нагревая до температуры 200 — 300 °С, вытачивают хвостик и соответствующее отверстие. По месту стыка дополнительно может быть наложен сварочный шов. Во избежание искривления вала при сварке обращают внимание на равномерный прогрев его диаметрально расположенных частей вала.




Изгиб вала вызывает биение расточки активной стали, поверхности коллектора или контактных колец по отношению к шейкам вала. Эти дефекты обнаруживают индикатором при установке ротора (или якоря) на токарный станок. Незначительное биение, царапины, забоины и шероховатости шеек вала устраняют шлифовкой и полировкой вручную или на станке. Значительные забоины ликвидируют проточкой вала с последующей шлифовкой и полировкой. Сильно изогнутый вал выправляют на токарном станке рычагами, домкратами или при помощи винтового пресса. Если в результате обработки диаметр шеек вала значительно уменьшился (более 6 % от заводского диаметра), его увеличивают путем металлизации с последующей обработкой.

После ремонта роторы электрических машин в сборе с вентиляторами и другими вращающимися частями подвергают статической или динамической балансировке на специальных балансировочных станках.

Статическая балансировка. Для балансировки используют станок, представляющий собой опорную конструкцию из профильной стали с установленными на ней призмами трапециевидной формы.

Статическая балансировка ротора на станке производится в такой последовательности. Ротор укладывают шейками вала на рабочие поверхности призм. Перекатываясь на призмах, он занимает такое положение, при котором наиболее тяжелая его часть оказывается внизу. Для определения точки окружности, в которой должен быть установлен балансирующий груз, ротор перекатывают 5 раз, после каждой остановки отмечая мелом нижнюю «тяжелую» точку. Отметив середину расстояния между крайними меловыми отметками, определяют точку установки уравновешивающего груза.

Правильно сбалансированный ротор после перекатывания в одном и другом направлениях должен во всех положениях находиться в состоянии безразличного равновесия.

Динамическая балансировка. При статическом методе балансировки уравновешивающий груз устанавливают только на одном торце ротора, устраняя таким образом статический дисбаланс. Однако этот способ балансировки приемлем только для коротких роторов тихоходных машин с малой мощностью. Для уравновешивания масс ротора крупных электрических машин (мощностью свыше 50 кВт) с большой частотой вращения (больше 1000 об/мин) применяют динамическую балансировку, при которой уравновешивающий груз устанавливают на торцах ротора. Это объясняется тем, что при вращении ротора с большой частотой каждый его торец имеет самостоятельное биение, вызванное несбалансированными массами.

Ремонт подшипниковых щитов и станин. На подшипниковых щитах и станинах возможно появление трещин, износ посадочных мест подшипников и другие повреждения. Большие трещины, распространяющиеся к месту посадки подшипника, как правило, не заделывают. Щит заменяют новым. Небольшие трещины чугунного корпуса щита устраняют сваркой одним из следующих способов. Трещины чугунного корпуса оплавляют ацети-ленокислородным пламенем или заваривают чугунным электродом. В обоих случаях корпус нагревают до 700 — 800 °С, что дает надежный результат, так как оплавление или сварку ведут при разогретом щите в специальных печах и сваренная деталь остается в печи до полного остывания в течение 24 — 80 ч.




Устранить трещины можно быстрее, заваривая их холодным медным электродом. Последний обертывают полоской белой жести и смазывают жидким стеклом или смазкой ОММ-25, наплавленную медь посыпают бурой, а образовавшийся шов проковывают. После остывания заваренной детали наплывы меди зачищают.
Заваривают трещину следующим образом. Вдоль трещины по обе ее стороны в шахматном порядке ввертывают на резьбе стальные шпильки, проходящие через стенки корпуса насквозь. Концы шпилек с каждой стороны крышки соединяют и сваривают стальными электродами. Такой способ соединения трещин применяют для деталей, не подверженных большим вибрационным или ударным нагрузкам.

Для того чтобы трещина при сварке не распространялась дальше, конец ее засверливают, а для получения его шва кромки стенок завариваемой трещины осторожно (с помощью зубила) скашивают по всей длине под углом 45 — 60°.

Размеры отверстий щитов восстанавливают запрессовкой втулки, наваркой или металлизацией. Перед металлизацией в отверстии нарезают резьбу, затем наносят слой металла с припуском на обработку 0,5 — 0,8 мм на сторону. При металлизации на восстанавливаемую поверхность наносят слой металла пистолетом, в котором проволока диаметром 1 — 1,5 мм расплавляется и выдувается струей сжатого воздуха. Достоинство этого способа заключается в том, что нанесенный слой металла не создает термических напряжений на поверхности, как при наплавке электросваркой.