Для чего траверса тягового двигателя имеет зубчатый венец на внешнем диаметре
Сборка траверсы тягового двигателя НБ-418К6
Введение.
Назначение электромашинного цеха.
Электромашинный цех является отдельным подразделением локомотивного ремонтного депо Карасук и предназначен для технического обслуживания ТР-1, ТР-2и ТР- 3.
В электромашинном цехе выполняются следующие технологические процессы:
-разборка и сборка и ремонт тягового двигателя НБ- 418К6;
— ремонт мотор вентиляторов разборка и его сборка;
— ремонт сглаживающего и переходного реактора
— частичный ремонт тягового трансформатора
— разборка и ремонт вспомогательных машин
— проводятся в специальной лаборатории испытания двигателей и его составляющих.
Назначение и устройство траверсы тягового двигателя НБ- 418К6
 |
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 траверса 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.
Разжимное устройство состоит из двух шарниров, закрепленных гайками с шайбами на траверсе, шпильки и пружинного стопора. Один шарнир имеет отверстие с правой резьбой, другой — левой. В шарниры вкручена шпилька, имеющая шестигранник для вращения ее ключом, и зубчатое колесо для стопорения. При вращении шпильки происходит разжатие или сжатие траверсы. С помощью разжимного устройства траверса крепится в проточке подшипникового щита. Поворотный механизм траверсы состоит из валика, закрепленного в отверстии на остове, и шестерни, закрепленной на валике. Валик имеет квадратную головку с размером 24×24 мм. Шестерня входит в зацепление с траверсой. При вращении валика специальным ключом-трещоткой шестерня поворачивает траверсу. Проворачивать траверсу допускается только до места, где она имеет разрез.
Для установки траверсы на нейтраль на траверсе закреплена двумя болтами М12 накладка с пазом для входа фиксатора.
При необходимости регулировки положения траверсы на нейтрали накладку можно перемещать по траверсе вдоль двух пазов, имеющихся на накладке.
Кронштейн щеткодержателя разъемный, состоит из корпуса и накладки, которые при помощи болта М16 закреплены на двух изоляционных пальцах, установленных на траверсе. Пальцы представляют собой стальные шпильки, отпрессованные прессмассой. Изолированный палец (12 шт.) состоит из шпильки (М20), у которой другая накатанная часть с кольцевой выточкой посередине опрессовывается сверху и с торца прессмассой марки АГ-4С для крепления кронштейна со щеткодержателем и для изоляции их от корпуса. Корпус и пальцы отлиты из латуни ЛС59-1ЛД. Усилие нажатия нажимных пальцев на щетки создают три цилиндрические пружины растяжения, закрепленные одним концом к оси, вставленной в отверстие корпуса щеткодержателя, другим—к оси на нажимном пальце с помощью винта, который одновременно служит для регулирования нажатия пружины. Кинематика нажимного механизма выбрана так, что обеспечивает практически постоянное нажатие на щетку по мере ее износа. В окна щеткодержателя вставляются три разрезные щетки марки ЭГ-61 размером (2 х. 12,5) х. 32 х. 57 мм.
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.
Щёткодержатели крепятся к кронштейну через шпильку гайкой с пружинной шайбой. На поверхностях кронштейна и щёткодержателя имеется гребенка, 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. Щетки (18 шт. по 3 шт. в каждом щеткодержателе) марки ЭГ-61 — электрографитовые, разрезанные из двух половин, с армированными гибкими медными шунтами. Размеры щетки: 2 х. (12,5x32x57 мм) Высота новой щетки 57 мм, минимальная высота щетки 25 мм. На высоте 20 мм сбоку каждой половины щетки выполнена риска. Шунты трех щеток крепятся тремя винтами к корпусу щеткодержателя. Перед установкой на ТЭД щетки притираются стеклошкуркой по диаметру коллектора.
Со схемой тягового двигателя траверса соединена двумя верхними кронштейнами при помощи кабелей, изготовленных из двойного провода ППСТ сечением 95 мм2 с одним наконечником на два провода. Соединение кронштейнов между собой выполнено изолированными медными шинами, которые закреплены на траверсе стальными скобами.
Ремонт щёточного аппарата.
Снятую траверсу продуйте сжатым воздухом, протрите салфеткой и установите на специальное приспособление. Снимите щеткодержатели, кронштейны, шинный монтаж, корпус траверсы промойте керосином, просушите и восстановите антикоррозийное покрытие красной эмалью ГФ-92-ХС.
Щеткодержатели разберите, очистите их от пыли и копоти. Проверьте состояние нажимных пальцев, резиновых амортизаторов, пружин, корпуса, окон щеткодержателя, резьбовых отверстий и отверстий под оси. Устраните обнаруженные дефекты. Соберите щеткодержатели. Смажьте все трущиеся поверхности смазкой ВНИИНП-232. Проверьте усилие нажатия на каждый элемент щетки и перемещение пальцев при нормально натянутых пружинах. Допустимое нажатие пальцев на щетки указано в документации. Пружины, потерявшие жесткость, замените.
Осмотрите кронштейны щеткодержателей, изоляционные пальцы, шинный монтаж, разжимное устройство и устраните обнаруженные дефекты.
Соберите траверсу. Для обеспечения равномерного расположения щеткодержателей по окружности коллектора сборку траверсы с кронштейнами и щеткодержателями необходимо вести на специальном приспособлении. Установите щетки в гнезда щеткодержателей. Щетки должны быть без трещин и сколов, входить в окна щеткодержателей свободно, без заеданий. Зазоры между щетками и стенками гнезд должны быть в пределах норм. Установите траверсу на специальное приспособление и произведите притирку щеток. Отремонтированную траверсу испытайте на пробой изоляции относительно корпуса.
сборка траверсы тягового двигателя НБ-418К6
Запрессуйте в остов щит со стороны против коллектора. Установите в остов якорь и траверсу. Запрессуйте щит со стороны коллектора. Установите двигатель в горизонтальное положение. Снимите крышки и кольца, замерьте торцовое биение подшипников, которое должно быть не более 0,12— 0,18 мм. Замерьте радиальный зазор между роликами и кольцом подшипника в холодном состоянии после посадки, установите кольца, насадите на вал с нагревом кольца, подшипники закройте крышками.
На траверсе щеткодержатели монтируют через любой наиболее удобный для этого люк. После установки на нее всех щеткодержателей траверсу поворачивают в положение, указанное контрольной риской, и закрепляют. Проверяют правильность установки щеткодержателей, для чего шаблонами контролируют расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора (для большинства двигателей 2—4 мм), и зазор между петушками коллектора и корпусом щеткодержателя, который должен быть не менее 6,5 мм — для двигателей НБ-418К6. Этот зазор следует проверять при якоре, смещенном в крайнее положение в сторону щеткодержателя. Проверяют также параллельность щеткодержателя поверхности коллекторных пластин. Перекос по высоте более 1 мм не допускается. поворачивают в противоположном направлении и так до тех пор, пока не будет найдено положение, при котором показание вольтметра будет равным нулю или близким к нему. В этом положении траверсу закрепляют и регулируют нажатие щеток, контролируя его значение ручным динамометром или с помощью специальной установки. Через смотровой люк остова индикатором проверяют биение коллектора.
Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 2636 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Щетки, щеткодержатели, кронштейны и траверсы тяговых двигателей
Особенности работы щеток и коллектора. Работа щеток и коллектора во многом определяет надежность эксплуатации тяговых двигателей постоянного и пульсирующего тока. Нарушение скользящего контакта приводит не только к усилению искрения под щетками, но и вызывает повышенный износ как их, так и коллектора. Профиль коллектора, износ его рабочей поверхности, износ щеток, интенсивность искрения и перебросы дуги по коллектору взаимозависимы. Так, искажение рабочей поверхности коллектора приводит к отрыву щетки от пластин, что сопровождается интенсивным искрением под щеткой и быстрым износом щеток и щеткодержателей по их направляющим поверхностям.
Отсутствие на щетках сколов и других повреждений, зеркальное состояние их контактной поверхности, наличие на рабочей поверхности коллектора оксидной пленки темно-коричневого цвета, называемой «политурой»,- признаки нормальной работы щеток и коллектора. Повышенный износ щеток, сколы и плохая притирка их к коллектору, отсутствие «политуры», неравномерная выработка рабочей поверхности коллектора свидетельствуют о неудовлетворительной работе скользящего контакта.
В эксплуатации иногда наблюдаются такие неисправности щеткодержателей, как разработка их гнезд, изломы нажимных пальцев и пружин, изломы механизма регулировки нажатия на щетку. На работу щеток влияет также окружающая температура. Так, в зимнее время нажатие на щетки необходимо повышать, а для того чтобы щетки не примерзали к щеткодержателю, хорошо их просушивать.
Удельные потери становятся особенно большими при высоких скоростях движения. Щетки и коллекторные пластины начинают быстро и неравномерно нагреваться. Сильнее нагреваются выступающие коллекторные пластины, поскольку при соударении с ними щеток часть механической энергии переходит в тепловую. Так как температура верхней части выступающих пластин растет быстрее, чем пластин, расположенных рядом с ними, то еще больше увеличивается неравномерность нагрева, что приводит к дополнительному выделению энергии от удара щеток о выступы коллекторных пластин и дальнейшему повышению температуры и деформации коллектора.
Рабочая поверхность коллектора за короткое время приобретает вид зубчатой рейки, которая с большой скоростью трется о щетки. Это вызывает быстрое истирание щеток по высоте, образование обильной графитовой пыли. Если неровности достигают 40 мк и более, то возможны даже сколы кромок щеток. Тогда щетки начинают вибрировать с амплитудой 0,45-0,5 мм. При этом возникают нарушение контакта и искрение, если двигатель работает под нагрузкой, что при неблагоприятных потенциальных ус ловиях на коллекторе приводит к перебросам или круговому огню. По этим причинам износ щеток и коллекторных пластин происходит в десятки раз быстрее, чем вследствие механических повреждений. Следовательно, для нормальной работы щеточно-коллекторного узла при минимальном износе щеток и коллекторных пластин необходимо прежде всего обеспечить стабильный контакт и спокойную работу щеток.
Неизменная форма и необходимый рельеф рабочей поверхности коллектора зависят от монолитности и механической прочности коллектора, класса точности и чистоты обработки этой поверхности, а также от удельных потерь в контактном слое.
Заметно улучшается работа щеточноколлекторного узла при чистоте обработки рабочей поверхности коллектора Д8 и наибольшей разнице высот не более 2 мк. Снизить удельные потери в контактном слое можно уменьшением давления на щетку (при моторно-осевом подвешивании до 30-35 кПа) без усиления и ухудшения контакта, площади прилегания щеток, коэффициента трения и частоты вращения якоря.
Щетки. Одной из главных характеристик щетки является зависимость падения напряжения Д(/щ под щеткой от плотности тока /ш. Такие зависимости различны для щеток различных марок (рис. 95, а). Щетки, имеющие большее падение напряжения, обеспечивают больший запас по коммутации. Качество щеток зависит от твердости, удельного сопро-
Рис. 95. Вольт-амперные характеристики щеток (а) и армированная разрезная щетка (б) тяговых двигателей отечественного производства:
Щетки должны иметь минимально допустимые размеры и массу, равномерную плотность, однородную структуру и хорошо притираться к коллектору. Контактная поверхность щеток одного щеткодержателя
Общую длину щеток Гщ = 5Ш/6Ш (здесь Ьщ-ширина щетки, которую выбирают из условий допустимой плотности тока и обеспечения необходимой ширины зоны коммутации) для одного щеткодержателя выбирают исходя из того, что необходимо обеспечить работу двигателя со степенью искрения не более чем 1 1 /4 и 1 1 /г-
Обычно число щеток в одном щеткодержателе тш = 24-3. Длина одной щетки /щ = Ьт/тш. Ограничение длины отдельных щеток продиктовано Желанием иметь небольшую массу каждой из них и обеспечить большую площадь их контакта с коллектором. Однако значительное число щеток в щеткодержателе усложняет конструкцию последнего и затрудняет обслуживание и смену щеток.
С целью увеличения сопротивления токам в короткозамкнутой секции обмотки якоря щетки шириной более 16 мм выполняют разрезными, т. е. состоящими из двух (рис 95, б) или трех частей. В разрезных щетках каждая часть работает как бы самостоятельно. При этом ширина ее в 2 или 3 раза меньше, уменьшается возможное отклонение поверхности контакта от осевой линии, что улучшает условия работы контакта, а следовательно, коммутацию двигателя.
Однако разрезные щетки по конструкции сложнее цельных, сильнее изнашиваются вследствие увеличения числа трущихся поверхностей.
При выборе размеров щеток руководствуются стандартами. Обычно длина щеток составляет 32, 40, 50 мм, ширина- для цельных 16, 20, 25, 32 мм и составных 2-8, 2-10, 2-12,5, 2-16 мм.
Щеткодержатели и их кронштейны. Эти узлы должны обеспечить высокую электрическую прочность изоляционных деталей и устойчивое положение щеток, необходимое для удовлетворительного токосъема. Последнее требование выполнить трудно, так как из-за имеющегося зазора между окном щеткодержателя и щеткой последняя перекашивается и появляется касательная составляющая силы нажатия, которая поворачивает щетку и прижимает нижнюю ее часть к кромке окна щеткодержателя. Сила прижатия зависит от зазора, размеров щетки и высоты гнезда окна под щетку, массы корпуса щеткодержателя, а также от способа передачи усилия от нажимного пальца на щетку. При вращении коллектора появляется сила трения, значение которой зависит от температуры в месте контакта, свойства щеток, частоты вращения, состояния поверхности коллектора, влажности окружающего воздуха и т. д. Под воздействием непостоянной силы трения при вращении коллектора щетка начинает вибрировать с частотой, зависящей от размеров щетки, условий нажатия и других факторов Снизить вибрации можно путем уменьшения зазоров между щеткой и корпусом, увеличения высоты окна под щетку, применения разрезных щеток с резиновыми амортизаторами, уменьшения коэффициента трения щеток, повышения чистоты обработки рабочей поверхности коллектора.
Щеткодержатель состоит из корпуса и нажимных устройств. Его крепят на изолированном от корпуса кронштейне (рис. 96). Корпуса щеткодержателей отливают из латуни ЛС-59-1Л или ЛК-80-ЗЛ. Корпус имеет два или три гнезда для направления щеток.
Нажимные устройства выполняют с цилиндрическими или спиральными (рис. 96, а) пружинами. Кронштейны с пружинами рессорного типа широко применяют на отечественных тяговых двигателях. В такой конструкции обеспечивается раздельное практически постоянное нажатие на щетки пальцев (стальных или из бериллиевой бронзы). Чтобы ток не проходил по стальным пружинам щеткодержателя и не нагревал их, щетки, расположенные в окне, соединяют с корпусом щеткодержателя медными гибкими проводами.
Кронштейн выполнен из стали и состоит из двух половин 1 и 2, скрепленных болтом. К половине 2 крепят болтом наконечник с кабелями, подводящий ток к коллектору, и перемычки для щеткодержателей одной полярности. Каждая половина кронштейна имеет две выточки для охвата пальцев 3 и 4. Пальцы представляют собой стальные стержни переменного сечения или шпильки, опрессо-ванные пресс-массой АГ-4. Стальные стержни имеют изоляцию из компаунда на основе эпоксидных смол. Для предохранения ее от повреждения разъемным кронштейном на пальцы надеты стальные трубки. Пальцы имеют фарфоровые изоляторы с глянцевой поверхностью, что уменьшает скопление пыли и предотвращает электрическое перекрытие с корпуса кронштейна на остов. Наличие двух пальцев исключает возможность поворота кронштейна относительно остова.
Применяют также пальцы, изготовленные из пресс-массы АГ-4В (рис. 96, б). Для соединения с траверсой или остовом двигателя такие пальцы армированы металлическими шпильками с резьбой.
Корпус щеткодержателя крепят к кронштейну на шпильке гайкой 5 или болтом 14. Поверхности соприкосновения корпуса и кронштейна сделаны рифлеными, что позволяет правильно (по высоте) устанавливать щеткодержатель. Чтобы можно было передвинуть корпус вниз или вверх, т. е. менять расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора,отверстие под болт или шпильку выполняют продолговатой формы. Щеткодержатель в осевом направлении относительно петушков коллектора фиксируют специальной шайбой, помещенной на шпильке или болте кронштейна.
Давление пальцев регулируют, изменяя натяжение пружин. При максимальном допустимом износе щетки нажатие пальца на нее автоматически прекращается. Это позволяет предотвратить повреждение рабочей поверхности коллектора гибкими проводами сработанных щеток. Нажимное устройство может фиксировать в оттянутом состоянии пальцы, что обеспечивает смену щеток.
На ряде двигателей электропоездов применяют кронштейны и щеткодержатели, изготовленные из стеклопластика (рис. 97). Такие щеткодержатели кронштейнов не имеют, крепят их к остову болтами.
Траверсы. Число щеткодержателей всегда равно числу главных полюсов.
При четырех щеткодержателях кронштейны обычно крепят жестко на торцовой стенке остова со стороны коллектора, осматривают их через два коллекторных люка. У тяговых двигателей с Числом полюсов шесть и более кронштейны со щеткодержателями обычно крепят на траверсе. Траверсу (рис. 98) поворачивают зубчатым колесом, укрепленным на оси в остове двигателя. С помощью траверсы можно подвести любой щеткодержатель под коллекторный люк. После осмотра щеток траверсу устанавливают в нужное положение и закрепляют фиксаторным болтом.
Рис 98 Траверса тяговых двигателей НБ-418К и ТЛ-2К1:
Для чего траверса тягового двигателя имеет зубчатый венец на внешнем диаметре
Особенности работы щеток и коллектора. Работа щеток и коллектора во многом определяет надежность эксплуатации тяговых двигателей постоянного и пульсирующего тока. Нарушение скользящего контакта приводит не только к усилению искрения под щетками, но и вызывает повышенный износ как их, так и коллектора. Профиль коллектора, износ его рабочей поверхности, износ щеток, интенсивность искрения и перебросы дуги по коллектору взаимозависимы. Так, искажение рабочей поверхности коллектора приводит к отрыву щетки от пластин, что сопровождается интенсивным искрением под щеткой и быстрым износом щеток и щеткодержателей по их направляющим поверхностям.
Отсутствие на щетках сколов и других повреждений, зеркальное состояние их контактной поверхности, наличие на рабочей поверхности коллектора оксидной пленки темно-коричневого цвета, называемой «политурой»,— признаки нормальной работы щеток и коллектора. Повышенный износ щеток, сколы и плохая притирка их к коллектору, отсутствие «политуры», неравномерная выработка рабочей поверхности коллектора свидетельствуют о неудовлетворительной работе скользящего контакта.
В эксплуатации иногда наблюдаются такие неисправности щеткодержателей, как разработка их гнезд, изломы нажимных пальцев и пружин, изломы механизма регулировки нажатия на щетку. На работу щеток влияет также окружающая температура. Так, в зимнее время нажатие на щетки необходимо повышать, а для того чтобы щетки не примерзали к щеткодержателю, хорошо их просушивать.
Мощные тяговые двигатели с номинальным напряжением до 950 В чаще всего имеют наименьшую рабочую поверхность коллектора и наибольшие тепловые потери, приходящиеся на единицу площади. В таких двигателях выделение тепла в контактном слое возрастает не только из-за повышения тока якоря, но и вследствие повышения потерь от тре-
ния, обусловленного увеличением общей площади прилегания щеток к коллектору. Так, в тяговых двигателях ДПЭ-400 и НБ-418К площадь прилегания щеток к коллектору соответственно составляет 64 и 144 см2, удельные потери на коллекторе в часовом режиме равны 1,31 и 3,14 Вт/см2.
Удельные потери становятся особенно большими при высоких скоростях движения. Щетки и коллекторные пластины начинают быстро и неравномерно нагреваться. Сильнее нагреваются выступающие коллекторные пластины, поскольку при соударении с ними щеток часть механической энергии переходит в тепловую. Так как температура верхней части выступающих пластин растет быстрее, чем пластин, расположенных рядом с ними, то еще больше увеличивается неравномерность нагрева, что приводит к дополнительному выделению энергии от удара щеток о выступы коллекторных пластин и дальнейшему повышению температуры и деформации коллектора.
Рабочая поверхность коллектора за короткое время приобретает вид зубчатой рейки, которая с большой скоростью трется о щетки. Это вызывает быстрое истирание щеток по высоте, образование обильной графитовой пыли. Если неровности достигают 40 мк и более, то возможны даже сколы кромок щеток. Тогда щетки начинают вибрировать с амплитудой 0,45—0,5 мм. При этом возникают нарушение контакта и искрение, если двигатель работает под нагрузкой, что при неблагоприятных потенциальных ус-
ловиях на коллекторе приводит к перебросам или круговому огню. По этим причинам износ щеток и коллекторных пластин происходит в десятки раз быстрее, чем вследствие механических повреждений. Следовательно, для нормальной работы щеточно-коллекторного узла при минимальном износе щеток и коллекторных пластин необходимо прежде всего обеспечить стабильный контакт и спокойную работу щеток.
Неизменная форма и необходимый рельеф рабочей поверхности коллектора зависят от монолитности и механической прочности коллектора, класса точности и чистоты обработки этой поверхности, а также от удельных потерь в контактном слое.
Заметно улучшается работа щеточно-коллекторного узла при чистоте обработки рабочей поверхности коллектора Д8 и наибольшей разнице высот не более 2 мк. Снизить удельные потери в контактном слое можно уменьшением давления на щетку (при моторно-осевом подвешивании до 30—35 кПа) без усиления и ухудшения контакта, площади прилегания щеток, коэффициента трения и частоты вращения якоря.
Щетки. Одной из главных характеристик щетки является зависимость падения напряжения Д1/щ под щеткой от плотности тока /ш. Такие зависимости различны для щеток различных марок (рис. 95, а). Щетки, имеющие большее падение напряжения, обеспечивают больший запас по коммутации. Качество щеток зависит от твердости, удельного сопро-
Рис. 95. Вольт-амперные характеристики щеток (а) и армированная разрезная щетка (б) тяговых двигателей отечественного производства: / и 2 — элементы щетки, 3 — заклепка; 4 — латунная пластина, на которую давнт палец щеткодержателя, 5 и 6 — кабелн гибкие
тивления, коэффициента трения, износостойкости и др. Наилучшими свойствами обладают электрографитированные щетки ЭГ-2А, ЭГ-74А и ЭГ-61 из материала на сажевой основе с развитой и равномерно распределенной пористостью и высокой теплопроводностью. Материал щеток должен иметь износостойкость, соответствующую пробегу электровоза не менее 150 тыс. км. Коэффициент трения щеток ЭГ-2А и ЭГ-74А равен 0,22—0,23. Щетки марки ЭГ-61 имеют коэффициент трения 0,17.
Щетки должны иметь минимально допустимые размеры и массу, равномерную плотность, однородную структуру и хорошо притираться к коллектору. Контактная поверхность щеток одного щеткодержателя
где пш— число щеткодержателей (обычно ищ = 2р); /щ — плотность тока под щеткой. А/см2 (обычно /щ = 84-18 А/см2).
Общую длину щеток 1Щ= 5Ш/6Ш (здесь Ьщ—ширина щетки, которую выбирают из условий допустимой плотности тока и обеспечения необходимой ширины зоны коммутации) для одного щеткодержателя выбирают исходя из того, что необходимо обеспечить работу двигателя со степенью искрения не более чем 1’/4 и 11 /г-
Обычио число щеток в одном щеткодержателе тш = 2ч-3. Длина одной щетки /щ = Lm/mm. Ограничение длины отдельных щеток продиктовано Желанием иметь небольшую массу каждой из них и обеспечить большую площадь их контакта с коллектором. Однако значительное число щеток в щеткодержателе усложняет конструкцию последнего и затрудняет обслуживание и смену щеток.
С целью увеличения сопротивления токам в короткозамкнутой секции обмотки якоря щетки шириной более 16 мм выполняют разрезными, т. е. состоящими из двух (рис 95, б) или трех частей. В разрезных щетках каждая часть работает как бы самостоятельно. При этом ширина ее в 2 или 3 раза меньше, уменьшается возможное отклонение поверхности контакта от осевой линии, что улучшает условия работы контакта, а следовательно, коммутацию двигателя.
Однако разрезные щетки по конструкции сложнее цельных, сильнее изнашиваются вследствие увеличения числа трущихся поверхностей.
При выборе размеров щеток руководствуются стандартами. Обычно длина щеток составляет 32, 40, 50 мм, ширина— для цельных 16, 20, 25, 32 мм и составных 2-8, 2-10, 2-12,5, 2-16 мм.
Щеткодержатели и их кронштейны. Эти узлы должны обеспечить высокую электрическую прочность изоляционных деталей и устойчивое положение щеток, необходимое для удовлетворительного токосъема. Последнее требование выполнить трудно, так как из-за имеющегося зазора между окном щеткодержателя и щеткой последняя перекашивается и появляется касательная составляющая силы нажатия, которая поворачивает щетку и прижимает нижнюю ее часть к кромке окна щеткодержателя. Сила прижатия зависит от зазора, размеров щетки и высоты гнезда окна под щетку, массы корпуса щеткодержателя, а также от способа передачи усилия от нажимного пальца на щетку. При вращении коллектора появляется сила трения, значение которой зависит от температуры в месте контакта, свойства щеток, частоты вращения, состояния поверхности коллектора, влажности окружающего воздуха и т. д. Под воздействием непостоянной силы трения при вращении коллектора щетка начинает вибрировать с частотой, зависящей от размеров щетки, условий нажатия и других факторов Снизить вибрации можно путем уменьшения зазоров между щеткой и корпусом, увеличения высоты окна под щетку, применения разрезных щеток с резиновыми амортизаторами, уменьшения коэффициента трения щеток, повышения чистоты обработки рабочей поверхности коллектора.
Щеткодержатель состоит из корпуса и нажимных устройств. Его крепят на изолированном от корпуса кронштейне (рис. 96). Корпуса щеткодержателей отливают из латуни ЛС-59-1Л или ЛК-80-ЗЛ. Корпус имеет два или три гнезда для направления щеток.
Нажимные устройства выполняют с цилиндрическими или спиральными (рис. 96, а) пружинами. Кронштейны с пру-
Рис. 96. Кронштейны с пальцами и щеткодержателями тяговых двигателей ТЛ-2К, НБ-412К (а)
и ДК-Ю6Б; УРТ-ПОА, РТ-51Д (б): / и 2 — верхняя и нижняя половины кронштейна; 3 и 4 — пальцы кронштейна, 5 — гайка; 6 — нажимной палец; 7— гибкий шунт, 8 — цилиндрическая пружина; 9—щетка, 10 — коллекторные пластины; // — латунный корпус щеткодержателя, 12—кронштейн из стеклопластика, 13 — стальные пальцы с резьбовыми отверстиями для крепления кронштейна к остову, 14 — болт
жинами рессорного типа широко применяют на отечественных тяговых двигателях. В такой конструкции обеспечивается раздельное практически постоянное нажатие на щетки пальцев (стальных или из бериллиевой бронзы). Чтобы ток не проходил по стальным пружинам щеткодержателя и не нагревал их, щетки, расположенные в окне, соединяют с корпусом щеткодержателя медными гибкими проводами.
Кронштейн выполнен из стали и состоит из двух половин / и 2, скрепленных болтом. К половине 2 крепят болтом наконечник с кабелями, подводящий ток к коллектору, и перемычки для щеткодержателей одной полярности. Каждая половина кронштейна имеет две выточки для охвата пальцев 3 и 4. Пальцы представляют собой стальные стержни переменного сечения или шпильки, опрессо-ванные пресс-массой АГ-4. Стальные стержни имеют изоляцию из компаунда на основе эпоксидных смол. Для предохранения ее от повреждения разъемным кронштейном на пальцы надеты стальные трубки. Пальцы имеют фарфоровые изоляторы с глянцевой поверхностью, что уменьшает скопление пыли и предотвращает электрическое перекрытие с корпуса кронштейна на остов. Наличие двух пальцев исключает возможность поворота кронштейна относительно остова.
Применяют также пальцы, изготовленные из пресс-массы АГ-4В (рис. 96, б). Для соединения с траверсой или остовом
двигателя такие пальцы армированы металлическими шпильками с резьбой.
Корпус щеткодержателя крепят к кронштейну на шпильке гайкой 5 или болтом 14. Поверхности соприкосновения корпуса и кронштейна сделаны рифлеными, что позволяет правильно (по высоте) устанавливать щеткодержатель. Чтобы можно было передвинуть корпус вниз или вверх, т. е. менять расстояние от корпуса щеткодержателя до рабочей поверхности коллектора,отверстие под болт или шпильку выполняют продолговатой формы. Щеткодержатель в осевом направлении относительно петушков коллектора фиксируют специальной шайбой, помещенной на шпильке или болте кронштейна.
Давление пальцев регулируют, изменяя натяжение пружин. При максимальном допустимом износе щетки нажатие пальца на нее автоматически прекращается. Это позволяет предотвратить повреждение рабочей поверхности коллектора гибкими проводами сработанных щеток. Нажимное устройство может фиксировать в оттянутом состоянии пальцы, что обеспечивает смену щеток.
На ряде двигателей электропоездов применяют кронштейны и щеткодержатели, изготовленные из стеклопластика (рис. 97). Такие щеткодержатели кронштейнов не имеют, крепят их к остову болтами.
Траверсы. Число щеткодержателей всегда равно числу главных полюсов.
Рис 97 Щеткодержатель тягового двигателя электропоезда с корпусом из стеклопластика / — цилиндрическая пружина, 2 — нажимные пальцы, 3 — корпус, 4 — гибкий шунт, 5 — щетки
При четырех щеткодержателях кронштейны обычно крепят жестко на торцовой стенке остова со стороны коллектора, осматривают их через два коллекторных люка. У тяговых двигателей с числом полюсов шесть и более кронштейны со щеткодержателями обычно крепят на траверсе. Траверсу (рис. 98) поворачивают зубчатым колесом, укрепленным на оси в остове двигателя. С помощью траверсы можно подвести любой щеткодержатель под коллекторный люк. После осмотра щеток траверсу устанавливают в нужное положение и закрепляют фиксаторным болтом.
Рис 98 Траверса тяговых двигателей НБ-418К и ТЛ-2К1:
/ — венец, 2 — кронштейн; 3 — щетка, 4 — щеткодержатель; 5 — палец кронштейна; 6 — кабель