Как выпрямить вал электродвигателя
Повреждение подшипников электродвигателей в наиболее тяжелых случаях сопровождается искривлением вала ротора. Искривление вала вызывается тем, что при выходе из строя подшипника из-за проседания или сильной вибрации ротора происходит задевание вращающегося вала за уплотнение подшипника. В первый момент вал задевает за уплотнение одной стороной. Это приводит к одностороннему нагреву вала, что вызывает в месте нагрева расширение внешних слоев металла и I изгиб вала, обращенный выпуклостью в сторону задевания. Появление изгиба в свою очередь увеличивает задевание и местный нагрев вала. Вибрация ротора усиливается. Искривление вала растет. Если электродвигатель не будет отключен персоналом, то неизбежно произойдет задевание бочки ротора за статор, заканчивающееся повреждением железа и обмотки статора и отключением электродвигателя от защиты.
Если задевание было не сильным И не продолжитель-ным , то после остывания вал может выправиться, или остаточное искривление будет незначительным. Прц сильных задеваниях остаточное искривление будет большим.
В некоторых случаях искривление вала происходит в результате нагрева вала из-за провертывания на нем внутреннего кольца подшипника качения.
Для определения величины искривления вала ротор устанавливается на токарный станок так, чтобы бон шеек на концах вала по индикатору не превышал 0,02— 0,03 мм. Затем индикатором проверяют бой вала вблизи места его нагрева и в местах ступенчатого изменения его диаметра. Проверяется также бой бочки ротора вблизи обоих торцов. При замере определяются и отмечаются точки окружности на валу, дающие наибольшее отклонение стрелки индикатора. Наибольшее отклонение стрелки индикатора по часовой стрелке соответствует максимальной выпуклости вала, а наибольшее отклонение против часовой стрелки — максимальной впадине вала в данном сечении.
Для роторов со скоростью вращения 3 000 об /мин допустимо искривление вала до 0,03 мм, т. е. бой вала по индикатору допустим до 0,06 мм. Для роторов со скоростью вращения 1 500 об /мин и ниже бой вала по индикатору допустим до 0,10 мм.
При небольших искривлениях вала (до 0,12 мм в электродвигателях со скоростью вращения 3 000 об /мин ) в некоторых случаях вместо правки можно ограничиться балансировкой ротора. При искривлениях вала больше 0,12 мм могут оказаться недостаточными зазоры в уплотнениях подшипников, а увеличивать их не рекомендуется. Балансировка может быть затруднена невозможностью разместить на роторе балансировочный груз достаточного веса. Бой бочки ротора — и это, пожалуй, наиболее существенно — может привести к недопустимой несимметрии воздушного зазора между ротором и статором. Иногда бой бочки ротора устраняют проточкой ее. Но при этом уменьшается диаметр бочки ротора, увеличивается воздушный зазор между ротором и статором, повышается ток холостого хода и уменьшается пусковой момент. Поэтому прибегать к проточке бочки ротора не следует.
Правка вала может производиться путем местного нагрева, механическим или термомеханическим способом. При местном нагреве правка вала производится путем нагрева его с выпуклой стороны.
Ввиду сравнительно небольшого диаметра валов электродвигателей их правка при помощи местного нагрева без применения механического нажима при значительных искривлениях не всегда удается. Для механического нажима требуется изготовить раму с козлами и нажимное приспособление, что усложняет правку.
Поэтому правку валов электродвигателей наиболее целесообразно выполнять механическим способом.
Правка вала механическим способом. Ротор в этом случае устанавливают так, чтобы вогнутой стороной вал был обращен вверх. Под вал в месте его максимального прогиба подкладывают балку или другую жесткую опору.
Исправление вала производят наклепыванием его с помощью чеканки в месте максимального изгиба, с вогнутой стороны. При наклепывании наружные слои металла расширяются и заставляют вал изогнуться в сторону, противоположную первоначальному изгибу, т. е. выправляют его.
При наклепе поверхность вала теряет цилиндрическую форму, получает вмятины. Исправлять поверхность проточкой недопустимо, так как при этом будут сняты наклепанные слои и вал вернется в прежнее положение. Поэтому наклеп нельзя производить на рабочих шейках вала и в местах расположения уплотнений подшипников. Для этого выбираются ближайшие от места максимального искривления нерабочие участки вала, желательно в местах перехода одного сечения вала в другое.
Чеканку изготовляют из зубила, сточив его острый конец, как показано на рис. 36. Края рабочего конца чеканки закругляют.
Наклеп начинают от верхней точки вала и постепенно перемещают удары вниз по окружности то с одной, то с другой стороны от верхней точки. Наклеп должен занимать одну треть окружности. Если наклеп по одной окружности не выправит полностью вала, то, отступив по оси вала на 10—15 мм, производят наклеп по новой окружности.
Периодически следует проверять индикатором результаты правки. Целесообразно правку наклепыванием закапчивать после получения небольшого, но допустимого нормами изгиба вала от прямой линии в сторону, противоположную первоначальному изгибу.
Правка вала термомеханическим способом. В отличие от правки местным нагревом при этом способе вал нагревается по всей окружности и на все сечение до 600— 650° С и при нагретом состоянии изгибается в сторону, противоположную искривлению, при помощи нажимного приспособления.
Ввиду некоторой сложности и необходимости производить расчет по определению усилий нажатия на вал, при которых не были бы превышены максимально допустимые напряжения в нем, данный способ, как правило, для правки валов электродвигателей на месте их установки не применяется.
Повреждение подшипников электродвигателей в наиболее тяжелых случаях сопровождается искривлением вала ротора. Искривление вала вызывается тем, что при выходе из строя подшипника из-за проседания или сильной вибрации ротора происходит задевание вращающегося вала за уплотнение подшипника. В первый момент вал задевает за уплотнение одной стороной. Это приводит к одностороннему нагреву вала, что вызывает в месте нагрева расширение внешних слоев металла и I изгиб вала, обращенный выпуклостью в сторону задевания. Появление изгиба в свою очередь увеличивает задевание и местный нагрев вала. Вибрация ротора усиливается. Искривление вала растет. Если электродвигатель не будет отключен персоналом, то неизбежно произойдет задевание бочки ротора за статор, заканчивающееся повреждением железа и обмотки статора и отключением электродвигателя от защиты.
Если задевание было не сильным И не продолжитель-ным , то после остывания вал может выправиться, или остаточное искривление будет незначительным. Прц сильных задеваниях остаточное искривление будет большим.
В некоторых случаях искривление вала происходит в результате нагрева вала из-за провертывания на нем внутреннего кольца подшипника качения.
Для определения величины искривления вала ротор устанавливается на токарный станок так, чтобы бон шеек на концах вала по индикатору не превышал 0,02— 0,03 мм. Затем индикатором проверяют бой вала вблизи места его нагрева и в местах ступенчатого изменения его диаметра. Проверяется также бой бочки ротора вблизи обоих торцов. При замере определяются и отмечаются точки окружности на валу, дающие наибольшее отклонение стрелки индикатора. Наибольшее отклонение стрелки индикатора по часовой стрелке соответствует максимальной выпуклости вала, а наибольшее отклонение против часовой стрелки — максимальной впадине вала в данном сечении.
Для роторов со скоростью вращения 3 000 об /мин допустимо искривление вала до 0,03 мм, т. е. бой вала по индикатору допустим до 0,06 мм. Для роторов со скоростью вращения 1 500 об /мин и ниже бой вала по индикатору допустим до 0,10 мм.
При небольших искривлениях вала (до 0,12 мм в электродвигателях со скоростью вращения 3 000 об /мин ) в некоторых случаях вместо правки можно ограничиться балансировкой ротора. При искривлениях вала больше 0,12 мм могут оказаться недостаточными зазоры в уплотнениях подшипников, а увеличивать их не рекомендуется. Балансировка может быть затруднена невозможностью разместить на роторе балансировочный груз достаточного веса. Бой бочки ротора — и это, пожалуй, наиболее существенно — может привести к недопустимой несимметрии воздушного зазора между ротором и статором. Иногда бой бочки ротора устраняют проточкой ее. Но при этом уменьшается диаметр бочки ротора, увеличивается воздушный зазор между ротором и статором, повышается ток холостого хода и уменьшается пусковой момент. Поэтому прибегать к проточке бочки ротора не следует.
Правка вала может производиться путем местного нагрева, механическим или термомеханическим способом. При местном нагреве правка вала производится путем нагрева его с выпуклой стороны.
Ввиду сравнительно небольшого диаметра валов электродвигателей их правка при помощи местного нагрева без применения механического нажима при значительных искривлениях не всегда удается. Для механического нажима требуется изготовить раму с козлами и нажимное приспособление, что усложняет правку.
Поэтому правку валов электродвигателей наиболее целесообразно выполнять механическим способом.
Правка вала механическим способом. Ротор в этом случае устанавливают так, чтобы вогнутой стороной вал был обращен вверх. Под вал в месте его максимального прогиба подкладывают балку или другую жесткую опору.
Исправление вала производят наклепыванием его с помощью чеканки в месте максимального изгиба, с вогнутой стороны. При наклепывании наружные слои металла расширяются и заставляют вал изогнуться в сторону, противоположную первоначальному изгибу, т. е. выправляют его.
При наклепе поверхность вала теряет цилиндрическую форму, получает вмятины. Исправлять поверхность проточкой недопустимо, так как при этом будут сняты наклепанные слои и вал вернется в прежнее положение. Поэтому наклеп нельзя производить на рабочих шейках вала и в местах расположения уплотнений подшипников. Для этого выбираются ближайшие от места максимального искривления нерабочие участки вала, желательно в местах перехода одного сечения вала в другое.
Чеканку изготовляют из зубила, сточив его острый конец, как показано на рис. 36. Края рабочего конца чеканки закругляют.
Наклеп начинают от верхней точки вала и постепенно перемещают удары вниз по окружности то с одной, то с другой стороны от верхней точки. Наклеп должен занимать одну треть окружности. Если наклеп по одной окружности не выправит полностью вала, то, отступив по оси вала на 10—15 мм, производят наклеп по новой окружности.
Периодически следует проверять индикатором результаты правки. Целесообразно правку наклепыванием закапчивать после получения небольшого, но допустимого нормами изгиба вала от прямой линии в сторону, противоположную первоначальному изгибу.
Правка вала термомеханическим способом. В отличие от правки местным нагревом при этом способе вал нагревается по всей окружности и на все сечение до 600— 650° С и при нагретом состоянии изгибается в сторону, противоположную искривлению, при помощи нажимного приспособления.
Ввиду некоторой сложности и необходимости производить расчет по определению усилий нажатия на вал, при которых не были бы превышены максимально допустимые напряжения в нем, данный способ, как правило, для правки валов электродвигателей на месте их установки не применяется.
В процессе эксплуатации электродвигателей роторы (якоря) неизбежно получают повреждения различного характера. К подобным дефектам можно отнести искривление вала, повреждение рабочей поверхности шейки вала, «проседания» вала в результате затяжки пластин ротора, нарушение прессовки сердечника и так далее. Ремонт валов электродвигателей зависит от типа повреждений.
Выработка шейки вала
При повреждениях поверхности шейки вала (ее выработке) ремонтные работы проводят при помощи токарного станка (проточка). Однако, проточка возможна лишь в том случае, если выработка поверхности составляет не более 5% от диаметра вала. Если же выработка имеет большую величину, то ремонт вала возможен лишь методом наплавления слоя металла с последующей проточкой на токарном станке.
Наплавление слоя металла на вал ротора можно реализовать двумя способами – методом высокочастотной металлизации и методом электродуговой металлизации. Второй метод – наиболее традиционный и распространенный на сегодняшний день. Он основан на применении электродуговых аппаратов, к примеру, ЭМ-6, ЛК-БА и других. Для высокочастотной металлизации применяется специальное оборудование, принцип действия которого основан на нагревании, плавлении и распылении металлической проволоки токами высокой частоты. Данный метод можно считать более прогрессивным, так как он позволяет значительно сократить потери металла, снизить степень окисления его частиц, многократно уменьшить выгорание элементов металлической проволоки.
Искривление вала электродвигателя
Выявить наличие искривления вала электродвигателя возможно путем проверки его биения на токарном станке. Данный метод основан на закреплении в суппорте токарного станка цветного карандаша (мела) и его подводке к вращающемуся валу. В итоге, используя индикатор, возможно точно выявить биение по следам карандаша на выпуклой части вала.
Незначительные поверхностные дефекты на шейке вала возможно устранить при помощи обычной наждачной бумаги с нанесенным на нее слоем масла. Альтернативой наждачной бумаге может служить, естественно, и шлифовальный станок.
Искривление вала электродвигателя не требует ремонта при его величине не более 0,1 мм (на 1 метр вала) и не более 0,2 мм на всю длину вала. Искривление вала до 0,3% по отношению к его длине устраняют без предварительного нагрева. Устранение искривления большей величины осуществляется под гидравлическим прессом и требует предварительного нагрева вала до температуры 900-1000 градусов Цельсия. После прогрева вала его выправляют, протачивают и шлифуют. Максимальная величина уменьшения диаметра шейки вала при проточке составляет 6% от исходного диаметра.
Излом вала
Ремонт изломов вала сводится к изготовлению новых частей для замены отвалившихся. При изготовлении необходимо предусмотреть припуск для обработки. Соединение новых и старых частей вала осуществляется несколькими способами: горячей присадкой, обработкой на конус или сваркой встык. При горячей присадке необходимо предусмотреть наличие отверстия и хвостика в соединяемых частях вала, которые при посадке нагреваются до температуры 300 градусов Целься. Метод горячей присадки может быть дополнен сваркой. При сварке важен равномерный прогрев частей вала, расположенных диаметрально друг по отношению к другу (в противном случае возможно искривление вала).
Изгиб вала
Изгиб вала способен вызвать появление множества дефектов – это расточка активной стали, расточка контактных колец или поверхности коллектора. Выявление данных дефектов становится возможным благодаря применению индикатора с предварительной установкой ротора (якоря) на токарный станок. Большинство незначительных дефектов (царапины, шероховатости, биение, выбоины и прочие) устраняются методом автоматической или ручной шлифовки. Большие выбоины устраняют путем проточки вала, последующей полировкой и шлифовкой. Сильный изгиб вала электродвигателя выпрямляют механическим способом – винтовым прессом, домкратами, рычагами и иными приспособлениями. Если в результате выпрямления сильно уменьшился диаметр шейки вала (более 6% по отношению к первоначальному диаметру), данный дефект устраняют путем наплавления (металлизации).
Балансировка
После ремонта валов электродвигателей роторы в сборе в обязательном порядке должны быть подвергнуты динамической или статической балансировке. Для балансировки используют специальное балансировочное оборудование.
Загрузка...