Учебное пособие 427

5.Что называется замыкающим сборочным размером и как его рассчитать?

6.Какие сборочные размеры проверяются при сборке электрической машины?

7.Какие сборочные размеры электрической машины могут регулироваться?

8.Что такое “технологические схемы сборки”, их разновидности и структура?

9.Какие контрольные операции включаются в технологический процесс

сборки?

10.Какие виды разъемных и неразъемных соединений деталей применяются в электрических машинах?

11.Как измерить воздушный зазор в электрической машине?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕУРАВНОВЕШЕННОСТИ РОТОРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Ознакомиться с причинами вибраций электрических машин, видами неуравновешенности и способами балансировки роторов. Выполнить статическую и динамическую балансировку.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Определение и устранение неуравновешенности ротора электрической машины.

3.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Взависимости от протекающих в электрических машинах физических процессов, вызывающих те или иные вибрации, причины их появления можно разделить на механические, электромагнитные и аэродинамические.

К механическим причинам можно отнести: неуравновешенность вра-

щающейся части электрической машины, неправильную установку машины на фундаменте, ненормальности работы подшипников и т.д.

Электромагнитные причины возникают из-за асимметрии воздушного зазора, витковых замыканий в обмотках ротора, несимметричности распределения обмотки статора, наличия зубцов в статоре и роторе т.д.

Аэродинамические причины связаны с упругими колебаниями газообразной среды, окружающей вращающиеся части машины.

22

Смешанный небаланс характеризуется тем, что центры тяжести обеих половин ротора находятся в разных осевых плоскостях и удалены от середины

Рис. 13. Смешанный небаланс

23

величине, так и по направлению А1≠А2. Ось инерции пересекает ось вращения не в центре тяжести. При смешанном небалансе имеет место одновременно статический и динамический небаланс. Статический небаланс возникает при несоосности поверхности ротора и поверхности шеек, при кривизне вала ротора, вследствие разности в весе конструктивных элементов, находящихся на противоположных сторонах ротора и т.д. Динамический небаланс, возникает при перекосах в процессе посадки на вал таких деталей, как коллектор или бандажное кольцо, при смещении одного из полюсов синхронной явнополюсной машины и т.д.

При равномерном вращении деталей вокруг неподвижной оси центробежные силы, вызванные небалансом, передают на опоры динамические усилия. Проекции этих усилий на вертикальную и горизонтальную оси будут изменяться периодически с частотой вращения детали. Так как у электрических машин опоры не бывают абсолютно жесткими, усилия, воспринимаемые опорами, вызовут их вибрации в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Центробежная сила, создаваемая грузом с массой m, установленным на расстоянии R от оси вращения

Из этого выражения следует, что при постоянной скорости вращения действие небаланса определяется произведением массы груза на расстояние, на котором груз находится от оси вращения. Для того чтобы сравнивать небалансы роторов различных размеров и веса, рассматривают их удельную неуравновешенность

где m – величина груза, г;

R – расстояние балансировочного груза от оси вращения, мм; М – масса якоря или ротора, кг.

Ротор считается уравновешенным, если он не передает на свои опоры центробежных сил или если эти силы не превышают установленных допусков.

Технологическая операция, выполняемая для снижения небаланса до установленных норм, называется балансировкой. Небаланс, оставшийся в роторе после балансировки, называется остаточным и может быть определен на

24

Для роторов электрических машин установлены три класса точности уравновешивания: нулевой, первый и второй, отличающиеся между собой величиной допустимой остаточной неуравновешенности. Наименьшую остаточную неуравновешенность допускает нулевой класс. Величины остаточной неуравновешенности в одном и том же классе точности для роторов различных габаритов различны.

В стандартах даются общие указания и рекомендации по выбору класса точности уравновешенности для электрических машин общепромышленного назначения: с обычными требованиями по уровню вибрации достаточно уравновешивания по второму классу точности; уравновешивание по первому классу точности рекомендуют для электрических машин с повышенными требованиями по уровню вибрации с подшипниками класса 0 и 6; уравновешивание по нулевому классу точности необходимо для электрических машин, работающих на подшипниках классов 4 и 5.

Выбор способа балансировки зависит от требуемой точности уравновешивания и возможности достижения ее на имеющемся оборудовании.

Статическая балансировка

Статическую балансировку производят при не вращающемся роторе на призмах (рис. 15, а), дисках (рис. 15, б) или специальных весах (рис. 15, в).

Поверхность призм и дисков, на которую размещаются цапфы (шейки) валов, должна быть обработана с высокой чистотой поверхности. Ширина рабочей поверхности призмы выбирается в зависимости от массы ротора и диаметра шейки вала:

27

углом, согласно показаниям шкалы 9, прикрепляют корректирующий груз. Приводя ротор во вращение, и прибавляя или уменьшая величину корректирующего груза, добиваются минимальных показаний милливольтметра 7. Балансировка каждого конца ротора производится отдельно, соответственно в плоскостях исправления А и Б. Переключение вольтметра для измерения колебаний каждой из опор производят поворотом рукоятки переключателя 4.

Уроторов и якорей, имеющих стальные нажимные шайбы, балансировочные грузы чаще всего приваривают. У якорей малых машин неуравновешенность устраняется напайкой грузов.

В некоторых электрических машинах на торцевой поверхности нажимной шайбы протачивается кольцевая канавка, имеющая в поперечном сечении форму ласточкиного хвоста. Перемещая груз по канавке, и закрепляя его с помощью винтов, добиваются компенсации неуравновешенности.

Укороткозамкнутых роторов неуравновешенность устраняют сверлением отверстий в пакете железа ротора или креплением на вентиляционных лопатках, или короткозамкнутом кольце балансировочных грузов.

4.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1Статическая балансировка

1.Очистить от пыли и грязи рабочие поверхности вала и призм.

2.Установить горизонтально с помощью уровня плоскость поверхности призмы. Отклонение плоскости поверхности призм от горизонтальной плоскости не должно превышать 0,1 мм на один метр длины призмы.

3.Установить ротор на призмах цапфами вала.

4.Вывести ротор из равновесия легким толчком, и после его остановки отметить мелом на торце вала место, оказавшееся в верхнем положении.

5.Повторить прием 4 несколько раз. Добиться остановки ротора в одном и том же положении - это будет указывать на смещение центра тяжести.

6.В отведенное для балансировочных грузов место установить пробный груз весом 1г.

7.Повторить пункты 4 и 5, прибавляя или уменьшая массу грузов. Добиться установки ротора в безразличном положении. Это будет означать, что ротор статически уравновешен.

Результаты взвешивания грузов при проведении опыта занести в табл. 4.

Таблица 4

Результаты взвешивания грузов

28

Примечание: В качестве балансировочного груза использовать шарики из пластилина.

8.Выполнить пункты 1 – 7 с другими роторами.

4.2 Динамическая балансировка

1.Установить ротор на пружинные опоры и закрепить одну его

сторону.

2.С помощью двигателя 8 привести ротор во вращение.

3.Определить величину неуравновешенности по милливольтметру и по шкале, расположенной на шпинделе станка.

4.Остановить двигатель.

5.Согласно показаниям шкалы, расположенной на шпинделе станка, прикрепить корректирующий груз.

6.Привести двигатель во вращение.

7.Повторять пункты 2 - 5 до тех пор, пока вольтметр не будет давать минимальных показаний.

8.Закрепить вторую сторону ротора.

9.Произвести переключение 4 в другое положение.

10.Повторить пункты 2 - 7, добиваясь минимальных показаний

вольтметра.

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Каковы основные причины вибрации электрических машин?

2.Чем характеризуются статический, динамический и смешанный небаланс,

ив каких случаях он возникает?

3.Что такое удельная неуравновешенность?

4.Как определяется класс точности уравновешенности?

5.Как проводится статическая балансировка на призмах, дисках и специальных весах?

6.Как определяется величина балансировочного груза с помощью расчета?

7.Как проводится динамическая балансировка?

8.Опишите схему балансировочного станка.

29

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И ИСПЫТАНИЕ ОБМОТКИ ЯКОРЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение теоретических основ и cспособов испытаний обмоток якорей электрических машин постоянного тока.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Определение дефектов обмоток якорей электродвигателя постоянного тока с помощью омметра и специальной установки для контроля качества якорей.

3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Качество электрических машин постоянного тока в значительной степени зависит от надежности обмотки якоря, правильности схемы соединения обмотки (распайки выводных концов по ламелям коллектора), а также от качества выполнения намоточных работ (отсутствия обрывов в секциях и на выводах, повреждения изоляции и др.).

В особенности это относится к коллекторным микроэлектродвигателям постоянного тока, якорные обмотки которых выполняются изолированными медными проводами диаметром 0,06…0,25 мм. При изготовлении обмотки могут иметь место случаи смещения пазовой изоляции и повреждения эмалевой изоляции проводов, что в целом снижает суммарную электрическую прочность изоляции и может вызвать замыкание на корпус, между отдельными витками и между секциями. Указанные дефекты приводят сначала к параметрическим отказам машины, а затем к полному выходу ее из строя. Поэтому в процессе изготовления обмотки якоря она в обязательном порядке подвергается ряду испытаний и проверок.

После намотки и укладки обмотки на магнитопровод и выполнения необходимых соединений производится: испытание изоляции, измерение сопротивления обмотки, проверка правильности схемы соединений.

Так как основным параметром изоляции является ее электрическая прочность и сопротивление, качество изоляции проверяется повышенным напряжением и измерением сопротивления изоляции.

30