Разработка организационно-технических мероприятий для увеличения качества ремонта электрических машин

После контроля сопротивления изоляции якоря проверяют на наличие межвитковых замыканий. Межвитковое замыкание, если оно произошло в доступном для осмотра месте, иногда удается обнаружить при внешнем осмотре якоря и коллектора. Более тщательную проверку наличия межвитковых замыканий выполняют на специальных стендах.

Прибор для измерений сопротивления изоляции - мегомметр. Для измерения сопротивления изоляции чаще всего применяют мегомметры магнитоэлектрической системы.

В трамвайном депо для измерения сопротивления изоляции применяется мегомметр типа М4100/5 (рис. 3.2).

Мегомметр типа М4100/1-5 является двухпредельным переносным прибором и предназначен для измерения сопротивления изоляции обесточенных электрических цепей [16].

Рис. 3.2. Общий вид мегомметра типа М4100/5

Мегомметр М4100/5 предназначен для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от минус 30 до +40°С и относительной влажности до 90% при температуре +30°С.

Характеристика измерений: пределы измерения сопротивления, рабочая часть шкалы и величина номинального напряжения на зажимах прибора приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2

Характеристика измерений

Модификация прибора	Пределы измерения	Рабочая часть шкалы	Номинальное выходное напряжение, В
	кОм	МОм	кОм	МОм
М4100/5	0--2000	0--3000	0--2000	0--1000	2500+250

Прибор смонтирован в пластмассовом корпусе. Генератор, выпрямитель и измеритель размещены внутри корпуса. Сверху корпус закрыт крышкой, на которой расположены контактные зажимы.

В качестве измерительного механизма в мегоометре использован логометр 2 (рис. 3.3), показания которого не зависят от напряжения источника тока, питающего измерительные цепи.

Рис. 3.3. Устройство мегомметра:

1,3 - катушка; 2 - логометр; 4 - источник питания

Катушки 1 и 3 прибора находятся в магнитном поле постоянного магнита и подключены к общему источнику питания 4.

Последовательно с одной катушкой включают добавочный резистор Rд, в цепь другой катушки -- резистор сопротивлением Rx.

В качестве источника тока обычно используют небольшой генератор 4 постоянного тока, называемый индуктором; якорь генератора приводят во вращение рукояткой, соединенной с ним через редуктор. Индукторы имеют значительные напряжения от 250 до 2500В, благодаря чему мегомметром можно измерять большие сопротивления.

При взаимодействии протекающих по катушкам токов I1 и I2 с магнитным полем постоянного магнита создаются два противоположно направленных момента М1 и М2, под влиянием которых подвижная часть прибора и стрелка будут занимать определенное положение. Чтобы измерить сопротивление изоляции между проводами, необходимо отключить их от источника тока (от сети) и присоединить один провод к зажиму Л (линия), а другой -- к зажиму 3 (земля). Затем, вращая рукоятку индуктора 1 мегомметра, определяют по шкале логометра 2 сопротивление изоляции. Имеющийся в приборе переключатель 3 позволяет изменять пределы измерения. Напряжение индуктора, а следовательно, частота вращения его рукоятки теоретически не оказывают влияние на результаты измерений, но практически рекомендуется вращать ее более или менее равномерно.

При измерении сопротивления изоляции между обмотками электрической машины отсоединяют их друг от друга и соединяют одну из них с зажимом Л, а другую с зажимом 3, после чего, вращая рукоятку индуктора, определяют сопротивление изоляции. При измерении сопротивления изоляции обмотки относительно корпуса его соединяют с зажимом 3, а обмотку -- с зажимом Л.

При проведении измерений мегомметрами рекомендуется следующий порядок операций [16]:

1. Измерить сопротивление изоляции соединительных проводов, значение которого должно быть не меньше верхнего предела измерения мегомметра.

2. Установить предел измерения; если значение сопротивления изоляции неизвестно, то во избежание «зашкаливания» указателя измерителя необходимо начинать с наибольшего предела измерения; при выборе предела измерения следует руководствоваться тем, что точность будет наибольшей при отсчете показаний в рабочей части шкалы.

3. Убедиться в отсутствии напряжения на проверяемом объекте.

4. Отключить или закоротить все детали с пониженной изоляцией или пониженным испытательным напряжением, конденсаторы и полупроводниковые приборы.

Рис. 3.4. Стенд для проверки электрической прочности изоляции электрооборудования

5. На время подключения прибора заземлить испытуемую цепь.

6. Нажав кнопку «высокое напряжение» в приборах, питающихся от сети, или вращая ручку генератора индукторного мегаомметра со скоростью примерно 120 об/мин, через 60 с после начала измерения зафиксировать значение сопротивления по шкале прибора.

7. При измерении сопротивления изоляции объектов с большой емкостью отсчет показаний производить после полного успокоения стрелки.

8. После окончания измерения, особенно для оборудования с большой емкостью (например, кабели большой протяженности), прежде чем отсоединять концы прибора, необходимо снять накопленный заряд путем наложения заземления.

Стенд для проверки электрической прочности изоляции электрооборудования. Стенд для проверки электрической прочности изоляции электрооборудования (рис.3.4.) предназначен для испытания электрической прочности изоляции электрических машин и аппаратов, устанавливаемых на подвижном составе городского электротранспорта.

Основные технические характеристики стенда приведены в таблице 3.3 [17].

Таблица 3.3

Технические характеристики стенда

№п/п	Наименование показателей	Величина
1	Напряжение питания, В	220±10%
2	Частота напряжения, Гц	50
3	Выходное напряжение, В	0…..2500
4	Потребляемая мощность, кВт	5,5
5	Габаритные размеры, мм	700х500х1170
6	Масса, кг	150

Конструкция стенда. Стенд состоит из пульта управления и узла штанг. Внутри пульта расположены: высоковольтный трансформатор, трансформатор напряжения, реле тока. Контрольные приборы и пульт управления вынесены на лицевую панель. На корпусе расположен разъем для подключения узла штанг. Узел штанг состоит из двух изолирующих штанг с рабочими головками и присоединенных к ним высоковольтных проводов.

Работа стенда. Электрическая принципиальная схема стенда представлена на рис.3.5.



Рис. 3.5. Электрическая принципиальная схема стенда для проверки электрической прочности изоляции электрооборудования

При включении автоматического выключателя QF загорается лампа «сеть» HL1 сигнализирующая о готовности стенда к работе.

Нажатием кнопки «пуск» SB1 и при вставленной вилки узла штанги в розетку стенда контакты микропереключателя SO2 замкнуты, подается напряжение на катушку магнитного пускателя Km , который своими контактами KM1 и KM2 замыкает цепь подачи напряжения на автотрансформатор TP. Контактом KM3 блокируется кнопка «пуск», одновременно загорается лампа HL2 сигнализирующая о подаче выходного напряжения на рабочие головки штанг.

Контроль напряжения на рабочих головках штанг осуществляется вольтметром PV, который через измерительный трансформатор TV подключен к высоковольтному трансформатору TM.

При замыкании рабочих головок штанг между собой срабатывает реле тока KI, которое контактором KI:I отключает стенд.

При нажатии кнопки «стоп», происходит обесточивание катушки магнитного пускателя KM , его контакты размыкаются, обесточивая трансформатор TR. Перед повторным пуском стенда необходимо проверить блокировку.

Стенд работает следующим образом. Производится включение стенда кнопкой «пуск», вращением ручки автотрансформатора устанавливается необходимое испытательное напряжение, прикладываются щупы с двух противоположных сторон испытуемого аппарата. Испытуемый аппарат считается выдержавший испытание, если не произошло пробоя, поверхностного перекрытия изоляции, резкого снижения показаний вольтметра. При пробое изоляции срабатывает автоматика защиты стенда.

Устройство для оценки состояния межлистовой изоляции пакета стали статора электродвигателя. Устройство (рис. 3.6.) содержит приспособление 1 для сжатия пластин пакета стали и прижатия к ним измерительных электродов, выполненных в виде игольчатых контактов 2, 3. Приспособление включает несущий стержень 4 с резьбой по всей длине, заканчивающийся с одной стороны шляпкой 5, а с другой квадратной шейкой 6 с центральным резьбовым отверстием для крепления барашка 7 с помощью винта 8, на который нанизаны прижимные пластины 9 и 10, каждая из которых снабжена игольчатым контактом 2 или 3, к которым подключены соединительные провода 11, 12. Прижимные пластины жесткие, выполнены из металла. Прижимная пластина 9 имеет отверстие 13 без резьбы и зафиксирована на несущем стержне с помощью шляпки 5, гайки 14 и контргайки 15 таким образом, что несущий стержень 4 может свободно вращаться в отверстии этой пластины. Вторая прижимная пластина 10 имеет два отверстия 16 и 17, одно из которых (16) выполнено с резьбой и предназначено для перемещения по резьбе несущего стержня 4, а во второе отверстие 17, выполненное без резьбы, пропущен первый конец фиксирующего стержня 18, второй конец которого приварен к первой прижимной пластине 9.

Каждая прижимная пластина имеет по дополнительному отверстию для крепления игольчатых контактов 2, 3. Каждый игольчатый контакт заканчивается стержнем 19 с резьбой для крепления с помощью гайки 20 в дополнительном отверстии прижимной пластины и изолирован от нее изолирующими прокладками 21, 22, 23, 24 и гильзой 25, надетой на стержень 19 игольчатого контакта. Соединительные провода 11, 12 подключены к прибору 26 для измерения сопротивления изоляции пакета стали и игольчатым контактам. Подпружиненный игольчатый контакт 27 прикреплен с помощью резьбового соединения с гильзой 28, надетой на несущий стержень 4. Гильза выполнена большим диаметром, чем несущий стержень, и свободно перемещается по нему. Фиксацию и плотное прилегание гильзы к несущему стержню обеспечивает винт 29. Плотное прилегание подпружиненного игольчатого контакта к внутренней расточке магнитопровода статора обеспечивается пружиной 30, которая надета на болт с резьбовым соединением подпружиненного игольчатого контакта. В стенках гильзы высверлены два отверстия, причем одно отверстие большего диаметра для пропускания болта с резьбовым соединением, предназначенного для крепления пружины 30 и подпружиненного игольчатого контакта 27, в отверстие меньшего диаметра.

Устройство работает следующим образом. Приспособление для сжатия пластин пакета стали вводится в расточку статора и прижимается игольчатыми контактами 2, 3 к спинке пакета стали с помощью барашка 7, при поворачивании которого прижимная пластина 10 перемещается по несущему стержню 4 с резьбой по всей длине и фиксирующему стержню 18, и обеспечивает плотное прилегание игольчатых контактов к пакету стали.

При достижении плотного прилегания игольчатых контактов 2, 3 к пакету стали статора барашек 7 прекращают вращать. Гильзу 28 с прикрепленным к ней подпружиненным игольчатым контактом 27 передвигают в искомое место и с помощью винта 29 прижимают к несущему стержню. Соединительный провод 31 и соединительные провода 11, 12, соединенные с игольчатыми контактами, подключают к прибору 26 для измерения сопротивления изоляции пакета стали. Для диагностики пакета стали магнитопровода используются контакты 2, 3 и соединительные провода 11, 12. Для точного отыскания места замыкания листов активного железа магнитопровода используются поочередно контакты 2, 3 и дополнительный подпружиненный игольчатый контакт 27 с соединительным проводом 31. По показаниям прибора 26 судят о состоянии межлистовой изоляции пакета стали статора электродвигателя. Передвигая подпружиненный игольчатый контакт, находят место повреждения изоляции магнитопровода статора.

Рис. 3.6. Устройство для оценки состояния изоляции статора электродвигателя

Предлагаемое устройство имеет следующие достоинства:

- позволяет точно замерить сопротивление пакета стали при замыкания отдельных пластин пакета стали на корпус статора;

- устройство можно применять для любого габарита электродвигателей единых серий;

- позволяет найти точное место повреждения активного железа магнитопровода.

3.1.3 Проверочный расчет габаритных норм электротехнического участка для размещения оборудования

Производственные площади цехов и мастерских депо могут быть определены несколькими методами:

- по удельным площадям на одного работающего в цехе или мастерской;

- по удельным площадям на каждый вид технологического оборудования;

- по фактическим площадям, занимаемым технологическим оборудованием.

К технологическому оборудованию относятся стационарные и переносные станки и машины, стенды, приспособления и производственный инвентарь (верстаки, столы, стеллажи), необходимые для выполнения технического обслуживания и ремонта подвижного состава [1].

Технологическое оборудование разбивают на следующие группы:

- основное технологическое оборудование (машины, станки, механизмы), выполняющие отдельные функции по ремонту и изготовлению деталей;

- рабочие места и посты для ручной работы (верстаки, стенды, плиты, ванны, приспособления и другое оборудование);

- вспомогательное оборудование (стеллажи, столы, тумбы, козлы, подмостки, шкафы и т.д.).

В качестве примера приводится планировка электротехнического участка трамвайного депо с указанием расположения основного оборудования рис. 3.7.



Рис.3.7. Планировка электротехнического участка

1 - зона сборки ТЭД, 2 - стеллаж готовой продукции, 3 - сушильный шкаф, 4 - пропиточная камера, 5 - продувочная камера, 6 - стенд проверки якорей на пробой, 7 - станок для продорожки коллекторов, 8 - токарный станок, 9 - зона ремонта эл. аппаратов, 10 - оборудование для перемотки катушек, 11 - вертикально - сверлильные станки, 12 - рабочие столы (верстаки), 13 - рабочее место мастера, 14- кран-балка, 21 - стенд проверки электромашин

Основное технологическое оборудование и испытательные стенды электротехнического участка трамвайного депо приведены в табл. 3.4.

Наиболее приближенным методом расчета площадей производственных цехов и мастерских является метод удельных площадей на одного производственного рабочего, работающего в данном цехе или мастерской. Для определения площадей этим методом необходимо пользоваться нормами удельных площадей на одного работающего, составленными на основании опыта проектирования депо.

Таблица 3.4

Основное технологическое оборудование электротехнического участка

Наименование оборудования	Фактическая площадь, мІ	Количество, шт.	Мощность, кВт/ч
Камера для продувки	2,1	1	-
Установка для пропитки изоляции	1,6	1	-
Сушильная шкаф	4	1	27
Станок для продорожки коллектора	1,6	1	3
Токарно-винторезный станок	6	1	7,5
Установка для контактной пайки коллектора	0,5	1	3
Балансировочный станок	3,2	1	7,5
Вертикально-сверлильный станок	0,5	1	2,5
Стенд для сборки электрооборудования	2,2	1	-
Стенд для испытания низковольтного оборудования	0,1	3	3,5
Стенд для испытания тяговых двигателей	3,05	1	50
Стенд для испытания электрооборудования	0,7	1	7,5
Кран мостовой	1,6	2	3,5
Аппарат для испытания якорей	0,5	1	1,5
Стеллаж для хранения деталей	0,7	3	-
Итого:	28,35	20	116,5

Производственная площадь цеха или мастерской

(3.1)

где f1 - норма площади на первого производственного рабочего;

f0 - норма площади на каждого последующего рабочего;

nP - количество человек одновременно работающих в смене.

Несоответствие между принятыми площадями по этому методу и площадями, полученными более точным расчетом, составляет 10 - 15 %.

Более точно производственные площади можно определить при наличии спецификации и норм удельных площадей на каждый вид технологического оборудования.

Эти удельные нормы составляются с учетом необходимых площадей для установки самого оборудования, проходов, транспортных проездов и других свободных площадей, обеспечивающих необходимое удобство пользования оборудованием и требований техники безопасности.

Погрешность в определении производственных площадей с использованием норм удельных площадей не превышает 5 - 8 % по сравнению с более точными методами их расчета.

Наиболее точным методом определения производственных площадей является метод расчета по суммарным фактическим площадям, занимаемым технологическим оборудованием.

Определяемая этим методом производственная площадь, м2:

(3.2)

где - сумма площадей горизонтальных проекций технологического оборудования в рабочем положении, м2 ,

- расчетный коэффициент плотности оборудования.

Расчетным коэффициентом плотности оборудования учитываются проезды и проходы в цехе или мастерской. Принимаем коэффициент плотности оборудования для пропиточно-сушильного отделения равным 4,5, для остальных отделений электротехнического участка равный 5 [1].

Произведем расчет площадей электротехнического участка и, сопоставив расчетные значения с фактическими, определим, соответствуют ли они установленным нормам.

Расчет площадей электромашинного и электроаппаратного отделений участка произведем методом удельных площадей на одного производственного рабочего (3.1).

м2.

Фактическая площадь двух этих отделений SП = 114 м2, следовательно площадь соответствует требуемым нормам.

Расчет площадей отделения ремонта тяговых электродвигателей, пропиточно-сушильного отделения, произведем методом суммарных фактических площадей, занимаемых технологическим оборудованием (3.2).

Площадей отделения ремонта тяговых электродвигателей:

м2.

Фактическая площадь отделения ремонта тяговых электродвигателей SП = 34 м2, следовательно площадь соответствует требуемым нормам.

Площадей пропиточно-сушильного отделения:

м2.

Фактическая площадь пропиточно-сушильного отделения SП = 42,5 м2, следовательно площадь соответствует требуемым нормам.

3.2 Анализ неисправностей электрических машин

По статистическим данным технического отдела Кировского трамвайного депо был произведен анализ выхода из строя электрических машин по различным причинам на общем количестве подвижного состава и прошедших текущий ремонт.

Статистика неисправностей указана в таблице 3.5.

Построим диаграмму статистики причин выхода из строя тяговых электродвигателей на вагонах прошедших текущий ремонт в процентном отношении (рис.3.8, 3.9).

Таблица 3.5

Статистические данные причин неисправностей электрических машин на вагонах прошедших текущий ремонт (ТР)

Количество подвижного состава прошедших текущий ремонт (ТР) - 72 ед.

Количество ТЭД на подвижном составе прошедших текущий ремонт (ТР) - 288 ед.

Количество МГ на подвижном составе прошедших текущий ремонт (ТР) - 72 ед.

Год 2014

январь

февраль

март

апрель

май

июнь

июль

август

сентябрь

октябрь

ноябрь

декабрь

Итого

Количество ТЭД/МГ прошедших ремонт при постановке вагонов на текущий ремонт(ТР)

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

24/6

288/72

Механическая часть:

1. Излом вала

1/-

-/1

-/-

-/-

-/-

-/1

1/-

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

2/1

2.Разрушение подшипника

1/1

-/1

1/-

-/-

-/-

-/-

-/-

-/-

1/-

-/-

-/-

-/-

3/2

Электрическая часть:

1.Прожоги коллектора

1/-

-/-

-/-

-/1

-/1

1/-

1/-

-/-

-/

-/-

-/-

-/-

3/1

2. Излом вводных проводов

-\-

-/-

1/-

-/-

-/-

-/-

1/-

-/-

-/1

1/-

-/-

-/-

2/1

3. Пробой изоляции секций якоря

-/1

1/-

1/-

2/-

-/1

-/-

-/-

-\1

2/-

3/-

1/-

-/-

10/3

4. Пробой изоляции катушек главных и дополнительных полюсов

-/1

1/-

1/1

1/-

-/-

-/-

-/-

-/-

1/-

1/-

-/-

-/-

5/2

5.Прочие причины (попадание влаги, посторонних предметов)

-/-

-/-

1/1

2/-

-\-

-/-

-/-

-/-

1/-

2/-

1/1

-/-

7/2

Общее количество выходов из строя ТЭД /МГ за 2014 год по различным причинам

2/3

2/2

5/2

5/1

-/2

1/1

3/-

-/1

5/1

7/-

2/1

-/-

32/14

Рис.3.8. Диаграмма статистических причин выхода из строя ТЭД на вагона прошедших ТР

Рис.3.9. Диаграмма статистических причин выхода из строя МГ на вагона прошедших ТР

По проведенному анализу основных неисправностей электрических машин тяговых видно, что основная нагрузка ложится на изоляцию.

При эксплуатации вагона на линии на него действуют различные климатические и погодные условия, особенно в весенние и осенние периоды, ухудшающие свойства изоляции, а при выполнении ремонта электрических машин на вагонах прошедших текущий ремонт уделен недостаточный контроль за техническим состоянием.

Разработка комплекса организационно-технических мероприятий с введением в штат электротехнического участка должности - техник по контролю качества ремонта электрических машин, а также разработка комплекса мероприятий контрольных испытаний электрических машин на всех этапах ремонта, даст возможность расширить возможности контроля за техническим состоянием электрических машин, и следовательно снизит затраты на выполнение дополнительного ремонта.

3.3 Разработка организационно-технических мероприятий по увеличению контроля параметров электрических машин на этапах проведения ремонта

3.3.1 Программа приемо-сдаточных испытаний силовых электрических машин

Учитывая сложные условия работы силовых электрических машин трамвайного вагона, к качеству их ремонта предъявляют высокие требования. Обеспечить высокое качество ремонта нельзя без применения объективных и достаточно точных методов их контроля. Согласно ГОСТ 2582-81[25] испытаниям подвергают каждую силовую электрическую машину после проведенного ремонта.

Приемо-сдаточные испытания проводят для проверки соответствия установленным техническим требованиям и условиям каждой отремонтированной электрической машины. Результаты испытаний вносят в протокол и записывают в рабочем журнале.

Приемо-сдаточные испытания электрических машин после ремонта выполняют последовательно по программе:

1. Измерение сопротивления обмотки постоянному току в практически холодном состоянии.

2. Испытание на нагревание.

3. Проверка частоты вращения и реверсирования при номинальных значениях напряжения, токах нагрузки и возбуждения.

4. Испытание на повышенную частоту вращения.

5. Испытание электрической прочности междувитковой изоляции обмоток.

6. Проверка биения коллектора.

7. Проверка коммутации.

8. Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками.

9. Испытание электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками.

10. Проверка уровня вибрации.

Перед проведением испытаний производится внешний осмотр и проверка качества сборки электрической машины согласно ГОСТ 10159-79 [28], которая сводится к проверке равномерности воздушного зазора между главными и добавочными полюсами и якорем, равномерности расстановки полюсов по окружности магнитной системы и щеток по окружности коллектора, силы нажатия щеток на коллектор, расстояния нижней кромки щеткодержателя от рабочей поверхности коллектора, аксиальной симметрии сердечника якоря и полюсов, правильности маркировки выводов.

Основная задача приемо-сдаточных испытаний заключается в проверке работоспособности собранной машины.

1. Измерение сопротивления обмоток постоянному току в практически холодном состоянии. Цель таких измерений - выявление дефектов (некачественных соединений, витковых замыканий), ошибок в схеме соединений, а также уточнение параметров, используемых при расчетах и наладке режимов, регуляторов и др.

При измерении сопротивлений обмоток в практически холодном состоянии температура обмоток не должна отличаться от температуры окружающей среды более чем на ± 3єС.

ГОСТ 11828-86 [27] предусматривает следующие методы измерений: при помощи амперметра и вольтметра или с помощью мостов (одинарного и двойного).

Принципиальная схема одинарного и двойного моста приведена на рис.3.10.

Рис.3.10. Принципиальные схемы одинарного моста (а) и двойного моста (б)

В таблице 3.6 приведены технические данные одинарных мостов постоянного тока Р-316, МО-62 и Р-333.

Таблица 3.6

Технические данные мостов постоянного тока

Тип	Пределы измерений	Погрешность, %	Примечание
1	2	3	4
Р-316	10-5 ... 106	0,2 ... 5,0	Одинарный мост. Питание от сети переменного тока 127 или 220 В.
МО-62	2 ·10-5 ... 106	0,1 ... 5,0	Одинарный мост. Питание от наружной или внутренней батареи, а также от сети 127/220 В.
Р-333	5 ·10-3 - 999,9 ·103	0,5 ... 5,0	Одинарный мост. Питание от наружной или внутренней батареи сухих элементов.

2. Испытание на нагревание. Целью испытания электрической машины на нагрев являются определение допустимых или установление номинальных нагрузок рабочих обмоток и сердечников для обеспечения нормальных условий работы изоляции. Повышение температуры изоляции сверх допустимой если и не приводит к быстрому ее разрушению и пробою, то ускоряет старение и сокращает срок ее службы.

При испытаниях на нагрев измеряют температуру всех активных частей машины и охлаждающей среды, а также частоту вращения, токи и напряжения обмоток.

Электрические машины постоянного тока могут испытываться методом взаимной нагрузки, причем одна из них должна работать двигателем, а другая - генератором. При приемо-сдаточных испытаниях режим считают действительным для обеих электрических машин.

При приемо-сдаточных испытаниях машин на нагревание выполняют с целью определения превышения температуры обмоток, коллектора, подшипников над температурой окружающей среды. Испытание на нагревание тяговых двигателей проводят в течение 1 часа. Допускается испытание проводить в течение 30 мин при токе на 20% больше тока часового режима, дающем практически то же превышение температуры, что и при часовом режиме. Напряжение и ток устанавливают на машине, работающей двигателем.

Температуру нагрева подшипников измеряют термометром на наружном кольце в момент остановки двигателей, а коллектора - на рабочей поверхности. Полученные значения превышения температуры частей тягового двигателя. Предельно допустимое превышение температуры подшипников качения 55єС.

3. Проверка частоты вращения и реверсирования при номинальных значениях напряжения, токах нагрузки и возбуждения. Проверку частоты вращения двигателей постоянного тока проводят на соответствие допускаемым отклонениям характеристик тяговых электрических машин, установленным ГОСТ 2582-81 [25].

Допускаемые отклонения частоты вращения двигателей постоянного тока в точке, соответствующей номинальному режиму, от частоты вращения, установленной по типовой характеристике при токе, соответствующем номинальной мощности и номинальном возбуждении, должны соответствовать табл. 3.7

Таблица 3.7

Допускаемые отклонения частоты вращения двигателей

Номинальная мощность двигателей, кВт	Допускаемые отклонения частоты вращения, %, не более
До 3	± 7,5
Св. 3 до 40	± 5,0
Св. 3, для двигателей, работающих на подвижном составе индивидуально	± 6,0
Св. 40 до 150	± 4,0
Св. 150	± 3,0

У двигателей, предназначенных для вращения в обе стороны, при токе, соответствующем номинальной мощности , и при номинальном возбуждении разность между частотами вращения в одну и другую сторону, выраженную в процентах от среднего арифметического обеих частот вращения, принимают следующую:

не более 5% - для двигателей с номинальной мощностью до 40 кВт;

не более 4% - для двигателей с номинальной мощностью свыше 40 кВт без траверсы, не более 3% - с траверсой.

При этом допускаемые отклонения частоты вращения двигателей от номинальной не должны превышать указанных в табл. 3.7.

Испытание на проверку отклонения частоты вращения и реверсирования в обе стороны проводят на нагретой машине после испытаний на нагревание. Измерение частоты вращения производят при вращении якоря с помощью тахометра, приставленному к центровому отверстию вала якоря.

4. Испытание на повышенную частоту вращения. Испытание тяговых двигателей на повышенную частоту вращения проводят при частоте вращения, превышающей на 25% наибольшую частоту вращения.

В случае постоянно соединенных последовательно двух тяговых двигателей испытания проводят при частоте вращения, превышающей на 35% наибольшую частоту вращения.

Испытание вспомогательных электрических машин следует проводить при частоте вращения, превышающей на 20% наибольшую.

Испытания проводят при холостом ходе нагретой машины в течение 2 мин, после чего в машине не должно быть каких-либо изменений, влияющих на ее работоспособность.

Частоту вращения рекомендуется измерять дистанционными методами (тахогенератором и вольтметром, градуированным в единицах частоты вращения).

5. Испытание электрической прочности междувитковой изоляции обмоток. Проверку электрической прочности междувитковой изоляции проводят на холостом ходу нагретой машины.

Изоляция между смежными витками обмоток должна в течение 5 мин выдерживать испытание повышенным напряжением на 50% сверх номинального. Для тяговых двигателей городского электрического транспорта - на 30% для новой и на 10% для отремонтированных машин без смены изоляции. Испытание двигателей последовательного возбуждения производят по схеме независимого возбуждения.

6. Проверка биения коллектора. Биение коллектора на неподвижной нагретой машине определяют индикатором часового типа. Якорь двигателя проворачивается от руки, разность между максимальным и минимальным показаниями индикатора определяют величину биения. При этом необходимо следить за равномерностью изменения показаний индикатора.

Биение коллектора в холодном и горячем состоянии для двигателей ГЭТ устанавливается в соответствующей нормативно-технической документации.

7. Проверка коммутации. Коммутацию тягового двигателя проверяют визуально при номинальном напряжении, токе якоря, равном двойному часовому, и токе возбуждения, соответствующем часовому режиму (номинальная степень возбуждения). Испытание проводят с открытыми коллекторными крышками в течение 30 с при каждом направлении вращения на нагретой до рабочей температуры машине.

Коммутацию считают удовлетворительной, если при испытаниях не возникнет кругового огня, остаточных деформаций или механических повреждений коллектора и щеткодержателей, и они пригодны для дальнейшей работы без очистки или какого-либо исправления, а также если степень искрения не превышает 1Ѕ балла по ГОСТ 183-74 [26] (слабое искрение под большей частью щетки).

8. Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками. Сопротивление изоляции обмоток нагретой электрической машины относительно ее корпуса и сопротивление изоляции между обмотками для электрических машин городского транспорта должно быть не менее 1 МОм. Сопротивление изоляции обмоток и между обмотками в холодном состоянии электрических машин трамвая при выпуске из заводского ремонта должно быть не менее 10 МОм для машин с изоляцией класса Н и не менее 3 МОм для машин с изоляцией класса В.

Для измерения сопротивления изоляции применяют мегомметры на 1000 В с ручным приводом.

При измерении сопротивления изоляции нужно соблюдать следующие правила:

- мегомметр должен быть установлен на траверсе основание в горизонтальном положении;

- переключатель пределов измерения должен быть установлен на наибольший предел;

- измерение сопротивления изоляции должны проводить два человека: один из них должен вращать ручку мегомметра, а другой касаться изолированными щупами измеряемых цепей машины;

- рукоятку мегомметра нужно вращать равномерно с частотой 120 об/мин;

- отсчет показаний на шкале мегомметра следует производить только после того, как стрелка займет устойчивое положение;

- при измерении сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса машины один из щупов нужно прикладывать к зачищенной металлической поверхности корпуса (желательно в месте заземления корпуса), а другой - к выводному концу или обнаженной поверхности проводников той обмотки, сопротивление изоляции которой проверяют;

- после окончания измерения сопротивления изоляции все испытуемые обмотки необходимо разрядить на заземленный корпус машины и снова проверит исправность мегомметра. Каждая обмотка соединяется с корпусом машины на время не менее 15 с при мощности машины до 1000 кВт.

9. Испытание электрической прочности изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками. Испытание изоляции повышенным напряжением позволяет убедиться в наличии необходимого запаса прочности изоляции, отсутствии местных и общих дефектов, не обнаруживаемых другими способами.

Изоляция считается выдержавшей испытания повышенным напряжением в том случае, если не было пробоя, частичных разрядов, выделений газа или дыма, резкого снижения напряжения и возрастания тока через изоляцию, местного нагрева изоляции.

Проверку электрической прочности изоляции проводят на нагретой электрической машине при испытательных напряжениях, установленных ГОСТ 11828-86 [27].

Согласно указанному ГОСТу для тяговых и вспомогательных двигателей, получающих электроэнергию непосредственно от контактной сети, с номинальным напряжением относительно корпуса до 750 В включительно изоляция обмоток относительно корпуса машины и между обмотками должна выдерживать в течение 1 мин.

На рис. 3.11. приведены схема и временной график испытания изоляции обмоток машины повышенным напряжением переменного тока.

Рис. 3.11. Схема (а) и временный график (б) испытания изоляции повышенным напряжением переменного тока тяговых двигателей.

При испытаниях необходимо применять защитные средства при работе на электроустановках напряжением свыше 1000 В: ограждение, предупредительные плакаты, высоковольтные штанги, резиновые перчатки, боты, коврики. Испытание проводят два человека, старший из которых должен иметь более высокую квалификационную группу.

В качестве испытательных трансформаторов, кроме специальных, можно использовать трансформаторы напряжения типа НОМ, для которых допустимо повышение напряжения на первичной обмотке до 150 - 170 % номинального. При отсутствии испытательного трансформатора достаточной мощности возможно параллельное включение однотипных трансформаторов.

10. Проверка уровня вибрации. Вибрацией называют колебания, имеющие сравнительно наибольшую амплитуду и высокую частоту. Величины, характеризующие вибрацию (амплитуда, частота, фаза) измеряют виброметрами и вибрографами различных типов. Мерой вибрации является двойная ее амплитуда, измеренная в сотых долях миллиметра или в микронах.

Уровень вибраций электрических машин при приемо-сдаточных испытаниях измеряют на подшипниковых щитах только в направлении оси Y (вертикальном направлении) возможно ближе к оси вращения.

Оценку уровня вибрации производят при приемо-сдаточных испытаниях при работе электрической машины в режиме холостого хода с установившимися номинальной и наибольшей частотами вращения.

3.3.2 Требования к техническому контролю и учету электрических машин

1. Электрические машины и якоря направлять в ремонт (из ремонта) с техническими паспортами с обязательным заполнением в паспорте на якорь и на остов данных о выполненном пробеге от начала эксплуатации и между ремонтами, о всех проведенных ранее изменениях конструкции, ремонтах, имевших место неисправностях и их причинах, причинах отправки машин в ремонт. Отправлять машины в ремонт и принимать из ремонта без технических паспортов или с подмененными паспортами запрещается.

2. При отсутствии технических паспортов и данных о пробегах электрической машины следует руководствоваться Правилами ремонта электрических машин троллейбусов и трамвайных вагонов.

3. Обо всех неисправностях, обнаруженных на прибывшей в ремонт электромашине, о недостающих частях и деталях при приемке машины составить акт.

4. Отделу технического контроля и инженеру по качеству систематически контролировать выполнение правил очистки машин, не допуская порчи изоляции.

Ознакомиться с записями в технических паспортах электрической машины о предыдущих ремонтах, выполненном пробеге от начала эксплуатации, от капитального и текущего ремонтов, занести эти сведения в ремонтный лист.

5. Запись необходимого ремонта электрических машин с указанием фактического состояния ее элементов занести в ремонтный лист или журнал электромашинного цеха установленной формы.

Остовы и якоря электрических машин, которые не могут быть отремонтированы , подлежат списанию в установленном порядке.

6. В процессе ремонта мастера соответствующих цехов и участков должны лично принимать от бригадиров и исполнителей работы по ремонту и сборке узлов машины. Мастер или бригадир должен участвовать при выполнении наиболее ответственных работ, проверок и испытаний.

7. Работники ОТК в депо обязаны обеспечивать в процессе ремонта и сборки машин контроль за выполнением важнейших операций, качество отремонтированных узлов и своевременную их приемку.

8. Начальники и мастера цехов обязаны предъявлять отремонтированные узлы машин, а также машину в сборе ОТК в депо.

9. При ремонте и испытании электрических машин строго соблюдать правила и инструкции по технике безопасности.

10. Ремонт электрических машин производить в строгом соответствии с Правилами ремонта электрических машин троллейбусов и трамвайных вагонов, действующими чертежами и нормами допусков и износов.

11. Все отремонтированные или вновь изготовленные части и детали перед сборкой машин или сдачей в кладовую, а также машины после сборки (из исправных узлов и деталей) проверить и испытать в соответствии с установленными нормами, для чего депо должно иметь соответствующие стенды, приборы, приспособления и инструмент, предусмотренные технологическими процессами ремонта.

12. Разделку и качество заварки трещин на остовах (станинах или корпусах статоров), подшипниковых щитах, подшипниках моторно-осевых и других ответственных деталях электрических машин контролировать производственному мастеру и мастеру ОТК.

Выполнение сварочных работ на валу якоря регистрировать в технических паспортах машин.

13. По окончании установленного времени сушки обмоток проверить сопротивление изоляции мегаомметром. Минимальное сопротивление изоляции обмотки якоря и магнитной системы после пропитки и сушки при температуре 100 °C должно быть не менее 1 МОм для всех электрических машин. При низком сопротивлении изоляции сушку продолжить до получения установившегося сопротивления изоляции, которое должно быть не ниже вышеуказанной нормы.

14. Режим сушки и пропитки обмоток контролировать с применением соответствующих контрольно-измерительных приборов и вести учет времени сушки, температуры, вакуума, давления воздуха и сопротивления изоляции обмоток с записью в журнале цеха.

3.3.3. Этапы технического контроля при ремонте электрических машин

В таблице 3.8 указан основной перечень работ по контролю технического состояния электрических машин проводимых техником по качеству ремонта.

Также в таблице приведена норма времени производимых контрольных замеров.

Таблица 3.8

Перечень работ проводимых техником по качеству ремонта электрических машин

№п/п	Наименование операций и содержание работ	Кол-во	Единица объёма работ	Профессия	Норма времени
1	2	3	4	5	6
	Разборка узлов
1	Деффектация подшипников и посадочных мест подшипникового щита	1	Эл. машина	техник по качеству	0,1
2	Деффектация щеточного узла	1	Эл. машина	техник по качеству	0,05
3	Деффектация посадочных мест под подшипники вала якоря			техник по качеству	0,1
4	Деффектация состояния главного полюса	1	Эл. машина	техник по качеству	0,15
5	Деффектация состояния добавочного полюса	1	Эл. машина	техник по качеству	0,15
	Дефектовка деталей
6	Деффектовать, маркировать детали			техник по качеству	0,3
	Ремонт
7	Проверить якорь на отсутствие межвитковых замыканий	1	Эл. машина	техник по качеству	0,35
8	Проверить сопротивление изоляции секции на пробой	1	Эл. машина	техник по качеству	0,25
9	Проверить катушку на отсутствие межвитковых замыканий	1	Эл. машина	техник по качеству	0.25
10	Контролировать процесс пропитки и сушки	1	Эл. машина	техник по качеству	-
12	Проверить состояние коллектора после проведенного ремонта	1	Эл. машина	техник по качеству	0,15
13	Контролировать процесс напрессовки коллектора на вал якоря	1	Эл. машина	техник по качеству	0,2
14	Проверить качество торцевания, выступающие из петушков концы секций	1	Эл. машина	техник по качеству	0,05
15	Проверит пайку петушков коллектора с проверкой на межвитковое замыкание после пайки	1	Эл. машина	техник по качеству	0,05
16	Проверить качество проточки, продорожки и шлифовки цилиндрической поверхности коллектора,	1	Эл. машина	техник по качеству	0,1
17	Проверить изоляцию между железом якоря и обмоткой на пробой, отсутствие межвитковых замыканий, сопротивление изоляции относительно железа якоря	1	Эл. машина	техник по качеству	0,3
18	Контролировать качество напресовки подшипников и подшипникового щита	1	Эл. машина	техник по качеству	0,25
19	Проверить качество установки на остов главных и дополнительны полюсов	1	Эл. машина	техник по качеству	0,1
	Сборка тягового электродвигателя
20	Контролировать процесс напресовки коллектора на вал якоря	1	Эл. машина	техник по качеству	0,2
21	Контролировать процесс напрессовки подшипникового щита	1	Эл. машина	техник по качеству	0,25
22	Проверить качество установки на остов катушек главных и дополнительных полюсов	1	Эл. машина	техник по качеству	0,05
	Испытание электрической машины и ведение документации
23	Контролировать процесс проверки работы электрической машины на стендах, записывать данные, проверить маркировку	1	Эл. машина	техник по качеству	2,5
24	Занести данные в паспорт электрической машины о произведенном ремонте, замене узлов, данные испытаний.	1	Эл. машина	техник по качеству	0,5
25	Составить акт приемки электрической машины	1	Эл. машина	техник по качеству	0,3
	Итого:				6,8

Основные этапы контрольных измерений в процессе ремонта электрических машин представлены в виде блок - схемы (рис.3.12).

Рис. 3.12. Структурная схема технического контроля узлов электрических машин на этапах ремонта

3.3.4 Расширение штата электротехнического участка с введением должности - техник по контролю качества ремонта электрических машин. Расчет численности персонала электротехнического участка Кировского трамвайного депо

Для определения численности производственных квалифицированных рабочих необходимо знать коэффициент штатности. Чтобы его определить, необходимо рассчитать годовые фонды времени.

Фондом времени рабочего называют расчетную продолжительность в часах работы работника в течение года.

Продолжительность рабочего дня при пятидневной рабочей неделе составляет 8 часов в дневной и 6 часов в ночной сменах [12, 22].

Календарный фонд времени рабочих при пятидневной рабочей неделе:

, (3.7)

где tC - продолжительность смены, ч;

365 - число дней в году;

aВ - число выходных дней в году;

aП - число праздничных дней в году;

aПП - число предпраздничных дней в году.

Годовой календарный фонд времени для рабочего при 8 ч рабочем дне:

ч.

Действительные фонды времени рабочих зависят от продолжительности отпуска и невыходов на работу по болезни и другим уважительным причинам. Потери рабочего времени при двадцативосьмидневном очередном отпуске составляют 12 %.

Таким образом, действительный фонд времени рабочего при восьмичасовом рабочем дне и двадцативосьмидневном отпуске:

ч.

Отношение действительного фонда времени к календарному фонду представляет собой коэффициент штатности, который, для рабочих с восьмичасовым рабочим днем будет:

.

В табл. 3.9 приведены данные для расчета численности производственных рабочих.

Таблица 3.9

Данные для расчета численности производственных рабочих

Профессия рабочих	Продолжительность смены, ч	Фонд времени, ч	Коэффициент штатности
	в рабочие и предвыходные дни	в предпраздничные дни	календарный	действительный
Основные рабочие электроучастка
Слесарь-электрик по ремонту электрооборудования	8	7	1987	1749	0,88
Обмотчик элементов электрических машин	8	7	1987	1749	0,88
Техник по контролю качества ремонта электрических машин	8	7	1987	1749	0,88

Численность штатных рабочих электротехнического участка по ремонту электродвигателей и электрооборудования, человек определяется по формуле [1]:

, (3.8)

где ш - коэффициент штатности;

Ci - количество рабочих мест;

S - число смен;

ni - норма обслуживания (принимаем равной 1).

Количество рабочих мест работников электротехнического участка приведено в табл. 3.10.

Таблица 3.10

Количество рабочих мест работников электротехнического участка

Наименование работников	Количество рабочих мест
Основные рабочие	7
Слесарь-электрик по ремонту электрооборудования	4
Обмотчик элементов электрических машин	3
Бригадир	1
Техник по контролю качества ремонта электрических машин	1

Подставив имеющиеся значения, получим:

чел.

Рассчитанная численность штата учитывает рабочих на замещение, нанимаемых (переводимых) во время отпусков или при болезни большого числа основных рабочих на данный участок.

Вывод

В данной главе дипломного проекта были рассмотрены структура электротехнического участка, его оснащенность средствами и оборудованием для контроля параметров электрических машин при выполнении ремонта и произведен проверочный расчет габаритных норм электротехнического участка. Также в данной главе была проработана программа приемо-сдаточных испытаний силовых электрических машин, приведены основные требования к техническому контролю и учету электрических машин, разработаны этапы технического контроля при ремонте электрических машин для введения должности - техник по контролю качества.

4. Экономическая эффективность разрабатываемых мероприятий

4.1 Расчет затрат предприятия

После выполнения ремонта электрических машин по причине отсутствия должного контроля параметров на всех этапах ремонта происходит преждевременный выход отдельных узлов и элементов электрических машин.

Без разработки организационно-технических мероприятий с применением средств контроля, а также при отсутствии в штате электротехнического участка, должности - техник по контролю качества ремонта электрических машин, предприятие вынуждено производить повторный ремонт электрических машин вышедших из строя из-за отсутствия должного контроля.

Затраты предприятия до внедрения организационно-технических мероприятий по контролю качества ремонта электрических машин составляют:

- среднегодовое количество вышедших из строя тяговых двигателей (ТЭД) связанных с отсутствием должного контроля, за год - 25 шт. (п. 3.2 Глава 3);...