Разработка технологического процесса ремонта коллекторных электродвигателей с анализом операции балансировки якорей

Испытанию изоляции относительно корпуса подвергают поочередно каждую электрически независимую цепь. Для этого один из выводов источника  напряжения подключают к выводу испытуемой обмотки, а второй — к корпусу  машины, который должен быть надежно  заземлен, и к нему на время испытания должны быть присоединены все остальные обмотки машины. Годной считается обмотка, у которой при испытании не произошло пробоя изоляции или перекрытия ее скользящими разрядами.

Электрическая прочность  изоляции обмотки между смежными витками испытывается повышенным напряжением, при приложении которого изоляция должна выдержать испытание в течение 5 минут.

Испытание производят при холостом ходе машины путем повышения  подводимого (при испытании в  режиме электродвигателя) или генерируемого (при испытании в режиме генератора) напряжения на 30% сверх номинального напряжения.

 

 

4. Расчёт коллекторного электродвигателя

 

_{Мощность  электродвигателя в  общем случае равна  мощности технологического процесса, для выполнения которого и создается  привод [2]. Мощность на выходном валу привода можно рассчитать по формуле:}

_{Рвых = Твых * ωвых    (1)}

P_вых - мощность на выходном валу привода,

Т_вых - момент на выходном валу привода,

ω_вых - угловая скорость на выходном валу привода, с^-1.

Момент на выходном валу привода можно рассчитать по формуле:

T_вых = F_t*R   (2)

F_t-тягловое усилие, Н; 

R-радиус рабочего органа, м; R = 0,8м.

 

F_t = t*Fn (3) 

t-коэффициент трения, t=0,4;

Fn-нагрузка, Н.

Fn=mg  (4)

m=20кг.

Fn= 20кг * 9,8м/с² = 196Н

Ft= 0,4 * 196Н = 78,4Н;

Угловую скорость на выходном валу привода можно рассчитать по формуле:

ω_вых =      (5)

где n - частота вращения рабочего органа; n = 68 об/мин.

Подставляя данные в (5), получим:

ω_вых = = 9,42 с^-1

Подставляя данные в (2), получим:

 

Т_вых = 78,4Н * 0,8м = 62,72Н*м

Подставляя данные в (1), получим:

 

P_вых = 62,72Н*м * 9,42с^-1 = 590,82Вт.

Учет механических потерь в проектируемом приводе наиболее просто осуществить путем использования  такого понятия, как "коэффициент  полезного действия" [2]. Общий КПД всего привода можно рассчитать по формуле:

Ƞ_общ = Ƞ_цзп ⁵* Ƞ_ппк ¹⁰   (6)

Ƞ_цзп – кпд цилиндрической зубчатой передачи;

Ƞ_ппк – кпд пары подшипников качения.

Возьмём Ƞ_цзп = 0,96 и Ƞ_ппк = 0,99. Тогда:

 

Ƞ_общ = 0,96⁵ * 0,99¹⁰ = 0,766

Определим требуемую мощность электродвигателя по формуле:

 

Р_трдв = Р_вых / Ƞ_общ   (7)

Подставив значения, получим:

 

Р_трдв = 590,82Вт / 0,776 = 575,23 Вт.

Принимаем мощность электродвигателя равной  Р_дв = 576 Вт.

Вывод

 

Промышленность развивается  быстрыми темпами, следовательно, растёт и область применения двигателей, происходит их модернизация и обновление. Экономика требует от производителей электродвигателей экономии ресурсов на изготовление, снижения затрат на эксплуатацию и более высоких показателей  КПД машин.

Спрос на коллекторные двигатели  постоянного тока обусловлен их конструктивными  особенностями, позволяющими регулировать частоту вращения в достаточно широком  диапазоне.

Кроме этого основного  преимущества коллекторные электродвигатели постоянного тока отличаются более  высоким КПД, чем электродвигатели переменного тока (некоторые модели коллекторных электродвигателей имеют  коэффициент полезного действия, равный 85%), а также хорошим пусковым моментом и сравнительно небольшой  массой.

По многим техническим  характеристикам коллекторные электродвигатели постоянного тока заметно превосходят  другие типы электродвигателей. Так, стабильность частоты вращения коллекторного  двигателя со статической системой стабилизации составляет от 0,5% [10].

Стоит отметить и быстродействие коллекторных электродвигателей –  их минимальная постоянная времени равна 5-10 мс.

В то же время при наличии  множества очевидных плюсов коллекторные электродвигатели постоянного тока имеют ограниченную область применения, так как искрение на движущихся контактах  полностью исключает возможность  их применения во взрывоопасных средах. Для подобных сред рекомендуется  использовать специальные взрывозащищенные двигатели.

Наиболее широкое распространение  получили коллекторные двигатели постоянного  тока малой мощности. Основная область  их применения – автоматические системы, требующие быстрого пуска и стабильной работы электродвигателя с возможностью регулирования частоты вращения. Именно коллекторные электродвигатели постоянного тока идеально подходят для таких систем автоматики, где особенно важна надежность электродвигателя и не нужна большая мощность.

В работе, помимо коллекторных электродвигателей, была дана краткая  характеристика каждого вида двигателя  в виде классификации по типу рабочего тока, по степени защиты от воздействия окружающей среды.

Далее было рассмотрено устройство и принцип действия электродвигателя на примере стиральной машины, с иллюстрациями составных частей механизма.

В главе «Балансировка  якоря» указаны виды балансировки, их особенности, методы нанесения меток  на места дисбаланса и приведён рисунок  балансировочного станка АТМ – 3000У  для динамической балансировки.

Далее была приведена практическая часть работы с рассмотрением  технологического процесса ремонта  электродвигателя бытовой машины, испытаний после ремонта, основных неисправностей. В заключение этой главы был приведён расчёт электродвигателя по показателям мощности, момента, угловой скорости на выходном валу привода, общего КДП привода.

Работа была написана с  использованием книжных изданий  и ресурсов сети Интернет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. Учебник для вузов. — 3-е изд. — М.: BNV, 2012. – 592 с.
2. Виноградов Н.В., Виноградов Ю.Н.  Как самому рассчитать и сделать электродвигатель. – Л.: Энергия, 1974. – 168 с.
3. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин. – Л.: Энергия, 1969. – 296 с.
4. Каминский М.Л. Проверка и испытание электрических машин. - Л.: Энергия, 1977. – 104 с.
5. Копылов И.П. Электрические машины. – М.: Логос, 2000. – 607 с.
6. Лекции по курсу: «Технологические процессы в сервисе».
7. Лившиц П.С. Справочник по щёткам электрических машин. М.: Энергоатомиздат, 1983. – 216 с.
8. Лир Э.В. Справочник по электробытовым машинам и приборам. – Киев: Технiка, 1976. – 272 с.
9. Мандрыкин С.А. Ремонт электродвигателей. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 88 с.
10. Хвостов В.С. Электрические машины постоянного тока. – М.: Высшая школа, 1988. – 336 с.
11. http://www.a-qualux.ru/index/kollektornyj_dvigatel/0-41
12. http://remsam1.com/kollektornye_dvigateli.php
13. http://trigada.ucoz.com/publ/ehlektrodvigateli_ikh_vidy_primenenie_klassifikacii_oboznachenija/1-1-0-221
14. http://electricalschool.info/