Технологій технічного обслуго-вування та ремонту генераторів електричної енергії на прикладі автомобіля ВАЗ 21083

У майстернях посадкове місце для кулькових підшипників розточують на 1,5-2,0 мм і з одного краю роблять виточування 1,5-2,0 мм. Потім відповідно до місця виточують втулку з буртиком і запресовують у кришку.

Якщо спрацювання невелике, роблять точкове наплавлення металу електрозварюванням по всьому периметру посадкового місця або керніння з наступним шліфуванням до потрібного розміру. Практика засвідчує, що після такого ремонту генератори працюють тривалий час.

У разі послаблення кріплення генератора на кронштейні двигуна від підвищеної вібрації виникає вироблення в отворах вушок кришок. Щоб його усунути, випресовують спрацьовану сталеву втулку й запресовують нову, виготовлену зі сталі будь-якої марки.

Ремонт вала. У процесі експлуатації виробляються шийки вала ротора під кульковими підшипниками. Найпоширеніший спосіб ремонту — наплавлення металу на місце вироблення зварюванням із наступним проточуванням. Шліфування, зазвичай, не роблять.

Іноді спрацьовану шийку проточують до усунення вироблення й напресовують на вал сталеву втулку, діаметр якої доводять до номінального розміру.

Ремонт шківа. Якщо погано затягнено гайку, яка кріпить шків на валу, виробляються отвори й шпонковий рівчачок у маточині шківа. З огляду на те, що шків має нескладну конфігурацію, в деяких майстернях спрацьовані шківи не ремонтують, а виготовляють нові з алюмінієвого сплаву.

Іноді розточують отвір у шківі до зникнення вироблення й запресовують у нього нову втулку. Краї втулки приварюють до маточини й зачищають.

Закладання мастила в підшипники. Перед закладанням свіжого мастила кулькові підшипники промивають у бензині. У промивальному бензині й мастилі не повинно бути піску й металевого пилу. Мастила кладуть стільки, щоб заповнити 2/3 об'єму порожнини між кульками. Багато мастила класти не потрібно, бо його надлишок потрапляє на внутрішню порожнину генератора, контактні кільця та щітки й може призвести до інтенсивного спрацювання щіток і кілець, а іноді й до обривання кола збудження.

Зовсім неприпустима наявність мастила в порожнині, де встановлено закриті підшипники із закладеним мастилом.

Ремонт випрямного пристрою. Кремнієві вентилі ремонту не підлягають. Якщо один із вентилів відмовив у роботі, його замінюють, дотримуючись такої вимоги: під час паяння монтажних проводів не можна перегрівати корпус вентиля понад 150 °С. Тому паяти потрібно швидко (не довше 5 с).

Монтаж вентилів типу ВА20 полягає в запресуванні їх у тепловідводи, якими є кришки генераторів чи спеціальні пластини — тепловідводи — охолоджувачі. Пуансон для запресування повинен мати діаметр на 0,2-0,3 мм більший, ніж діаметр фланця ізолятора. Зусилля під час запресування потрібно прикладати плавно, воно не повинно перевищувати 5000 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РОЗДІЛ 2.

РОЗРОБКА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПЕРЕВІРКИ ГЕНЕРАТОРІВ

 

2.1. Основи методики перевірки генераторів.

Генератор перевіряють без навантаження на холостому ходу на початок віддачі й під навантаженням [36, 37]. Щоб перевірити генератор, його слід підключити за схемою, наведеною на рис. 2.1, а.

Вмикають вимикач 5 і за амперметром 4 визначають силу струму збудження, на підставі якої приходять до висновку про справність кола збудження та обмотки збудження генератора. Щоб визначити нормальну силу струму збудження, напругу акумуляторної батареї (12 В) потрібно поділити на опір обмотки збудження генератора, зазначений у технічних умовах на генератор. Якщо амперметр 4 реєструє більшу силу струму, то в колі збудження генератора є замикання, якщо меншу — у колі обмотки збільшений опір. У цьому разі потрібно перевірити стан контактних кілець ротора й щіток. Нормальна сила струму свідчить про справне коло збудження і генератор можна випробовувати.

Без навантаження генератор перевіряють так. До обмотки збудження за допомогою вимикача 5 (рис. 2.1, а) вмикають акумуляторну батарею, пус-кають електродвигун 1 і, плавно збільшуючи частоту обертання ротора генератора, спостерігають за показниками вольтметра.

Рисунок 2.1. Схеми перевірки генератора: а — без навантаження; б — із навантаженням; 1 — електродвигун; 2 — тахометр; 3 — генератор; 4, 7 — амперметри; 5, 6 — вимикачі

Коли генератор досягне напруги номінального значення 14 (28) В, тахометром 2 вимірюють частоту обертання ротора генератора і порівнюють її із заданою в технічних умовах. Генератор буде справним, якщо частота обертання ротора під час досягнення номінальної напруги без навантаження не перевищує зазначеної в технічних умовах. Наприклад, для генератора типу Г502 частота обертання під час досягнення напруги 14 В без навантаження повинна становити понад 950 хв-1.

Генератор, який задовольняє технічні умови, перевіряють під навантаженням (рис.2.1,б). Спочатку вмикають вимикач 5, пускають електро-двигун і плавно, збільшуючи частоту обертання ротора генератора, збуджують його до номінальної напруги 14 (28) В. Потім вимикачем 6 вмикають реостат навантаження. Напруга генератора внаслідок цього спаде, оскільки

Uг = Ег – Ін ∙ Zст,

де Ін — струм навантаження; Zст — опір обмотки статора.

Збільшуючи частоту обертання ротора, напругу генератора підтримують номінальною, і за допомогою реостата збільшують навантаження до контрольного значення. У момент досягнення контрольного навантаження до контрольного значення за номінальної напруги тахометром 2 вимірюють частоту обертання ротора й порівнюють її із заданою в технічних умовах.

Генератор буде справним, якщо частота обертання ротора під час досягнення контрольної сили струму і за номінальної напруги, тобто у випадку досягнення контрольної потужності Рm = U∙І, не перевищуватиме частоти, зазначеної у технічних умовах. Для генератора 37.3701 сила струму навантаження має становити 35 А, напруга 14 В, а частота обертання ротора — не більше як 2000 хв1.

Коли генератор не відповідає технічним умовам, його розбирають і перевіряють вузли та деталі.

 

 

 

 2.2. Устаткування та прилади для перевірки генераторів

Для перевірки генераторів змінного струму найчастіше використовують три промислові стенда: стенд 532-2М, стенд Э-211та стенд 532-М [35].

Стенд 532-2М призначений для перевірки технічного стану генераторів змінного та постійного струмів напругою 14 та 28 В потужністю до 500 Вт; перевірки і регулювання стартерів потужністю до 1,5 кВт, реле-регуляторів переривачів струму, покажчиків повороту, резисторів, діодів і транзисторів.

Стенд Э-211 призначений для перевірки стартерів потужністю до 1,5 кВт у режимах холостого ходу та повного гальмування, генераторів змінного і постійного струмів потужністю до 500 Вт, перевірки та регулювання реле-регуляторів, переривачів струму покажчиків повороту, вимірювання опорів, резисторів та обмоток, перевірки діодів і транзисторів приладів електрообладнання.

Потужність генератора 37.3701 складає 750 Вт, тому ці два стенда для перевірки його технічного стану не можуть бути використані.

Стенд 532-М (рис. 2.2.1) призначений для перевірки генераторів напругою 14 та 28 В потужністю до 2 кВт, стартерів потужністю до 11 кВт, ізоляції електрокіл, а також для вимірювання електричних опорів до 200 Ом. Технічні характеристики стенда дозволяють проводити перевірку технічного стану генераторів 37.3701, тому його можна розглянути в якості прототипа.

  В основі стенда розміщені дві акумуляторні батареї, які можуть заряд-жатися від зарядного пристрою стенда. Генераторам, що перевіряються, надає руху асинхронний електродвигун через клинопасову передачу і двоступінчастий клинопасовий варіатор. Вмикають стенд вимикачем 18, напрям обертання ротора двигуна змінюють перемикачем 20, а частоту обертання — маховичком 14.

Генератори та стартери, що перевіряються, закріплюють на піднімально-поворотному столі за допомогою пристрою 9 із гвинтовим затискачем, а реле-регулятори — на площині 21.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2.1. Стенд 532-М для перевірки генераторів, реле-регуляторів і старте-рів: 1 — вольтметр; 2 — перемикач омметра-тахометра; 3 —ручка «Установка нуля»; 4 — покажчик омметра-тахометра; 5 — сигнальна лампа 12 В; 6 — амперметр; 7 — сигнальна лампа «Заряджання»; 8 — перемикач амперметра; 9 — затискний пристрій із гвинтом і стопором; 10 — перемикач навантаження; 11 — панель виводів для приєднання генератора; 12— кнопка ввімкнення стартера; 13 — панель для увімкнення стартера; 14 — маховичок зміни частоти обертання; 15 — перемикач напруги; 16 — маховичок для піднімання затискного пристрою; 17 — ручка реостата навантаження; 18 — вимикач стенда; 19 — панель для приєднання стартерних обмоток генераторів змінного струму; 20 — перемикач напряму обертання ротора електродвигуна; 21 — площинка для встановлення реле-регулятора; 22 — панель для підімкнення реле-регулятора; 23 — перемикач збудження; 24 — сигнальна лампа 24 В; 25 — перемикач вольтметра; 26 — сигнальна лампа «Мережа»

 

У початковому стані вимикач 18 перебуває у положенні «Стоп», маховичок 14 повернуто ліворуч до краю (з увімкненим двигуном), ручку /7 реостата навантаження повернуто також ліворуч до краю, перемикач збудження 23 перебуває в положенні «Нуль», а перемикач 2 омметра-тахометра — у положенні «Зм»; ручка 3 «Установка нуля» повернута ліворуч до краю, перемикач навантаження 10 перебуває у положенні «40 А», а перемикач напруги 15 — у положенні «Нуль».

Після встановлення дефекту генератори ремонтують за допомогою спеціа-лізованого оснащення, призначеного для виконання ремонтних операцій. У майстернях загального призначення організують окремі робочі місця, укомп-лектовані набором інструмента і пристосувань для проведення разборочно-сбиральних робіт, виконання нескладних операцій по відновленню і заміні окремих деталей, а також контролю і випробування агрегатів злектрооблад-нання.

Проведення розборочно-складальних робіт виконують на спеціалізованих верстатах за типом, показаним на рисунку 2.2.2.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2.2. Верстак для ремонту злектрообладнання: 1 — компресор; 2 — апарат для очищення і перевірки іскрових свічок запалення; 3 — лещата; 4 — злектрощит;  5 —  вольтметр;  6 —  амперметр;  7 —  монтажний  поворот-ний стіл; 8 — апарат для намагнічування; 9 — гвинтовий прес; 10 — підставка для акумуляторів; 11 — злектродвигун.

Генератори, що підлягають ремонту, після їх зовнішнього очищення роз-бирають на поворотному столі (рис. 2.2.3). Розібрані деталі і складальні одиниці з дротами і обмотками  протирають  дрантям, смоченим в бензині, продувають стислим повітрям і сушать в шафі при температурі не більш 100°С. Інші деталі промивають в гарячих розчинах миючих препаратів або в

гасі. Потім деталі дефектують.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2.3. Розбирання генератора на поворотному столі.

 

 

2.3. Будова, принцип дії та розрахунок спроектованого пристрою.

Для перевірки генераторів за схемами, зображеними на рисунку 2.1 необхідно забезпечити обертання якоря генератора з необхідною частотою. Для вимірювання технічних параметрів генератора необхідно забезпечити частоту обертання його якоря від 0 до 5000 хв-1. Як було зазначено, генератор буде справним, якщо частота обертання ротора під час досягнення контрольної сили струму і за номінальної напруги, тобто у випадку досягнення контрольної потужності Рm = U∙І, не перевищуватиме частоти, зазначеної у технічних умовах. Так, для генератора 37.3701 сила струму навантаження має становити 35 А, напруга 14 В, а частота обертання ротора — не більше як 2000 хв1.

В зв’язку з цим, верстак для ремонту злектрообладнання, зображений на рисунку 2.2.2, доцільно обладнати електроприводом якоря генератора з клинопасовою передачою між ними. При дообладнанні верстата електропри-водом генератора електродвигун 11 приводу компресора 1 повертаємо на 900 по годинниковій стрілці і розташовуємо його з правої сторони віділу нижньої лівої шафи верстата, а комресор 1 – на задній панелі верстата. Таким чином, у нас звільнився простір для розміщення електроприводу генератора: електродвигун – в шафі з лівої сторони верстата, пристрій для закріплення генератора – на робочому столі верстата, клинопасова передача – з лівого боку верстата.

 Враховуючи паспортні данні генераторів легкових автомобілів, що най-більш використовуються в Україні, нами був вибраний для приводу електро-двигун із змішаним збудженням потужністю 1,5 кВт, з номінальною частотою обертання – 1500 хв . Оскільки,  для генератора 37.3701 номінальна частота обертання ротора складає 2000 хв1 і з урахуванням можливості перевірки генераторів інших марок, нами ухвалено рішення ввести передавальне відно-шення пасової передачі, рівне 2.

Розрахунок клинопасової передачі [29].

Виходячи з цих умов, величина обертаючого моменту на вхідному валу передачі буде дорівнювати:

Т

= = = 9,55 Н ∙ м.

Розрахункове значення діаметра меньшого шківа при  Т 250 Н ∙ м визначимо по формулі:

d

= 30 Т = 30 ∙ 9,55 = 65 мм

По таблиці А2 , визначаємо найближчий стандартний розмір шківа: d = 80 мм.

Діаметр великого шківа визначимо із залежності:

d

= d ∙ і (1 - )

де: - коефіцієнт ковзання рівний 0,015,

      і = 2 - передавальне відношення пасової передачі.

d

= 80 ∙ 2 (1 – 0,015) = 157,6 мм.

Найближче значення стандартного діаметра шківа дорівнює 160 мм.

Розрахункове значення міжосьової відстані визначимо із залежності:

А

= = = 192 мм.

При цьому довжина ременя буде дорівнювати:

= 2 А 1,57(d + d ) + =

=2 ∙ 192 + 1,57( 160 + 80) +

= 769,1 мм.

У зв'язку з особливістю компоновки електроприводу, вибираємо ремінь завдовжки 1500 мм, з реальною міжосьовою відстанью 550 мм.

Визначимо окружну швидкість ременя по формулі:

V =

= 1500 ∙ 80 / 20000 = 6 м/с.

Повздовжнє зусилля на гілці ременя  від дії обертаючого моменту визначимо із залежності:

F =

= 1000 ∙ 1,5 / 6 = 250 Н.

Розрахунок допустимого зусилля в ремені проводими по формулі:

= (N ∙ С ∙ С + 2000 ∙ М / d ) ∙ С ,