电机维修实用技术手册(第2版)
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第五节 三相异步电动机的维护与检修

一、三相异步电动机的日常检查与维护

1.新安装或长期停用的电动机投入运行前的检查工作

新安装或长期停用的电动机在投入运行前,应进行以下检查工作:

1)清扫安装场地的垃圾、灰尘。

2)检查并清除电动机内部的灰尘、杂物。

3)查对电动机铭牌上的电压、频率和电源电压、频率等是否相符,接法是否正确。

4)转动转轴,看是否有锈蚀或卡阻现象,要求转轴转动灵活。

5)用绝缘电阻表测量电动机绕组间和绕组对地(外壳)的绝缘电阻。对绕线转子电动机,除检查定子绝缘外,还应检查转子绕组及集电环对地和集电环之间的绝缘电阻。不符合要求者,应进行干燥处理。

6)检查并拧紧各紧固螺钉、地脚螺栓。

7)检查绕线转子电动机或直流电动机的集电环和换向器的接触面是否光洁,电刷接触是否良好,电刷压力是否适当(一般为15~25kPa)。

8)检查轴承中的润滑脂是否良好,量是否过少或过多。

9)检查传动装置(齿轮、皮带)是否处于良好状态。

10)检查电动机保护接地(接零)装置是否可靠,以及电动机机座与电源进线钢管的接地(接零)情况。

11)检查电动机电源引线、保护装置(断路器、刀开关、熔断器、热继电器等)的选用和整定是否正确。

12)检查电流表、互感器、电压表以及指示灯等的情况。

13)准备起动电动机时,事先应通知所有在场人员。起动后,应使其空转一段时间,并注意检查和观察其转向、转速、温升、振动、噪声、火花以及指示仪表等情况。如有不正常现象,应停机,消除故障后再运行。

2.电动机的日常检查与维护

为了防止电动机发生故障,做到安全、可靠地运行,必须加强日常检查和维护保养工作。

日常检查和维护主要是监视电动机起动、运行等情况,以便及时发现异常现象,在发生事故之前进行防护。这主要靠看、摸、听、嗅、问及监视电流表、电压表、温度计等进行。

1)注意电动机的声音和振动。利用听音棒听电动机的运转声,将棒的前端触在电动机的轴承等部位,另一侧触在耳朵上。如果听惯正常时的声音,就能听出异常声响。对于振动一般可用触感判断。

2)气味。当电动机因过载及通风受阻而过热或绝缘被击穿、烧焦时,就会发出绝缘焦味,检修人员容易发现异常。

3)温度。电动机正常运行时的温度不应超过允许的限值。简单判别可将手掌平放在电动机外壳上,若不能长时间停留,可以认为温度在60℃以上;若用手指只能停留1~1.5s,表明温度已达80℃以上;若手指接触停留时间更短,表明电动机可能烧坏。

4)电流。观察配电盘上的电流表或用钳形电流表测量三相电流,三相电流应基本平衡,不超过铭牌上所规定的额定电流。若超过,应检查是否有过载、电压下降、电压不平衡或传动机构卡阻、润滑不良等现象,若有则进行适当处理。

5)电压。若电源电压过高、过低或三相不平衡,都会引起电动机过热及其他不正常现象。

6)轴承。应检查其发热、漏油情况,以及有无异常声响,并定期加注或更换润滑油(脂)。在灰尘特别多的地方及轴承温度超过80℃(环境温度不超过40℃)的场合(电机轴承最高允许温度:滑动轴承不超过80℃;滚动轴承不超过95℃),有必要缩短更换周期。所加润滑脂不宜超过轴承室容积的2/3。

7)外观。观察电动机进出风口有没有被污物、杂物堵塞,电动机内部有没有遭受水、油等侵蚀,外壳有没有被尘埃覆盖,保护接地(接零)是否良好,传动带张力是否合适等。

8)集电环、电刷。对于绕线转子电动机,应经常检查电动机的集电环(俗称滑环)有无偏心摆动现象,观察集电环的火花是否过大,集电环表面是否光滑,有无灼伤的痕迹;检查电刷(曾称炭刷)压力是否足够,电刷是否需要更换。

3.每月(周)的维护

每月(周)定期检查,主要是不分解电动机的检查及清洁,内容包括:

1)绝缘电阻的测量,当绝缘电阻较低时,要除去附着在绕组上的尘埃,必要时作干燥处理。

2)各部位温度的测定。对于重要的电动机,可利用温度计测定并记录各部位的温度,测定时要记录环境温度。以观察温升变化。

3)振动的测定。对于大型或特别重要的电动机,可用振动计测量电动机的振动情况。

4.年(半年至两年)保养

根据使用条件的不同,半年至两年应进行一次解体保养,清洁内部,加润滑脂,修理不良处,更换部件。

作者在长期设备维护实践中总结出三相异步电动机的维护保养要点,见表1-64。

1-64 三相异步电动机的维护保养

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(续)

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(续)

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(续)

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二、异步电动机的允许温升及温升检查

1.电动机绝缘等级和极限工作温度(见表1-65)

1-65 电动机绝缘等级和极限工作温度

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注:1.本表的数据是在环境温度40℃、海拔1000m的条件下测定。

2.短时工作电动机的温升极限可增加10K。

2.异步电动机各部分的温升限值(见表1-66)

1-66 异步电动机各部分的温升限值(单位:K)

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3.异步电动机各部分的最高允许温度(见表1-67)

1-67 三相异步电动机的最高允许温度(周围环境温度为+40℃)

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4.手感温法估计温度

电动机温度的大致判断,可用手感温法,详见表1-68。若要详细检查(对于大型电动机或重要场合使用的电动机有必要监视),可用(酒精)温度计法和电阻法测试。运行中异步电动机各部件的允许温升根据绝缘等级来确定。

1-68 手感温法估计温度

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三、电动机绝缘电阻的要求

1.电动机的绝缘电阻要求

对于380V的低压电动机,用500V绝缘电阻表测量;对于高压电动机,用1000V、2000V或2500V绝缘电阻表测量。测量方法见第二章第八节二项。

绝缘电阻要求:对于新嵌线的电动机,1000V及以下的低压电动机应不低于5MΩ,3~10kV的高压电动机应不低于10MΩ。对于100kW以上的大型电动机或高压电动机,还应测吸收比R60/R15(即摇测60s和15s的绝缘电阻之比),以判断绕组是否受潮。要求吸收比R60/R15不小于1.3。

因为电动机绕组的绝缘电阻在不同温度下是不同的,其值随温度、湿度的升高而降低。为了进行比较,通常把所测得的绝缘电阻换算到运行温度时的值,其换算系数见表1-69。

1-69 电动机定子绕组绝缘电阻值换算至运行温度时的换算系数

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表1-69的运行温度,对于热塑性绝缘为75℃,对于B级热固性绝缘为100℃。

当在不同温度下测量时,可按上表所列温度换算系数进行换算。例如,某热塑性绝缘电动机在t=20℃时测得绝缘电阻为35MΩ,则换算到t=75℃时的绝缘电阻为35/K=35MΩ/45.3≈0.77MΩ。也可按下列公式进行换算:

对于热塑性绝缘,有

Rt=R×2(75-t)/10

对于B级热固性绝缘,有

Rt=R×1.6(100-t)/10

式中,R为绕组热状态的绝缘电阻(MΩ);Rt为温度为t(℃)时的绕组绝缘电阻(MΩ);t为测量时的温度。

例如对于上例,代入计算公式,得

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与查表1-69所得的计算值相同。

需指出,标准规定吸收比K为60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻的比值。对于大型电机吸收电流衰减过程延长至数分钟者,可采用10min绝缘电阻和1min绝缘电阻的比值,此值称为极化指数。

2.湿热环境中使用的电机的绝缘电阻要求

湿热环境中使用的中小型电机绕组对机壳和相互间的绝缘电阻R应符合以下要求:

1)额定电压Ue<36V的电机,R≥0.1MΩ。

2)额定电压36V≤Ue<220V的电机,R≥0.22MΩ。

3)额定电压Ue≥220V的电机按下式规定。当计算值小于0.38MΩ时,按0.38MΩ为最小限值。

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式中,R为绕组绝缘电阻(MΩ);Ue为电机额定电压(V);Pe为电机额定功率(kW)。

四、高压电动机绝缘老化及其防治

电动机绝缘的老化是决定电动机寿命的重要因素(当然以机轴为主的疲劳寿命、机械性能的好坏以及运行条件等也与电动机的寿命密切相关)。绝缘良好的高压电动机,如在正常负荷和较好的环境中运行,且维护保养得当,其绝缘老化速度较慢,电动机的运行寿命一般可达15年以上。如果电动机本身绝缘不良,或经大修质量不合格,又在恶劣环境中运行,则电动机发热加剧,电、化学作用增大,其绝缘老化速度加快,从而缩短电动机的使用寿命。

1.高压(3~10kV)电动机绝缘优劣的判断方法(见表1-70)

1-70 高压电动机绝缘优劣的判断方法

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2.高压电动机绝缘老化的原因及其防治对策(见表1-71)

1-71 高压电动机绝缘老化的原因及其防治对策

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(续)

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五、三相异步电动机的小修、中修和大修

定期维护保养分小修、中修和大修三类。目的是检修日常巡视中所发现的而运行中又不能处理的问题;全面检查电动机各部分的状况,对运行中未发现的隐患和故障加以修理;更换不良部件;给轴承添加或更换润滑脂;对于绝缘不良的电动机,经加强绝缘、浸漆、干燥处理,使它恢复到良好的绝缘水平,从而大大提高电动机的整体质量,延长其使用寿命。三相异步电动机的修理周期见表1-72。

1-72 三相异步电动机的修理周期

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1.三相异步电动机的小修

小修周期视使用环境条件和运转情况而定。使用环境条件较差且长期使用的电动机3~4个月进行一次,一般半年至1年进行一次。小修项目包括:

1)清除电动机外壳上的灰尘、油垢和风罩上的灰尘、脏物。必要时,拆下风罩,清除风叶上的灰尘、脏物。

2)检查接线盒内接线是否牢固,接线板有无烧焦现象。若烧焦,应予以更换。固定好接线盒。

3)紧固各部分螺栓,检查保护接地(接零)是否良好,接地(接零)线有无断裂,连接是否可靠。

4)检查各转动部分,补加轴承润滑脂。

5)对于380V的低压电动机,用500V绝缘电阻表测量定子绕组对地(外壳)的绝缘电阻,如有必要,再测量相间的绝缘电阻。对于绕线转子电动机,还应测量转子绕组对地(外壳)的绝缘电阻。运行中的电机绝缘电阻应不低于0.5MΩ。若电动机受潮,应进行干燥处理。

6)清除绕线转子电动机集电环上的油垢、电刷粉尘。若集电环表面有灼痕,可用细砂布磨光。

7)调节绕线转子电动机刷握支架,调整弹簧压力,更换过短或破损的电刷,更换失去应有弹力的弹簧。

8)清洁刀开关及起动设备,检查触头和导线接头处有无腐蚀和烧坏现象,并进行处理。

2.三相异步电动机的中修

电动机中修和大修需解体保养。中修内容包括:

1)包含全部小修项目内容。

2)对电动机进行清扫、清洗和干燥,更换局部绕组,修补、加强绕组绝缘。

3)电动机解体检查,处理松动的绕组和槽楔以及各部的紧固零部件。

4)刮研轴瓦,对轴瓦进行局部补焊,更换滑动轴承的绝缘垫片。

5)更换磁性槽楔,加强绕组端部绝缘。

6)更换转子绑箍,处理松动的零部件,进行点焊加固。

7)转子做动平衡试验。

8)改进机械零部件结构并进行安装和调试。

9)修理集电环,对铜环进行车削、磨削加工。

10)做检查试验和分析试验。

3.三相异步电动机的大修

电动机大修的内容包括:

1)包含全部中修项目内容。

2)绕组全部重绕更新。

3)铜笼转子导条全部更新,并进行焊接和试验。

4)铝笼转子应全部改为铜笼或全部更换为新铝条。

在具体实施中、大修时,应根据电动机的实际情况进行。对于确实完好的部件,可不必更换。

六、三相异步电动机的解体保养

1.三相异步电动机解体保养项目及质量标准(见表1-73)

1-73 三相异步电动机解体保养项目及质量标准

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在电动机解体维护保养工作中,如发现所检查的部位不符合质量标准,应仔细检查,找出原因,进行修理或更换。经修理后的电动机,其质量应符合规定标准。

2.电动机内部灰尘和油垢的清扫

在电动机大修中,应彻底清除绕组表面及缝隙中的积尘、油垢。具体清除方法如下:

(1)清除绕组表面积尘

1)先用压力为0.2~0.3MPa的压缩空气对绕组进行吹扫。注意,压力不可太大,否则有可能损伤绕组绝缘。

2)然后用棕刷刷除绕组表面和缝隙中的积尘,每刷一次,用压缩空气吹扫一次,直至清洁为止。

3)最后用干净的软棉布将绕组表面擦拭干净。

4)对于电动机内部及绕组上干燥的灰尘,还可以用打气筒或皮老虎吹去。

(2)清除绕组缝隙中的油垢

1)将绕组加热到40~60℃。

2)用四氯化碳或汽油与四氯化碳的混合物(比例1∶2)进行冲洗,一般经数十分钟,油垢便能溶解并自行脱离绕组。

3)若绕组缝隙中仍有少许油垢残留物,则一边冲洗,一边用棕刷等将污物清除干净。

4)用干净的软棉布将绕组表面擦拭干净。

5)对于绕组表面不太严重的油垢,还可用干净的软棉布轻轻擦拭。注意在擦拭绕组时不可用力过猛,以免损伤绕组绝缘层。

擦拭时切不可蘸汽油、机油、煤油或香蕉水等液体,否则会损坏电动机的绝缘性能。

七、轴承的清洗、加油和润滑脂(油)的选择

1.轴承盖和轴承的清洗

一般,滑动轴承电动机,运行1000h后应更换润滑油;滚动轴承电动机,运行2500~3000h后应更换润滑脂。当然要根据电动机转速和温度、环境中的粉尘和腐蚀性气体等情况适当调整更换时间。

清洗轴承盖的步骤如下:

1)挖净盖里的废油:

2)用汽油或煤油把废油洗去;

3)把轴承盖放在干净的纸或布上,让汽油或煤油挥发。

清洗轴承的步骤如下:

1)刮去轴承钢珠上的废油;

2)擦去残余的废油后把轴承浸在汽油或煤油里,用软毛刷沿同一方向洗刷钢珠(柱);

3)把轴承再放在清洁的汽油或煤油里洗干净;

4)把轴承放在干净的纸或布上,让汽油或煤油挥发。

轴承通常可留在轴上清洗,以免拆卸时损伤轴承。

2.新轴承的清洗

轴承拆封后,先要除去防锈剂,然后按下法清洗:

1)对于用防锈油封存的轴承,可用航空汽油或洗涤用轻质汽油清洗;

2)对于用防锈油脂防锈的轴承,应先用轻质矿物油(如10号机油、变压器油)加热溶解(油温不宜超过100℃),将轴承浸入油内,轻轻摇动,待防锈油脂溶解后再取出,冷却后再用汽油清洗干净;

3)对于用气相剂或其他水溶性防锈材料防锈的轴承,可用皂类或其他清洗剂水溶液清洗。表1-74给出了常用清洗液配方,这种清洗液可以清洗多种防锈剂涂封的轴承,在75~80℃的温度下,清洗1min即可。

1-74 轴承清洗液配方示例

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清洗干净的轴承应放在洁净的容器内,不得用裸手接触,以免手上的汗水使轴承生锈。烘干后立即涂以润滑脂。润滑脂的种类需根据使用条件选择。

3.轴承的加油(脂)

给轴承加油时应注意以下事项:

1)润滑脂必须保持纯净,不可让灰尘、砂粒及金属颗粒等杂质混入。

2)加油的手指或其他工具必须干净。

3)在轴承盖上加油时,不宜加得太满,以占轴承盖油腔的1/2(2极电机)或2/3为宜。

4)在轴承上加油时,只要把油加到能平平地封住钢珠(柱)即可。

4.润滑脂(油)的选择

不同型号的润滑脂(油)不能混合使用。

(1)滑动轴承润滑油的选择

选择滑动轴承润滑油时,主要考虑电动机的功率、转速等,见表1-75。

1-75 滑动轴承润滑油的选择

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滑动轴承润滑油的加注量可按以下经验公式确定:

t=D/4 D=25~40mm

t=D/5 D=40~60mm

t=D/6 D=70~310mm

式中,D为油环直径(mm);t为油位高度(油环下部到油面的距离,单位为mm)。

(2)滚动轴承润滑脂的选择

选择滚动轴承润滑脂时,要考虑使用要求、工作环境等条件。润滑脂有普通用、高速用、重负载用等规格。一般来说,质厚一些的润滑脂适用于转速较低的电动机;质薄一些的润滑脂适用于转速较高的电动机。钠基润滑脂耐热性较好,但抗潮性较差,所以仅适用于干燥的环境,否则会使轴承氧化生锈;钙基润滑脂耐热性较差,但防潮性好,所以适宜潮湿的场合使用。对于Y系列及其派生系列的电动机,只能采用锂基润滑脂。另外,当环境湿度较大时,应选用耐水性较强的润滑脂。

二硫化钼复合钙基润滑脂耐高温、耐潮湿且抗压性好,适用于高温、潮湿及高负载的场所。锂基润滑脂具有耐高温(150℃)、抗低温(-60℃)、耐高速及高负荷、耐水等性能,很适合作为滚动轴承的润滑脂。

中小型电动机滚动轴承润滑脂的选择见表1-76。含油轴承用润滑油的选择见表1-77。

1-76 中小型三相异步电动机常用滚动轴承润滑脂参考表

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(续)

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1-77 含油轴承用润滑油的选择

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(3)常用机械润滑油的质量指标

常用机械润滑油有7个牌号,其质量指标见表1-78。

1-78 机械润滑油质量指标

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①1cSt=10-6 m2/s。

八、轴承的维护与检修

1.轴承的维护

轴承损坏会使电动机过热,严重时造成定子与转子相互摩擦,甚至电动机不能转动。因此,应对电动机轴承进行维护。具体内容如下:

1)检查电动机传动机构安装得是否正确,联轴器必须调整正确,传动带张力不能过紧,以免使轴承受扭力。

2)检查运行着的轴承温度是否过高,可用手感温法检查(见表1-68),若温度过高,应查明原因,使轴承温度降下来。

3)用听音棒监听轴承运转时有无杂音,一般正常运转的轴承发出的是均匀连续的“沙沙”声,而不应有其他杂音。

4)轴承安装应良好,保持良好的密封,轴承盖要固定紧,以免灰尘和水分侵入。

5)轴承内应保持一定量的合格的润滑脂,润滑脂的用量应符合以下要求:在轴承上加润滑脂时,只要把润滑脂加到能封住钢珠即可;在轴承盖上加注润滑脂时,以占轴承盖油腔的60%~70%为宜。润滑脂过多或过少都会引起轴承发热。若过多,将直接影响电动机的空载损耗,使轴承产生高热,并使润滑脂熔化而流入绕组中,破坏绕组的绝缘。润滑脂过多,也会使电动机转速降低。

6)正确选用润滑脂,补加润滑脂时必须保持清洁,不允许有灰尘、砂子、铁屑等杂物混入。

7)定期检查润滑脂的状况,劣化的润滑脂应及时更换。对长期运行的一般滚动轴承的电动机,应当1年内更换润滑脂1~2次。

8)大修时,若更换轴承,必须正确选配轴承型号规格,并正确安装。

2.轴承的检修

(1)轴承的更换 在下列情况下需要换新轴承:

1)电动机的转子下落,造成与定子铁心互相摩擦。

2)轴承内外圈产生裂口。

3)沿切线方向用手触动轴承外圈,滚动时有卡阻、杂音等异常现象。

4)轴承清洗后,用手往返晃动轴承外圈,若外圈与内圈之间的旷量很大,证明轴承已损坏。

一般电动机轴承的损坏都是在带负载的那端,所以在检查时应特别注意带负载那端的轴承。

(2)轴承过紧的修理

1)如果是转轴直径与轴承内径尺寸公差配合不当,可用细砂布把轴表面四周打磨一下。

2)如果由于润滑脂的黏度太大,可用机油把它调稀,或更换合适的润滑脂。

3)如果是润滑脂加得过多,则应减少润滑脂。

4)如果是轴承盖装配不当,可重新调整轴承盖的位置并装好。

(3)轴承过松的修理 使用年久的电动机,由于机械磨损及经多次拆装,会造成轴承内圈与轴或轴承外圈与端盖内圈配合不紧的现象。运转时,将听音棒置于轴承部位监听,会听到“吱哇吱哇”的声响。

修理时,可用钢冲子在轴的外表面或端盖的内圆表面上冲出一些对称的圆点,以增加轴的直径或减小端盖的内圆直径,借此增加它们之间的摩擦力,使轴承牢固地套在轴或端盖上;也可以把轴放到车床上用滚花刀在轴的外表面上滚些花纹,用以增大轴的外径,使轴承能牢固地套在转轴上。

3.轴承的拆卸

拆卸轴承的方法很多,有冷拆法、热拆法和冷热皆用的方法。

(1)带轮拆卸拉力器 采用合适的拉力器(小型电动机可用两爪钩拉力器,中大型电动机应用三爪钩拉力器),将爪钩紧扣在轴承的内圈上,然后旋转手柄,轴承便被慢慢拉出(见图1-19)。操作时要小心,别损伤转轴;用力要均匀,防止拉力爪脱滑。

(2)敲打法

方法一:选择尺寸合适的铜棒或铁棒,紧对轴承的内圈,用榔头击打,同时使铜棒或铁棒沿轴承内圈四周移动,使四周受力均匀,从而卸下轴承(见图1-20)。这种方法适用于轴承与轴装配不是过分紧密且无锈蚀的中小型电动机轴承的拆卸。

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图1-19 用拉力器拆卸轴承

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图1-20 用铜棒或铁棒敲打拆卸轴承

方法二:一人用一只手拿两块铁条紧紧夹住转轴,另一只手扶住转子(在转子的下方垫一木板,以防轴承卸下时转子突然下落而撞伤轴端)。另一个人取一块软铁条垫在转轴的上端,用锤敲打铁条,使轴承脱离转轴。

(3)热拆法 用远红外灯泡或废机油加热轴承。如以废机油加热,浇油前要将用清水浸湿的旧棉花包扎在转轴上,在轴承的内侧位置上固定牢靠,以保持冷却状态。用油壶盛满废机油,将其加热至沸点,然后浇淋在轴承内圈上。3~5min后,轴承受热膨胀,内径增大,这时趁热拆除,抖动自落。

(4)冷热皆用法 用冷拆法拆除很困难时,可采用220V、250W远红外灯泡加热轴承,把温度控制在100℃左右,利用转轴和轴承两种不同金属材料热膨胀系数的不同,使轴承松动。再用锤通过铜棒或铁棒对称敲打轴承内侧,从而把轴承拆卸下来。

九、电动机轴承的选择

1.常用电动机轴承型号对照(见表1-79)

1-79 常用电动机轴承型号对照表

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(续)

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2.YX3系列(IP55)电动机轴承及润滑油脂牌号(见表1-80)

1-80 YX3系列电动机轴承及润滑油脂牌号

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3.YX3系列(IP55)电动机密封圈规格(见表1-81)

1-81 YX3系列电动机密封圈规格

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注:非标准特殊供货电机、轴面油封根据电动机上实际用规格为准。

十、电动机的拆装

1.电动机的拆卸

电动机解体保养可以在现场进行,也可以运到检修场所统一保养。如果在现场保养,则需做好场地清洁、防止拆下的电动机部件及检修工具丢失等工作。电动机的拆卸步骤如下:

1)拆卸前应做好以下标记,以便维护保养后装配时不被搞错:

①标记电源线在接线盒中的接线位置;

②标记联轴器与轴台的距离;

③标记端盖、轴承、轴承盖的负载端和非负载端;

④标记机座在基础上的准确位置;

⑤标记引出线入口位置,以辨别机座的负载端和非负载端。

2)拆下电源线,并将电源引线线头包缠好绝缘;拧松地脚螺钉和接地线螺钉。

3)拆卸带轮或靠背轮。拆卸时应使用合适的拉拔器等工具。如有顶丝(即支头螺钉),应先旋下。然后在螺钉孔内注入汽油或煤油(如带轮装得不紧,这一工作可省),便可进行拆卸,如图1-21所示。注意,切不可用铁锤使劲猛打的方法拆卸,因为这样不但会损坏带轮或靠背轮,而且会损坏电动机转轴。

4)拆卸风罩和风扇。如图1-22所示,小型电动机的风扇可以不拆卸,与转子一起抽出。

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图1-21 拆带轮

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图1-22 拆风罩和风扇

5)拆卸轴承盖和端盖。先拆下后轴承外盖,再旋下后端盖的紧固螺栓,然后拆下前轴承盖和端盖的紧固螺栓。最后用螺钉旋具插入端盖的根部,把端盖按对角线一先一后地向外扳撬,如图1-23~图1-25所示。注意前后两端盖要标上不同记号,以免以后组装时前后装错。对于绕线转子电动机,应先提起和拆除电刷、刷架和引出线。

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图1-23 拆后轴承外盖和后端盖

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图1-24 拆前轴承外盖和前盖

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图1-25 拆卸端盖和转子

6)拆卸前后轴承和轴承内盖。轴承是紧紧地套在转轴上的,一般需用拉拔器拆卸。选用大小适宜的拉拔器,让拉拔器的脚紧紧扣住轴承内圈,夹住轴承,然后慢慢地扳动螺丝杆,轴承就渐渐地脱离转轴,卸了下来,如图1-19所示。

如果没有拉拔器,还可用敲打的方法拆卸,如图1-20所示。

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图1-26 用手抽出转子

7)抽出或吊出转子。注意不要碰伤定子绕组和转子。对较重的转子,最好用起重器具将转子慢慢吊出,如图1-26和图1-27所示。

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图1-27 用吊车抽出转子

2.电动机的组装

电动机的组装顺序大体上与拆卸顺序相反,具体组装步骤如下:

1)将检修、保养好的所有零部件集中在一起,保持装配地点的清洁。所有零部件均应清洁干净,尤其各接触面不得有灰尘、杂质附着;检查绕组、转子,不得沾有油污;风道和定子膛内不得留有杂物。

2)安装轴承。轴承的装配有冷法装配和热法装配两种。

①冷法装配:先把轴承内盖套入转轴,再把轴承套在转轴上,然后取一根内径略大于转轴的平口铁管套住转轴,使管壁恰好能顶住轴承的内圈。另外,在管口垫一块软铁板,用锤轻轻敲打铁板,轴承就渐渐往下降。如果没有铁管,也可用铁条顶住轴承的内圈,对称地、轻轻地敲,轴承也能水平地套入转轴。

②热法装配:取一清洁、干燥的铁质容器,在距容器底部30mm处放置一张铁丝网,再把轴承置于网上,让25号机油淹没轴承(切勿将轴承直接置于容器底部,以免沾上油垢,影响装配精度),如图1-28所示。用电炉加热机油至80~100℃,经10~15min后,用铁钩取出轴承,并立即套入转轴上,只要用力一推,轴承便自动下落正确到位。注意,不可用木材加热,以免炭粒飞扬浸入机油中,污染轴承。

操作时须注意,热装前要将轴颈部分擦干净,趁热套入转轴至轴肩。若套不到位,应检查轴颈加工尺寸是否正确,以及轴颈处有无杂物、毛刺等,也可能是装配速度过慢而轴承已冷却所致。如果轴颈加工没有问题,可用套筒顶住轴承内套圈,用铁锤轻轻敲入。

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图1-28 轴承的加热

轴承装在轴上后,应像未装时一样灵活。如果发现轴承内圈与轴过紧,不要硬把它敲进轴中。应检查轴承型号规格是否正确。若正确,则可用细砂布把轴表面打磨一下,再装配。

注意,轴承外圈与端盖轴承室的配合也不能过紧,否则会影响轴承的使用寿命。

3)安装电动机的端盖。将转子装入定子。对准机壳上的螺孔把端盖装上,插上螺栓,按对角线一先一后地把螺栓旋紧(切不可有松有紧,以免损伤端盖)。然后用手盘动转子,转子转动应灵活、均匀,无停滞或偏重现象。

4)安装轴承外盖。先将轴承外盖套入转轴上,然后插上一颗螺栓,一手顶住这个螺栓,一手转动转轴,使轴承的内盖也跟着转动。当转到轴承内、外盖的螺栓孔一致时,即把螺栓顶入内盖的螺钉孔里并旋紧。再把其余两个螺栓也装上旋紧,如图1-29所示。

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图1-29 装轴承外盖

5)安装风扇。先将风扇装配到转子上,对于塑料风扇不必做平衡试验。

6)对于绕线转子异步电动机,需安装集电环、电刷架和电刷。连接好引线。

7)安装带轮或靠背轮。对于旧带轮或有锈蚀的带轮,可取一块细砂布卷在圆锉或圆木棍上,把带轮的轴孔打磨光滑,再用细砂布把转轴的表面也打磨光滑(见图1-30),然后对准键槽把带轮套在转轴上,调整带轮和转轴之间的键槽位置,用软铁垫在键的一端轻轻敲打,使键慢慢地进入槽里,最后旋紧、压紧螺钉,如图1-31所示。

8)再次用手盘动转子,如果转动部分未擦及固定部分,并且转子轴向窜动值(见表1-84)正常,则装配工作即告完成。

十一、电刷的研磨、更换和调整

换向器电动机、绕线转子异步电动机、直流电动机都有电刷(炭刷)。电刷安装是否正确,直接关系到电刷产生的火花是否正常,以及集电环或换向器的使用寿命。

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图1-30 砂磨带轮内孔和电动机转轴

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图1-31 安装带轮

1.电刷的研磨

新更换上的电刷需要用细砂布粗磨工作面,研磨时应顺电动机旋转方向移动,如图1-32所示。研磨的压力要恰当,并要注意安全,不允许戴手套操作,衣服扣子必须扣牢,以免手套、衣服被卷入旋转的电动机造成人员损伤。

2.电刷的更换

通常,当电刷磨去整个高度的2/3时就要及时更换。否则会造成电刷压力不足,火花加剧,损伤换向器或集电环。更换电刷应注意以下事项:

1)必须使用与原来电刷型号相同或可以代用的电刷,电刷尺寸必须相同。

2)每次更换电刷的数目不宜过多,一般要求每相上更换的电刷不超过该相电刷总数的1/4。否则会因新电刷的有效接触面积减少,从而使电流密度增大,损坏电刷、换向器及集电环。

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图1-32 电刷的研磨

3)新电刷必须磨合工作面,可用0号砂布将光滑一面紧贴换向器或集电环,转动转子或开动电动机进行研磨,使电刷与换向器或集电环有3/4的接触面积。

更换良好的电刷,在电动机正常运行时,火花甚小。

3.电刷的调整

电刷的调整主要包括两项内容:一是调整电刷压力;二是调整电刷与刷握的间隙。

(1)电刷压力的调整 电刷压力过小,会使电刷与换向器或集电环接触不良,容易产生火花使换向器或集电环过热烧损;电刷压力过大,会使电刷与换向器或集电环的摩擦力增大,加剧机械磨损并因此而产生过热。为此,应正确调整好电刷的压力,使电动机处于良好的运行状态。

电刷压力的调整方法如下:适当调整电刷与压紧弹簧间的压力,要求各电刷所承受的压力均匀稳定,其压力一般在15~25kPa之间,各电刷之间的压力差为±1kPa。

另外,平时应经常检查电刷的工作状态,确保电刷在刷握内能自由滑动,无卡阻现象。

电刷压力可以用弹簧秤测定,如图1-33所示。测定时,在电刷和换向器或集电环表面之间夹一张牛皮纸,提着弹簧的同时,轻轻拉动纸片。当纸片能移动,但不动得过快时,读取弹簧秤的读数,将2~3次读数的平均值除以电刷截面积,就可得出压力值。

实际上,电工在维护电刷时多凭感觉来判断电刷的压力,很少使用弹簧秤测试。但这需要长期实践、摸索才能得心应手。通常,如果更换及调整后的电刷在运行中很少有火花产生,则说明压力正常。

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图1-33 电刷压力的测定

(2)电刷与刷握的间隙调整 电刷与刷握之间的间隙过小,会使电刷受卡阻;电刷与刷握之间的间隙过大,会使电刷在电动机运转时晃动,与整流器或集电环接触不稳定。以上两种情况都会使整流器或集电环过热、烧损。

电刷与刷握的配合要求如下:①电刷的结构型式应与刷握一致;②刷握内表面应光滑平整无毛刺;其表面粗糙度Ra小于3.2μm;③电刷外表面应研磨光滑,并使电刷与刷握之间的宽度间隙在0.10~0.40mm之间,厚度间隙在0.05~0.30mm之间。

十二、集电环的维修

如果集电环(或换向器)因使用、维护不当产生麻点、拉毛或烧蚀及圆度超差,应及时维修。在维修时,要视集电环损蚀的程度采取相应的方法。

1)如果集电环灼伤痕深度不大于1mm、损伤面积不超过20%,可先用细锉与油石打磨,然后用0号砂布磨除毛刺与麻点,最后用白布蘸少许机油对集电环表面进行精抛光。

2)如果集电环的灼伤痕深度大于1mm、损伤面积超过20%,则应对集电环进行车磨。若电动机功率不大,可将电动机转子拆卸,固定在车床上进行车削;若电动机功率较大,转子拆装困难,可在轴伸端加装一个小轮盘,用一台小电动机拖动转子旋转,再用锉刀、油石进行锉磨。经车削或锉磨的集电环,还要用0号砂布进行研磨,然后用砂布背面或粗纸紧贴集电环表面进行抛光,最后用旧砂布或白布蘸少许机油对集电环表面进行精抛光,使维修后的集电环表面粗糙度Ra在1.2μm左右。

3)对圆度超差的集电环要进行车磨,使圆度差小于0.06mm;对径向跳动超差的集电环进行修复,使其不超过0.03mm。