Вал якоря

Вал якоря

Введение

электродвигатель вал якорь локомотиворемонтный

Целью технологической практики является приобретение опыта по выполнению основных производственных процессов на объектах машиностроительных предприятий, практическое изучение проектирования, технологии и организации производственных процессов, приобретение практического опыта руководства и организации работ в структурных подразделениях машиностроительных предприятий.

Объектами проведения профессиональных практик являются машиностроительные предприятия, проектные, конструкторские и технологические организации, научные центры и научно-производственные объединения.

Основными задачами практики являются:

практическое изучение технологических процессов осуществляемых на производственных участках, применяемого оборудования, технологической оснастки и материалов, средств автоматизации;

подробное изучение технологической документации, применяемой при производстве;

изучение технико-экономических показателей, организации и управления производством, вопросов стандартизации и контроля;

ознакомление со структурой предприятия, его подразделениями и качества продукции; службами;

сбор материалов для выполнения курсовой работы и дипломного проекта.

1. Павлодарский локомотиворемонтный завод

На сегодняшний день Павлодарский локомотиворемонтный завод - одно из ведущих предприятий Казахстана по ремонту тягового подвижного состава.

Завод обеспечен высококвалифицированными инженерно-техническими и рабочими кадрами. Коллектив предприятия - это 700 человек, занятых в управлении, ремонте, разработке и проектировании технологических процессов на предприятии.

Площадь производственной территории завода составляет 22 535 м² крытых зданий и сооружений, включающих в себя 3 цеха основного производства и 2 вспомогательных цеха:

         Цех профилактики производит плановое профилактическое техническое обслуживание локомотивов;

         Цех капитального ремонта - ремонт в объеме КР, ТОУ-8;

         Цех по ремонту экипажной группы производит капитальный и подъемочный ремонт экипажной части тепловозов;

         Цех по ремонту электрооборудования ремонтирует и восстанавливает электрооборудование тепловоза в объеме капитального ремонта;

         Заготовительный цех производит ремонт силовых механизмов и холодильного оборудования тепловозов.

Павлодарский локомотиворемонтный завод - это многопрофильное современное предприятие, осуществляющее ремонт тепловозов серии ТЭ10, ТЭМ, ТГМ, ЧМЭ по циклам: KR ТОУ-8, ТО-8, ТО-7, ТО-6, ТО-5, ТО-4, ТО-3, а также занимающееся изготовлением запасных частей и ремонтом локомотивного оборудования.

На заводе внедрена система менеджмента качества ISO-9000. В мае 2007 г. завод успешно прошел сертификацию немецкой международной компании «TÜV SÜD Gruppe».

Основным заказчиком и стратегическим партнером завода является АО «Национальная Компания «Казахстан Темир Жолы».

Завод производит ремонт тепловозов таких крупных промышленных компаний, как: «Алюминий Казахстана», «Мангистау Атомпром», «Соколово-Сарбайское горно-производственное объединение», «Корпорация «Казахмыс», «ТНК «КАЗХРОМ Филиал Аксуский завод ферросплавов», «Евроазиатская Энергетическая Корпорация», «Экибастузская ГРЭС-2», «Шубарколькомир», «Реммашкомплект», «Богатырь Транс», «Казцинк», «Темир-сервис».

1.1 Механический цех

Механический цех относится к основному производству машиностроительного предприятия. В нем выполняются операции по обработке деталей после отливки и доведение их до завершенного состояния с последующей отправкой в цех сборки, помимо этого приводится восстановление деталей тепловозов по циклу ремонта ТО8.

В цеху имеются следующие станки и оборудование:

токарно-винторезные станки моделей 1К62, 1А62, 16Д25;

радиально сверлильный станок модели 2А554;

зубо-фрезерные станки моделей 5312, 53А82, 53А50Н;

вертикально-фрезерные станки моделей 6М13П, 6Р11;

горизонтально-фрезерный станок модели 6Р82;

плоско-шлифовальный с круглым столом станок модели 3740;

продольно-шлифовальный станок модели 3Б722;

круглошлифовальный станок модели 3М151;

ножовочно-отрезной станок модели 872М;

токарно-винторезный станок модели CU6030;

доводочно-заточной станок модели 332М;

стенд для испытаний абразивных кругов модели МС9732.

В механическом цехе изготавливают более 400 наименований (винты планок, валы рычага управления регулятора, вкладыши моторно-осевого подшипника, палец поршневой, цилиндры термобаллона автомата, фланцы водяного патрубка, корпус-шкив вентилятора компрессора, различные гайки, штуцеры, валики тормозной рычажной передачи, бойки клапанной коробки дизеля и т.д.), производство мелкосерийное. Работают высококвалифицированные специалисты, знающие свое дело. Строго соблюдается техника безопасности.

2. Служебное назначение тягового электродвигателя ЭД-118А

Тяговый электродвигатель представляет собой электрическую машину постоянного тока последовательного возбуждения. Две ступени ослабления поля обмотки возбуждения и гиперболическая внешняя характеристика тягового генератора обеспечивают изменение частоты вращения якоря электродвигателя в широком диапазоне.

Остов магнитной системы отлит из стали и служит каркасом для сборки всего тягового электродвигателя. На остове с одной стороны имеются расточки под установку вкладышей и площадки для крепления корпусов моторно-осевых подшипников болтами. Электродвигатель моторно-осевыми подшипниками опирается на ось колесной пары. С диаметрально противоположной моторно-осевым подшипникам стороны остова имеются два выступа, которые служат для закрепления электродвигателя на тележке тепловоза.

Электродвигатель имеет четыре главных и четыре добавочных полюсов. Сердечники главных полюсов набраны из тонких штампованных листов, скрепленных заклепками, а сердечники добавочных полюсов изготовлены из толстолистового проката.

Якорь, сердечник которого набран из листов электротехнической стали, имеет петлевую обмотку с уравнительными соединениями со стороны коллектора и опирается на два роликовых подшипника (передний и задний), вмонтированных в торцовые щиты электродвигателя.

Щеткодержатели, отлитые из латуни, имеют спиральные пружины и крепятся при помощи опрессованных пластмассой пальцев (изоляторов) и кронштейнов к остову с внутренней стороны. Давление пружины на щетку регулируется при снятом с электродвигателя щеткодержателе поворотом разрезной втулки. Смазка в якорные подшипники добавляется через трубки, которые после этого должны быть плотно закрыты пробками (болтами).

Дренажное отверстие, выравнивающее давление в подшипниковой камере до величины атмосферного, совместно с комбинированными уплотнениями в заднем подшипниковом щите предназначено для предотвращения прохода смазки из подшипниковой камеры внутрь электродвигателя. Чтобы смазка из заднего подшипника не вытекала наружу, на вал якоря электродвигателя насажено лабиринтное уплотнительное кольцо, имеющее с внутренней стороны резьбу для крепления съемного приспособления. Моторно-осевые подшипники для крепления электродвигателя оборудованы устройством польстерной системы смазки, в котором ось смазывается при помощи фитиля.

Для предотвращения проникновения влаги внутрь электродвигателя через отверстия в остове для полюсных болтов головки болтов крепления одного (верхнего) главного и двух добавочных полюсов заливают кварцкомпаундом. Головки болтов главного полюса в моторно-осевой части остова также заливаются кварцкомпаундом для предотвращения проникновения смазки внутрь электродвигателя из масляных камер моторно-осевых подшипников.

Выводные провода на остове электродвигателя закреплены в специальных изоляционных колодках (клицах), расположенных в средней части между моторно-осевыми подшипниками. Вентиляция электродвигателя принудительная от отдельных вентиляторов, установленных на тепловозе. Охлаждающий воздух, очищенный от посторонних примесей, подается в электродвигатель через люк со стороны коллектора, продувается двумя параллельными потоками через магнитную систему и якорь и выбрасывается через выходные лючки в остове, расположенные с противоположной стороны коллектора и защищенные сетками и козырьками.

Рисунок 1. Продольный разрез ТЭД - 118А

Рисунок 2. Поперечный разрез ТЭД - 118А

- вкладыши моторно-осевого подшипника; 2 - трубки для подачи смазки; 3 - роликовый подшипник передний; 4 - щит подшипниковый передний; 5 - коллектор; 6 - щеткодержатель; 7 - изолятор; 8 - кронштейн; 9 - уравнители; 10 - катушка добавочного полюса; 11 - добавочный полюс; 12 - остов; 13 - сердечник якоря; 14 - обмотка якоря; 15 - щит подшипниковый задний; 16 - дренажное отверстие; 17 - уплотнительное лабиринтное кольцо; 18 - вал; 19 - роликовый подшипник задний; 20 - пробки трубок подачи смазки; 21 - корпуса (шапки) моторно-осевого подшипника; 22 - главный полюс; 23 - катушка главного полюса; 24 - выводной провод; 25 - клицы; 26 - смазочный фитиль моторно-осевого подшипника; 27 - болты крепления к корпусу моторно-осевого подшипника к остову; 28 - опорные выступы («носики»)

2.1 Детали тягового электродвигателя

Якорь тягового электродвигателя состоит из следующих частей: вала 11, сердечника 6, нажимных шайб, коллектора 21 и обмотки 7. Якорь опирается на два роликовых подшипника 19 и 12, установленных в подшипниковых щитах 20. Вал якоря изготовлен из легированной стали. Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком. Шихтовка сердечника обязательна, так как перемещающееся относительно него вращающееся магнитное поле стремится индуктировать вихревые токи. Каждый лист сердечника имеет 54 паза и два ряда вентиляционных отверстий в количестве 32 шт. По торцам сердечник удерживается на валу двумя нажимными шайбами, которые одновременно являются и обмоткодержателями. Обмотка якоря петлевая, с уравнительными соединениями 2.

Рисунок 3 - Обмотка якоря тягового электродвигателя ЭД118А:

а - схема: 1-216 - коллекторные пластины; 1, 14 - пазы сердечника; У - уравнительные соединения; 6 - разрез паза: 1 - клин; 2 - прокладка под клин и на дно паза; 3 - медь; 4 - прокладка между катушками; 5 - изоляция от корпуса

На рисунке 3 представлена схема обмотки якоря тягового электродвигателя ЭД118А. Катушка обмотки состоит из четырех расположенных по ширине паза секций, каждая из которых состоит из трех проводников, расположенных по высоте паза. В пазу изолированная катушка удерживается стеклотекстолитовым клином. На дно паза и под клин укладываются прокладки из стеклотекстолита. В задних лобовых частях обмотки между секциями устанавливаются изоляционные прокладки; обмотка якоря удерживается стеклобандажами.

Коллектор тягового электродвигателя состоит из втулки, нажимного конуса, коллекторных пластин (ламелей), двух изоляционных манжет, изоляционного цилиндра и стяжных болтов. Пластины коллектора штампуются из меди, легированной кадмием или серебром. В нижней части они имеют форму ласточкина хвоста, позволяющего прочно скрепить коллектор. Коллекторные пластины изолированы друг от друга коллекторным миканитом, а от конуса - миканитовым цилиндром и манжетами.

Рисунок 4 - Щеточный аппарат тягового электродвигателя ЭД118А:

а - щеткодержатель; б - щетка; 1 - корпус щеткодержателя; 2 - стальная пружина; 3 - палец щеткодержателя; 4 - изолятор; 5 - втулка; 6 - наконечник; 7 - шунт; 8 - щетка; 9 - амортизатор

В подшипниковый щит 20 со стороны коллектора устанавливается роликовый опорно-упорный подшипник, который воспринимает радиальные и осевые нагрузки. Снаружи подшипник закрыт крышкой, в которой для предотвращения попадания смазки на якорь имеется лабиринтное уплотнение. Подшипниковый щит крепится к остову болтами с пружинными шайбами. В подшипниковый щит со стороны шестерни устанавливается опорный роликовый подшипник, который отличается от опорно-упорного отсутствием бурта во внутренней обойме. Попадание смазки из подшипника внутрь тягового электродвигателя предотвращается лабиринтным уплотнением. Кроме того, с внутренней стороны предусмотрено дренажное отверстие 9 (воздушный канал). Снаружи подшипник закрыт крышкой, имеющей лабиринтное кольцо 10, предотвращающее утечку смазки из подшипника. К кронштейнам 23 тягового электродвигателя крепятся четыре щеткодержателя 22.

Щеткодержатели электродвигателя установлены напротив главных полюсов. Щеткодержатель имеет литой латунный корпус, укрепленный в кронштейне, вваренном в торцевую стенку остова. Два стальных пальца, запрессованных в корпус, служат для крепления щеткодержателя в кронштейне. Пальцы изолированы твердым изоляционным слоем, на который надеты изоляторы из пресс-материала. В корпусе щеткодержателя имеются два гнезда для щеток. В первое гнездо вставляется одна разрезная щетка, а во второе - две. Каждая разрезная щетка имеет резиновый амортизатор, предназначенный поглощать небольшие удары и толчки, не допуская отрыва щеток от коллектора. Нажатие щеток на коллектор осуществляется стальными пружинами, при этом один конец пружины упирается в резиновый амортизатор щетки, а второй входит в паз втулки. Регулировка нажатия осуществляется поворотом и фиксацией втулки на оси.

Рисунок 5 - Моторно-осевой подшипник тягового электродвигателя ЭД118А: 1, 2 - оси; 3 - фиксатор; 4 - поплавок; 5 - втулка; 6 - крышка; 7 - пробка; 8 - крышка моторно-осевого подшипника; 9 - пружина; 10 - рычаг; 11 - пластинчатая пружина; 12 - корпус; 13 - скоба; 14 - коробка; 15 - пакет польстерный; 16 - болт; 17 - постель моторно-осевого подшипника; 18 - вкладыш

Моторно-осевой подшипник состоит из двух вкладышей, постели - расточки в остове тягового электродвигателя, крышки и болтов крепления крышки.

Вкладыши моторно-осевых подшипников изготавливают из бронзы. Крышка подшипника является резервуаром для смазки, которая попадает к подшипнику при помощи двух войлочных польстерных пакетов, закрепленных скобами в коробке, которая может перемещаться в корпусе, опираясь на четыре пластинчатые пружины. Коробка с польстерными пакетами прижимается через отверстие во вкладыше моторно-осевого подшипника к шейке пружиной. Рычаг с пружиной закреплены осями на корпусе, расположенном на нижней части ванны крышки моторно-осевого подшипника. Ванна имеет отстойник, куда сливается конденсат, который через пробку сливают наружу. Количество смазки на пробке определяют по уровню поплавка.

- верхняя часть кожуха; 2 - скобы; 3 - ребра жесткости; 4, 9, 11 - бонки; 5 - полукольцо отбойное; б - прокладки; 7 - болты; 8 - накладки уплотнительные; 10 - уплотнение; 12 - нижняя часть кожуха; 13 - горловина для заливки масла

Вращающий момент от тягового электродвигателя на ось колесной пары передается при помощи ведущей шестерни, напрессованной на вал якоря и ведомого зубчатого колеса, напрессованного на ось колесной пары. Ведущая шестерня и ведомое зубчатое колесо закрыты кожухом, состоящим из двух частей (нижней и верхней), соединенных болтами.

3. Вал якоря

Вал тягового двигателя подвержен действию значительных вращающих моментов, которые вызывают большие косательные силы в местах их приложения, а также действию сил магнитного притяжения и сил реакции зубчатой передачи; вал воспринимает, кроме того, вес деталей якоря. Часто меняющаяся нагрузка с мгновенными толчками в период пуска и торможения, ударная нагрузка при выходе движущей колесной пары из состояния боксования, динамические воздействия от неровностей пути, значительные перегрузки в период выхода из строя одного из тяговых двигателей создают особенно тяжелые условия для работы валов.

Форма вала должна по возможности исключать условия местной концентрации напряжений при работе его как на изгиб, так и на кручение. Это достигается максимально возможным сокращением различных переходов по диаметрам сечения. Там, где переходы неизбежны по конструктивным соображениям, их выполняют с плавными переходами, без резких кромок и уступов. Чтобы не возникали местные напряжения, стараются не допускать на валу подрезов в местах выхода резца или шлифовального круга, не делать резьбу на валу там, где происходит изгиб или кручение, по возможности не делать шпоночные канавки с острыми кромками. Канавки для шпонок, используемых в качестве направляющих, делают минимальной глубины и протяженности. У всех тяговых двигателей, имеющих втулки якоря, в средней части вала нет шпоночных канавок: они выполнены лишь по концам под шестернями, имеют незначительную глубину.

При посадке деталей на вал не допускают смятия его более твердыми деталями. Кромки насаживаемых деталей выполняют с плавными выкружками больших радиусов. По возможности сокращают число деталей, насаживаемых непосредственно на вал.

Обработку валов производят по второму классу точности и завершают шлифовкой, не допуская возникновения каких-либо поперечных рисок или задиров, нарушающих целость поверхностного слоя вала. Особое внимание уделяют обработке переходных галтелей; хорошие результаты дает полировка галтелей до зеркального блеска.

Чтобы при прессовой посадке втулка якоря прилегала к валу по всей поверхности, стараются уменьшить смятие поверхностей вала и втулки, для чего длинные посадочные поверхности вала делают с уступами по диаметру. При различных диаметрах соответствующие поверхности втулки якоря во время напрессовки приходят в соприкосновение с валом только на длине одного участка, проходя остальные с зазором. Если бы диаметр вала под втулкой якоря был одинаков по всей длине, то при напрессовке передняя часть втулки должна была бы пройти весь вал под прессом и смять его, что вызвало бы ослабление посадки второго конца втулки.

С другой стороны, первый конец втулки, пройдя весь вал, также имел бы смятую поверхность, что привело бы к ослаблению посадки. Иногда (например, у двигателей НБ-406А, НБ-418К и др.) выполняют посадку по двум диаметрам с зазором в средней части между посадочными поверхностями.

Рисунок 7 - Вал якоря

1 - нажимная шайба, 2 - листы сердечника, 3 - передняя нажимная шайба, 4 - изоляционные манжеты

3.1 Технические требования к валу якоря

1. Твердость НВ 269-302.

. Вал проверить на магнитном дефектоскопе с дополнительным контролем травлением в местах осаждения магнитного порошка. Валы, на которых после травления не будет обнаружено нарушения поверхности металла, являются годными. Допускаются волосовины (неметаллические включения) нестрочечного расположения длиной не более 15 мм в количестве до 5 шт.

Трещины, плены, закаты, флокены и другие металлургические дефекты не допускаются.

. Механические свойства должны удовлетворять следующим требованиям: δ_в=80 кГ/мм²; δ>=10%; Ψ>=40%; α_к>=5 кГ/см².

Испытание механических свойств производить на одном образце от партии одновременно термически обрабатываемых деталей одной плавки.

. Биение поверхности α относительно оси детали на диаметре 123 мм - не более 0,03 мм.

. Конусную поверхность d проверять отпечатком краски по калибру, согласованному с калибром для деталей Д100.08.066-1 и Д100.08.011-1; при этом отпечаток краски должен быть равномерным и не менее 80% площади.

. Смещение шпоночных пазов относительно оси детали - не более 0,1 мм.

. Перекос шпоночных пазов относительно оси детали - не более 0,05 мм на длине 100 мм.

. Расположение шпоночных пазов е, н, м друг относительно друга произвольное.

. Внутреннюю расточку у торца вала допускается выполнять по варианту Г и по внутреннему диаметру вместо диаметра 45±1 диаметром 38⁺².

. Валы допускается изготовлять из стали 40 ГОСТ 4543-48.

. Смещение боковых поверхностей пазов л относительно оси вала - не более 0,2 мм.

. Разномерность по размеру u - не более 0,5 мм.

. Смещение шпоночных пазов л относительно номинального положения паза м - не более 3° по окружности.

. Овальность и конусность поверхностей б, в и г - не более 0,01 мм.

. Сверловка отверстия диаметром 45 разрешается с двух сторон, при этом допускается уступ не более 1,5 мм.

.2 Технологический процесс изготовления вала якоря

В качестве заготовки возьмем пруток горячекатаный калиброванный длиной 1232 мм и диаметром . Материал заготовки: Сталь 40 ГОСТ 1050-88. При выборе методов обработки и их последовательности учитываем, что необходимо ввести термическую обработку - закалку и улучшение.

Таблица 3.1 - Маршрут обработки вала якоря

Заключение

Производственную практику проходили в локомативоремонтном заводе АО «Алга-А» в механическом цехе. За время практики изучили и собрали материал для практики и дипломного проекта.

Более конкретно рассматривали дизель-генератор 10Д100. Изучая назначение и конструкцию дизеля, выделили коленчатый вал. Коленчатый вал вместе с блоком цилиндров является важнейшей базовой деталью дизеля, в значительной степени определяющей срок его службы. Основными неисправностями коленчатых являются: сверхнормативный шеек; трещины и изломы, которые могут быть следствием нарушений при изготовлении или ремонте вала, в частности неправильной установки в подшипниках; выкрашивание, коррозия и износ баббитовой заливки вкладышей; износ вкладышей и потеря торцового натяга; трещины крышек кодах подшипников.

На данном заводе выполняют ремонт коленчатых валов, а именно шлифование шеек и ремонта отдельных деталей коленчатого вала.

На основе всех полученных сведений составили тему дипломного проекта, а именно «Технологический процесс производства и ремонта верхнего коленчатого вала дезель-генератора 10Д100»

Производственная практика студентов является важнейшей частью подготовки квалифицированных специалистов. Она дает практические знания какого либо узла или привода в машине. Это в последствии помогает студенту самостоятельно приступить к технологическому процессу.

Список использованных источников

1. Олжабаев Р.О. Технология машиностроения. Учебник - Астана: Изд-во «Арман-ПВ», 2007 - 504 с.

. Технология машиностроения: в 2 книгах. Книга 1 Основы технологии машиностроения. Учебное пособие / Под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высш. шк. 2005. - 295 с.

. Обработка металлов резанием. Справочник технолога./ Под ред. А.А. Панова. М.: Машиностроение, 2004. - 560 с.

. Технология машиностроения: в 2 кн. Учебное пособие для вузов. / Под ред. С.Л. Мурашкина - М.: Высш.шк., кн. 2, 2005. - 295 с.

. Олжабаев Р.О. Автоматизация машиностроительного производства - Астана: изд-во «Арман-ПВ», 2007. - 197 с.

. Технология машиностроения в 2-х т. / Под. ред. А.М. Дальского, Г.Н. Мельникова - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 1999. т. 1 -564 с., т. 2 - 640 с.

. Обработка металлов резанием / Под ред. А.А. Панова - М.: Машиностроение, 2004.

. Олжабаев Р.О. Сборник задач и примеров по резанию металлов. Астана, Арман-ПВ, 2008 - 242 с.

. Олжабаев Р.О. Технологическая оснастка. Астана, Арман-ПВ, 2007 - 352 с.

. Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения: учебник для
вузов/ Б.М. Базров. - М.: Машиностроение, 2005. - 736 с.

. Технология машиностроения: в 2 кн.:учеб. пособие для вузов/[Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др.]; под ред. С.Л. Мурашкина. - Изд. 2-е, доп.-М.:Высш. шк. Кн. 1: Основы технологии машиностроения. - 2005. - 278 с.