CN102832760A

CN102832760A - 直流电动机整流子火花故障在线处理方法及工具

Info

Publication number: CN102832760A
Application number: CN2012103591822A
Authority: CN
Inventors: 张精; 邢峥嵘; 杨立仁
Original assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Baotou Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-09-25
Also published as: CN102832760B

Abstract

一种直流电动机整流子火花故障在线处理的方法及工具，属于维护或修理电机的方法或设备技术领域。解决由于直流电动机整流子火花大故障，导致电动机在线无法正常运行和处理的技术难题，达到延长电动机的使用寿命。包括粗挠沟、左偏倒棱弯刃刀、右偏倒棱弯刃刀、细挠沟。本发明经实践应用和检验，作用突出，效果显著；加工、制作简单容易，具有易实施、投资少、效益好、操作得心应手的优点。

Description

直流电动机整流子火花故障在线处理方法及工具

一、所属技术领域：

属于维护或修理电机的方法或设备技术领域，应用于直流电动机整流子灼伤的处理，尤其是中型直流电动机整流子火花异常大故障的在线优化处理。

二、背景技术：

在工业企业中，随着交流变频技术的广泛应用，越来越多的大、中型电机，特别是轧钢的主生产线，开始使用易于维护的交流变频调速电机。但直流电动机在轧钢生产企业还大量使用着，仍然存在许多中型直流电动机在轧钢生产线安全稳定运行为生产做贡献的现实。

对于直流电动机故障，普遍存在其在线难于维护和处理的实际情况。

多年来，直流主电机由于整流子火花大、严重烧灼整流子，甚至出现整流子环火的故障，使这些直流主电机故障严重超出其正常的运行火花“

级”等级标准，导致因故障停产的情况时有发生。

直流换向电动机的火花等级分为五级，分别为“1级”、“

级”、“

级”、“2级”、“3级”。对于“1级”换向火花，电机可以正常运行。对于“

级”换向火花，因换向器上没有黑痕出现、电刷上没灼痕，故电机也可以正常运行。对于“

级”换向火花，虽然换向器上有黑痕出现但不发展，电刷上有轻微灼痕，也允许电机正常运行。而对于“2级”换向火花，因换向器上有明显黑痕出现，不易擦拭除去，且电刷有烧痕，故不可以正常维护工作，但在短时冲击负荷下也允许电机运行。对于“3级”换向火花，由于换向器上烧痕严重，电刷有烧痕，故不能继续维护工作，也不允许电机运行。

由以上可知，必须在“1级”、“

级”、“

级”换向火花等级内电机才允许正常运行。

长期以来，在线处理直流电动机整流子火花大的故障，普遍采用以锯条清理整流子片间沟内的积碳、用砂纸和用酒精擦拭被局部灼伤的整流子的方法，不仅没有彻底解决问题，有时反而加剧了被局部灼伤整流子的故障，甚至造成直流电动机整流子环火的重大故障，最终只能将其更换（3小时/每台）下线并送专业电机修理厂进行检修处理（2.6万元/台），导致轧钢生产线不正常停产，给企业的生产造成了严重的损失，对此类中型直流电动机的故障如何在线进行处理，一直困绕着电气专业技术维护人员。

三．发明内容：

本发明的目的是公开一种直流电动机整流子火花故障在线处理的方法及工具，解决由于直流电动机整流子火花异常大的故障，导致电动机在线无法正常运行和处理的技术难题，达到延长电动机的使用寿命。

本发明解决上述技术问题的技术方案是这样的。

根据对直流电机故障的在线跟踪检查、记录、分析，并且对故障直流电动机解体进行观察、分析、研究、总结，其故障有90%是由于整流子火花逐渐异常大而造成的。

针对以上情况，研制了一套用于在线处理直流电动机故障的工具和方法，工具包括粗挠沟（见图1）、左偏倒棱弯刃刀（见图2）、右偏倒棱弯刃刀（见图3）、细挠沟（见图4）。

每个工具的形状和用途如下：

粗挠沟：粗挠钩的钩头尾部与钩把结合处呈一个10o～30o的夹角，钩头头部呈一个锐角，在刀头部位重向开刃；用于直流电动机整流子在线初步挠钩之用，其用途是对电机火花大故障时整流子片间沟内产生的铜粉和积碳进行清理，并将整流子片间的绝缘云母挠钩到2mm深度。

左偏倒棱弯刃刀：形状像一个微型镰刀，刀口在左边开刃，其刀口和刀背均呈圆弧状，交会于刀尖，刀尖呈锐角；其用途是将整流子片左棱边角打火产生的铜堆积和毛刺清理掉；对整流子片的左棱边沿进行切削倒棱，倒棱角度20⁰～30⁰，倒棱深度0.2～0.35 mm。

右偏倒棱弯刃刀：形状与左偏倒棱弯刃刀相同，但刀口在右边开刃；其用途是将整流子片右棱边角打火产生的铜堆积和毛刺清理掉，对所有整流子片的右棱边沿进行切削倒棱，倒棱角度20⁰～30⁰，倒棱深度0.2～0.35 mm。

细挠沟：由同样的两个细挠沟工具加工件对叠组合而成，用三个螺丝进行固定，在下面的两个固定螺丝下安装锯条，并且夹在两个细挠沟工具加工件之间；有一个适合工作的把手；此把手与挠沟头部有一定的倾斜角度；把手的尾部呈圆弧状，使手握工具时不卡手指；其用途是用来对整流子片间沟内2mm深度的云母底面进行均匀平整，进一步清理整流子片间内壁上的铜毛刺、碳粉和杂物。

抛光工具：是用一块生胶皮压制成与直流电动机转子半径相同的圆弧状，进行抛光操作时其与直流电动机的整流子紧密贴合；其用途是在进行完上述四项工作后，用其垫衬砂纸对整流子上的灼痕进行打磨、抛光和同心度处理，要在电机基速的5～10%的运行速度下进行处理，使整流子面光洁。

以上五步工作完成后，进行除尘、清灰，并用脱脂棉布沾取酒精擦拭整流子面，然后空载运行电机30分钟，若无异常，即可正常带载投入运行。

在未使用本发明前一年，共计烧损送修电机13台，并且均在影响生产的不可控维护状态下更换。在应用本发明后一年内，计烧损送修电机4 台，并且均在不影响生产的可控状态下更换。电机送修台数同比下降了325%，并且没有影响生产。

本发明每年产生的经济效益为341万元。

本发明经实践应用和检验，作用突出，效果显著；加工、制作简单容易，具有易实施、投资少、效益好、操作得心应手的优点。

四．附图说明：

图1是粗挠沟形状、结构示意图。

图2是左偏倒棱弯刃刀形状、结构示意图。

图3是右偏倒棱弯刃刀形状、结构示意图。

图4是细挠沟形状、结构示意图。

图5是直流电动机整流子片间结构示意图。

图6是在线处理直流电动机火花大和整流子灼伤的工艺流程示意图。

图中: 1--为整体长度；2--为把子的长度；3--为头部的长度；4--为把子的宽度；5为把子下边到头部尖端的距离；6--粗挠钩钩尖；7--为把子与头部的夹角；8--为头背部圆弧的半径；9--为把子尾端平面圆弧的半径；10--刃口；11--弯刃；12--为连接刀头过渡圆弧的半径；13--为头背部圆弧的长度；14--为细挠沟夹锯条夹口的长度；15--为把子过度到夹口的圆弧高度；16--为夹口的高度；17--为夹口固定螺丝的中心高度；18--为把子过度到夹口的圆弧半径；19、--为夹口固定锯条螺丝孔的直径；20--每两个整流子片间隙；21--整流子片；22--绝缘云母；23—为整流子边沿倒角；24--为整流子片间挠沟深度；25--为直流电动机整流子片倒棱后的夹角。

五．具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

本发明的处理工具一套共5件，包括粗挠钩、左偏倒棱弯刃刀、右偏倒棱弯刃刀、细挠钩、抛光工具。

将厚度为1.5～2 mm的刃具钢板，按照图1、图2、图3、图4所示的形状分别制作成粗挠钩、左偏倒棱弯刃刀、右偏倒棱弯刃刀、细挠钩。

当发现换向器或滑环表面有亮印、烧痕或熔渣时，已不能满足换向器及滑环的不平度为0.05mm的要求，此时直流电动机表现为运行过程中，整流子火花已大于“级”换向火花，应及时进行处理。处理方法如下所述：

发生直流电动机整流子火花异常大的故障时，在停电、在线的情况下，打开直流电动机整流子侧的检修盖，把待处理的整流子灼伤部分盘车到一个刷架间的最大空间处，用本发明的工具做如下处理。

在线处理直流电动机火花大和整流子灼伤的工艺流程，见示意框图6。

先用粗挠钩将所有整流子片之间沟内产生的铜粉和积碳进行清理，并将整流子片间的绝缘云母挠沟到2mm深度（见图5所示）。粗挠钩的钩头尾部与钩把结合处呈一个10o～30o的夹角，钩头头部呈一个锐角。（见图1所示）

再用左、右偏倒棱弯刃刀对直流电动机所有整流子片左、右棱边沿，进行20度角～30度角切削倒棱，倒棱深度为0.2～0.35mm，将整流子片左、右棱边角打火产生的铜堆积和毛刺清理掉，达到整流子片左、右棱边角光滑。左、右偏倒棱弯刃刀（见图2、3所示），左、右偏倒棱弯刃刀的形状像一个微型镰刀，刀口分别在左、右边开刃，其刀口和刀背均呈圆弧状，交会于刀尖，刀尖呈锐角。

然后用细挠沟（见图4所示）对直流电动机所有整流子片间2mm深度的绝缘云母底面进行均匀平整，使所有整流子片间凸凹不平的间隙内，全部均匀平整到2mm深度，同时进一步清理了整流子片间内壁上的铜毛刺、碳粉和杂物。细挠沟由同样的两个细挠沟工具加工件对叠组合而成，用三个螺丝进行固定，在下面的两个固定螺丝下安装锯条，并且夹在两个细挠沟工具加工件之间；有一个适合工作的把手；此把手与挠沟头部有一定的倾斜角度；把手的尾部呈圆弧状，使手握工具时不卡手指；其用途是用来对整流子片间沟内2mm深度的云母底面进行均匀平整，进一步清理整流子片间内壁上的铜毛刺、碳粉和杂物。

最后用抛光工具对直流电动机所有整流子片面上烧损的灼痕进行打磨、抛光和同心度处理，此步工作一定要在电机在其基速的5%～10%（50转/分钟～100转/分钟）的运行速度下进行，使整流子圆形外表面光洁。抛光工具是用一块生胶皮压制成与直流电动机转子半径相同的圆弧状，进行抛光操作时其与直流电动机的整流子紧密贴合。

上述五步处理工作完成后，进行除尘、清灰、用脱脂布沾取酒精擦拭整流子面的工作，然后空载运行直流电动机30分钟，若无异常，即可带载投入运行工作。

Claims

1.直流电动机火花故障的在线处理工具，包括：粗挠沟、左偏倒棱弯刃刀工具、右偏倒棱弯刃刀工具、细挠沟工具和用抛光工具。其特征在于全部由刃具钢制作，由把子、头部和刃部构成。

粗挠沟的钩头尾部与钩把结合处呈一个10o～30o的夹角，钩头头部呈一个锐角，在刀头部位重向开刃，用于直流电动机整流子在线初步挠钩之用，是对电机火花大故障时整流子片间沟内产生的铜粉和积碳进行清理，并将整流子片间的绝缘云母挠钩到2mm深度；

左、右偏倒棱弯刃刀的形状像一个微型镰刀，刀口分别在左、右边开刃，其刀口和刀背均呈圆弧状，交会于刀尖，刀尖呈锐角；用其将整流子片左、右棱边角打火产生的铜堆积和毛刺清理掉；对整流子片的左、右棱边沿分别进行切削倒棱；

细挠沟由同样的两个细挠沟工具加工件对叠组合而成，用三个螺丝进行固定，在下面的两个固定螺丝下安装锯条，并且夹在两个细挠沟工具加工件之间；有一个适合工作的把手，此把手与挠沟头部有一定的倾斜角度，把手的尾部呈圆弧状，其用途是用来对整流子片间沟内2mm深度的云母底面进行均匀平整，进一步清理整流子片间内壁上的铜毛刺、碳粉和杂物；

抛光工具是用一块生胶皮压制成与直流电动机转子半径相同的圆弧状，进行抛光操作时其与直流电动机的整流子紧密贴合；其用途是在进行完上述四项工作后，用其垫衬砂纸对整流子上的灼痕进行打磨、抛光和同心度处理。

2.直流电动机火花故障的在线处理方法，其特征是当发生直流电动机火花异常大故障时，在停电、在线的情况下，打开直流电动机整流子侧的检修盖，把整流子灼伤部分盘车到一个刷架间的最大空间处，分五步进行：

先用粗挠钩将整流子片之间沟内产生的铜粉和积碳进行清理，并将整流子片间的绝缘云母挠沟到2mm深度；

再用左、右偏倒棱弯刃刀分别对直流电动机所有整流子片左、右棱边沿，进行20度角～30度角切削倒棱，倒棱深度为0.2～0.35mm，将整流子片左、右棱边角打火产生的铜堆积和毛刺清理掉，达到整流子片左、右棱边角光滑；

接着用细挠沟对直流电动机所有整流子片间2mm深度的绝缘云母底面进行均匀平整，使所有整流子片间凸凹不平的间隙内，全部均匀平整到2mm深度，然后进一步清理整流子片间内壁上的铜毛刺、碳粉和杂物；

最后用抛光工具对直流电动机所有整流子片面上烧损的灼痕进行打磨、抛光和同心度处理，此步工作一定要在电机在其基速的5%～10%即50～100转/分钟的运行速度下进行，使整流子圆形外表面光洁。