Работа 12
Монтаж электрических двигателей
Цель работы
Задание к работе
Общие сведения [1]
Порядок выполнения работы
Содержание отчета
Контрольные вопросы
Библиографический список
Цель работы
Ознакомиться с устройством электродвигателей и технологией их монтажа.
Освоить основные приемы монтажа электродвигателей.
Задание к работе
1. Проверить электродвигатель и составить эскиз установочных размеров.
2. Установить двигатель и выполнить центровку валов.
3. Измерить сопротивление изоляции обмоток и электропроводок.
4. Подключить двигатель к сети, выполнить зануление и проверить непрерывность его цепи, включить двигатель.
Общие сведения [1]
Устройство электродвигателя и его основные конструктивные элементы показаны на рис. 12.1.
Технические данные двигателей (мощность, напряжение, номинальный и пусковой ток, частота вращения и др.) указывают в паспорте, закрепленном на корпусе в виде таблички. В паспорте также указывают модификацию двигателя по исполнению и степени защиты от соприкосновения с токоведущими частями и от проникновения влаги. Тип двигателя для конкретного технологического механизма и условий работы выбирают в соответствии с проектом.
В настоящее время большое распространение в промышленности и в сельском хозяйстве получили двигатели серий 5А, АИ и 6А [2, 3], которые, например, выпускает Владимирский электромоторный завод [3]. Двигатели имеют различные конструктивные исполнения по способу монтажа в зависимости от габарита.
Условные обозначения монтажных исполнений IM (International Mounting) в соответствии с ГОСТ 2479 (МЭК 34-7).
Рис. 12.1. Устройство и установочные размеры электродвигателя серии 5А:
1 - вал; 2 - шпонка; 3 - подшипник; 4 - статор; 5 - ротор; 6 - обмотка; 7 - вентилятор; 8 - коробка выводов; 9 - лапа; l1-l2 - продольное и поперечное расстояния между отверстиями в лапах; L3 - длина выступающего конца вала; L4 - размер выступающей крышки; h - высота оси вращения; d1-d2 - диаметры вала и отверстия в лапах
Структура обозначения монтажного исполнения [3]:
IM Х1 Х2Х3 Х4
Х1 – конструктивное исполнение;
Х2Х3 – способ монтажа;
Х4 – исполнение выступающего конца вала.
Первая цифра в обозначении – конструктивное исполнение двигателя:
1 – двигатели на лапах, с подшипниковыми щитами;
2 – двигатели на лапах с подшипниковыми щитами и с фланцем на подшипниковом щите (или щитах);
3 – двигатели без лап, с подшипниковыми щитами, с фланцем на одном подшипниковом щите;
4 – двигатели без лап, с подшипниковыми щитами, с фланцем на станине;
5 – двигатели без подшипниковых щитов.
Цифры 6 - 9 в асинхронных двигателях общего назначения не применяются.
Вторая и третья цифры в обозначении – способ монтажа двигателя (смотри табл. 12.1).
Четвертая цифра в обозначении – исполнение конца вала двигателя:
0 – без конца вала;
1 – с одним цилиндрическим концом вала;
2 – с двумя цилиндрическими концами вала;
3 – с одним коническим концом вала;
4 – с двумя коническими концами вала;
Цифры 5 – 9 в асинхронных двигателях не применяются.
Таблица 12.1
Способы монтажа электродвигателей
| Конструктивное исполнение по способу монтажа | Обозначение | Диапазон применения по габаритам | Конструктивное исполнение по способу монтажа | Обозна-чение | Диапазон применения по габаритам |
| IM 1001 |  | 80-315 | IM 1011 |  | 80-250 |
| IM 1031 |  | 80-250 | IM 1051 |  | 80-250 |
| IM 1061 |  | 80-250 | IM 1071 |  | 80-250 |
| IM 2001 |  | 80-315 | IM 2011 |  | 80-250 |
| IM 2031 |  | 80-250 | IM 2101 |  | 80 |
| IM 2111 |  | 80 | IM 2131 |  | 80 |
| IM 3001 |  | 80-180 | IM3011 |  | 80-250 |
| IM 3031 |  | 80-250 | IM 3601 |  | 80 |
| IM 3611 |  | 80 | IM 3631 |  | 80 |
До начала монтажа необходимо изучить проект и получить от заказчика документацию на оборудование: технические условия, паспорт, инструкцию по монтажу и пуску, комплектовочную ведомость и др.
Помещения и фундаменты принимают под монтаж по акту. Фундаменты машин не должны соприкасаться с фундаментами колонн и других несущих конструкций зданий, чтобы им не передавалась вибрация машин. Не допускается связывать между собой фундаменты отдельных двигателей и соседних машин. Проходы для обслуживания между корпусами двигателей или частями зданий и оборудованием должны быть не менее 1 м.
В ходе приемки фундаментов проверяют: соответствие проекту их расположения и габаритных размеров, состояние бетона, расположение и габаритные размеры анкерных болтов или отверстий для них. Допускается отклонение строительных размеров от проектных: основных размеров фундамента в плане, ± 30 мм; осей анкерных болтов в плане, ± 5 мм; отметок верхних концов болтов, ± 25 мм.
Высота фундамента над полом должна быть 400 мм, но не меньше 100...150 мм. Для образования отверстий под анкерные болты используют деревянные клинья. Время выдержки бетонного фундамента до начала монтажа 10... 15 дней.
Погрузочно-разгрузочные работы при монтаже оборудования, как правило, должны выполняться механизированным способом. При перемещении тяжестей необходимо соблюдать нормы подъема грузов (при возрасте старше 18 лет: женщины – 20 кг, мужчины – 50 кг). До начала работ проверяют исправность такелажа, расчищают пути перемещения груза, проверяют качество строповки. Подъем небольших двигателей (до 50 кг) при установке их на фундаменты вручную выполняют не менее двух человек. Запрещается выгружать с автомашин электродвигатели и другое оборудование сбрасыванием на землю.
Ревизия электродвигателей. Машины, полученные от заказчика или завода-изготовителя в собранном виде, на месте монтажа не разбирают. Перед установкой их расконсервируют (срок действия заводской консервации 3 года) и подвергают ревизии, включающей: внешний осмотр, отсутствие повреждений и загрязнений обмоток и корпуса; продувку двигателя
сухим воздухом от пыли; снятие крышек подшипников и проверку заполнения смазкой (не более 2/3 объема гнезда подшипника); проворачивание ротора (от руки); состояние коробки и контактных выводов; измерение сопротивления изоляции обмоток статора. Концы обмоток выводят в коробку выводов и обозначают буквами: начало обмотки первой фазы U1; второй V1; третьей W1, а концы обмоток соответственно U2, V2, W2 (рис. 12.2, а). Обмотки соединяют в звезду или в треугольник (рис. 12.2, б, в).
Рис. 12.2. Схемы соединений обмоток трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:
а – схема обмоток; б – соединение обмоток в звезду;
в – соединение обмоток в треугольник
Сопротивление изоляции асинхронных двигателей напряжением до 1 кВ измеряют мегомметром на 1 кВ (рис. 12.3, а, б). При температуре 10...30 °С сопротивление должно быть не меньше 0,5 МОм, если оно окажется меньшим – обмотки двигателя необходимо сушить.
Рис. 12.3. Измерение сопротивления изоляции мегомметром Ф4102:
а - между обмотками; б - между обмотками и корпусом
Сушка электродвигателей. Способ сушки выбирают в зависимости от конструкции и мощности двигателя. Для двигателей мощностью до 15 кВт рекомендуют применять обогрев обмоток инфракрасными облучателями или лампами накаливания. Лампы располагают вблизи обмоток или внутри статора, а двигатель закрывают огнестойким кожухом с отверстиями для выхода испаряющейся влаги. Двигатели мощностью 15...40 кВт сушат горячим воздухом от тепловоздуходувки или теплом, выделяемым в обмотках при прохождении тока. Для этого затормаживают ротор и включают напряжение питания, пониженное до 12...15 % от номинального напряжения двигателя.
В обмотках устанавливают ток, равный 0,7 от номинального тока двигателя, в процессе сушки следят, чтобы температура обмоток не превышала 80...90 °С. Двигатели мощностью более 40 кВт сушат нагревом статора токами индукционных потерь (вихревыми токами). Режим сушки контролируют мегомметром и термометром. Сопротивление изоляции измеряют через каждый час. Сушка считается законченной, если в течение 2...4 ч сопротивление изоляции не изменяется и равно не менее 1 МОм. По результатам сушки составляют протокол.
Установка электродвигателей. Электродвигатели, входящие в комплект технологических механизмов (вентиляторы, насосы, дробилки и др.), монтируют организации, устанавливающие технологическое оборудование. На электромонтажников возлагается обязанность оценить состояние, выполнить ревизию, а в случае необходимости и сушку электродвигателей.
Для монтажа двигателя на основании размечают установочные размеры (см. рис. 12.1). При этом учитывают толщину прокладок (примерно 2...5 мм). Размечают отверстия для крепления салазок.
В соответствии с установочными размерами в отверстии фундамента монтируют анкерные болты, при установке болтов используют шаблон. Габаритные размеры болтов выбирают по проекту. Фундамент очищают от грязи и промывают водой, цементный раствор готовят из расчета 1:1 по объему – чистый песок и цемент, заливку анкерных болтов осуществляют раствором.
Салазки и раму выравнивают при помощи прокладок по уровню в продольном и поперечном направлениях. Не допускается в качестве прокладок использовать дерево или кирпич. Продолжать монтажные работы или затягивать гайки болтов можно только через 10...15 суток.
Вал электродвигателя соединяют с валом рабочего механизма при помощи соединительной муфты, ременной или зубчатой передачи и другими способами. Соединительные муфты разделяют на жесткие, соединяющие валы жестко в единое целое, и на эластичные, допускающие боковые и угловые смещения валов в узлах сопряжения. Валы и муфты в местах посадки очищают от ржавчины керосином или наждачной шкуркой (№ 00 или 000), смазанной маслом. В шпоночную канавку закладывают шпонку, конец вала смазывают маслом. Полумуфту или шкив насаживают при помощи винтового приспособления или молотком, предварительно сняв крышку подшипника с противоположной стороны вала (рис. 12.4, а, б). При снятии шкива или полумуфты применяют и съемники (рис. 12.4, в). Если шкив, полумуфту насадить или снять трудно, их подогревают пламенем газовой горелки до 250...300 °С.
Рис. 12.4. Способы насадки шкивов и подшипников на вал:
а - винтовым приспособлением; б - молотком с применением контргруза; в - снятие шкива съемником; г - посадка подшипника в гнездо; д - посадка подшипника на вал: 1 - винтовое приспособление; 2 - шкив; 3 - электродвигатель; 4 - контргруз; 5 - съемник; 6 - подшипник; 7 - труба с заглушкой
При посадке новых подшипников их промывают бензином и смазывают минеральным маслом. Подшипник насаживают приспособлением из отрезка трубы с заглушкой (рис. 12.3, г, д). Для съема подшипников используют съемник с захватами. Если подшипник вставить или снять трудно, его подогревают горячим (100 °С) маслом.
Рис. 12.5. Центровка валов машины и электродвигателя:
1 - машина; 2 - скобы; 3 - двигатель; 4 - полумуфта; 5 - щуп
Соосность валов машин устанавливают путем центрирования. Перед центровкой необходимо убедиться в плотности посадки полумуфт на валы (путем удара молотком по торцу полумуфты при одновременном обхвате рукой стыка полумуфты с валом), проверить установку электродвигателя и машины по уровню, отсутствие биений при вращении валов. Валы центрируют при помощи скоб, укрепленных на полумуфтах (рис. 12.5). Замеры зазоров А и Б выполняют пластинчатым щупом в четырех точках через 90 при одновременном повороте валов. Корректируя положение двигателя, добиваются минимально допустимой разности замеров. Результаты заносят в таблицу 12.2.
Таблица 12.2
| Зазоры, мм | Положение валов (град) |
| 0 | 90 | 180 | 270 |
| А | | | | |
| Б | | | | |
Толщина прокладок должна быть не меньше 0,5 мм, а число укладываемых одна на другую – не более четырех. При сочленении машин эластичными муфтами разность показаний замеров зазоров в диаметрально противоположных точках на расстоянии 300 мм от оси вала для двигателей с частотой вращения 3000 и 1500 мин-1 – не больше 0,08 мм.
При клиноременной передаче валы двигателя и механизма должны быть строго параллельны. Параллельность проверяют стальной струной или линейкой. Ремень выбирают по размеру канавки шкива. Выверенный двигатель закрепляют и окончательно проверяют сохранность центровки валов после затяжки гаек анкерных болтов.
Электропроводку для подключения двигателя к сети выполняют в стальных трубах или кабелем (рис. 12.6). Трубу подводят непосредственно к коробке выводов. Для соединения трубы с коробкой используют муфты и сгоны (рис. 12.6, а, б) или гибкие вводы (рис. 12.6, в).
Корпус электродвигателя обязательно должен зануляться (соединяться с нулевым проводом сети). В качестве зануляющего проводника используют четвертый провод в трубе или стальную трубу электропроводки, или отдельно проложенный стальной проводник. Во всех случаях электрическая проводимость нулевого защитного проводника должна быть не меньше 50 % проводимости фазного провода.
Проводники для зануления из круглой стали должны иметь диаметр не менее: 5 мм – при прокладке в здании, 6 мм – в наружных установках, 10 мм – в земле. К проводнику приваривают наконечник из полосовой стали с отверстием и присоединяют болтом с пружинящей шайбой к корпусу (рис. 12.6, г). Оборудование, подверженное вибрации, зануляют гибкой перемычкой (рис. 12.6, д).
Каждый электродвигатель и другое оборудование зануляют отдельным ответвлением от магистрали. Последовательное включение в нулевой защитный проводник нескольких электроустановок запрещается.
Для обеспечения безопасных условий эксплуатации установок их шкивы, муфты и другие движущиеся элементы ограждают кожухами, окрашенными в красный цвет.
Рис. 12.6. Способы подводки электропроводок и зануляющих проводников:
а – в трубах к двигателю мощностью до 5,5 кВт; б – в трубах к двигателю мощностью до 40 кВт; в – гибким вводом; г – подключение к корпусу зануляющего проводника; д – гибкой перемычкой для зануления; 1 – коробка; 2 – муфта; 3 – контргайка; 4 – трубы; 5 – гибкий ввод; 6 – шайба; 7 – стальной трос; 8 – флажок
Качество монтажа электродвигателей проверяют включением в сеть вхолостую и под нагрузкой. Перед включением мегомметром измеряют сопротивление изоляции электропроводок и двигателя, проверяют исправность зануления и пускозащитных аппаратов.
При опробовании вхолостую двигатель отсоединяют от технологической машины и включают толчком в сеть. Не допуская полного разворота (25...30 % от номинальной частоты вращения), отключают и прослушивают шумы в двигателе (не должно быть посторонних звуков). После пробного пуска двигатель включают на час и проверяют: отсутствие стуков и задевают вращающихся частей, прочность крепления к основанию, степень нагрева подшипников (не более 95 °С), направление вращения ротора (при необходимости изменения направления вращения меняют местами два любых подводящих провода в коробке).
При нормальной работе в холостом режиме двигатель соединяют с механизмом и испытывают под нагрузкой в течение трех часов. При этом виброметром измеряют вибрации двигателя в вертикальном, горизонтальном и осевом направлениях. Амплитуда вибрации должна быть не больше: 0,05 мм – для двигателей с частотой вращения 3000 мин-1 и 0,1 мм – для двигателей с 1500 мин-1.
В течение испытаний через каждые 30 мин измеряют температуру нагрева обмоток (не более 105 °С для двигателей с изоляцией класса А) и подшипников. Двигатель, прошедший испытания под нагрузкой, передают рабочей комиссии для приемо-сдаточных испытаний.
Порядок выполнения работы
1. В соответствии с индивидуальным заданием преподавателя вычертите эскиз монтажа электродвигателя и магнитного пускателя. Составьте указания по монтажу.
2. Составьте заявку на материалы и инструмент для монтажа электродвигателя, пускателя и электропроводки между ними.
3. Определите начала и концы обмоток электродвигателя (см. рис.12.2). Замерьте сопротивление изоляции двигателя (см. рис. 12.3), заполните протокол.
4. Прежде чем подключать двигатель к сети, убедитесь в том, что отключен автоматический выключатель, питающий стенд. Убедитесь в целостности лабораторного оборудования и соединительных проводов. Соедините обмотки электродвигателя в звезду. Проверьте непрерывность цепи зануления электродвигателя.
5. После проверки преподавателем правильности проведенных коммутаций проводов, осуществите подачу напряжения на стенд.
Во избежание поражения электрическим током касаться руками клемм, других токоведущих деталей категорически запрещается.
При возникновении аварийных ситуаций, появлении запаха дыма и возникновении прочих аварийных режимов – немедленно отключите автоматический выключатель и сообщите о неисправности лаборанту или преподавателю.
6. Продемонстрируйте работу стенда преподавателю.
Содержание отчета
1. Название и цель работы.
2. Эскиз монтажа электродвигателя.
3. Рис. 12.2, 12.3.
4. Результаты испытаний сопротивления изоляции электродвигателя.
Контрольные вопросы
1. Расшифруйте IM 2111.
2. Как подразделяются электродвигатели по конструктивному исполнению?
3. Какие подготовительные работы предшествуют монтажу электродвигателей?
4. Расскажите последовательность ревизии электродвигателей.
5. Расскажите последовательность монтажа двигателей и центровки валов.
6. Расскажите об особенностях монтажа клиноременной передачи.
7. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?
8. Как выполнить зануление электродвигателя?
9. Как опробовать двигатель вхолостую и под нагрузкой?
10. Как высушить электродвигатель мощностью 2,2 кВт?
Библиографический список
1. Практикум по технологии монтажа и ремонта электрооборудования: Учеб. пособие для вузов / П.Д. Ирха, В.А. Буторин, В.В. Девятков и др. Под ред. А.А. Пястолова. – М.: Агропромиздат, 1990. - 160 с.
2. www.msv-nasko.ru
3. www.vemp.ru
| 
