Параметры коммутационных контактов электрических аппаратов
В электрических аппаратах низкого напряжения раствор контактов в основном определяется условиями гашения дуги и лишь при значительных напряжениях (свыше 500 В) его величина начинает зависеть от напряжения между контактами. Как показывают опыты, дуга сходит с контактов уже при растворе 1 — 2 мм.
Наиболее неблагоприятные условия гашения дуги получаются при постоянном токе динамические усилия дуги настолько велики, что дуга активно перемещается и гаснет уже при растворе 2 — 5 мм.
Согласно этим опытам можно считать, что при наличии магнитного поля гашения дуги при напряжении до 500 В можно принять значение раствора 10 — 12 мм для постоянного тока, для переменного тока принимают 6 — 7 мм для любых значений тока. Излишнее увеличение раствора нежелательно, так как оно ведет к увеличению хода контактных частей аппарата, а следовательно, к увеличению габаритов аппарата.
Наличие мостикового контакта с двумя разрывами позволяет уменьшить ход контакта, сохраняя суммарную величину раствора. В этом случае обычно принимается раствор 4 — 5 мм на каждый разрыв. Особенно хорошие результаты для гашения дуги дает применение мостикового контакта на переменном токе. Чрезмерное уменьшение раствора (меньше 4 — 5 мм) обычно не делается, так как погрешности при изготовлении отдельных деталей могут существенно повлиять на величину раствора. При необходимости получения малых растворов надо предусматривать возможность его регулировки, что усложняет конструкцию.
В случае работы контактов в условиях, когда возможно их сильное загрязнение, раствор необходимо увеличивать.
Обычно раствор увеличивается и. для контактов, размыкающих цепь с большой индуктивностью, так как в момент погасания дуги появляются значительные перенапряжения и при малом зазоре возможно повторное зажигание дуги. Раствор увеличивается также для контактов защитных аппаратов с целью повышения их надежности.
Значительно возрастает раствор при увеличении частоты переменного тока, так как скорость нарастания напряжения после погасания дуги очень велика, расстояние между контактами не успевает деионизироваться и дуга зажигается вновь.
Величина раствора на переменном токе высокой частоты обычно определяется экспериментально и сильно зависит от конструкции контактов и дугогасительной камеры. При напряжениях 500—1000 В величина раствора обычно принимается 16 — 25 мм. Большие значения относятся к контактам, выключающим цепи с большей индуктивностью и большим током.
Провал контактов электрических аппаратов
При работе контакты изнашиваются. Чтобы обеспечить надежное их соприкосновение на длительный срок, кинематика электрического аппарата выполняется таким образом, что контакты соприкасаются раньше, чем подвижная система (система перемещения подвижных контактов) доходит до упора. Контакт крепится к подвижной системе через пружину. Благодаря этому, после соприкосновения с неподвижным контактом, подвижный контакт останавливается, а подвижная система продвигается еще вперед до упора, сжимая дополнительно при этом контактную пружину.
Таким образом, если при замкнутом положении подвижной системы убрать неподвижно закрепленный контакт, то подвижный контакт сместится на некоторое расстояние, называемое провалом. Провал определяет запас на износ контактов при заданном числе срабатываний. При прочих равных условиях больший провал обеспечивает более высокую износостойкость, т.е. больший срок службы. Но больший провал, как правило, требует и более мощной приводной системы.
Контактное нажатие – сила, сжимающая контакты в месте их соприкосновения. Различают начальное нажатие в момент начального соприкосновения контактов, когда провал равен нулю, и конечное нажатие при полном провале контактов. По мере износа контактов уменьшается провал, а, следовательно, и дополнительное сжатие пружины. Конечное нажатие приближается к начальному. Таким образом, начальное нажатие является одним из основных параметров, при котором контакт должен сохранять работоспособность.
Основная функция провала — компенсация износа контактов , поэтому величина провала определяется прежде всего величиной максимального износа контактов, которая обычно принимается: для медных контактов — на каждый контакт до половины его толщины (суммарный износ — полная толщина одного контакта); для контактов с напайками — До полного износа напаек (полный износ — суммарная толщина напаек подвижного и неподвижного контактов).
В случае наличия процесса притирания контактов, особенно переката, величина провала очень часто бывает значительно больше максимального износа и определяется кинематикой подвижного контакта, обеспечивающей необходимую величину переката и проскальзывания. В этих случаях для уменьшения общего хода подвижного контакта целесообразно ось вращения держателя подвижного контакта располагать возможно ближе к контактной поверхности.
Величины минимально допустимых контактных нажатий определяются из условий сохранения стабильного переходного сопротивления. В случае принятия специальных мер, позволяющих сохранять стабильное переходное сопротивление, значения минимальных контактных нажатий могут быть уменьшены. Так, в специальной малогабаритной аппаратуре, материал контактов которой не дает окисной пленки и контакты абсолютно надежно защищены от пыли, грязи, влаги и других внешних воздействий, контактное нажатие уменьшается.
Конечное контактное нажатие не играет определяющей роли в работе контактов, и его величина теоретически должна равняться начальному нажатию. Однако выбор провала почти всегда связан со сжатием контактной пружины и увеличением ее усилия, поэтому конструктивно получить одинаковые контактные нажатия — начальное и конечное — невозможно. Обычно конечное контактное нажатие при новых контактах превышает начальное в полтора-два раза.
Размеры контактов электрических аппаратов
Их толщина и ширина очень сильно зависят как от конструкции контактного соединения, так и от конструкции дугогасительного устройства и конструкции всего аппарата в целом. Эти размеры в различных конструкциях могут быть самыми разнообразными и сильно зависят от назначения аппарата.
Необходимо заметить, что размеры контактов, часто разрывающих цепь под током и гасящих дугу, желательно увеличивать. Под действием часто разрываемой дуги контакты сильно нагреваются; увеличение их размеров в основном за счет теплоемкости позволяет снизить этот нагрев, что ведет к весьма заметному уменьшению износа и к улучшению условий гашения дуги. Такое увеличение теплоемкости контактов может осуществляться не только за счет прямого увеличения их размеров, но и за счет дугогасительных рогов, связанных с контактами таким образом, чтобы осуществлялось не только электрическое соединение, но и был обеспечен хороший отвод теплоты от контактов.
Вибрация контактов электрических аппаратов
Вибрация контактов — явление периодического отскока и последующего замыкания контактов под действием различных причин. Вибрация может быть затухающей, когда амплитуды отскоков уменьшаются и через некоторое время она прекращается, и незатухающей, когда явление вибрации может продолжаться любое время.
Вибрация контактов является чрезвычайно вредной, так как через контакты проходит ток и в момент отскоков между контактами появляется дуга, вызывающая усиленный износ, а иногда и сваривание контактов.
Причиной затухающей вибрации, получающейся при включении контактов, является удар контакта о контакт и последующий отскок их друг от друга вследствие упругости материала контактов —механическая вибрация.
Устранить полностью механическую вибрацию невозможно, но всегда желательно, чтобы как амплитуда первого отскока, так и полное время вибрации были наименьшими.
Время вибрации характеризуется отношением массы контакта к начальному контактному нажатию. Эту величину во всех случаях желательно иметь наименьшей. Ее можно уменьшать за счет снижения массы подвижного контакта и увеличения начального контактного нажатия; однако уменьшение массы не должно влиять на нагрев контактов.
Особенно большие значения времени вибрации при включении получаются, если в момент касания контактное нажатие не возрастает скачкообразно до своего действительного значения. Это бывает при неправильной конструкции и кинематической схеме подвижного контакта, когда после касания контактов начальное нажатие устанавливается лишь после выбора люфтов в шарнирах.
Необходимо отметить, что увеличение процесса притирания, как правило, увеличивает время вибрации, так как контактные поверхности при перемещении относительно друг друга встречают неровности и шероховатости, способствующие отскоку подвижного контакта. Это означает, что величина притирания должна выбираться в оптимальных размерах, обычно определяемых опытным путем.
Причиной незатухающей вибрации контактов, появляющейся при их замкнутом положении, являются электродинамические усилия. Так как вибрация под действием электродинамических усилий появляется при больших значениях тока, то образующаяся дуга весьма интенсивна и вследствие такой вибрации контактов, как правило, происходит их сваривание. Таким образом, этот вид вибрации контактов является совершенно недопустимым.
Для уменьшении возможности возникновения вибрации под действием электродинамических усилий нередко токоподводы к контактам выполняются таким образом, чтобы электродинамические усилия, действующие на подвижный контакт, компенсировали электродинамические усилия, возникающие в контактных точках.
При прохождении через контакты тока такой величины, при которой температура контактных точек достигает температуры плавления материала контактов, между ними появляются силы сцепления и происходит сваривание контактов. Сварившимися считаются такие контакты, когда сила, обеспечивающая их расхождение, не может преодолеть сил сцепления сварившихся контактов.
Наиболее простым средством предотвращения сваривания контактов является применение соответствующих материалов, а также целесообразное увеличение контактного нажатия.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Притирка и доводка. Способы, инструменты притирки и доводки
Притиркой называют обработку поверхностей детали притиром — инструментом из мягких материалов с нанесенным на его поверхность мелкозернистым абразивным порошком или пастой, с помощью которых с обрабатываемой поверхности удаляют слой металла или пленки его окислов. Для этих операций на поверхности деталей оставляют припуски до 0,01–0,02 мм. Толщина слоя металла, снимаемого притиром за один проход, не превышает 0,002 мм. Притирку применяют для получения соединений точных геометрических форм с высокой чистотой поверхности (зубчатые колеса, клапаны, сальники, втулки, краны и др.). В качестве притирочных материалов используют пасты ГОИ, в состав которых входят окись хрома (74–81%), кремнезем, стеарин и др. К инструментам для притирки относятся диски, цилиндры, конусы, плиты, бруски, кольца, изготовленные по форме притираемых деталей. Притиры изготовляют из стекла, мягкого чугуна, мягкой стали, меди, латуни, свинца, древесины.
Притирка и доводка являются чистовыми отделочными операциями при обработке поверхностей. Точность, достигаемая при этих видах обработки, составляет 0,001–0,002 мм.
Притиркой получают соединения, непроницаемые для жидкостей и газов (краны, клапаны с гнездами, плунжеры с гильзами), доводкой чаще всего исправляют незначительные деформации, происшедшие при термической обработке.
1. Притирочные материалы
В качестве режущего материала для притирки используют абразивные порошки:
- шлифзерно с зернистостью от № 200 до № 16;
- шлифпорошки с зернистостью от № 12 до № 16;
- микропорошки или минутники с зернистостью от М40 до М5.
К порошкообразным абразивам, применяемым для притирки, относят электрокорунд, крокус (окись железа), венскую известь, окись хрома, наждак (окись алюминия), карборунд, алмазную пыль.
Наиболее твердым притирочным абразивом является алмазный порошок, им притирают твердые закаленные изделия. Следующий по твердости идет карборунд, далее корунд, наждак и крокус. Чаще всего для притирки применяют наждак. Толченым стеклом притирают детали из чугуна и бронзы.
Для обычных слесарных работ употребляют порошки № 12, 10, 8, 6, 5, 4, 3. Для притирки лекал, шаблонов, мерительных плиток применяют микропорошки. Их обозначают буквой М (микро) и цифрой, показывающей размер зерна в микронах.
Обработку абразивно-доводочными материалами начинают с крупных порошков, а для получения более гладкой поверхности ее заканчивают микропорошками.
Процесс притирки сухими порошками малопроизводителен, так как окисная пленка на притираемой поверхности образуется довольно медленно. Поэтому притирать следует абразивными порошками, смоченными какой-либо жидкостью, окисляющей поверхность металла. Небольшая добавка олеиновой кислоты или сульфофрезола увеличивает доводочный эффект в 1,5–2 раза.
Абразивный порошок, смешанный с окисляющей жидкостью и связывающим материалом, представляет собой притирочную пасту. Лучшими притирочными пастами являются пасты ГОИ (Государственный оптический институт), которые делят на грубые, средние и тонкие (табл. 6). Они выпускаются в виде кусков цилиндрической формы или пластин.
Таблица 6. Состав паст ГОИ, %
Грубую пасту применяют для снятия слоя металла, измеряемого десятыми долями миллиметра (удаление следов обработки строганием, шлифованием, опиливанием, грубым шабрением); среднюю пасту — для снятия слоя, измеряемого сотыми и тысячными долями миллиметра (получение полузеркальной блестящей поверхности после ее обработки грубой пастой), тонкую пасту — для придания поверхности зеркального блеска (декоративное полирование).
2. Притиры
Притиры, используемые для притирки поверхностей деталей, должны иметь форму, соответствующую конфигурации притираемой поверхности. Материал притиров должен быть мягче материала обрабатываемого изделия. Изготовляют их из чугуна, мягкой стали, красной меди, латуни, свинца, твердого дерева. Наиболее часто пользуются притирами из чугуна, красной меди и латуни. Свинец и дерево употребляют лишь для наведения блеска после того, как притиркой изделию приданы окончательные размеры.
Перед притиркой поверхности притиров покрывают абразивным порошком, зерна которого вдавливаются в поверхность притиров. Этот процесс называют шаржированием притира.
Шаржируют притиры двумя способами: до начала процесса притирки или непосредственно в процессе притирки. Шаржирование до начала притирки состоит в том, что на плоский притир насыпают очень тонкий и ровный слой абразивного порошка или пасты, а затем сильно вдавливают их стальным бруском или прикатающим роликом.
Для шаржирования цилиндрических притиров берут твердую стальную плиту, насыпают на нее тонкий ровный слой абразивного порошка (или наносят слой пасты) и по ней катают цилиндрический притир, прижимая его так, чтобы абразивный материал вдавливался в его поверхность. При этом следует обращать внимание на то, чтобы поверхность притира была равномерно покрыта абразивным материалом и последний был с одинаковой силой вдавлен в притир.
Для шаржирования притира в процессе притирки сначала притираемую поверхность изделия покрывают равномерным слоем абразивного порошка или пасты и затем начинают притирку. Во время притирки абразив вдавливается в притир. Этот способ дает меньшую точность по сравнению с предыдущим. Чем тверже абразивный порошок, тем тверже берут материал для притира. При выборе материала для притира необходимо иметь в виду следующее. Притиры, изготовленные из мягкого материала (медь, свинец), лучше всего удерживают крупные зерна абразива, а из твердого материала (чугун) — мелкие зерна. Поэтому для мягких притиров в качестве абразивов применяют наждак, корунд, карборунд, а для твердых притиров — крокус, окись хрома, пасты ГОИ.
Для притирки твердых материалов следует применять более твердые притиры, так как мягкие при этом быстро изнашиваются.
В качестве притиров, используемых с пастами ГОИ, могут служить оптическое стекло или зеркальное стекло толщиной 30–40 мм.
При предварительной притирке, когда снимают относительно большой слой металла, необходимо применять более твердые притиры.
Вновь шаржированным притиром работают до полного его затупления. Во время притирки добавлять на него абразивный материал не рекомендуется потому, что абразив, который не вдавлен в притир и находится в свободном состоянии между притиром и притираемой поверхностью, снижает точность операции.
В процессе работы необходимо следить за тем, чтобы поверхности притира не забивались, не покрывались грязью и имели правильную форму (рис. 1). Для равномерного износа притира работать надо всей его поверхностью. Восстанавливают изношенные притиры точным строганием, шабрением, обтачиванием и шлифованием.
Рис. 1. Притиры для обработки плоскостей: а — плита с канавками для грубой притирки; б — плита для чистовой притирки
Разрезной притир для глубоких цилиндрических отверстий (рис. 2, а) состоит из чугунной разрезной гильзы 6 с отверстием в центре. Это отверстие выполнено конусным, с расширением от середины к концам гильзы. В отверстие вставлены оправки 1 и 5, соединенные шпилькой 4.
В процессе притирания диаметр гильзы постепенно увеличивают за счет дальнейшего сближения оправок. Для этого отпускают гайки 2 и 3 и поворачивают оправку 1 относительно оправки 2 на угол, увеличивающий диаметр разрезной оправки на 0,05 мм.
Рис. 2. Притиры для обработки отверстий: а — разрезной для глубоких цилиндрических отверстий; б — цилиндрический с канавками для равномерного распределения притирочной пасты по длине; в — для конических отверстий; г — для конических поверхностей фланцев
Притир можно устанавливать на вертикально-сверлильном или радиально-сверлильном станке. В этом случае оправку 1 шарнирно соединяют со шпинделем станка. Длину гильзы делают на 20–30% больше глубины притираемого отверстия, а толщину перемычки h выполняют различной, в зависимости от диаметра притираемого отверстия (табл. 2).
Таблица 2. Толщина перемычки h в зависимости от диаметра притираемого отверстия
Диаметр D притираемого отверстия, мм | 30—45 | 45—65 | 65—85 | 85—100 | Св. 100 |
Толщина h перемычки, мм | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
На рабочей поверхности цилиндрических притиров часто делают спиральные канавки. Особенно удобны притиры с эксцентричными канавками (рис. 2, б). Выходы этих канавок распределены равномерно, поэтому паста, выжимаясь при работе из канавок, равномерно распределяется по всей длине обрабатываемого отверстия.
Конические отверстия притирают притирами, приведенными на рис. 2, в.
Притир для конических поверхностей фланцев (рис. 2, г) имеет три упорно-регулировочных болта. Эти болты устанавливают при помощи щупа с зазором между торцом болта и поверхностью фланца = 0,1 мм. Притирают деталь поворотом притира за рукоятки вправо-влево. Болты не позволяют притиру перекашиваться. Когда болты начнут касаться фланца, их вывинчивают и снова устанавливают по щупу с зазором 0,1 мм и т.д. до окончания притирки.
3. Способы и приемы притирки
Притирка (доводка) плоских поверхностей. Эту операцию обычно выполняют с применением минерального масла, технического сала, керосина, бензина. Притирать или доводить всухую не рекомендуется, так как абразивный порошок при этом распределяется неравномерно и, кроме того, детали нагреваются и может произойти их коробление.
Различные притиры требуют различной смазки. Для притиров из чугуна в качестве смазки берут керосин или бензин, из мягкой стали — машинное масло, из меди — машинное масло, спирт и содовую воду. Стальные детали притирают с применением машинного масла и технического сала, бронзовыесала, чугунные-керосина. При особо высоких требованиях к качеству стальной поверхности применяют венскую известь, разведенную в спирте, или крокус в вазелине. Алюминий притирают трепелом, разведенным в толуоле со стеариновой кислотой или в деревянном масле.
Плоские несопрягаемые поверхности чаще всего притирают вручную на неподвижных притирочных плитах.
Притирочные плиты для предварительной притирки снабжают продольными и поперечными канавками (рис. 1, а). Эти канавки выполняют шириной и глубиной 1–2 мм на расстоянии 15–20 мм друг друга. Канавки предназначены для сбора снимаемой стружки металла и выпадающих из поверхности плиты зерен абразива. Плиты для окончательной притирки канавок не имеют. Притирка на плитах дает очень точные результаты, поэтому на них притирают детали, требующие особо высокой точности, в частности, лекальные линейки, шаблоны, калибры, плитки.
Для притирки деталей плиту шаржируют абразивом или наносят на нее тонким равномерным слоем смешанный с маслом абразивный порошок.
Поверхность под притирку тщательно готовят. Лучшие результаты дает предварительное шлифование. Припуск на притирку оставляют не более 0,02 мм (большие припуски увеличивают трудоемкость).
Обрабатываемое изделие кладут притираемой поверхностью на плиту и с легким нажимом перемещают его круговыми в сочетаниями с прямолинейными движениями по всей поверхности плиты. При этом выступающие острые ребра частиц абразива, находящиеся на притире, срезают с изделия очень тонкий слой металла. Нажим на изделие должен быть равномерным и несильным. Необходимо следить, чтобы не было сильного нагрева детали. Если деталь нагрелась, то притирку приостанавливают и дают изделию остыть.
Узкие поверхности и тонкие изделия (шаблоны, угольники, линейки) притирают при помощи металлического бруска, который прижимают к детали сбоку и вместе с ней перемещают по притиру. Такие бруски служат направляющими, без них трудно удержать изделие в вертикальном положении.
Притирку со сменой слоя абразивной массы повторяют несколько раз, пока обрабатываемая поверхность не достигнет необходимого качества.
Окончательную притирку для придания поверхности блеска производят на одном масле с прибавлением остатков абразивного порошка от предварительной притирки.
Для притирки плоских поверхностей, кроме плит, применяют различные приспособления.
Например, ряд плоских изделий притирают при помощи медных и чугунных вращающихся дисков. На плоскости диска имеются радиальные канавки, расположенные на расстоянии 30– 50 мм одна от другой. Для притирки на вращающихся дисках существуют специальные станки. Иногда диск закрепляют на
шпинделе шлифовального станка. Притирка при помощи вращающегося диска менее точна, чем притирка на плите. Поэтому чаще применяют ее лишь для предварительной обработки. Весьма высокую точность дает притирка на стеклянных плитах, которые применяют для окончательной доводки калибров, плиток и т.п. В этом случае часто притирку ведут на одном масле, а порошком служат остатки порошковой пыли на плоскостях изделия от предварительной притирки или паста ГОИ. Механизированную притирку с успехом применяют при ремонте направляющих станины вместо окончательного шабрения (чаще всего при ремонте продольно-строгальных станков). На предварительно пришабренные направляющие наносят слой пасты ГОИ (грубой), накладывают стол станка, являющийся в данном случае притиром, и приводят его в движение от редуктора станка. Через 8–10 двойных ходов изношенную пасту удаляют и направляющие промывают керосином. По мере притирки на направляющих появляются матовые пятна, характеризующие снятие металла в этих местах. К концу притирки (через 5–7 ч) поверхность направляющих станины получает на 90% матовый оттенок с проблесками редких светящихся пятен. На этом притирку заканчивают, тщательно промывают и разбивают пятна шабером, что предохраняет направляющие от задиров при работе станка.
Притирка конических и цилиндрических поверхностей. Внутренние конические поверхности притирают притирамипробками (рис. 2, б), наружные — коническими кольцами (рис. 3), детали кранов и клапанов — сопрягающимися поверхностями без применения специального притира.
Рис. 3. Притирка кольца к конусу на токарном станке: 1 — хомутик; 2 — пробка; 3 — кольцо
Притираемые поверхности предварительно протачивают на станке с возможно большей точностью: следы резца должны быть почти незаметными. Перед притиркой проверяют, равен ли конус гнезда конусу пробки. Для этого мелом на пробке делают три долевые черты, вставляют пробку в гнездо до отказа и поворачивают ее 2–3 раза. Если конус пробки соответствует кольцу, то с соприкасающихся поверхностей полоски мела стираются начисто. Если для притирки используют притиры, то каждую из сопрягающихся деталей проверяют также по притиру.
Коническую поверхность при помощи притира притирают следующим образом. На притир (рис. 2, б) наносят ровным слоем смазку с разведенным в ней абразивным порошком (или пасту ГОИ), вводят притир в отверстие и сообщают ему вращение вокруг оси вручную воротком или коловоротом. После 10-12 движений вынимают (снимают) притир, насухо вытирают его и притираемую поверхность, после чего повторяют операцию притирки до тех пор, пока вся обрабатываемая поверхность будет иметь матовый или глянцевый цвет.
Для притирки кольца к пробке на токарном станке (рис. 3) пробку 2 ставят в центр и на нее надевают кольцо 3 (пробка при вращении не должна иметь биения). Затем на вращающуюся пробку, смазанную маслом и посыпанную абразивным порошком, надвигают кольцо, не давая последнему вращаться. Периодически кольцо отводят назад и снова надвигают на пробку до отказа. Нажимать очень сильно при этом нельзя, нужно только придерживать кольцо на вращающейся пробке так, чтобы она сидела плотно. Через 2–3 мин на поверхности пробки становится видна матовая полоска, которая постепенно увеличивается. Когда ее ширина становится равной толщине кольца, притирку заканчивают.
Для притирки пробки крана к коническому гнезду первую смазывают маслом и посыпают толченым стеклом или смазывают средней пастой ГОИ. Затем пробку вставляют в гнездо и вращают ее то в одну, то в другую сторону, следя за тем, чтобы притирание происходило по всей поверхности пробки и всей поверхности отверстия. При повертывании вправо на пробку слегка давят, а при повороте влево ее приподнимают кверху. Чтобы притиралась вся поверхность одинаково, повороты вправо делают несколько большими, чем повороты влево, при этом пробка постепенно поворачивается в гнезде. В процессе работы поверхность пробки посыпают толченым стеклом или смазывают пастой ГОИ. Стекло толкут в ступке до получения стеклянного порошка
в виде муки, после чего просеивают через мелкое сито. Годным порошок считают тогда, когда в нем нет твердых частиц. При попадании в процессе работы между притирающимися плоскостями твердых частиц во избежание задира работу немедленно приостанавливают, вынимают пробку и очищают ее от порошка.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Под действием электрической дуги, возникающей при размыкании контактов под током, часть металла контакта испаряется, разбрызгивается и частично переносится с одного контакта на другой ( электрическая эрозия), ухудшая поверхность касания. Для удаления этих неровностей и окислов в конструкции контакторов предусматривают притирание контактов . [16]
Это уменьшает износ контакт-деталей и предохраняет их рабочую поверхность от обгорания. Процесс совместного скольжения и перекатывания контактов от точки соприкосновения до конечного рабочего положения называется притиранием контактов . Для лучшего притирания подвижную контакт-деталь 2 ( рис. 7.1) нужно сконструировать так, чтобы после соприкосновения до положения полного включения подвижная поверхность детали перекатывалась и скользила по неподвижной поверхности /, а контактный рычаг ( или якорь) переместился на определенное расстояние. Если при полностью включенном аппарате убрать неподвижную контакт-деталь, то подвижная будет перемещаться до тех пор, пока контактодержатель 3 не соприкоснется с рычагом. Помимо притирания, провал обеспечивает также в пределах допусков работу контактора при изношенных контакт-деталях. [18]
Как уже было сказано, основная функция провала — компенсация износа контактов, поэтому величина провала определяется прежде всего величиной максимального износа контактов. Величина максимального износа обычно принимается: для медных контактов — на каждый контакт до половины его толщины, суммарный износ — полная толщина одного контакта; для контактов с напайками — до полного износа напаек, полный износ — суммарная толщина напаек подвижного и неподвижного контактов. В случае наличия процесса притирания контактов , особенно переката, величина провала очень часто бывает значительно больше максимального износа и определяется кинематикой подвижного контакта, обеспечивающей необходимую величину переката и проскальзывания. В этих случаях для уменьшения общего хода подвижного контакта целесообразно ось вращения держателя подвижного контакта располагать возможно ближе к контактной поверхности. [19]
В процессе включения контактов происходит их относительное скольжение и перекатывание. Это уменьшает износ контактов и предохраняет их рабочую поверхность от рбгорания. Процесс совместного скольжения и перекатывания контактов от точки соприкосновения до конечного рабочего положения называется притиранием контактов . [20]
Кронштейн и держатель болтами закреплены на изоляторе. На оси 13 кронштейна закреплен рычаг 3 подвижной части контактора. Подвижной контакт 7 вместе с гибким шунтом 8 закреплен на литом латунном держателе 6, который вращается на оси 5 подвижного рычага. Между кронштейном 12 и рычагом 3 на специальных цилиндрических направляющих 14 и 15 установлена включающая пружина /, а между держателем 6 и подвижным рычагом — притирающая пружина 4, осуществляющая контактное нажатие и притирание контактов . [22]
Испытательное напряжение 20СО в в течение 1 мин. Регулировка достигается изменением натяжения пружины. Разрыв между контактами минимальный Змм, максимальный Юлии. Притирание контактов минимальное 1 5 мм, максимальное 2 0 мм. [23]
Контакты покрываются также пленками других соединений ( органических), пылью и непроводящими частицами. Для осуществления электрического контакта необходимо продавить эти частицы и пленки, поэтому контакт тем надежнее, чем больше контактное давление. Кроме того, для получения надежного контакта необходимо обеспечить притирание поверхностей контактов друг к другу в процессе их размыкания. Притирание контактов способствует очищению рабочих поверхностей от пыли, пленок окислов и других соединений, а также удаляет место контакта от места, где происходит разрыв тока. [24]
При текущем ремонте ТР-3, кроме работ, выполняемых на текущем ремонте ТР-2, снимают и проверяют состояние контакторов и полупроводников. Снимают и разбирают электропневматические и электромагнитные приводы, регулятор напряжения, реле, реверсор, предохранители. Остальные аппараты осматривают и ремонтируют на тепловозе. Снятые металлические детали очищают. Регулируют давление и притирание контактов аппаратов и разрывы между ними. [25]
Притирание клапанов — мысли вслух.
Всем привет!
Давайтека сегодня поговорим о таком холиварном вопросе, как притирание клапанов. Процедура на просторах Драйв 2, мягко говоря, популярная — я еще не видел ни одного описания капильного ремонта ДВС, в котором не упоминался бы этот "ритуал"! Причем поговорим мы скорее даже не о самом притирании, а о тех вещах, которые вызывают его необходимость.
Для начала давайте посмотрим, как устроен узел клапан-седло в геометрическом плане:
Видим кучу фасок (причем на седле может быть не фаска, а радиус). Про геометрию седла и влияние ее на работу ДВС много и исключительно доходчиво писал Barik-CZ , я же хочу обратить внимание на несколько ключевых для ресурса ГБЦ моментов:
1. Клапан подтягивается к седлу при помощи возвратной пружины.
2. Отношение силы прижима клапана к площади фаски на седле дает удельное давление клапана на седло.
3. Через фаску на седле происходит охлаждение клапана.
Как видим, все ключевые для работы ГБЦ моменты упираются в две фаски — на тарелке клапана и на седле.
Что будет, если фаска на седле окажется неравномерной? Удельное давление в разных точках седла будет различным, в зоне с максимальным давлением износ будет существенно быстрее, чем в соседних. Как следствие нарушение герметичности, прорыв горячих газов с одновременным резким ростом температуры клапана в зоне прорыва газов и практически нулевого охлаждения в ней же. Как итог — прогорание клапана.
Что будет если фаска на седле слишком широкая? Поимеем снижение удельного давления, как следствие — меньшую надежность уплотнения и вероятность прорыва газов в один прекрасный момент, со всеми вытекающими.
Очевидно, что клапан закроется герметично только при условии, что фаски клапана и седла будут абсолютно соосны. Между клапаном и направляющей втулкой есть радиальный зазор, обычно в районе 0.03-0.04мм.
Итого суммарно у нас есть половина от этого зазора — 0.02мм погрешности несоосности для седла клапана и тарелки. Это мы считаем, что оси седла и направляющей втулки параллельны, очень важное допущение, запомните его!
Для новых клапанов, либо клапанов перешлифованных на спецоборудовании характерна несоосность фаски и стержня клапана не более 0.01мм, примем это как аксиому. Выходит, что у нас осталось не более, чем 0.01мм на несоосность седла клапана относительно оси направляющей втулки.
Тут надо сделать такую ремарку: при замене направляек несоосность седла и оси втулки может легко достигать нескольких десятых миллиметра — это на порядки больше нашего допуска в 0.01мм! Из этого делаем вывод, что седла править после замены направляек нужно обязательно.
И вот теперь у нас дилемма — а как обрабатывать седла? Опытный читатель наверняка подскажет — дык специальными ручными фрезами же, вот типа таких:
Увы, но после обработки седел таким инструментом самое лучшее место для отремонтированной ГБЦ — в помойке…
И вот почему: такой инструмент центрируется по направляющей втулке с помощью так называемого пилотного стержня, или просто пилота. При диаметре стержня клапана в 10-11мм жесткость пилота еще хоть как то достаточная для корректного центрирования инструмента, но при диаметрах стержня клапана 7 и менее миллиметров жесткости пилота совершенно недостаточно. В итоге пилот банально гнется, что не позволяет говорить о точном центрировании инструмента. Реальная погрешность соосности осей седла клапана и направляющей втулки, которую можно получить с помощью такого приспособления — 0.08-0.1мм, в 10 раз больше допустимой! Добавляем к этому крайне низкую чистоту обработки поверхности — опять же из за низкой жесткости инструмент "дробит".
Естественно, после контрольной сборки никакой герметичности не будет. Вариант останется один — притирать по старинке, компенсируя несоосность от обработки и дефекты рельефа. Да вот незадача, при этом мы автоматически получаем фаску седла разной ширины, вместе со всем комплексом проблем описанных выше.
Кроме того, при притирке частицы абразива внедряются в материал седла, которым часто оказываютя пористые чугун либо порошковые материалы на основе бронзы. Получаем абразивное седло, срок службы которого очень невелик, по понятным причинам. Даже если седло твердое и не подвержено внедрению абразива — нет никаких гарантий, что остатки притирочной пасты не сползут во время "ритуала" по стержню клапана на направляющие втулки. Понятно, что пользы от абразива там тоже не много… Отмыть абразив хотя и можно, но очень и очень трудоемко, да и гарантий на полное удаление дать физически невозможно.
И ладно бы только несоосностью седла и втулки да абразивом дело кончилось, но ведь нет! Изгиб пилота вкупе с "ручным приводом" инструмента дает нам дополнительную непараллельность осей втулки и седла. А это значит, что стержень клапана будет при каждом закрывании изгибаться, чтобы тарелка села на место. Как следствие резко вырастет темп накопления усталостных напряжений в теле клапана и рано или поздно (скорее рано) голова у него отвалится и радостно размолотит весь цилиндр. Кроме этого незапланированная радиальная нагрузка на мягкую направляющую втулку испортит ее очень быстро. Наверняка же многие слышали страшилки как после капиталки клапана пообрывало или направляйки померли на мизерном пробеге? Вот это оно и было 🙂
В сухом остатке получается, что формально все операции по ремонту ГБЦ выполнены — клапана заменены, седла прирезаны и потом притерты, герметичность есть. Но качественный ли ремонт и будет ли ходить такая ГБЦ? Думаю комментарии излишни…
Так каким же образом обрабатываются седла правильно?
Вариантов не много, целый один — седла прирезаются на специальных станках, особо любопытные могут погуглить по марке Serdi. Суть процесса в том, что ГБЦ закрепляется на жестком столе станка, затем шпиндель с режущим инструментом центрируется по пилоту. Принципиальный момент в этом месте такой, что пилот используется для центрирования ДО начала обработки и не участвует в центрировании инструмента непосредственно в процессе резания. Соответственно малая жесткость пилотного стержня не оказывает влияния на погрешность обработки.
Реальная точность при серийном выполнении работ на таком оборудовании — 0.01-0.015мм, именно то что необходимо для гарантированно герметичного закрывания клапана без какой либо дополнительно мехобработки.
Эксклюзивностью такая работа никакой не обладает, многие конторы в России оказывают подобные услуги. Любой заинтересовавшийся данной тематикой человек без труда найдет все явки и пароли с помощью поиска, причем практически в любом регионе страны 🙂
Кстати про герметичность, раз уж вся возня у нас ради нее образовалась — а как проверять то результат трудов?
Популярная методика — солярка или керосин в камеру сгорания и ждать пока утечет (или не утечет). Вроде логично и очевидно все, но нестыковочка есть — ДВС собираем, или насос по перекачке соляры?
Корректно проверять герметичность клапанов воздухом, общепринятое название процесса — вакуум тест. К впускному или выпускному каналу ГБЦ (смотря какие клапана проверяются) через простейший адаптер подключается вакуумный насос с вакуумметром. Для герметичного клапана нормой считается способность держать разряжение в 0.6-0.7Атм. И никакой солярки! Любопытно, что в состав любого спецстанка для прирезания седел входит вакуум-тестер для контроля результатов работы.
Друзья, любите своих железных коней, осваивайте современные (если таковыми можно назвать технологии 20 летней давности) способы ремонта. Пора вылезать из начала 20го века, прошли времена когда чумазые мотористы терли клапана красным кирпичом в поле 🙂