Диссертация (Оценка влияния твердой смазки на трибохарактеристики узлов скользящего токосъема), страница 18

В случаеотсутствия СЩ (таблица 50) среднее абсолютное отклонение тока составляет 29,5 А. Установка СЩ позволила снизить данный показатель до 22,0 А(таблица 51, время работы смазки - 2 часа), а спустя 5 часов – до 17,8 А(таблица 52).148Таблица 50 – Распределение тока ротора по ЭЩ 1 и 2 дорожки кольца отрицательной полярности тока(СЩотсутствуют)№ дорожек1,2№ щеток1256910 13 17 18 21 22 25 26 28Суммарный ток ротора, А2044Средний ток щеток, А73Мгновенное значение тока под78 140 106 120 140 90 87 60 41 40 80 50 80 25щеткой, АСреднее абсолютное отклонение29,5Таблица 51 – Распределение тока ротора по ЭЩ 1 и 2 дорожки кольца отрицательной полярности тока (СЩустановлены, продолжительность наработки – 2 часа)№ дорожек1,2№ щеток1256910 13 17 18 21 22 25 26 28Суммарный ток ротора, А2044Средний ток щеток, А73Длительность установки СЩ, час2Мгновенное значение тока под77 111 90 111 130 48 96 50 40 81 80 73 100 50щеткой, АСреднее абсолютное отклонение22,0149Таблица 52 – Распределение тока ротора по ЭЩ 1 и 2 дорожки кольца отрицательной полярности тока (СЩустановлены, продолжительность наработки – 5 часов)№ дорожек1,2№ щеток1256910 13 17 18 21 22 25 26 28Суммарный ток ротора, А2200Средний ток щеток, А78,6Длительность установки СЩ, час5Мгновенное значение тока под86 106 82 100 120 60 90 69 50 85 111 75 100 63щеткой, АСреднее абсолютное отклонение17,8150На рисунках 70 – 72 представлены гистограммы распределения токапо параллельно работающим ЭЩ дорожек 1,2 для случая отсутствия (рису-Мгновенное значениетока, Анок 70), спустя 2 (рисунок 71) и 5 часов (рисунок 72) после установки СЩ.1401201008060402001256910 13 17 18 21 22 25 26 28Номер ЭЩРисунок 71 – Гистограмма распределения тока ротора по ЭЩ кольца отри-Мгновенное значениетока, Ацательной полярности (100% нагрузки, СЩ отсутствуют)1401201008060402001256910 13 17 18 21 22 25 26 28Номер ЭЩРисунок 72 – Гистограмма распределения тока ротора по ЭЩ кольца отрицательной полярности (СЩ установлены, наработка 2 часа)151Мгновенное значениетока, А1401201008060402001256910 13 17 18 21 22 25 26 28Номер ЭЩРисунок 73 – Гистограмма распределения тока ротора по ЭЩ кольца отрицательной полярности (СЩ установлены, наработка 5 часов)На рисунке 73 показана сравнительная гистограмма токораспределения при мощности 100%, на основании которой можно сделать заключениео активном влиянии СЩ на процесс передачи тока по параллельно работающим щеткам.Мговенное значение тока, А140без СЩ120со СЩ1008060402001256910131718Номер ЭЩ2122252628Рисунок 74 – Гистограмма распределения тока ротора по ЭЩ кольца отрицательной полярности (100% нагрузки, смазывающие установлены, наработка 5 часов)В процессе проведения испытаний проводился непрерывный мониторинг теплового состояния ЩКА.152В таблице 53 приведены результаты тепловизионной съемки поверхности ЭЩ для случая отсутствия смазывающих при суммарном токе ротораравном 2044 А.

Наиболее нагретая щетка имеет температуру 140оС, средняя температура всех щеток дорожек №1, 2 составляет 92оС. Установка СЩ(таблица 54) и замер температуры спустя 2 часа наработки позволила снизить среднюю температуру ЭЩ до 89,1оС, максимальную температуру – до110оС при токе ротора равном 2044 А. При более длительной работы СЩ (5час.) и более высоком значении суммарного тока ротора (2200 А) такженаблюдается положительная динамика уменьшения температуры: средняятемпература всех щеток – 88,8оС, максимальную температуру наиболеенагретой щетки – 110оС.153Таблица 53 – Температура ЭЩ отрицательного кольца (100% нагрузки, СЩ отсутствуют)№ дорожек1,2№ щеток1256910 13 17 18 21 22Суммарный ток ротора, А2044Средний ток щеток, А73Температура поверхности щетки, 78 88 104 91 140 92 63 82 71 115 110оССредняя температура, оС92,0Таблица 54 – Температура ЭЩ отрицательного кольца (100% нагрузки, СЩ установлены)№ дорожек1,2№ щеток1256910 13 17 18 21 22Время наработки, ч2Суммарный ток ротора, А2044Средний ток щеток, А73Температура поверхности щетки, 88 60 100 101 110 75 102 79 77 100 104оССредняя температура, оС89,1Время наработки, ч4Суммарный ток ротора, А2200Средний ток щеток, А78,6Температура поверхности щетки, 91 101 94 105 110 74 80 89 76 90 97оССредняя температура, оС88,815425262889887725262895100578584675.6 Выводы1.

Проведен расчет микротемператур в зоне контакта ЭЩ – КК с использованиемрезультатовнатурныхиспытанийтурбогенератораТВВ – 320 – 2У3, подтверждающий возможность использования СЩ.2. Спроектированы 2 конструкции щеткодержателя по установку СЩдля ЩКА турбогенератора ТВВ – 320 – 2У3.3. Изготовлено и апробировано 14 конструкций щеткодержателей подустановку СЩ, обеспечивающая требуемую подачу смазки в зону контактаЭЩ – КК.4. Применение СЩ позволило снизить износ ЭЩ 611 ОМ+М в 1,2 раза,ЭГ – 2А+М – в 2,1.5. Установка СЩ при различных значениях тока нагрузки на ЭЩ приводит к более равномерному распределению тока между параллельно работающими ЭЩ.

Результаты подтверждены 2-мя актами промышленных испытаний (Приложения Е, Ж).6. Установка СЩ позволила снизить температуру ЩКА за счет снижения коэффициента трения параллельно работающих ЭЩ.155ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертационной работе рассмотрена возможность улучшения трибохарактеристик УСТ за счет введения в зону контакта твердой смазки, выполненной на основе ДМ. Основные результаты, полученные в ходе работынад диссертацией:1. Исследована работа узлов скользящего токосъема при отсутствиитоковой нагрузки:– исследовано влияние материалов электрических щеток (МГС – 7,ЭГ – 61 А, ЭГ – 2 А, ЭГ – 4) в сочетании с контактными кольцами из стали12Х18Н10Т, чугуна СЧ – 18, латуни Л 63 и бронзы БрХ08) на износы электрических щеток, их стабильность и сопротивление политурной (окисной)пленки;– проведена оценка эффективности применения смазывающих щетокдля снижения износов электрических щеток марок МГС – 7, ЭГ – 61 А,ЭГ – 2 А, ЭГ – 4 в сочетании со стальными контактными кольцами в лабораторных и промышленных условиях с получением двух актов промышленных и эксплуатационных испытаний;– проведена оценка влияния смазывающих щеток на стабилизациюизносов электрических щеток ЭГ – 61 А в сочетании со стальными контактными кольцами;– исследовано влияние толщины смазывающей пленки на износыэлектрических щеток марок ЭГ – 61 А, ЭГ – 4, МГС – 7 на стальных контактных кольцах; найдено ее оптимальное значение, обеспечивающее минимальный износ;– созданы две математические модели первого порядка для контактных пар сталь – щетка МГС – 7, ЭГ – 61 А, позволяющие прогнозировать износ щеток на стадии проектирования и эксплуатации, а также созданы ана-156логичные модели в случае использования смазывающих щеток для определения оптимальной толщины смазывающей пленки, обеспечивающей минимальный износ электрощеток;– проведены мероприятия по стабилизации работы электрических щеток заземляющих устройств электроподвижного состава (электровоз Чс4т),позволяющие уменьшить величину их сколов с одновременным уменьшением износов за счет применения смазывающих щеток, с получением двухактов промышленных испытаний.2.

Исследована работа узлов скользящего токосъема для случая прохождения по стальным контактным кольцам постоянного тока:– исследована нестабильность токораспределения и износов параллельно работающих щеток МГС – 7;– проведены лабораторные исследования по влиянию удельного давления на электрические щетки, а также установки смазывающих щеток наснижение нестабильности токораспределения и износов по параллельноработающим щеткам МГС – 7;– исследовано влияние величины подачи твердой смазки на износэлектрических щеток МГС – 7 при различной полярности тока.

Каждой полярности соответствует своя оптимальная толщина смазывающей пленки;– разработаны две математические модели износа первого порядка вслучае использования щеток МГС – 7 для прогнозирования износа щеток настадии проектирования и эксплуатации;– разработаны две математические модели щеток МГС – 7 первого порядка в случае использования смазывающих щеток, позволяющие определить оптимальную толщину смазывающей пленки, которой соответствуетминимальный износ электрических щеток.3. Проведена оценка эффективности применения программных комплексов ELCUT® и «CONTACT», позволяющих определить среднюю и мгно-157венные значения температур в точках непосредственного контакта, на основании которых можно сделать заключении о возможности использованияСЩ, выполненных на основе ДМ.4.

Разработана промышленная технология изготовления смазывающих щеток при использовании метода горячей прессовки.5. Разработаны и утверждены технические условия на поставку смазывающих щеток потребителю для коллекторных машин переменного токамощностью 2,2 кВт.6. Проведена оценка влияния различных технологических факторовна характеристики смазывающих щеток.7. Проведены промышленные испытания щеточно – контактного аппарата турбогенератора мощностью 320 МВА с оценкой влияния установкисмазывающих щеток на снижение износов, токораспределение по параллельно работающим ЭЩ марок ЭГ – 2А+М и 611 ОМ+М, а также изменениетемпературного режима ЩКА при различной токовой нагрузке (60, 80,100 %).8.