Диссертация (Повышение ресурса тяговых электрических машин электровозов эксплуатируемых в сложных природно-климатических условиях), страница 8

Зависимость параметра потока отказов ТЭМ от величинывертикальных вибраций ТЭМ от путиКривая из (ав), приведенная на рисунке 2.8, показывает, чтоизоляционные конструкции являются основным узлом ТЭМ электровозовВЛ80РдепоСеверобайкальск,накоторыйвнаибольшейстепенивоздействуют вертикальные вибрации от пути. В летний период показательбезотказности изоляции составлял 11,9 отказов/106 км, при наибольшем жепромерзании грунта он увеличивался более чем в шесть раз, и повышался до72,5 отказов/106 км. Тесная связь между из (ав) подтверждается повышеннымкорреляционным отношением Rиз = 0,756.отказ 100106 км 90ωиз = 0,0038ав2 - 0,2049ав + 11,86R = 0,756807060504030ωиз201000ав20406080100120140160о.е.180Рисунок.2.8. Влияние величины вертикальных вибраций ТЭМ от путина безотказность их изоляции542.4.Влияние эксплуатационных и природно-климатических факторовна безотказность ТЭМ электровозов ВЛ80ТК депо Вихоревка,эксплуатируемых на полигоне Тайшет-Таксимосеверного направления Транссиба, в периодс января 2004 года по апрель 2006 годаПри анализе прямой безотказности ТЭМ тэм электровозов ВЛ80ТК депоВихоревка от температуры окружающего воздуха в, приведенных на рисунке2.9, можно отметить, что средние значения параметров потоков отказов ТЭМв несколько раз превышают аналогичные показатели безотказности ТЭМэлектровозов, эксплуатируемых в ОПКУ.

Наклон зависимости тэм (в)указывает на ухудшение состояния изоляционных конструкций ТЭМ. Об этомсвидетельствуютразбросежемесячныхпараметровпотоковотказовотносительно средней линии тренда зависимостей тэм (в) [29, 30], а такжекорреляционноеотношениемеждусреднемесячнымипоказателямибезотказности и температурой воздуха Rтэм = 0,141. Отмечено, что на отказыизоляции приходиться 83 % повреждений ТЭМ. В сравнении с электровозамиВЛ80Р и ВЛ85 этого же депо за период с января 2000 по декабрь 2002 годабезотказность ТЭМ повышена. Это обусловлено уменьшением токовойнагрузки ТЭМ электровозов ВЛ80ТК в связи с вводом Северо-Муйскоготоннеля.отказ106 км70ωТЭМ = - 0,1033ϑв + 20,156R = 0,1416050403020ωТЭМ100-40-30-20-1001020ϑвРисунок 2.9.

Зависимость параметра потока отказов ТЭМот среднемесячной температуры воздуха300С55Необходимо отметить, что параметр потока отказов изоляции ТЭМэлектровозов ВЛ80ТК (рисунок 2.10) остался на уровне электровозов ВЛ85(рисунок П.5.7). Характер наклона зависимости ост (в) указывает наухудшение состояния изоляции обмоток ТЭМ [31, 32]. Около одной пятойТЭМэлектровозовВЛ80ТКдепоВихоревкаэксплуатируютсяснепропитанными изоляционными конструкциями, [33, 34, 35, 36]. Об этомсвидетельствуютпониженноекорреляционноеотношениемеждусреднемесячными показателями безотказности и температурой воздухаRиз = 0,179. Снижение качества пропитки изоляции ТЭМ электровозовВЛ80ТК депо Вихоревка с изменением конструкции тягового машины(открытие лобовых частей якоря и переход на клиновое крепление катушекостова) при выполнении капитальных ремонтов с продлением срока службыэлектровоза в УЛВРЗ вызвало ухудшение их ЭМХ [37, 38, 39].отказ106 км5040ωиз = - 0,1312ϑв + 15,284R = 0,179302010ωиз0-40-30ϑв-20-1001020300СРисунок 2.10.

Влияние среднемесячной температуры воздуха набезотказность изоляции ТЭМАнализ влияния природно-климатических факторов на безотказностьякорных и остовных обмоток ТЭМ электровозов ВЛ80ТК депо Вихоревкаприведен в приложении 6.Данные о токовой нагрузке ТЭМ трехсекционного электровоза ВЛ80ТКпри ведении поезда массой 5700 т [40] по участкам северного направленияТранссиба Тайшет-Таксимо, полученные с использованием программного56обеспечения «КОРТЭС», приведены на рисунках 2.11 -.2.13.

Из рассмотрениягистограмм, приведенных на рисунках, можно отметить, что после вводанаиболеепротяженногонанаправленииСеверо-Муйскоготоннеля,организации подталкивания на критических подъемах Турма-Торея иДаванском токовая нагрузка ТЭМ трехсекционного электровоза ВЛ80ТКсущественно понизилась.%50,0Ῑ = 278,1 Аs = 265,29 Аv = 0,95440,030,020,010,0mi0,00-100100-200 200-300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800 800-900 900-1000АIРисунок 2.11. Токовая нагрузка ТЭМ трехсекционного электровоза ВЛ80ТКпри ведении поезда массой 5700 т по участку Тайшет - Коршуниха% 60,0miῙ = 270,8 Аs = 259,06 Аv = 0,95750,040,030,020,010,00,0АIРисунок 2.12. Токовая нагрузка ТЭМ трехсекционного электровоза ВЛ80ТКпри ведении поезда массой 5700 т по участку Коршуниха-Северобайкальск60,0% 50,0Ῑ = 320,5 Аmis = 318,89 Аv = 0,99540,030,020,010,00,0IАРисунок 2.13. Токовая нагрузка ТЭМ трехсекционного электровоза ВЛ80ТКпри ведении поезда массой 5700 т по участку Северобайкальск – Таксимо57На рисунках 2.11-2.13: Ῑ – средние значения силы тока; s – средниеквадратические отклонения; v – коэффициенты вариации тока.2.5.Зависимости безотказности ТЭМ электровозов ВЛ85 депоНижнеудинск центрального направления Транссиба от природноклиматических и эксплуатационных факторов в периодс января 2000 по декабрь 2002 годаПри анализе кривой безотказности ТЭМ тэм электровозов ВЛ85 депоНижнеудинск от температуры окружающего воздуха в, приведенной нарисунке 2.14, можно отметить ухудшение состояния изоляционныхконструкций ТЭМ, по сравнению ТЭМ, качественно пропитанными приизготовлении, заводских ремонтах или текущих ремонтах третьего объема[41].

Об этом свидетельствует пониженное корреляционное отношение междусреднемесячным показателем безотказности итемпературой воздухаRтэм = 0,450.отказ106 км18ωТЭМ = - 0,002ϑв2 - 0,1265ϑв + 7,9424R = 0,45016141210864ωТЭМ20-30-20ϑв-1001020300СРисунок 2.14. Зависимость параметра потока отказов ТЭМ отсреднемесячной температуры воздуха58Из рассмотрения прямой безотказности якорных обмоток тяговыхэлектрических машин я электровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск оттемпературы окружающего воздуха в приведенной на рисунке 2.15, видновозрастание параметра потока отказов изоляции обмоток при увеличениитемпературы воздуха. Характер наклона зависимости я (в) указывает нарезко ухудшенное состояние изоляции обмоток якорей. Более половины ТЭМэлектровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск эксплуатировались с непропитаннойизоляцией якорных обмоток.

Об этом же свидетельствуют значительныйразброс ежемесячных параметров потока отказов относительно средней линиитренда зависимостей я (в), а также пониженное корреляционное отношениемежду среднемесячными показателями безотказности и температурой воздухаRя = 0,167. Резкое понижение качества пропитки изоляции якорных обмотокТЭМ электровозов изоляции якорных обмоток вызвало ухудшение их ЭМХ[42].7отказ106 км6ωЯ = 0,0195ϑв + 1,8644R = 0,1675432ωЯ10-30-20ϑв-1001020300СРисунок 2.15. Влияние среднемесячной температуры воздуха набезотказность изоляции якорных обмоток59При анализе зависимости безотказности остовных обмоток тяговыхэлектрическихмашиностэлектровозовВЛ85депоНижнеудинск,приведенной на рисунке 2.16, необходимо отметить, что характер наклоназависимости ост (в) указывает на пропитку изоляции остовных обмоток.

Втоже время разбросы ежемесячных параметров потока отказов относительносредней линии тренда зависимости ост (в), а также несколько пониженноекорреляционноеотношениемеждусреднемесячнымипоказателямибезотказности и температурой воздуха Rя = 0,560 указывают на ухудшениекачества пропитки изоляции остовных обмоток.отказ106 км12ωост = - 0,0007ϑв2 - 0,1075ϑв + 3,4446R = 0,56010864ωост20-30-20ϑв-1001020300СРисунок 2.16. Характер изменения параметра потока отказов остовныхобмоток ТЭМ от среднемесячной температуры воздухаИз рассмотрения прямой безотказности изоляции ТЭМ из электровозовВЛ85 депо Нижнеудинск от температуры окружающего воздуха вприведенной на рисунке 2.17, необходимо отметить, что состояниеизоляционных конструкций ТЭМ ухудшено, по сравнению с тяговымиэлектрическими машинами, качественно пропитанными при изготовлении,заводских ремонтах или текущих ремонтах третьего объема.

Характер наклона60зависимости из (в) указывает на ухудшение состояния изоляции обмотокТЭМ. Об этом свидетельствует уменьшенное корреляционное отношениемеждусреднемесячнымипоказателямибезотказностиизоляцииитемпературой воздуха Rиз = 0,348.отказ106 км16ωиз = - 0,0902ϑв + 5,7249R = 0,348141210864ωиз20-30ϑв-20-10010200С30Рисунок 2.17. Влияние среднемесячной температуры воздуха набезотказность изоляции ТЭМИз зависимости, описывающей связь показателя безотказности тяговыхэлектрических машин электровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск и уровнемвертикальных вибраций от пути (рисунок 2.18), видно существенное влияниевибраций на безотказность ТЭМ.

Параметр потока отказов тяговыхэлектрических машин возрастал в 2,0 раза от 6 отказов/106 км в летний периодэксплуатации до 12 отказов/106 км в зимний, когда глубина промерзаниягрунта, определяющая величину вертикальных вибраций ТЭМ на полигонеэксплуатации электровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск, имеет максимальноезначение.

Корреляционное отношение между тэм и ав, равное Rтэм = 0,478,также подтверждает существование тесной связи.Прирассмотрениипрямой,описывающейсвязьпоказателябезотказности изоляции якорных обмоток тяговых электрических машинэлектровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск и уровнем вертикальных вибраций отпути (рисунок 2.19), видно, что с увеличением вибраций безотказность61изоляции якорных обмоток ТЭМ повышалась. Параметр потока отказов ТЭМуменьшался в 1,64 раза от 2,16 отказов/106 км в летний период эксплуатациидо 1,32 отказов/106 км в зимний период. Корреляционное отношение междутэм и ав, равное Rтэм = 0,194 также подтверждает ослабление связи.18отказ106 кмωТЭМ = 0,0002ав2 + 0,001ав + 6,0417R = 0,47816141210864ωТЭМ20020406080100120140160аво.е.Рисунок 2.18.

Характер изменения параметра потока отказов тяговыхэлектрических машин из-за величины вертикальных вибраций от путиотказ106 км7ωЯ = - 0,0055ав + 2,1602R = 0,19465432ωЯ10020406080100120140160аво.е.Рисунок 2.19. Влияние величины вертикальных вибраций от пути набезотказность изоляции якорных обмотокИз кривой, описывающей связь показателя безотказности изоляцииостовных обмоток ТЭМ электровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск и уровнемвертикальных вибраций от пути (рисунок 2.20), видно существенное влияние62вибраций на безотказность изоляции остовных обмоток ТЭМ.

Параметрпотока отказов обмоток остова ТЭМ возрастал в 3,42 раза от 1,99 отказа/106 кмвлетнийпериодэксплуатациидо6,8 отказов/106 кмвзимний.Корреляционное отношение между тэм и ав, равное Rтэм = 0,587, такжеподтверждает существование тесной связи.отказ106 км12ωост = 0,0002ав2 + 0,004ав + 1,9945R = 0,58710864ωост20020406080100120140160аво.е.Рисунок 2.20. Зависимость параметра потока отказов изоляции остовныхобмоток из-за величины вертикальных вибраций от путиПрирассмотрениикривой,описывающейсвязьпоказателябезотказности изоляции ТЭМ ВЛ85 депо Нижнеудинск и уровнемвертикальных вибраций от пути (рисунок 2.21), видно существенное влияниевибраций на безотказность изоляции ТЭМ.

Параметр потока отказов изоляциитяговых электрических машин возрастал в 1,99 раза от 4,68 отказа/106 км влетний период эксплуатации до 9,3 отказов/106 км в зимний, когда глубинапромерзания грунта, определяющая величину вертикальных вибраций ТЭМ наполигоне эксплуатации электровозов ВЛ85 депо Нижнеудинск, имеетмаксимальное значение. Корреляционное отношение между тэм и ав, равноеRтэм = 0,371 подтверждает существование связи.63отказ106 км16ωиз = 0,0002ав2 - 0,0075ав + 4,683R = 0,371141210864ωиз20020406080100120140160аво.е.Рисунок 2.21.