ПЗ Пташкограй А.И. (1229904), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Работа тягового электродвигателя (ТЭД) при значительных перепадах температур усугубляется резкими изменениями скоростей движения локомотивов, вызывающими столь же резкое изменение нагрузок двигателей, их частоты вращения, толчки и вибрацию. Большие нагрузки, частые пуски приводят к нагреву якорных обмоток и тепловому разрушению изоляции и как результат к ускорению старения изоляции, изменению характеристик смазочных материалов, нарушению монолитности коллектора, в том числе эксплуатация в условиях низких температур приводит к повышению динамического воздействия на электродвигатель со стороны пути, следовательно, и к увеличению числа отказов [27, 32]. Неравномерность существующего уменьшенного распределения охлаждающего количества воздуха внутри двигателя, различия в нагрузках оси и диаметров бандажей колесных пар, расхождение скоростных характеристик двигателей приводят к неравномерному перегреву обмоток якоря и полюсных катушек [25, 26].

В период жизненного цикла ТЭД происходит изменение технических параметров его узлов и деталей, в первую очередь под воздействием старения и износа, причем ухудшение технических параметров ТЭД приводит к увеличению числа неплановых ремонтов. Так в результате систематического превышения допустимой температуры обмоток ТЭД их изоляция теряет свои физические свойства, становится жёсткой и хрупкой, и в значительной степени теряет электрическую прочность, так как при перегреве обмоток, летучие вещества из изоляционных материалов быстро испаряются, что приводит к образованию трещин, расслоений и пористости. Через некачественные уплотнения коллекторных люков, воздухопроводов, а также через незакрытые вентиляционные отверстия двигателей, конструкция которых предусматривает защиту от попадания снега, внутрь двигателей всё-таки попадает вода и снег. Также в двигателях конденсируется влага и при постановке холодного локомотива в теплое помещение. Если двигатели не находятся под нагрузкой, то попадающая в них влага поглощается изоляцией. Проникая в мельчайшие трещины и поры изоляционного материала, она значительно снижает его электрическую и механическую прочность. Подобное увлажнение изоляции происходит особенно интенсивно при повышении влажности с резким увеличением температуры окружающей среды и времени простоя электровоза в нерабочем состоянии.

Осенне-зимний период является наиболее неблагоприятным для тяговых двигателей. Перепады температуры, попадание снега внутрь двигателя через, не плотности коллекторных люков и воздухопроводов приводят к увлажнению изоляции. Это способствует резкому снижению ее сопротивления.

При повышении температуры воздуха во время суточных колебаний температуры или оттепелей тяговый электродвигатель нагревается медленно. При соприкосновении воздуха с более холодными частями ТЭД, воздух охлаждается, его влагоемкость уменьшается, и избыток водяного пара оседает на обмотках и коллекторе в виде инея, от этого изоляция намокает и начинается ее разрушение. Образование инея зависит от скорости изменения температуры и относительной влажности воздуха. Так при температурах ниже минус 20 °C, иней не образуется из-за малого перепада температуры на 5–6 °C за 6 часов достаточно для инееобразования [24].

Отдельные повреждения якорей тяговых двигателей происходят из-за неправильных режимов управления локомотивом, приводящих к боксованию колесных пар, перегрузке тяговых электрических машин. Катушки главных и добавочных полюсов выходят из строя в результате попадания влаги в остова через некачественные их уплотнения, а также ослабления крепления полюсных катушек на сердечниках.

В процессе эксплуатации тяговые двигатели подвергаются большим динамическим нагрузкам, что в первую очередь отрицательно сказывается на работе узла щёткодержателя и состоянии рабочей поверхности коллектора, и в конечном итоге приводит к повышенному искрению под щётками, ухудшению коммутации, образованию кругового огня по коллектору и перебросам электрической дуги.

Оценить техническое состояние локомотивов и определить надежность их в работе представляется возможным только на основе анализа надёжности подвижного состава, который показывает, что основным повреждаемым узлом являются тяговые электродвигатели.

Анализ статистических данных по отказам узлов электроподвижного состава за период с января 2015 года по декабрь 2016 года, в СЛД-90 Приморское, свидетельствуют о том, что на долю тяговых электродвигателей приходится 20 % от общего числа отказов, что явилось следствием вывода локомотивов из эксплуатации для проведения непредвиденного сервисного обслуживания. Согласно данных таблицы 1.1 наибольшее число отказов повлекшее вывод локомотивов из эксплуатации для проведения непредвиденного сервисного обслуживания произошло именно по причине неисправностей тяговых электродвигателей, так в 2016 году это 217 случаев, в 2015 году 157 случая и буквально за два месяца 2017 года количество случаев составило – 61.

Предположительно это происходит из-за увеличения в последние годы объёма грузоперевозок, которые, в связи со слабой пропускной способностью железнодорожных путей влияют на повышение масса поезда и как следствие нагрузки на ТЭД, и второй причиной является проведение некачественного ремонта и последующих приёмо-сдаточных испытаний.

Согласно диаграммы неисправностей локомотивов изображенной на рисунке 1.1, 21 % всех случаев постановки электровозов на непредвиденное сервисное обслуживание происходит по причине неисправности ТЭД, устранение которых требует значительного времени, в результате именно данные неисправности влияют на увеличение простоя локомотива на ремонте, особенно если в ходе ремонта потребовалась выкатка ТЭД.

Если произвести сравнительный анализ причин вывода из эксплуатации электровозов для проведения непредвиденного сервисного обслуживания в связи с выходом из строя оборудованию электровоза (рисунок 1.4) видно, что в целом количество неплановых ремонтов по всем группам оборудования снижается, за исключением неисправностей, связанных именно с потерей исправной работоспособности тяговых электродвигателей, которое выросло на 60 случаев.

Рисунок 1.4 – Сравнительная диаграмма неисправностей оборудования повлекших постановку электровозов для проведения непредвиденного сервисного обслуживания

Помимо увеличения самого числа неисправностей ТЭД, как уже отмечалось ранее и значительно увеличилось время простоя электровозов на ремонте, в связи с повышенными трудозатратами и сопутствующей ремонту сложностью технологии ремонтных операций по устранению неисправности, заключающихся в большинстве случаев заменой отдельных узлов щеточно-коллекторного аппарата, а также полной замене ТЭД, требующей не только выкатки, но и последующего ремонта выкаченного ТЭД, а в большинстве случаев, ожидании исправного ТЭД с завода.

В период эксплуатации ТЭД ТПС, как показал длительный опыт, встречается ряд характерных неисправностей. Прежде всего это понижение сопротивления изоляции, возникающее обычно при попадании в электрическую машину влаги, масла и грязи. Так выброс смазки привёл к отказу тяговых электродвигателей электровозов в 64 случаях за период 2015–2016 годов (таблица 1.4). Данная неисправность возникает из-за больших зазоров в лабиринтных уплотнениях, перепрессовки смазки, засорения вентиляционных каналов сердечника якоря. Значительное понижение сопротивления изоляции может привести к её пробою (47 случаев). Во многом это определяется сложными условиями эксплуатации ТЭМ: перегрузками, коммутационными перенапряжениями, увлажнением и т.д. [23]. Пробои изоляции могут также возникнуть из-за её механических повреждений или из-за перебросов (перекрытий) внутри машины [28]. Перекрытие по коллектору часто сопровождаются круговым огнём с перебросом на корпус и выгоранием деталей машины, попавших в область горения дуги. Причиной перебросов обычно является загрязнение и замасливание коллектора, скопление угольной пыли в межламельных канавках. Другой распространенной причиной, приводящей к выходу ТЭД из строя – 31 случай, является повреждение якорных подшипников. Как правило, причинами этих отказов является превышение допустимой температуры нагрева подшипников, их загрязнение при сборке или наличие загрязненной смазки, ее избытка, износ или разрушение деталей подшипника ввиду установки последнего с перекосом, малого радиального зазора, наличие трения в уплотнениях подшипников [35].

В таблице 1.4 приведен анализ неисправностей ТЭД НБ-514Б, согласно статистических данных СЛД-90 Приморское.

Таблица 1.4 – Анализ причин неисправностей тяговых электродвигателей НБ - 514Б

На рисунке 1.5 представлена диаграмма неисправностей ТЭД ставших причиной их смены.

Рисунок 1.5 – Неисправности устранение которых потребовало выкатки тягового электродвигателя

Если проанализировать причины выхода из строя ТЭД за период двух лет 2016–2017 годов, требующие выкатки и разборки КМБ, с последующим ремонтом в условиях депо либо на базе Улан-Удэнского локомотиворемонтного завода, то прослеживается следующая ситуация, наибольшее число неисправностей связано с потерей своих эксплуатационных характеристик моторно-якорных подшипников, 31 случай, а также пробой изоляции отдельных элементов якорной цепи – 51 случай (рисунок 1.5) в результате воздействия климатических факторов (повышенная влажность, перепады температур и т.п.), нарушения условий эксплуатации и нарушения технологического процесса ремонта.

На сегодняшний день задача совершенствования технологии ремонта ТЭД, которая обеспечивала бы сохранение и восстановление параметров, устанавливаемых техническими условиями на работу ТЭД, остается актуальной. При этом в процессе ремонта должна решаться задача не только восстановления работоспособности системы, но и прогнозирования ее остаточного ресурса. Диагностирование ТЭД до и после ремонта позволит определять узлы, наиболее подверженные выходу из строя, их остаточный ресурс и производить ремонт по техническому состоянию. На сегодняшний день существующий технологический процесс в условиях локомотивного депо направлен на установление факта отказа и устранение неисправности. Оценка технического состояния элементов ТЭД в ряде случаев производится визуально, причем такой контроль не позволяет объективно оценивать состояние электрического оборудования, поскольку определяется квалификацией исполнителя. Технологический процесс ремонта должен быть направлен не только на устранение существующей неисправности, но и построен таким образом, чтобы предотвратить возникновение отказа в будущем. На сегодняшний день некоторые причины отказов ТЭД закладываются в процессе технического обслуживания и ремонта, другие – обусловлены эксплуатацией. Отсюда возникает необходимость не только в проведении диагностирования ТЭД, но и в оценке качества ремонта, производимого в условиях локомотивного депо.

2 СУЩЕСТВУЮЩИЙ УЧАСТОК ПО ИСПЫТАНИЯМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Характеристики

Список файлов ВКР