Полный текст ВКР Мамаенко (1231736), страница 11
Текст из файла (страница 11)
г) сокращение срока службы зубчатых колес и моторно-якорных подшипников тягового электродвигателя за счет быстрого износа латунных вкладышей МОП скольжения;
д) большой расход цветных металлов (латуни).
Надежность и безопасность движения электровозов в значительной степени определяются безотказной работой экипажной части, и прежде всего колесно-моторных блоков (КМБ).
Все новые зарубежные локомотивы оборудованы моторно-осевыми подшипниками качения. Их внедрение позволяет проводить техническое обслуживание ТО‑2 локомотивов не через 3-4 суток, а через 10-12 и более. Именно ради пополнения МОП скольжения осевой смазкой 90% парка электровозов требуют необходимости проведения столь частого технического обслуживания ТО-2.
Расчетный ресурс МОП качения – не менее 5 млн. км пробега локомотива.
Применение колесно-моторных блоков с МОП качения (рисунки 4.14, 4.15) повышает стоимость электровоза, однако окупаемость достигается за счет наличия следующих факторов:
а) исключение из технологического процесса обслуживания и ремонта КМБ осевых масел и необходимости их сезонной замены;
б) снижение затрат при технических обслуживаниях и текущих ремонтах КМБ с МОП качения;
в) повышение надежности и срока службы тяговой зубчатой передачи и ТЭД из-за отсутствия перекосов, вызываемых износом латунных вкладышей моторно-осевых подшипников скольжения;
г) увеличение ресурса колесной пары за счет отсутствия износа шеек осей под моторно-осевыми подшипниками скольжения;
д) исключение платы за загрязнение окружающей среды за счет исключения утечек осевых масел на верхнее строение пути;
е) повышение экономичности электровоза – увеличение использования мощности на тягу и увеличение КПД за счет снижения основного сопротивления движению локомотива.
Использование моторно-осевых подшипников качения вместо подшипников скольжения является приоритетным направлением развития отечественного локомотивостроения как для вновь строящихся, так и для модернизируемых локомотивов парка ОАО «РЖД». Применение МОП качения снижает сопротивление движению, что приводит к повышению коэффициента полезного действия и увеличению мощности на тягу. Исключение постоянного обслуживания моторно-осевых подшипников значительно сокращает эксплуатационные расходы на содержание и ремонт колесно-моторного блока локомотива.
Российские железные дороги получают очень хороший экономический эффект при использовании на локомотивах подшипников качения. Завод совместно с ВЭлНИИ неоднократно пробовал применять в конструкции колесно-моторного блока (КМБ) подшипники качения.
Рисунок 4.14 – колесно-моторный блок с МОП качения электровозов серии ЭС5К
Рисунок 4.15 – колесно-моторный блок с МОП качения электровозов серии ЭС6
Однако по ряду причин, связанных с конструктивными и технологическими особенностями, все опытные электровозы были отставлены от эксплуатации с последующей заменой КМБ на МОП скольжения. Данные решения не пошли в серийное производство.
В целях освоения конструкции ходовой части электровоза с МОП качения РЖД в мае 2006 года был утвержден «График разработки и внедрения в производство конструкции ходовой части с опиранием тяговых электродвигателей электровоза 2ЭС5К на моторно-осевые подшипники качения». Для его реализации, Новочеркасский электровозостроительный завод (НЭВЗ) изготовил опытный электровоз 3ЭС5К №020 с МОП качения, который был подвергнут предварительным приемочным и сертификационным испытаниям. Однако первая партия подшипников имела ряд недостатков и при пробеге локомотива 102000 км при комиссионном осмотре в мае 2009 года были выявлены неисправности моторно-осевых подшипников качения, в результате чего он был отстранен от эксплуатации.
С целью уменьшения времени простоя электровоза 3ЭС5К №20 было предпринял несколько шагов. Локомотив 3ЭС5К №20 был укомплектован шестью серийными тележками с МОП скольжения и пружинами «Флексикойл». После восстановления этот электровоз был оставлен для эксплуатации в депо Смоляниново. Все колесно-моторные блоки с МОП качения с электровоза 3ЭС5К №20 отправлены на НЭВЗ.
В начале 2012 года по конструкторской документации, разработанной
ВЭлНИИ, НЭВЗ изготовил электровоз 3ЭС5К №250 с МОП качения и передал в опытную эксплуатацию в январе 2012 года в локомотивное депо Хабаровск-2 ДВЖД. Результаты опытной эксплуатации и последующий трехлетний мониторинг технического состояния МОП качения показали, что затраты заказчика в процессе технического обслуживания и эксплуатации снизились примерно на 10%.
С 2012 по 2015 год была изготовлена установочная партия из 15 локомотивов 3ЭС5К, а также трех электровозов 4ЭС5К, оборудованных КМБ с МОП качения. По результатам их эксплуатации в локомотивных депо Хабаровск, Вихоревка и Смоляниново получены положительные отзывы. В соответствии с пунктом 2.3.6 «Мероприятий по совершенствованию конструкции электровозов производства ООО «ПК «НЭВЗ» на 2014–2015 годы», утвержденных заказчиком – ОАО «РЖД», НЭВЗ с 1 апреля 2015-го изготавливает все электровозы 2 (3, 4) ЭС5К и 3ЭС4К с МОП качения.
В 2015 году НЭВЗ выпустил 40 электровозов 3ЭС5К с МОП качения. А в 2017 году на Дальневосточную железную дорогу запланирована поставка 30 электровозов 4ЭС5К с подшипниками качения.
-
Технология ремонта и меры по недопущению повреждений
кожухов зубчатых передач
При проведении ремонтов в объемах ТР-2, ТР-3 выполняют ревизию кожухов зубчатых передач:
а) кожуха снимаются, смазка кожуха сливается, далее их промывают и осматривают, при необходимости войлочные уплотнения в канавках кожухов заменяют;
б) проверяются все браковочные размеры зубчатой передачи при поднятых колесных парах;
в) все зубья шестерни и колеса очищаются от смазки и осматриваются с лупой.
Техническое обслуживание (ТО), в ходе которого поддерживают работоспособность электровоза и, в особенности, контролируют ходовые части, обеспечивает безопасность движения поездов. Это требует огромных затрат, в частности, на выполнение ремонтов, не предусмотренных соответствующей технологией.
При проведении ТО-1, ТО-2 первоочередное внимание уделяют креплению кожухов зубчатой передачи.
Рассматривая причины ослабления крепления, необходимо отметить несовершенство конструкции тягового привода и нарушения технологии его обслуживания.
На основании сказанного можно сделать следующие выводы. Чтобы повысить надежность зубчатых передач, снизить процент неисправных электровозов, в конечных пунктах оборота электровозов (в ПТОЛ, в депо) целесообразно организовать ремонтные бригады по восстановлению кожухов зубчатых передач электровозов.
Для предотвращения и самопроизвольного откручивания кожуховых болтов рекомендуется при их постановке использовать различные герметики, пасты. Кроме того, обязательно внедрение механических средств, например, гайковертов, для более качественной затяжки болтовых соединений, что резко сократит случаи откручивая болтов.
При выполнении текущих ремонтов ТР-2, ТР-3 вынимаются старые войлочные уплотнения. Ослабшие гайки подтягиваются. Проверяется состояние резьбы в бобышках кожухов. Поврежденную резьбу восстанавливают. Проверяется состояние заправочных горловин, масломерных устройств, крышек, сапунов, смотровых люков. Выявленные дефекты устраняются. После ремонта внутренние полости кожухов окрашивают серой эмалью ГФ-92-ХС, а наружные – черной эмалью ПФ-115. Устанавливают в пазы новые уплотняющие прокладки, с обязательным нанесением смазки ЖД. Кожуха, на которых устранялись трещины и пробоины днищ, проверяют керосином на отсутствие течи. Сварочные работы на стальных кожухах необходимо производить электродами с качественной обмазкой диаметром 3-4 мм по хорошо очищенной и разделанной поверхности.
На практике выяснилось, что работы по восстановлению кожухов зубчатых передач выполняются формально. Так, при проведении ТР-2, ТР-3 кожуха не всегда демонтируют для проведения восстановительно-сварочных работ. А при проведении таких работ поверхности кожухов не очищаются, сварка выполняется поверх загрязненной смазкой и грязью поверхности кожуха. Уплотнения не всегда заменяются новыми, взамен отбракованных.
Такое положение дел возникло отчасти по причине халатности ремонтного персонала, отчасти в связи с недостатком переходного запаса кожухов и уплотнительных прокладок. Факт использования войлочных уплотнительных прокладок заранее дает негативную оценку качества уплотнения.
Фактически, для надлежащего выполнения ремонтных работ по восстановлению кожухов необходимо внедрение мероприятий по усилению приемочного контроля после выполнения ремонтных работ, а также повышенный контроль наличия переходного запаса материалов и запасных частей, необходимых для выполнения ремонта рассматриваемого узла.
На сегодняшний день разработана альтернативная конструкция кожуха зубчатой передачи для электровоза (рисунок 4.16). Существующие КЗП имеют главный недостаток – отсутствие герметичности, приводящий к истеканию масла. Из-за чего каждые 72 часа проводится дополнительная заливка масла.
Причины отсутствия герметичности, в следующем:
а) координаты крепления кожуха к типовому двигателю имеют погрешность до 15 мм, и приводят к тому, что установка КЗП осуществляется с помощью кувалды и клина, нарушая герметичность и геометрию кожуха;
б) уплотняющий материал – войлок не имеет пружинящих свойств и имеет малую износостойкость, что не обеспечивает герметичность;
в) за счет тепла, выделяемого при работе зубчатой пары, создается избыточное давление внутри кожуха, нарушая его герметичность, масло, нагреваясь, попадает через лабиринтную систему в двигатель, выводит его из строя;
и) линия разъема половин кожуха, при установке на электровоз, имеет угол 30 градусов, вследствие чего по разъему кожуха возникает постоянная течь масла из-за нарушения герметичности;
к) бобышки кронштейна на данном КЗП не позволяют отцентрировать кожух относительно осей двигателя, что также нарушает герметичность.
Поставленная задача достигается тем, что кожух зубчатой передачи для электровозов, состоящий из верхней и нижней половин, в стенках которого выполнены три круглых отверстия, два из которых с уплотнителем, и имеющий две бобышки с гайками для крепления кожуха к тяговому двигателю, а к торцевой стенке нижней половины кожуха прикреплен кронштейн, снабжен лабиринтом, установленным за третьим из указанных отверстий в наружной стенке кожуха, маслоотбойными пластинами, расположенными внутри кожуха, лабиринтной системой линии разъема верхней и нижней частей кожуха, образующих угол 140 градусов, стоками, расположенными под указанными отверстиями, отстойником загрязненного масла, расположенным на днище внутри кожуха, при этом указанные уплотнители выполнены из маслобензостойкой резины, кронштейн имеет резьбовое соединение, эксцентриковую втулку и установлен с возможностью перемещения, а гайки указанных бобышек эксцентриковыми.
Б – Б (1:1)
17
18
3
А
А
В – В (1:1)
15
В – В
12
2
1
7
11
10
4
8
6
5
14
9
13
В
В
Б
16
Рисунок 4.16 – Альтернативня конструкция КЗП электровозов
На чертеже приведен общий вид прилагаемого кожуха, на А – А – торцевой вид кожуха, Б – Б и В – В соответственно сечение лабиринтной системы линий разъема верхней и нижней частей кожуха.
КЗП состоит из кронштейна 1, находящегося на торцевой стенке нижней половины кожуха, с резьбовым соединением и эксцентриковой втулкой 2, установленный с возможностью перемещения, на внутренних стенках кожуха нижней и верхней половин имеются две бобышки 3, 4, с эксцентриковыми гайками, лабиринт верхней 5 и нижней 6 частей кожуха (А – А) для сбора и возврата масла, который установлен внутри кожуха, маслоотбойные пластины 7, 8, 9, расположенные внутри кожуха, и лабиринтную систему линий разъема 10, 11 верхней и нижней частей кожуха, стоки 12, 13, (Б – Б) и (В – В), отстойник 14 загрязненного масла, расположенный на днище внутри кожуха под заливочным отверстием 15, в нижней части установлен щуп 16 для контроля уровня масла, а для сочленения верхней и нижней частей кожуха имеются сочленяющие планки 17 с крепежными болтами, при этом в стенках кожуха выполнены три круглых отверстия 18, два из которых с уплотнителем 19, причем все уплотнители выполнены из маслобензостойкой резины, а стоки 12, 13 расположены под отверстиями 18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
