Диссертация (792576), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Интенсивныйтепловойизносдополняетсятермомеханическим,которыйвызванувеличенными колебаниями температуры обмоток при вождении поездовповышенной массы и эксплуатацией электровозов при низкой температуреокружающей среды, когда из-за уменьшения влаги в воздухе снижаетсяупругость изоляции. Тепловой и термомеханический износ изоляции якорейдополняется механическим, который обусловлен повышенными колебаниямилобовых соединений якорных обмоток в местах их выхода из сердечников,вызванными интенсивным и продолжительным боксованием колесных пар.Механический износ изоляции обмоток остова вызван перемещениямикатушек полюсов по сердечникам при ослабления клинового крепления из-заповышения вибраций ТЭМ от пути в зимний период эксплуатации.Интенсивный комплексный износ способствует ускоренному старениюизоляции с появлением в ней многочисленных пор и капилляров.
Интенсивноепереувлажнение состарившейся изоляции наиболее перегруженных ТЭМ припродолжительном нахождении электровозов в отстое, характерном дляполигонов железных дорог с СПКУ, приводит к ее пробою. Отсутствиеобъективных средств и технологий контроля переувлажнения изоляции непозволяет своевременно выявить предаварийные ТЭМ и восстановить ихработоспособность.Степень разработанности проблемы. Исследованию безотказностиТЭМтяговогоподвижногосоставажелезнодорожныхдорог,8совершенствованию систем технического диагностирования и ремонтапостоянно уделялось значительное внимание. Большой вклад в изучение этихпроблем внесли: А.Е.
Алексеев, И.Н. Богаенко, В.И. Бочаров, Г.В. Василенко,И.И. Галиев, З.Г. Гиоев, М.Д. Глущенко, А.А. Зарифьян, Д.Д. Захарченко,А.Б. Иоффе,И.П. Исаев,В.И. Киселев,А.С. Курбасов,А.Л. Курочка,В.А. Кучумов, М.Д. Находкин, Н.А. Ротанов, А.Н. Савоськин, И.В. Скогорев,В.П. Феоктистов, В.А. Четвергов, В.Г. Щербаков, В.П. Янов и другиеисследователи.Значительный вклад в решение вопросов безотказности изоляционныхконструкций наиболее «слабого» узла ТЭМ внесли: В.Д. Авилов, В.Г. Галкин,И.П. Гордеев, Г.Б.
Дурандин, Ш.К. Исмаилов, М.Ф. Карасев, В.И. Карташев,А.С. Космодамианский,Е.Ю. Логинова,А.Т. Осяев,А.С. Серебряков,В.П. Смирнов, Н.Д. Сухопрудский, В.В. Харламов, А.М. Худоногов и многиедругие.Целью диссертационной работы является повышение ресурса тяговыхэлектрических машин электровозов, эксплуатируемых в сложных природноклиматических условиях за счет реализации систем управления температурновлажностным режимом изоляции.Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:проведен анализ безотказности ТЭМ электровозов, работающих всложных природно-климатических условиях Транссибирской магистрали;определеновлияниеэксплуатационныхиприродно-климатических факторов на безотказность изоляционных конструкции ТЭМэлектровозов, эксплуатируемых на полигонах железных дорог с СПКУ;уточненмеханизмстаренияизоляцииТЭМэлектровозовполигонов железных дорог с СПКУ;обоснован процесс снижения электрической прочности изоляцииТЭМ электровозов, эксплуатируемых в СПКУ;разработаны методики и средства обеспечения необходимоготемпературно-влажностного режима изоляции ТЭМ электровозов полигонов9железных дорог с СПКУ;определена экономическая эффективность от внедрения методики средств обеспечения необходимого температурно-влажностного режимаизоляции ТЭМ электровозов, эксплуатируемых на железных дорогах с СПКУ.ОбъектомисследованияявляетсяТЭМэлектровозов,эксплуатируемых на направления железных дорог с СПКУ, а также методы исредства, обеспечивающие необходимый температурно-влажностный режимизоляции.Методы исследования.
Для теоретических исследований применялисьтеория нагревания и охлаждения твердого тела, методы и теории тепломассообмена.Экспериментальныеисследованияпроводилисьвлокомотивных депо Иланская и Абакан Красноярской железной дороги,Нижнеудинск, Иркутск-Сортировочный, Улан-Удэ, Вихоревка ВосточноСибирской железной дороги, Северобайкальск Байкало-Амурской железнойдороги, Чита Забайкальской железной дороги, в депо и ремонтномпредприятии Михайловского горно-обогатительного комбината (ГОК), наУлан-Удэнском электровозовагоноремонтном заводе (УЛВРЗ) в период с 2000по 2010 год и заключались в измерении параметров, характеризующихсостояние и режим работы ТЭМ.
Данные об отказах были использованы изежемесячных, ежеквартальных и годовых отчетов локомотивных депо, данныео пробегах электровозов взяты в группах учета пробега локомотивов. Притекущих ремонтах и технических обслуживаниях в локомотивных депо, атакжесреднихикапитальныхремонтахнаУЛВРЗопределяласьувлажненность изоляционных конструкций ТЭМ. Обработка и анализполученныхданныхматематическойвелисьстатистики:сиспользованиемтеорииоценивания,теорийиметодовкорреляционногоирегрессионного анализов.
Часть данных о режимах и параметрах работы ТЭМэлектровозов, эксплуатируемых в СПКУ, получены с использованиемпрограммногообеспечения«КОРТЭС»,атакжепрограммыавтоматизированной системы управления локомотивами АСУТ-Т. Расчет10параметров потоков отказов выполнялся с использованием программы расчета«однофакторный корреляционный анализ», приведенной в комплектепрограмм Microsoft Excel.Научная новизна работы заключается в следующем:разработан комплекс мероприятий повышения ресурса ТЭМэлектровозов, эксплуатируемых на направлениях железных дорог с СПКУ,путем непрерывного контроля температуры и периодического контролявлажности изоляции обмоток с поддержанием необходимой температуры,исключающей переувлажнение изоляции при длительном нахожденииэлектровоза в ожидании работы;выявлено, что в условиях эксплуатации электровозов на полигонахс СПКУ основным диагностическим параметром, характеризующим тепловойпроцесс ТЭМ, являются температура, а процесс изменения электрическойпрочности изоляции ТЭМ - величина ее увлажненности;получены корреляционные связи влияния эксплуатационных иприродно-климатических факторов на безотказность ТЭМ электровозов,полигонов железных дорог с СПКУ, которые позволяют установить степень ихарактер влияния факторов на безотказность ТЭМ и их изоляции;уточненмеханизмиустановленыпричиныухудшенияэлектрических и механических характеристик (ЭМХ) изоляции ТЭМ,электровозов, работающих на направлениях железных дорог с СПКУ, которыйобусловлен ускоренным тепловым износом;установлен механизм и причины ухудшения ЭМХ изоляции ТЭМэлектровозов полигонов с СПКУ вследствие термомеханического износа;уточнен механизм снижения электрической прочности изоляцииТЭМ из-за переувлажнения при продолжительном нахождении электровоза вотстое;разработаны методики и средства контроля температуры,увлажненности изоляции ТЭМ, поддержания температуры ТЭМ электровозов11придлительномнахождениивотстоенауровне,исключающемпереувлажнение изоляции.Практическая значимость работы:получены зависимости интенсивности износа изоляционныхконструкций ТЭМ электровозов, эксплуатируемых в СПКУ от: величинытоковой нагрузки; напряжения на зажимах ТЭМ; колебаний температурыобмоток; вертикальных вибраций от пути; изменения упругости изоляции,обусловленной содержанием массы в воздухе при изменении температурыокружающей среды; продолжительности отстоя электровозов, что позволяетпрогнозировать и планировать срок их службы, разрабатывать эффективныемероприятия по предупреждению отказов, определять оптимальные массусоставов и скорость движения на участках и направлениях с СПКУ,устанавливать эффективные нормы расходов материалов;предложен уточненный механизм процесса ухудшения ЭМХизоляции ТЭМ, позволивший совершенствовать систему вентиляции тяговыхмашинэлектровозов,эксплуатирующийсянаполигонахсСПКУ,конструкцию соединений лобовых обмоток, систему контроля температурыэлементов ТЭМ, разработать более работоспособные элементы крепленияостовных обмоток, а также своевременно выявлять ТЭМ с переувлажненнойизоляцией и восстанавливать их работоспособность;полученныепривыполненииисследованияежегодныезависимости от метеорологических факторов среднемесячных параметровпотоков отказов изоляции ТЭМ, эксплуатируемых на полигонах с СПКУ,позволяют определять состояние изоляции тяговых электрических машинэлектровозов разных видов движения (грузовое, подталкивающее, вывозное)приписного парка отдельно взятого депо.
Это дает возможность проводитьмероприятия, обеспечивающие требуемые параметры потоков отказов ТЭМ,электровозов полигонов с СПКУ;использованиепредлагаемогоустройствадляизмеренияувлажненности изоляции тяговых электрических машин позволяет выполнять12объективный контроль качества сушки (степени увлажненности изоляцииТЭМ) перед и после пропиток компаундами или пропиточными лаками приТР-3, СР и КР, что существенно повышает качество пропиток и,соответственно, ресурс ТЭМ электровозов полигонов с СПКУ;выявлена идентичность зависимостей от метеорологическихфакторов среднемесячных показателей безотказности изоляции классовнагревостойкости «В», «F», «H» ТЭМ электровозов, эксплуатируемых наполигонах с СПКУ, что позволяет при знании рассматриваемых зависимостейдля одного класса нагревостойкости изоляции использовать их дляопределения состояния изоляции других классов нагревостойкости ТЭМ;разработаны методики управления температурно-влажностнымрежимом ТЭМ электровозов, эксплуатируемых в СПКУ:а)непрерывного контроля температуры, позволяющего снизитьтоковую нагрузку или отключить ТЭМ при повышении температуры вышедопустимого значения из-за повышенной токовой нагрузки, сниженияинтенсивностивентиляции,ухудшениятеплопроводностиизоляциивследствие потери пропиточным компаундом (лаком) диэлектрическихсвойств при некачественной пропитке, недостаточной теплоотдаче споверхности загрязненных обмоток;б)комплексного контроля увлажненности ТЭМ электровозовполигонов с СПКУ, определяющего степень увлажненности изоляции ТЭМ спредставлениемрезультатовизмеренияувлажненностиизоляцииирекомендаций о режиме сушки на мониторе и принтере;в)подогрева обмоток ТЭМ электровозов полигонов с СПКУ отвыпрямительных установок возбуждения во время длительного отстоя,позволяющего избежать переувлажнение изоляции и последующий ее пробой.Основные положения диссертации, выносимые на защиту:комплекс мероприятий, направленных на повышение ресурсаТЭМ электровозов, эксплуатируемых на полигонах с СПКУ, путемнепрерывного контроля температуры, периодического контроля влажности13изоляции обмоток и поддержания необходимой температуры, исключающейпереувлажнение изоляции обмоток ТЭМ при длительном отстое электровозов;корреляционные связи влияния природно-климатических иэксплуатационных факторов на безотказность ТЭМ и изоляционныхконструкцийтяговыхэлектрическихмашинэлектровозов,эксплуатирующийся на полигонах с СПКУ, позволяющие установить степеньи характер влияния факторов на безотказность тяговых электрических машини их изоляции;механизмстаренияизоляционныхконструкцийТЭМэлектровозов, эксплуатирующийся на полигонах с СПКУ;механизм снижения электрической прочности изоляции ТЭМэлектровозов,эксплуатирующийсянаполигонахсСПКУиз-запереувлажнения во время длительного ожидания работы;методики и средства обеспечения необходимого температурно-влажностного режима изоляции ТЭМ электровозов, эксплуатирующийся наполигонах с СПКУ.Обоснованностьрекомендаций,идостоверностьсформулированныхврезультатов,диссертации,выводовибазируетсянакорректно использованных методах теорий нагревания и охлаждения твердоготела и тепло – массообмена, расчетных соотношениях, характеризующийсяудовлетворительными совпадениями с результатами экспериментальныхисследований ОмГУПСа, ИрГУПСа, Уральского филиала АО ВНИИЖТ.Реализациярезультатовработы.Результатыисследованийрекомендованы к внедрению в эксплуатационных и сервисных локомотивныхдепо, эксплуатирующих электровозы в сложных природно-климатическихусловиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
