close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1158 Выпускные квалификационные работы ОмГУПС-2016

код для вставкиСкачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
(ОмГУПС (ОМИИТ))»
Кафедра « Локомотивы»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой «Локомотивы»
__________ С. М. Овчаренко
«___»_______________2016 г.
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОНТРОЛЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Пояснительная записка к дипломному проекту
ИНМВ.102372.000ПЗ
СОГЛАСОВАНО
Консультант по экономике –
доцент кафедры ЭТЛ и УК
_____________________Р. С. Саттаров
«____»_______________2016 г.
Студент гр. ЛТ-02178
____________ С. А. Агафонов
«____»_______________2016 г.
Консультант по безопасности и
экологичности проекта –
заведующий кафедрой БЖЭ
________________Ю. Н. Хмельницкий
«____»_______________2016 г.
Руководитель –
доцент кафедры «Локомотивы»
____________О. В. Балагин
«____»_______________2016 г.
Нормоконтроль –
доцент кафедры «Локомотивы»
___________________ В. К. Фоменко
Омск 2016
ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Факультет Заочный
Кафедра «Локомотивы»
Специальность 190301 – «Локомотивы»
К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ
Заведующий кафедрой «Локомотивы»
__________ С. М. Овчаренко
«___»______________2016 г.
ЗАДАНИЕ
к дипломному проекту студента
АГАФОНОВА СЕРГЕЯ АНАТОЛЬЕВИЧА
1. Тема проекта «Повышение качества контроля технического состояния электрического оборудования» утверждена приказом по университету от «26» февраля 2016 г. № 372/С
2. Срок сдачи студентом законченного проекта «20» мая 2016 г.
3. Исходные данные к проекту
3.1. Тепловоз серии 2ТЭ116;
3.2. Длина участков эксплуатации lуч = 810 км;
3.3. Руководящий уклон iр = 8,6 ‰;
3.4. Район расположения депо – Западно-Сибирская железная дорога;
3.5. Компьютерные программы «Microsoft Office Word» и «Excel»;
3.5. Электрические аппараты тепловоза ТЭМ2;
3.6. Тепловизор.
4. Содержание расчетно-пояснительной записки
4.1. Управление эксплуатацией локомотивов и локомотивным хозяйством
4.1.1. Организация системы эксплуатации локомотивов
4.1.2. Организация системы технического обслуживания и ремонта тепловозов
4.1.3. Организация экипировки тепловозов
4.1.4. Принципы проектирования здания депо и тяговой территории
4.2. Повышение качества контроля технического состояния электрического
оборудования
4.2.1. Особенности конструкции электрических аппаратов тепловозов ТЭМ2
4.2.2. Техническое обслуживание и ремонт электроаппаратов тепловозов ТЭМ2
4.2.3. Основные неисправности электрических аппаратов
4.2.4. Разработка методики бесконтактного теплового контроля технического
состояния электрических аппаратов тепловозов ТЭМ2 с применением портативного тепловизора
4.3. Экономическая оценка затрат на проведение бесконтактного теплового
контроля технического состояния электрических аппаратов тепловозов ТЭМ2
4.4. Обеспечение требований безопасности труда при проведении бесконтактного теплового контроля технического состояния электрических аппаратов
тепловозов ТЭМ2
4.4.1. Характеристика опасных и вредных производственных факторов при бесконтактном тепловом контроле электрических аппаратов тепловозов
4.4.2. Эргономический анализ организации рабочего места
4.4.3. Характеристика
процесса
контроля
по пожаровзрывоопасности и
загрязнению воздушной среды
4.4.4. Оценка эффективности применения средств защиты в процессе бесконтактного теплового контроля с применением портативного тепловизора
4.4.5. Выводы и предложения для разработки конструктивных средств защиты
5. Перечень графического материала
5.1. Электрические аппараты тепловоза ТЭМ-2
5.2. Результаты применения портативного тепловизора в сервисном локомотивном депо Московка
5.3. Результаты применения портативного тепловизора в сервисном локомотивном депо Московка
5.4. Методика оценки технического состояния электроаппаратов тепловозов с
помощью метода тепловизионного контроля
5.5. Степень неисправности электрических аппаратов
5.6. Расчет нагрева электрических аппаратов
5.7. Программный комплекс для выполнения тепловизионного контроля электроаппаратов тепловозов
5.8. Результаты тепловизионного контроля электроаппаратов тепловоза ТЭМ2
6. Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов
проекта)
Подпись, дата
Раздел
Консультант
Основной раздел
О. В. Балагин
Специальный раздел
О. В. Балагин
Экономика
Р. С. Саттаров
Безопасность
и экологичность
задание выдал
Ю. Н. Хмельницкий
Руководитель проекта ___________________
задание принял
7. Календарный план
Наименование раздела
дипломного проекта
Разработка и расчет показателей системы
Срок
выполнения
30.03.16
Процент
выполнения
30%
29.04.16
60%
13.05.16
80%
13.05.16
90%
20.05.16
100%
эксплуатации и технического обслуживания тепловозов
Повышение качества контроля технического состояния электрического оборудования
Возможный экономический эффект от
внедрения бесконтактного теплового метода контроля технического состояния
электрических
аппаратов
тепловозов
ТЭМ2
Обеспечение требований безопасности
труда при проведении бесконтактного
теплового контроля технического состояния электрических аппаратов тепловозов
Оформление пояснительной записки
8. Дата выдачи задания « 26» февраля 2016 г.
Руководитель проекта _________________
Задание принял к исполнению _________________
УДК 629.421.2:621.3
РЕФЕРАТ
Дипломный проект содержит 124 страницы, 39 рисунков, 14 таблиц,
15 источников, 1 приложение.
Тепловоз, электрическое оборудование, электроаппараты, диагностика,
тепловизионный контроль, математическое моделирование
Объектом исследования является электрическое оборудование тепловозов ТЭМ2.
Целью работы – повышение качества контроля технического состояния
электрического оборудования тепловозов.
В процессе работе выполнены разработка и расчет показателей эксплуатации и технического обслуживания тепловозов, анализ электрического оборудования (электрических аппаратов) тепловоза ТЭМ2, разработана методика
бесконтактного теплового контроля технического состояния электрических аппаратов тепловозов ТЭМ2 с применением портативного тепловизора, рассмотрен возможный экономический эффект от внедрения данного способа контроля
на производстве.
Результаты проекта могут быть использованы в локомотивных депо
сети железных дорог.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .................................................................................................................. 9
1. Управление эксплуатации локомотивов и локомотивным хозяйством ...... 10
1.1. Организация системы эксплуатации локомотивов ............................... 10
1.2. Организация системы технического обслуживания и ремонта
тепловозов ............................................................................................................. 23
1.3. Организация экипировки тепловозов .................................................... 28
1.4. Принципы проектирования здания депо и тяговой территории ......... 35
2. Повышение качества контроля технического состояния электрического
оборудования ......................................................................................................... 39
2.1. Особенности конструкции электрических аппаратов тепловозов
ТЭМ2 ..................................................................................................................... 39
2.2. Техническое обслуживание и ремонт электроаппаратов тепловозов
ТЭМ2 ..................................................................................................................... 51
2.3. Основные неисправности электрических аппаратов ............................ 58
2.4.
Разработка
технического
методики
бесконтактного
теплового
контроля
состояния электрических аппаратов тепловозов ТЭМ2 с
применением портативного тепловизора ........................................................... 63
3. Экономическая оценка затрат на проведение бесконтактного теплового
контроля технического состояния электрических аппаратов тепловозов
ТЭМ2 ...................................................................................................................... 97
4.
Обеспечение
требований
безопасности
труда
при
проведении
бесконтактного теплового контроля технического состояния электрических
аппаратов тепловозов ТЭМ2 .............................................................................. 102
4.1. Характеристика опасных и вредных производственных факторов при
бесконтактном тепловом контроле электрических аппаратов тепловозов 102
4.2. Эргономический анализ организации рабочего места ....................... 104
4.3. Характеристика
процесса
контроля по пожаровзрывоопасности и
загрязнению воздушной среды ......................................................................... 107
4.4. Оценка эффективности применения средств защиты в процессе
бесконтактного
теплового
контроля
с
применением
портативного
тепловизора ......................................................................................................... 107
4.5. Выводы и предложения для разработки конструктивных средств
защиты .................................................................................................................. 111
Заключение .......................................................................................................... 112
Библиографический список ............................................................................... 114
Приложение. Демонстрационный материал к дипломному проекту ........... 116
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Согласно целевой программе «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года»,
утвержденной постановлением правительства Российской Федерации № 877-р
от 17 июня 2008 г. одним из восьми основных направлений научнотехнического развития ОАО «Российские железные дороги» является повышение надежности работы и увеличение эксплуатационного ресурса технических средств.
Решение этой проблемы может быть обеспечено комплексными мероприятиями, включающими в себя широкий круг вопросов, связанных с обеспечением устойчивости работы локомотивов и их систем. Эксплуатация локомотивов во многом зависит от надежности работы электрического оборудования, которая определяется качеством выполненного ремонта. К электрическому оборудованию локомотивов относятся многочисленные электроаппараты
электрических цепей.
Увеличение эксплуатационного ресурса электрических аппаратов может
быть достигнуто в результате внедрения:
− методов безразборного диагностирования;
− механизации и автоматизации технологических процессов ремонта;
− результатов научно-исследовательских и проектно-конструкторских
работ.
Поэтому разработка повышение качества контроля технического состояния электрических аппаратов и электрического оборудования в целом, является важной составляющей технических мероприятий, направленных на
уменьшение количества неплановых ремонтов локомотивов (тепловозов).
9
1. УПРАВЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ЛОКОМОТИВОВ И
ЛОКОМОТИВНЫМ ХОЗЯЙСТВОМ
1.1. Организация системы эксплуатации локомотивов
Разработка системы эксплуатации и ремонта тепловозов в условиях западной части Сибири.
В дипломном проекте предусмотрено разработать систему эксплуатации
и ремонта тепловозов серии 2ТЭ116, обращающихся на участке А - Д.
Схема участка обслуживания поездов представлена на рис.1.1.
810 км
A
Д
Рис.1.1. Участок обслуживания поездов локомотивами
Исходные данные представлены в табл. 1.1.
Т а б л и ц а 1.1
Показатели эксплуатации локомотивов
Наименование показателя
Значение показателей
Участковая скорость Vуч , км/ч
50
Расчетный подъем i p , 0⁄00
8,6
Протяженность участка l, км
810
Годовой пробег Lл, лок∙км
23, 4 106
Район обслуживания
Западная Сибирь
10
При разработке системы эксплуатации локомотивов предполагаем, что
поезда следующие по участку АД составляются из четырёхосных гружёных
вагонов с нагрузкой от колёсной пары на рельс q в = 21 кН, с коэффициентом
загрузки вагона, учитывающего степень использования грузоподъемности
вагона, kв = 0,9.
1.1.1. Определение веса поезда
Технические параметры тепловоза 2ТЭ116, необходимые для выполнения расчётов, приняты согласно инструкции по эксплуатации и ремонту тепловозов, а так же правилам ремонта локомотивов, установленных и утверждённых главным управлением локомотивного хозяйства, с учётом реальных
условий работы на заданном участке эксплуатации локомотивов.
Т а б л и ц а 1.2
Техническая характеристика тепловоза 2ТЭ116
Наименование и обозначение параметра
Значение параметра
Расчётная касательная сила тяги Fк, кН
248
Сцепной вес Р, кН
138
Общая ёмкость песочниц Е, м 3
0,66
Общая ёмкость топливных баков Т, кг
7000
Длина по осям автосцепок lл, м
18,1
Скорость при длительном режиме Vр, км/ч
24,7
По принятым значениям определяем основное удельное сопротивление
движению тепловозов, Н/кН:
ω0  1,9  0,01 Vp  0,0003 Vp2 ,
ω0  1,9  0,01 24,7  0,0003  24,72  2,36 Н/кН .
11
(1.1)
Основное удельное сопротивление движению четырёхосных гружёных
вагонов, Н/кН:
ω0 =0,7 
3  0,1 Vp  0,0025  Vp2
qв  k в
,
(1.2)
3  0,1  24,7  0,0025  24,7 2
ω0  0,7 
 1,07 Н/кН .
21  0,9
По рассчитанным удельным сопротивлениям определяем вес состава
при движении поезда по расчётному подъему с равномерной скоростью, кН:
Q
Q
Fk  (ω0  i p )  P
,
ω0 +i p
(1.3)
248000  2  138  2  (2,36  8,6)
 50980 кН.
1,07  8,6
По условиям трогания поезда с места на расчётном подъёме, кН:
Q тр 
Fk.тр
 тр  i p
 P,
(1.4)
где Fk.тр  400000 − максимальная сила тяги, Н;
тр − удельное сопротивление состава при трогании с места на
площадке, Н/кН.
Определяем удельное сопротивление состава при трогании с места на
площадке, Н/кН:
ωтр 
28
,
qв  k в  7
где q в  21 − нагрузка от колёсной пары локомотива на рельс, кН.
ωтр 
28
 1,08 Н/кН.
21  0,9  7
Подставив известные значения в выражение (1.4) получаем:
Qтр 
400000  2
 138  2  82368,6 кН.
1,08  8,6
12
(1.5)
С учётом длины приёмоотправочных путей станции, кН:
Q1min =
mв  k в  qв  (lmin -mл  lл -10)
,
lв
(1.6)
где mв  4 − число осей вагона;
mл  lл  36, 2 − длина локомотива по осям автосцепок, м;
lmin  1250 − минимальная длина приемоотправочных путей станции, м.
Q1min 
4  0,9  21  (1250  36,2  10)
 6500,5 т.с.
14
Для последующих расчётов вес поезда принимаем равным Q = 5200 т.с.
1.1.2. Расчет пропускной способности
Заданием предусмотрены годовой пробег Lл  23,4 106 лок  км и длина
участка их эксплуатации lуч = 810 км.
По принятому значению коэффициента сезонной неравномерности поездной работы α = 1 .
Пропускная способность участка, пар поездов:
n =
α  Lгод
,
365  2  l уч
(1.7)
1  23,4 106
n
 40 .
365  2  810
1.1.3. Установление пунктов экипировки и ТО-2 локомотивов
Так как основное депо расположено на конечной станции А, выбираем
кольцевой способ обслуживания поездов локомотивами.
При заданном расчетном подъёме i p  8,6 0⁄00 и при расчётном весе поезда Q  5200 т, выбираем норму расхода топлива q m  31 кг/104 ткм брутто и
13
норму расхода песка q n  0, 22 м3/106 ткм брутто для поездной работы и определяем:
− пробег тепловоза между пунктами снабжения песком, км:
ln 
0,9  E 106
,
Q  qn
(1.8)
где Е = 0,66 − общая ёмкость песочниц тепловоза, м 3;
0,9 – коэффициент, учитывающий 10% запас песка и топлива соответственно в бункерах песочниц и топливных баках тепловоза.
− пробег тепловоза между пунктами снабжения топливом определяется
по следующей формуле, км:
0,9  T 104
lm =
,
Q  qm
(1.9)
где Т  7000 − общая ёмкость топливных баков, кг.
Подставляем известные значения в выражение (1.8), (1.9) получаем:
0,9  0,66  106  2
ln 
 1088 км;
5200  0,21
0,9  7000  2  104
lm 
 989 км.
5200  24,5
Так как lm меньше, чем lп, то требуется доэкипировка в пункте С.
Доля набора топлива ат в пункте частичной экипировки определяется по
формуле:
ат 
lэ
,
2  l уч
(1.10)
где l Э − расстояние от основного депо (пункта полной экипировки) до пункта
частичной экипировки, км.
ат 
300
 0,18 .
2  810
14
На основе сравнения полученных межэкипировочных пробегов локомотивов по песку и топливу с фактической длиной участка обслуживания следует, что пункт экипировки локомотивов необходимо разместить в пункте С.
Пункты технического обслуживания ТО-2 определяем по формуле, км:
l ТО 2  Vуч (TТО 2  t пр ) ,
(1.11)
где t пр − время простоя локомотива в пункте оборота, ч;
TТО  2  72  90 ч - время работы локомотива между техническими обслу-
живаниями ТО-2, установленное распоряжением ОАО «РЖД» от 17.01.05.
Тогда:
lТО-2  50  (72  1)  3550 км.
Отношение lТО-2 / lУЧ = 4,38 , а lТО-2 должно быть кратно длине участка,
поэтому принимаем ТТО-2 = 64,8 ч, тогда lТО-2 / lуч =4, имеем:
lТО-2  810  4  3240 км.
Таким образом, ПТОЛ устанавливаем в основном депо на станции А.
1.1.5. Расчёт эксплуатируемого и инвентарного парков локомотивов
Эксплуатируемый парк локомотивов для грузового движения может
определиться двумя методами: аналитическим и графическим. При аналитическом методе он определяется по коэффициенту потребности k n , среднесуточному пробегу Sсут , или среднесуточной производительности П р локомотивов. Количество локомотивов для маневровой и хозяйственной работы определяется по условному пробегу.
Необходимый эксплуатируемый парк локомотивов для обслуживания
грузовых поездов на заданном участке определяем по коэффициенту потребности:
Nэ = k n  n ,
15
(1.13)
где
k n − коэффициент потребности локомотивов для поездной работы на
участке;
n − число пар поездов на участке.
Коэффициент потребности, т. е. количество локомотиво-суток, необходимое для обслуживания одной пары поездов на участке:
kn =
где
Tпо
,
24
(1.14)
Tпо − время полного оборота локомотива на участке, ч.
Время полного оборота локомотива на участке определяем по
формуле, ч:
Tпо = t A +2 
l
l1
l
+2  t Б +2  2 +2  t С +2  3 +t Д ,
Vуч
Vуч
Vуч
(1.15)
где t A  2 − время простоя локомотива на станции основного депо А, принимаем согласно рис. 1.3, ч;
t Б = 0,25 − время простоя локомотива на промежуточной станции Б, ч;
t с = 0,25 − время простоя локомотива на промежуточной станции С, ч;
t Д = 1 − время простоя локомотива на станции оборотного депо Д, прини-
маем, согласно рис. 1.4, ч.
Отсюда следует:
Tпо  2  2 
300
300
210
 2  0,25  2 
 2  0,33  2 
 1  36,56 ч.
50
50
50
Подставляем время полного оборота локомотива в выражение (1.14), получаем:
kn 
36,56
 1,52 .
24
Тогда из формулы (1.13), получаем:
Nэ  1,52  40  61 лок.
16
Наименование операции
Продолжительность, мин
Отцепка от поезда и проезд на КП
6
Проезд к месту экипировки
2
Набор топлива
7
Набор смазки
7
Набор воды
5
Проезд на смотровую канаву
3
Набор песка
12
Смазка тепловоза
12
Осмотр тепловоза
15
Сдача тепловоза
15
Приём тепловоза
15
Проверка автостопа и локомотивной
сигнализации
5
Проезд к месту стоянки тепловоза (КП)
2
Проезд к составу
4
Проба тормозов
5
Время, мин
10
20
30
40
50
60
Рис. 1.2. График полной экипировки тепловоза без ТО-2 на станции
оборотного депо
Графический способ определения потребности эксплуатируемого парка
более точен. Перед построением графика оборота составляется ведомость
оборота, для этого необходимо выбрать и рассчитать следующие нормы времени:
17
− на экипировку локомотивов в основном и оборотном депо;
− на приемку и сдачу локомотива;
− простоя ТО-2;
− прохода локомотива из-под поезда в депо и из депо под поезд.
По ведомости оборота строится график оборота локомотивов при обслуживании поездов заданных размеров.
На графике оборота указывается время отправления, время в движении,
время прибытия, время простоя на станции, номер поезда, время проведения
ТО-2 совмещенное с экипировкой. В правой части графика имеется 4 колонки
в которых указывается полезное время работы локомотива, время простоя на
станции основного депо, на станции смены бригад. По времени в колонках
определяют бюджет времени работы локомотива.
По числу строк графика определяется наиболее точно эксплуатируемый
парк локомотивов.
По графику определен потребный парк локомотивов, равный 62 локомотива, а по коэффициенту потребности 63 локомотива.
Требуемое количество маневрово - хозяйственных локомотивов определяется по заданным значениям годового пробега локомотивов грузового движения Lгод, лок.:
N(М-Х)

э
Lгод  γ
,
(М-Х)
365  t М  Vусл
100
(1.16)
где γ = 8 − 12% - годовой пробег маневрово-хозяйственных локомотивов от
годового пробега всех локомотивов депо;
tм = 23,0 − 23,5 ч – время работы маневрового локомотива в сутки;
( М Х )
Vусл
 5  8 км/ч – условная скорость движения маневровых локомоти-
вов.
Подставляя значения в выражение (1.16), получаем:
N
(М-Х)
э
23,4 106 10

 55 лок.
365  23  5  100
18
Инвентарный парк локомотивов депо рассчитываем по формуле, лок.:
Nинв =Nэ +N(с)
р +N зап +N рез +Nа ,
(1.17)
где N (с)
р − суточное количество локомотивов, находящихся в ремонте, лок.;
N зап − количество локомотивов, находящихся в запасе, лок.;
N рез − количество локомотивов, находящихся в резерве, лок.;
N а − количество локомотивов, находящихся в аренде, лок.
Количество локомотивов, одновременно находящихся в различных видах технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР), называется
фронтом ремонта.
Суточное количество локомотивов, находящихся в ремонте, определяем
по формуле, лок.:
N(с)
р = fТО-3 + fТР-1 + fТР-2 + fТР-3 + fСР + fКР ,
(1.18)
где fТО-3 ,…,f КР − фронт работы соответствующего вида ремонта, лок.
Т а б л и ц а 1.3
Показатели ремонта магистральных тепловозов 2ТЭ116
Наименование
показателя
Значения показателей по видам ремонта
ТО-З
ТР-1
ТР-2
ТР-З
СР
КР
L , км
16200
48600
194400
388800
777600
1555200
t , сут
0,5
1,5
4
6
6
11
β
0,67
0,75
0,5
0,5
0,5
1
f, лок
1,34
1,5
0,66
0,5
0,25
0,46
Коэффициент чередования видов ремонта определяем по формуле:
19
 i  1
Ln
,
Lm
(1.20)
где L n − пробег локомотива перед соответствующим видом ремонта, км;
L m − пробег локомотива перед последующим видом ремонта, км.
Т а б л и ц а 1.4
Значения межремонтных наработок тепловоза 2ТЭ116 с дизелем 5Д49
согласно распоряжению ОАО «РЖД» № 3Р
Значения показателей по видам ремонта
Наименование
показателя
ТО-З
ТР-1
ТР-2
ТР-З
СР
КР
L , тыс. км
15
50
200
400
800
1600
t пр, сут
0,5
1,5
4
6
6
11
Пробег локомотивов находим из циклограммы ремонтов и технических
обслуживаний тепловоза 2ТЭ116. Эту циклограмму ремонтов и технических
обслуживаний строим исходя из нормативных межремонтных пробегов согласно распоряжению ОАО «РЖД» № 3Р (рис.1.5) и привязываем к участку
эксплуатации.
Пробег локомотивов находим из циклограммы ремонтов и технических
обслуживаний тепловоза 2ТЭ116. Эту циклограмму ремонтов и технических
обслуживаний строим исходя из нормативных межремонтных пробегов согласно распоряжению ОАО «РЖД» № 3Р (рис.1.5) и привязываем к участку
эксплуатации.
Расчёт показателей ремонта магистральных локомотивов приведён в
табл.1.3, значения межремонтных наработок тепловозов – в табл. 1.4.
Подставляем значения f из табл.1.3 в формулу (1.18), получаем:
Nр   1,34  1,5  0,66  0,5  0,25  0,46  5 лок.
с
20
Количество локомотивов, находящихся в запасе и резерве определяем по
формуле, лок.:
N зап  N рез  0,1  N э ,
Nзап +Nрез  0,1  61  6,1 лок.
Принимаем 7 локомотивов.
На основе полученных значений получаем:
Рис. 1.3. Циклограмма ТО и ТР тепловозов
Условные обозначения из рис. 1.3. :
– капитальный ремонт КР;
– средний ремонт СР;
– текущий ремонт ТР-3;
– текущий ремонт ТР-2;
21
(1.21)
– текущий ремонт ТР-1;
– техническое обслуживание ТО-3.
На основе полученных значений получаем:
Nинв  61  6  6,1  3,5  77 лок.
1.1.6. Расчёт показателей использования локомотивного парка
Среднесуточная производительность локомотива определяется по формуле, ткм брутто/лок.:
2 ln Q
.
Nэ
П ср.сут 
(1.22)
Среднесуточный пробег локомотива определяем по формуле, км:
Sср.сут 
2 ln
.
Nэ
(1.23)
Общее время полезной работы локомотива определяем по формуле, ч:
Т об 
Sср.сут
Vуч
,
(1.24)
где Vуч − техническая скорость локомотива на заданном участке, км/ч.
Время полезной работы локомотива в движении определяем по
формуле, ч:
Т дв 
Sср.сут
,
Vтех
(1.25)
где Vтех − техническая скорость локомотива на заданном участке, км/ч.
Техническая скорость определяется по формуле, км/ч:
Vтех =
Vтех =
Деповской
ремонт
Vуч
0,91
,
(1.26)
50
 55 км/ч.
0,91
неисправных
по формуле, %:
22
локомотивов
определяем

f ТО 3  f ТР1  f ТР 2  f ТР 3
 100 .
N инв
(1.27)
Результаты расчётов показателей использования локомоти вного парка
представлены в табл. 1.5.
Т а б л и ц а 1.5
Показатели использования локомотивов
Наименование показателя
Значения параметра
Среднесуточная производительность
локомотивов, П ср.сут ,ткм брутто/лок.
5523935
Среднесуточный пробег локомотива,
Sср.сут ,км.
1062,3
Общее время полезной работы локомотива, Т об ,ч.
21,25
Время полезной работы локомотива в
движении, Tдв ,ч.
19,3
Деповской процент неисправных локомотивов,  ,%.
5,2
1.2. Организация системы технического обслуживания и ремонта тепловозов
1.2.1. Принципы организации деповского ремонта локомотивов
Для поддержания локомотивов в исправном состоянии, обеспечения работоспособности и повышения их надежности в эксплуатации приказами ОАО
«РЖД» установлены следующие виды планово – предупредительного технического обслуживания и ремонта тепловозов и электровозов.
Техническое обслуживание ТО - 1, ТО - 2 и ТО - 3 является периодическим и предназначено для контроля технического состояния узлов и систем
23
локомотива в целях предупреждения отказов в эксплуатации. Постановка локомотивов на ТО - 4, ТО - 5а, ТО - 5б, ТО - 5в, ТО - 5г планируется по необходимости.
Текущий ремонт локомотива (ТР) – ремонт, выполняемый для обеспечения или восстановления работоспособности локомотива и состоящий в замене
и восстановлении отдельных узлов и систем.
Текущий ремонт ТР - 1 выполняется, как правило, в локомотивных депо
приписки локомотивов. Текущий ремонт ТР - 2 выполняется, как правило, в
специальных локомотивных депо железных дорог приписки локомотивов. Текущий ремонт ТР - 3 выполняется в специализированных локомотивных депо
железных дорог (базовых локомотивных депо).
Средний ремонт локомотива (СР) – ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса локомотива.
Средний ремонт локомотивов выполняется в базовых локомотивных депо, на локомотиворемонтных заводах ОАО «РЖД» или в сторонних организациях, осуществляющих ремонт локомотивов.
Капитальный ремонт локомотива (КР) – ремонт, выполняемый для восстановления эксплуатационных характеристик, исправности локомотива и его
ресурса, близкого к полному. Капитальный ремонт локомотивов выполняется
на локомотиворемонтных заводах ОАО «РЖД» или в сторонних организациях, осуществляющих ремонт локомотивов.
В проектируемом депо организуется техническое обслуживание ТО - 3 и
текущий ремонт ТР - 1. Текущие ремонты ТР - 2 и ТР - З проводятся в специализированных ремонтных депо.
1.2.2. Расчёт программы ремонта магистральных тепловозов
Программа ремонта рассчитывается для ТО-3, ТР-1.
24
Годовую программу ремонта магистральных тепловозов определяем для
каждого вида ремонта по формуле, лок.:
Ni 
Lг
Li

L 
 1  i  ,
 L i1 
(1.37)
где i − индекс планового технического обслуживания и ремонта;
L i − межремонтная наработка тепловоза перед соответствующим видом
ремонта, км;
Li 1 − межремонтная наработка локомотива перед последующим видом ре-
монта, км.
Пробеги локомотивов между ТО и ТР принимаются из приложения В.
Определяем годовую программу ремонта для конкретных видов ремонта
по следующим выражениям.
Для ТО-3 в следующем виде:
N ТО 3 
Lг
L ТО 3
 L

 1  ТО 3  ,
L ТР1 

(1.38)
где Lг  23000000 − годовой объем работы тепловозов, км;
LТO-3  16200 − межремонтная наработка локомотива между техническим
обслуживанием третьего объема, км;
LТР-1  48600 − межремонтная наработка локомотива между текущим ремонтом первого объема, км.
Для текущего ремонта ТР − 1 в следующем виде:
N ТР1 
L г  L ТР1 
,
 1 
L ТР1  L ТР 2 
(1.39)
где LТР-2  194400 − межремонтная наработка локомотива между текущим ремонтом второго объема, км.
Для текущего ремонта ТР − 2 в следующем виде:
N ТР 2 
Lг  LТР 2 
,
 1 
LТР 2  LТР 3 
25
(1.40)
где LТР-3  388800 − межремонтная наработка локомотива между текущим ремонтом третьего объема, км.
Для текущего ремонта ТР − 3 в следующем виде:
N ТР 3 
 L 
 1  ТР 3  ,
L СР 

Lг
L ТР 3
(1.41)
где LСР  777600 − межремонтная наработка локомотива между средним ремонтом, км.
Для среднего ремонта СР:
N СР 
Lг
L СР
 L 
 1  СР  ,
 L КР 
(1.42)
где LКР  1555200 − межремонтная наработка локомотива между капитальным
ремонтом, км.
Программу ремонта для капитального ремонта КР определяем по формуле, лок.:
N КР 
Lг
.
L КР
(1.43)
Результаты расчёта по приведённым выше формулам приведены
в
табл. 1.6.
Т а б л и ц а 1.6
Показатели ремонта локомотивов
Значения показателей по видам ремонта
Наименование показателя
ТО-3
ТР-1
16200
48600
951
355
ТР-2
ТР-3
СР
КР
777600
1555200
15
15
Межремонтная
наработка локомо-
194400 388800
тива, L (км).
Программа ремонта,
N (лок.)
59
26
30
1.2.3. Расчёт количества стойл для ремонта и технического
обслуживания тепловозов
Расчёт стойл производим для цехов ТО-3 и ТР-1.
Необходимое количество стойл для ремонта и механического обслуживания тепловозов определяется в зависимости от годовой программы ремонта
и времени занятия стойла.
Количество стойл определяем по формуле:
Ai 
Ni t i
,
R
(1.44)
где ψ = 1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерность постановки тепловозов на ремонтное стойло;
R = 365 – количество рабочих дней в году на ТО-3;
tТО-3 = 12 – время занятия стойла, ч;
tТР-1 = 36 – время занятия стойла, ч;
tТР-2 = 4 – время занятия стойла, сут;
tТР-3 = 6 – время занятия стойла, сут;
R = 254 – количество рабочих дней в году.
Подставляя значения в выражение (1.44), получаем:
951  12
 1,3 ст;
254  24
AТО-3 
AТР-1 
355  36
 2 ст;
254  24
AТР-2 
59  4
 0,92 ст;
254
AТР-3 
30  6
 0,7 ст.
254
Принимаем AТО-3  2 , AТР-1  2 , AТР 2  1 , AТР-3  1 стойло.
27
Предусматриваем дополнительные стойла для реостатных испытаний,
одиночной выкатки колесно – моторных блоков, обточки колесных пар без
выкатки из-под локомотива, для подготовки локомотивов в ремонт.
1.3. Организация экипировки тепловозов
1.3.1. Общие положения и определение числа стойл для экипировки
локомотивов
Экипировочное устройство локомотивов, расположенные на территории
локомотивного депо, рассчитываем на экипировку всех локомотивов, заходящих на эту территорию. Экипировочное хозяйство включает следующие
устройства: топливо - смазочное хозяйство, песочное хозяйство, устройство
обшивки и обдувки локомотивов, поворотные устройства. При размещении
пункта технического обслуживания ТО-2 на территории локомотивного депо
все раздаточные устройства размещают в помещении ПТОЛ и экипировки локомотивов, т.е. набор воды, топлива, масла, песка и обтирочного материала
совмещаем с проведением ТО-2.
Число стойл для проведения экипировки и ТО-2 определяется
по формуле:
Аэк = (Nэкtэк + NТО-2 (tТО-2 - tэк)) f / 1440,
(1.45)
где Nэк, Nто-2 =61 – количество локомотивов, подлежащих экипировке и ТО-2
в течении суток;
tэк = 36 − продолжительность полной экипировки локомотива, мин.;
tТО-2 = 72 – продолжительность ТО-2, мин.;
f = 1,2 – коэффициент неравномерности подхода локомотива на экипировку.
Аэк = (61·36 + 61·(72-36))·1,2/1440 = 3,7 ст.
Принимаем Аэк = 4 стойла.
28
1.3.2. Расчет расхода и запаса дизельного топлива
Суточная производительность парка локомотивов определяется по выражению, ткм/брутто:
Асут =2  l уч  n  Q,
(1.46)
Асут  2  810  40  5200  3,36 108 ткм / брутто.
Суточный расход топлива грузовыми тепловозами определяется, т/сут.:
E г  А сут  q т  а т 10 7 ,
(1.47)
где qт = 31 – норма расхода натурного топлива на измеритель работы , кг/10 4
км брутто;
ат = 0,46 – коэффициент, учитывающий, какая часть топлива берется с
данного склада.
Eг  3,36 108  31  0,46 107  479 т/сут.
Суточный расход топлива одним маневрово-хозяйственным тепловозом
определяется по формуле, кг:
e мх  B(чм х )  t м ,
(1.48)
где B (чм  х ) – норма расхода топлива маневрово-хозяйственным локомотивом,
кг/ч;
t м  время работы тепловоза в сутки, ч.
Подставляя значения в выражение (1,48), получаем:
eм-х  20  23  460 кг.
Расход топлива тепловозами , выходящими из ремонта, т:
E р  N р  q р  10 3 ,
где N р – количество тепловозов, выходящих из ремонта за сутки;
q р =560 – норма расхода топлива на реостатное испытание, кг.
Eр  2,4  560  103  1,34 т.
29
(1.49)
Суточный расход топлива маневрово-хозяйственными тепловозами
определяется по формулам, т/сут:
E мх  N мх  e мх  10 3 ,
(1.50)
Eм-х  55  460  103  25,3 т/сут.
Суточный расход топлива определяется как сумма расходов на каждый
тепловоз, находящийся в работе, и на ТО, т/сут:
Ec = Eг +Eм-х +Eр ,
(1.51)
Eс  479  25,3  1,34  505,64 т/сут.
Общая емкость склада определяется по формуле, т:
E = Eс  Tт / 0,85,
(1.52)
где Tт = 30 – количество суток, на которое создается запас топлива.
E  505,64  30 / 0,85  17846 т.
Из [1], таблица 14, выбираем четыре сварных вертикальных резервуаров
емкостью 5000 м3 , диаметром 23 м, высотой цилиндрической части 12 м, диметром подушки под днище резервуара 25 м.
В расчетах принимаем двусторонний тип сливной эстакады. Количество
сливных позиций 8 штук, и длиной фронта слива 36+36 м.
1.3.3. Расчет расхода и запаса песка
Коэффициент, учитывающий долю набора песка:
a п =lп /2  l уч ,
(1.53)
ап = 1088/(2·810)=0,67..
Суточный расход песка для снабжения поездных локомотивов в данном
пункте экипировки, м3/сут.:
Пг =Асут  qп  а п 10-6 ,
Пг  3,36 108  0,22  0,67 106  49,5 м3/сут.
30
(1.54)
Суточный расход песка маневровыми локомотивами, м 3/сут:
Пм-х = Nм-х  q м-х ,
(1.55)
Пм-х  55  0,065  3,58 м3/сут.
Суточный расход сухого песка определяется по формуле, м 3:
Пс = Пм-х + Пг ,
(1.56)
Пс  3,58  49,5  53,08 м3.
Суточный расход сырого песка определяется по формуле, м 3:
Пс =  Пм-х + Пг   α ,
(1.57)
где  =1,10 − 1,15 – коэффициент, учитывающий хозяйственные нужды и отходы песка при переработке.
Подставляя значения в выражение (1.57), получаем:
Пс  (3,58  49,5) 1,10  58,4 м3.
Емкость склада сырого песка зависит от суточного расхода песка локомотивами и времени, в течение которого песочное хозяйство работает без пополнения запаса песка, м3 :
Eп = 30,4  Пс  kп ,
(1.58)
где k п = 5 – количество месяцев работы склада без пополнения запаса песка,
определяем по [1] табл. 16, в зависимости от района эксплуатации, мес.
Подставляя значения в выражение (1.58), получаем:
Eп  30,4  58,4  5  8876,8 м3.
Запас сухого песка на складе определяется по формуле, м 3 :
Eс = 30,4  Пс  k п ,
(1.59)
где k п = 5 – количество месяцев работы склада сухого песка без пополнения,
по [1] таблица 16, мес.
Eс  30,4  53,08  5  8068 м3.
Принимаем склад сырого песка крытого типа, шириной 12 м.
Длина склада песка, м:
31
L=Eп /P  12 ,
(1.60)
где P = 33 – удельная емкость одного погонного метра песка, м 3 .
Подставляем известные данные в формулу (1.60), получаем:
L  8876,8 / 33  12  281 м.
Потребительная производительность устройств для сушки песка, кг/ч:
Д = Пс  α/t с ,
где
(1.61)
 = 1,1 – коэффициент неравномерности подхода локомотивов
на экипировку;
t с = 24 – количество часов работы сушила в сутки, ч;
1500 – переводной коэффициент.
Подставляем известные данные в формулу (1.61), получаем:
Д  58,4 1,11500 / 24  4015 кг/ч.
По [1], таблица 18 выбираем сушило типа СОБУ-2 в количестве двух
штук и одно сушило типа СОБУ-1 для обеспечения потребной производительности. Для хранения запасов сухого песка по таблице 17 выбираем шесть
складов башенного типа емкостью 3000 м 3 , диаметром 12 метров и высотой
19,33 метров; два склада емкостью 800 м3 , диаметром 6 метров и высотой
17,64 метров.
Для подачи песка на локомотивы применяются пескораздаточные бункера, общая ёмкость которых, м3:
V = Пс  t п /24 ,
(1.62)
где t п = 2 – количество часов перерыва в работе пескоподающего
устройства, ч.
V  53,08  2 / 24  4,42 м3.
32
1.3.4. Расчет расхода и запасов дизельного масла и смазочных
материалов
Суточный расход дизельного масла для нужд эксплуатации, т:
Mэ =0,01 β  Ec ,
(1.63)
где  = 1,9 % – процент расхода дизельного масла по отношению к расходу
дизельного топлива в эксплуатации.
Mэ  0,011,9  517  9,82 т.
Запас смазочного материала, необходимый для эксплуатационной работы, принимается равным суточному расходу для ТО-3, кг/сут:
М с  Sсут  N э   ,
(1.64)
где Sсут = 1023 – среднесуточный пробег локомотивов, км;
 – норма расхода смазочных материалов, [1], таблица 19, кг/103.
Расчет запаса смазочных материалов оформляем в виде табл. 1.7.
Т а б л и ц а 1.7
Расчет запаса смазочных материалов для тепловоза 2ТЭ116
Смазочный материал
Норма расхода смазочных материалов, кг/103км
Компрессорное масло
Осевое масло
Смазка СТП
Смазка буксол
0,15
2,00
0,20
0,10
Запас смазочных материалов, кг/сут.
9361
124810
12481
6240
1.3.5. Расчет расхода воды для охлаждения дизелей тепловозов
Охлаждающая вода применяется для дизелей в соответствии с требованиями Инструкции по приготовлению с использованием конденсата, в котором остается минимум солей и нет взвешенных частиц. В воду добавляются
33
противокоррозионные присадки по нормам технических условий соответствующих дизелей. В депо для этих целей организовано водоподготовительное отделение, в котором установлены баки для сбора конденсата и другое необходимое оборудование.
Варианты организации работы экипировочного хозяйства и технического обслуживания в каждом локомотивном депо выполняется в зависимости от
местных условий, возможностей и технической оснащенности депо.
Суточный расход охлаждающей воды для нужд эксплуатации, л:
Вэ = Sср.сут  Nэ  qв  a 2 103 ,
(1.65)
где q в  150 − норма расхода охлаждающей воды для эксплуатации, л/103 локкм;
a 2  1 − коэффициент, учитывающий, какая часть воды берётся в данном
пункте экипировки.
Вэ  1023  61 150 1 103  9360 л.
Суточный расход охлаждающей воды для тепловозов, выходящих из ремонта, л:
Bр = Eв  Nр ,
(1.66)
где E в − ёмкость водяной системы тепловоза, л;
N р − число тепловозов, выходящих из ремонта, требующих заполнения
системы водой.
1.4. Принципы роектирования здания депо и тяговой территории
1.4.1. Принципы проектирования здания локомотивного депо
Практика деповского строительства подтвердила целесообразность сосредоточения всех производственных и служебно-бытовых помещений в общем
блоке зданий прямоугольно-павильонного или прямоугольно-ступенчатого ти34
па. Такая конструкция зданий позволяет использовать их при перспективном
развитии, унифицировать из тепловозных в электровозные депо, комплексно
расположить все цеха и отделения, значительно сократить затраты на строительство, отопление и освещение рабочих мест, удобно расположить ремонтные стойла рядом с отделениями депо.
Для выбора типа депо необходимо установить, к какой группе относится проектируемое депо. Группа депо определяется по количеству баллов с
учётом численности эксплуатируемого парка локомотивов и общего объёма работы:
n
2  Npi
i=1
12
К Б = 2  Н1  N э +  Нi
+ Н4 
175,2  Nэ
+Н5  0,083  Lгод 10-4 ,
ТТО-2
(1.67)
где H1 = 1 – число баллов за одну тепловозосекцию эксплуатируемого парка;
H i – число баллов за месячную программу ремонта (ТО-3 – 0,5; ТР-1 –
1,5);
H 4 = 1 – число баллов за 1000 тепловозосекций, прошедших ТО-2 в течение года;
H 5 = 1 – число баллов за 104 км пробега тепловозов в месяц;
N рi – годовая программа i - го вида ремонта;
L год – годовой пробег локомотивов, лок.-км;
n – число видов ремонта.
Подставляем известные данные в формулу (1.68), получаем:
К Б  2  1  61  0,5 
2  1660
2  422
175,2  61
 1,5 
 1
 1  0,083  24,6  106 104 ;
12
12
64
К Б  737.
Т.к. число баллов проектируемого депо больше 600, тогда локомотивное депо 1 группы.
35
При установке двух локомотивов на одном пути с использованием механизированного стойла ремонта тепловоза по циклам ТО-3 и ТР-1 длина
стойловых участков определяется по выражению, м:
Lст = 2  lл + Сп + С ,
(1.68)
где l л – длина локомотива по осям автосцепок (для тепловоза 2ТЭ116 длина
локомотива по осям автосцепок равна 34 м), м;
С п = 3,14Rк – перемещение локомотива для осмотра поверхности катания
колёсных пар, м;
R k – радиус колеса локомотива, м;
C – при постановке двухсекционных локомотивов на один путь значение
принимается равным 14 м.
Lст  2  34  3,14  0,525  14  83,6 м.
Принимаем Lст  84 м.
1.4.2. Принцип проектирования тяговой территории
На тяговой территории депо располагается комплекс устройств локомотивного хозяйства, в который входят следующие здания, сооружения и пути:
здания стойловой части и мастерских; административно-бытовой корпус; устройства для наружной очистки, обмывки и продувки локомотивов; устройство
для экипировки локомотивов; склады масла и смазочных материалов, дизельного топлива, сухого и сырого песка; пескосушилка; парк колесных пар; станция
диагностирования и реостатных испытаний тепловозов; пути для отстоя и подачи локомотивов в ремонт, ходовые пути для следования локомотивов из депо
на станцию и обратно, экипировочные пути; треугольник разворота локомотивов; спортивная площадка, площадка для стоянки автотранспорта, зоны отдыха.
Если проводится техническое обслуживание локомотивов по циклу ТО-2, то на
территории предусматривается здание пункта технического обслуживания ло36
комотивов. На генеральном плане проектируемого депо необходимо рационально разместить отдельные устройства с учетом возможности кооперирования
локомотивного депо и промышленных предприятий, обеспечить перспективное
развитие сооружений и устройств.
Размещение депо на станционной территории необходимо увязать с общей схемой развития, чтобы обеспечивать подачу локомотивов к составам и в
депо с наименьшей затратой времени и наименьшими пересечениями с маршрутами следования поездов и маневровыми передвижениями. С территории локомотивного депо должно быть не менее двух выходов на станционные пути.
Вокруг территории депо проектируется санитарно-защитная зона шириной 100 м до границы жилой застройки, в которой могут располагаться только
вспомогательные здания (столовые, буфеты, прачечные, бани, пожарное депо и
др.) и предусматриваются зеленые насаждения.
Открытые позиции для реостатных испытаний тепловозов оборудуют
устройствами для защиты от шума (глушители, шумозащитные экраны).
Для оценки качества компоновки тяговой территории и использования ее
площади необходимо определить основные технико-экономические показатели:
площадь тяговой территории, м2; площадь застройки, м2; коэффициент
застройки, %; общую длину путей, км; количество стрелочных комплектов.
Устройство деповского хозяйства и путевое развитие тяговой территории должны обеспечить поточное продвижение локомотивов по тяговой территории без встречных и возвратных перемещений; соблюдение требований
безопасности движения поездов, охраны труда, пожарной безопасности, санитарных норм и окружающей среды.
Тяговая территория депо должна иметь достаточную площадь для размещения всех зданий и устройств, обеспечивающих нормальную работу локомотивного депо, так же иметь возможность перспективного развития ремонтной базы. Площадку для локомотивного депо выбираем с учетом геологических
37
условий: она имеет ровную поверхность, благоприятные условия водоснабжения, энергоснабжения и отвода паводковых вод.
На территории депо предусматриваем дороги, пешеходные дорожки с
твердым покрытием для проезда машин, электрокар, тележек, а так же пешеходные дорожки для прохода людей. В местах проездов и проходов через пути
должны быть в наличии настилы на уровне головок рельсов и установлены
предупреждающие знаки.
Размещение депо на станционной территории должно обеспечивать подачу
тепловозов под состав с наименьшей затратой времени. С территории локомотивного депо имеется два выхода на станционные пути. Планировка тяговой
территории депо обеспечивает поточную экипировку тепловозов без встречных
и возвратных маршрутов движения.
Железнодорожные здания в основном однотипны. Пространства между
фермами или прогонами, расположенными на расстоянии 6 метров друг от
друга, перекрываются ребристыми плитами размером 1,5-6 метра. Сборножелезобетонные колонны каркаса стен имеют специальные кронштейны для
укладки подкрановых балок. Колонны расположены со стороны продольной
пристройки, снабжены так же и оборотными кронштейнами, которые служат
опорой для перекрытий пристройки. Каркас стен заполнен крытыми шлакобетонными блоками, высота блоков 800 мм. В наружной части стен пазы утеплены шлакобетоном. Ворота металлические. Глубина заземления под колоннами
от 3,2 до 6 метров. Под стенами закладывается ленточный фундамент, глубиной 2-3 метра. Под окна оставляют стеклоблоки 800-1200 мм. Крыша, крытая
плитами 1,5-6 м, шлакоблоками и утепляется стекловатой. Накладывается три
слоя рубероида и заливается битумом и мастикой [1, 3].
38
2. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА КОНТРОЛЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
2.1.
Особенности конструкции электрических аппаратов тепловозов
ТЭМ2
Управление тепловозом в процессе работы осуществляется, переключениями в электрических цепях: в силовых цепях генераторов и тяговых двигателей, цепях их возбуждения, в цепях вспомогательных механизмов и системах управления, регулирования и защиты. Эти переключения выполняются
специальными устройствами − электрическими аппаратами.
По назначению и выполняемым функциям электрические аппараты тепловозов можно разделить на [7-11]:
коммутационные аппараты, основное назначение которых заключается в
замыкании и размыкании электрических цепей или их переключении в определенной последовательности (контакторы, рубильники, групповые переключатели и т. д.);
регуляторы, предназначенные для автоматического поддержания заданного режима работы (например, регулятор напряжения вспомогательного генератора, реле давления воздуха и т. д.);
аппараты контроля и защиты, реагирующие на предельные значения каких-либо параметров или режимов работы (реле заземления или максимального тока, предохранители и др.);
резисторы, предназначенные для регулирования или ограничения
напряжения и тока и поглощения электрической энергии при реостатном торможении;
вспомогательные аппараты (зажимы, соединения, арматура и т. д.).
39
Аппараты на тепловозах работают в тяжелых условиях и поэтому к ним,
кроме общих требований надежности, простоты, взаимозаменяемости и т. д.,
предъявляются и особые требования:
− выдерживать тряску (вибрации) в широком диапазоне частот, амплитуд и ускорений.
− кроме дополнительных механических нагрузок, тряска может вызвать
самопроизвольное срабатывание аппарата, разрегулировать его и ослабить
крепления. Конструкция аппарата должна исключать возможность появления
подобных дефектов;
− работать при температуре от минус 50 до плюс 70 °С и относительной
влажности не более 95 % при температуре 25 °С. Поэтому детали аппаратов
должны иметь надежные антикоррозионные покрытия, а применяемые
смазки − обеспечивать работоспособность аппаратов;
− надежно работать при значительных колебаниях напряжения в силовой цепи и цепи управления, а также при колебаниях давления в магистрали
сжатого воздуха. Так, на тепловозах напряжение силовой цепи может меняться от 0 до 900 В. Снижение напряжения в цепи управления допускается до 80
% от номинального, а колебания давления сжатого воздуха − от 75 до 135 % от
номинального;
− надежно работать при загрязнениях окружающего воздуха пылью,
влагой, парами масла и топлива. Эти примеси осаждаются на аппаратах и
нарушают их изоляцию, вызывают повышенный износ движущихся и трущихся деталей, загрязняют контактные поверхности.
На конструкцию аппаратов влияют ограниченные габаритные, размеры
тепловоза.
Основная часть электрических аппаратов установлена в специальных
шкафах − высоковольтных (аппаратных) камерах и на пульте управления тепловозом. Основное требование, предъявляемое к размещению аппаратов в ка-
40
мерах, − обеспечить удобство обслуживания и ремонта при минимальных габаритных размерах.
Высоковольтные камеры расположены в кузове тепловоза, причем место
установки определяется общей компоновкой оборудования на тепловозе.
Некоторые аппараты, предназначенные для управления дизелем или
вспомогательными механизмами, размещают в соответствующих местах. Так,
например, электропневматические вентили для управления жалюзи холодильника устанавливают на стенке холодильной камеры, индуктивный датчик − на
регуляторе частоты вращения коленчатого вала дизеля. Осветительную арматуру размещают так, чтобы обеспечить равномерное освещение всех механизмов внутри кузова тепловоза.
Все провода, проходящие внутри кузова, уложены в специальные закрытые короба, исключающие возможность механических повреждений и попадания на них топлива и масла. Там, где это невозможно, провода защищают
гибкими металлическими рукавами. Провода и кабели, проходящие в раме
тепловоза, например к тяговым электродвигателям, пропускают по специальным трубам − кондуитам.
Аппаратные камеры тепловозов ТЭМ1 и ТЭМ2 аналогичны и представляют собой сварные каркасы из уголков с установленной на них электроаппаратурой. Электрические аппараты закреплены на каркасе посредством шпилек
и винтов. Расположение аппаратов в камере показано на рис. 139. Провода
проложены по приваренным к каркасу пруткам и забандажированы.
В целях защиты от механических повреждений, а также от попадания на
изоляцию масла, топлива и т. п. по тепловозу провода проложены в стальных
трубах. Разветвление труб выполнено при помощи литых ответвительных коробок из алюминиевого сплава. В качестве оконцевателей в трубу на входе
проводов вставлены разрезные полиэтиленовые втулки. Силовые провода,
кроме того, при выходе из трубы уплотнены посредством указанных выше
втулок, пленки полихлорвиниловой, ленты киперной и изоляционного лака,
41
что предохраняет трубы от попадания внутрь посторонних предметов, масла,
топлива и т. п. В случае подводки к отдельному аппарату проводов без трубы
последние укладывают в полихлорвиниловой трубке, стойкой от воздействия
масла и топлива.
Контакторы. Электропневматические контакторы типа ПК-753Б, используемые для подключения тяговых электродвигателей к генератору, должны выдерживать длительный ток и отключать тяговые электродвигатели от
генератора при любом токе, поэтому они выполнены с относительно большим
контактным нажатием и разрывной способностью контактов. Здесь применен
электропневматический привод, определяющий относительно небольшие габариты и вес контактора, а также дугогашение при помощи магнитного дутья.
Рис. 2.1. Контактор пневматический ПК-753Б:
1, 5, 25, 32 − пружины; 2 − панель; 3 − чашка; 4 − кожаная манжета; 6 − шток;
7, 10 − кронштейны; 8 − цилиндр; 9 − дугогасительиая катушка; 11 − фланец;
12 − крюк; 13, 24 − штифты; 14 − сердечник; 15, 22 − шины; 16, 19 − рога;
17 − неподвижный контакт; 18 − подвижной контакт; 20 − дугогасительиая
камера; 21 − полюс; 23 − контактодержатель; 26, 28 − валики; 27 − гибкое соединение; 29 − медная планка; 30 − контактный палец; 31, 33 − колодки; 34 −
рычаг; 35 − крышка; 31 − угольник; 37 – вентиль
42
Рис. 2.2. Электромагнитный контактор КПВ-604 (а) и его блок-контакты (б):
1 − панель; 2 − блок-контакты; 3 − нажимная пластина; 4 − призмы; 5 − пружина; 6 − гибкое соединение; 7, 9, 21, 25 − скобы; 8 − пластмассовая колодка
(основание); 10 − дугогасительная катушка; 11 − сердечник; 12 − полюс;
13 − дугогасительная камера; 14 − прижимная пластинка; 15, 27 − неподвижные контакты; 16 − подвижной контакт; 17 − дугогасительный рог; 18 − Притирающая пружина; 19 − возвратная пружина; 20 − якорь; 22 − сердечник;
23 − скоба магнитопровода; 24 − втягивающая катушка; 26 − пластмассовое
основание; 28 − траверса; 29 − контактная пружина; 30 − контактный мостик;
31 − возвратная пружина; 32 − схема перестановки блок-контактов
Электромагнитный контактор КПВ-604. Применен на тепловозах для
подключения к аккумуляторной батарее тягового генератора, работающего в
режиме электродвигателя, для прокрутки коленчатого вала и запуска дизеля.
Контактор (рис. 2.2, а) собран на основной скобе 23 магнитопровода, установленной на изоляционной асбоцементной панели 1. Кроме этой скобы, магнитная система контактора состоит из сердечника 22, прикрепленного к ней болтом, и якоря 20, прижимаемого к призме 4 двумя пружинами 5 [7-11].
43
При обгорании главных контактов поверхность их зачищают «бархатным» напильником с минимальным снятием металла и сохранением профиля
контактов, а также с последующей протиркой ветошью. Не разрешается чистить наждачным полотном, так как кристаллы наждака врезаются в материал
контакта и надежность контактирования снижается. Также не допускается
смазка контактов, так как она выгорает от дуги и контактная поверхность загрязняется продуктами горения.
Рис. 2.3. Электромагнитный контактор ТКПМ-111:
1 − дугогасительная камера; 2 − гайка; 3 − планка; 4 − блок-контакты,
5 − изоляционное основание; 6 − контактные зажимы главных контактов;
7 − дугогасительная катушка; 8, 21 − сердечники; 9 − рог неподвижного контакта; 10 − полюсы, 11 − неподвижный контакт; 12 − подвижной контакт;
13 − рог подвижного контакта, 14 − контактные зажимы блок-контактов;
15 − шайба; 16 − пластинка; 17 − возвратная пружина; 18 − якорь; 19 − скоба;
20 − втягивающая катушка; 22 − ярмо; 23 − притирающая пружина; 24 − изоляционная колодку; 25 − контактные зажимы втягивающей катушки
Электромагнитный контактор ТКПМ-111. Предназначен для подключения обмоток возбуждения тягового генератора и возбудителя к цепи питания,
а также для включения аккумуляторной батареи на подзарядку. На рис. 2.3.
представлен общий вид контактора. Все узлы его собирают на металлической
планке 3, при помощи которой он укреплен на каркасе аппаратной камеры.
44
Рис. 2.4. Электромагнитный контактор типа ТКПД-П4В:
1 − изоляционная панель; 2 − дугогасительная камера; 3 − полюс;
4, 27− дугогасительные рога; 5− дугогасительная катушка; 6 − сердечник;
7, 19− контактные зажимы; 8 − неподвижный контакт; 9 − подвижной контакт;
10 − специальная гайка; 11 − притирающая пружина; 12, 28 − скобы; 13 − гибкое соединение; 14 − пружина; 15 − призма; 16 − угольник; 17 − кронштейн;
18 − планка; 20 − зажимы втягивающей катушки; 21 − зажимы блокконтактов; 22 − втягивающая катушка; 23 − болт; 24 − блок-контакты; 25 −
ярмо;
26 – якорь
Электромагнитный контактор ТКПД-114В. Предназначен для ослабления магнитного поля тяговых электродвигателей путем подключения параллельно их обмоткам возбуждения сопротивления ослабления поля. Контактор
(рис. ПО) состоит из двух основных узлов − магнитной и дугогасительной систем, установленных на общей изоляционной панели 1. Магнитная система
состоит из ярма 25, приклепанного к кронштейну 17, который в свою очередь
прикреплен болтами к панели 11. Болтом 23 к ярму привернут сердечник, на
который надета втягивающая катушка 22. К ярму также привернут дугогаси-
45
тельный рог 27. Якорь 26 прижимается к призме 15, приклепанной на ярме
двумя пружинами 14.
Рис. 2.5. Реле перехода Р-42Б:
1 − панель; 2 − планка; 3 − токовая катушка; 4 − винт; 5 − конденсатор;
6 − катушка напряжения; 7 − сердечник; 8 − немагнитная напайка; 9 − плунжер; 10, 18 − подвижные контакты; 11 − колодка; 12 − зажим; 13 − противовес; 14 − стойка; 15 − пружина; 16 − якорь; 17 − неподвижный контакт;
19 − клемма катушки; 20 – ось
Реле. Реле переходов типа Р − 42Б предназначено для автоматического
управления режимами работы тяговых электродвигателей и обеспечения работы тягового генератора в гиперболической зоне внешней характеристики путем изменения схемы соединения электродвигателей и включения и выключения ослабления их магнитного поля. На изоляционной асбоцементной панели
1 (рис. 2.5.) укреплена магнитная система, состоящая из стальной планки 2,
стоек 14, двух сердечников 7, двух плунжеров 9 с латунной напайкой 8, якоря
16 и противовеса 13. Катушка 3 (токовая) надета на нижний сердечник, катушка 6 (напряжения) − на верхний. Катушки закреплены за нижнюю шайбу
каркаса тремя винтами 4 на панели 1; выводные клеммы 19 катушек выполнены в виде медных ленточных зажимов с припаянной планкой для резьбы.
Якорь 16 с противовесом 13 подвешен на оси 20, опирающейся на стойки 14.
46
На обоих концах якоря укреплены плунжеры 9, а на изоляционных прокладках
− подвижные контакты 18, представляющие собой пластинчатые бронзовые
пружины с серебряной напайкой.
Неподвижные контакты 17 (стальные винты с серебряной напайкой)
смонтированы на концах изоляционной колодки 11, установленной жестко на
стойках 14. На этой колодке также размещены контактные зажимы 12 подвижных контактов 18, связанные с контактами гибкими соединениями, а
также установлены дугогасительные конденсаторы 5.
С увеличением скорости движения тепловоза по мере снижения тока
нагрузки и увеличения напряжения тягового генератора усилие токовой катушки соответственно уменьшается, а катушки напряжения − возрастает. При
некотором соотношении токов усилие катушки напряжения превысит совместное противодействующее усилие токовой катушки и пружины и якорь повернется, замкнув контакты.
Реле переходов типа РД-3010 устанавливают, начиная с тепловоза ТЭМ2
№ 209, взамен реле типа Р-42Б. По исполнению реле является электромагнитным аппаратом дифференциального типа, т. е. реле реагирует на разность токов в катушках, питаемых от разных цепей.
Работа реле РД-3010 аналогична работе реле типа Р-42Б. Намагничивающие силы катушек направлены встречно и создают магнитные потоки, каждый из которых замыкается через свой сердечник, якорь и верхнюю или нижнюю часть ярма. Усилия, создаваемые магнитным потоком каждой катушки,
стремятся притянуть якорь к своему сердечнику. При этом усилие катушки
напряжения направлено на срабатывание реле (замыкание контактов), а совместное усилие токовой катушки и пружины 23 − на отпадание якоря (размыкание контактов).
Регулировку и настройку реле производят на заводе-изготовителе, при
этом кожух 12 пломбируют.
47
Регулировку разрыва контактов осуществляют перемещением неподвижных контактов. Совпадение центров замыкающих контактов регулируют
при помощи овальных отверстий в контактодержателе 21 подвижных контактов [7, 11].
Срабатывание и отпадание реле при отсутствии тока в токовой катушке
регулируют изменением затяжки пружины 23; увеличение тока отпадания при
этом определяется неприлеганием якоря к сердечнику катушки напряжения.
Прилегание должно быть не менее 80% поверхности наконечника сердечника.
При необходимости уменьшение тока отпадания достигается уменьшением
толщины немагнитной напайки 6 на якоре со стороны катушки напряжения.
Рис. 2.6. Реле переходов РД - 3010:
1 − болт; 2 − ярмо; 3 − катушка напряжения; 4, 7 − сердечники;
5 − якорь; 6 − немагнитная напайка; 8 − катушка токовая; 9 − ось; 10 − контактный зажим; 11 − изоляционная панель; 12 − кожух; 13 − изоляционная колодка; 14 − неподвижные контакты; 15 − подвижные контакты; 16 − контактная пружина; 17 − заполнитель; 18 − винт; 19, 20 − стойки; 21 − контактодержатель; 22 − шнилька; 23 – пружина
Срабатывание реле при наличии тока в токовой катушке регулируют
уменьшением или увеличением зазора между сердечником токовой катушки и
якорем путем ввинчивания или вывинчивания этого сердечника. Отпадание
48
реле регулируют изменением положения упорного винта 18: вывинчивая винт
и одновременно ввинчивая сердечник токовой катушки поднимают величину
тока отпадания и наоборот. Кроме того, ток отпадания зависит от величины
зазора между сердечником токовой катушки и якорем, а также от толщины
немагнитной напайки на якоре со стороны катушки напряжения.
На тепловозе регулировку срабатывания и отпадания реле при необходимом токе тягового генератора выполняют изменением величины сопротивления в цепи катушек реле на 8-й позиции контроллера машиниста.
Рис. 2.7. Реле боксования Р-46Б-1:
1 − панель; 2, 11 − скобы; 3, 9 − контактные винты; 4 − подвижной контакт; 5 − стойка; 6 − неподвижный контакт; 7 − рычаг; 8 − ось; 10 − гибкое соединение; 12, 13 − регулировочные винты; 14 − пружина; 15 − планка;
16 − плунжер; 17 − катушка; 18 − сердечник; 19 − винт; 20 − выводы катушкн;
21 − немагнитная напайка
Реле боксования Р-46Б-1 предназначено для снижения мощности дизельгенератора при начавшемся боксовании колесных пар. При этом снижается
сила тяги тепловоза и прекращается боксование; тем самым осуществляется
защита тяговых электродвигателей от «разноса» (при боксовании). Реле боксования является чувствительным электромагнитным реле с высоким коэффициентом возврата.
49
При отсутствии боксования в катушке реле боксования протекает небольшой ток, определяемый допускаемыми расхождениями характеристик тяговых электродвигателей на ±4% согласно ГОСТ 2582−72 и отклонением от
номинальных величин сопротивлений плеч моста (см. вклейки) на ±5% согласно ГОСТ 6513−75, а также разностью диаметров колесных пар. Этого тока
недостаточно для создания магнитного поля, необходимого для срабатывания
реле.
При боксовании с увеличением частоты вращения одного из тяговых
электродвигателей и достижении тока в катушке реле 0,05 А усилие притяжения якоря преодолевает действие пружины 14 и рычаг 7 поворачивается вокруг оси 8, перекидывая подвижной контакт от размыкающего к замыкающему.
Электрические аппараты являются сложными электротехническими
устройствами, содержащими много элементов, одни из которых являются
проводниками электрических токов, другие - проводниками магнитных потоков, а третьи служат для электрической изоляции. Часть элементов может перемещаться в пространстве, передавая усилия другим узлам и блокам. Работа
большой части аппаратов связана с преобразованием одних видов энергии в
другие. При этом, как известно, неизбежны потери энергии и превращение ее
в тепло. Тепловая энергия частично расходуется на повышение температуры
аппарата и частично отдается в окружающую среду.
При увеличении температуры происходит ускоренное старение изоляции проводников и уменьшение их механической прочности. Так, например,
при возрастании длительной температуры всего лишь на 8 °С сверх допустимой для данного класса изоляции, срок службы последней сокращается в 2 раза.
При увеличении температуры меди со 100 до 250 °С механическая прочность снижается на 40 %. Следует иметь в виду, что при коротком замыкании,
когда температура может достигать предельных значений (200-300 °С), токо50
ведущие части подвержены воздействию больших электродинамических сил.
Работа контактных соединений также сильно зависит от температуры.
Нагрев токоведущих частей и изоляции аппарата в значительной степени определяет его надежность. Поэтому, во всех возможных режимах работы
температура частей аппарата не должна превосходить таких значений, при которых не обеспечивается его длительная работа.
Таким образом, для поддержания электрических аппаратов в работоспособном состоянии и предупреждения отказов, необходимы качественные
средства диагностики [5].
2.2. Техническое обслуживание и ремонт электроаппаратов
тепловозов ТЭМ2
При проведении технического обслуживания ТО – 2 следует выполнить
обязательные работы, предусмотренные Правилами технического обслуживания и ремонта, а также дополнительные, выявленные на данном тепловозе
[7, 11].
При работающем дизеле следует проверить состояние и надёжность
крепления реле, контакторов, автоматических выключателей, контроллера, реверсора, блоков и панелей выпрямителей, панелей сопротивлений и предохранителей, рубильников, тумблеров, резисторов ослабления поля, клеммных реек пульта управления и высоковольтных камер, клеммных коробок, аппаратов
и приборов пульта управления, проводов и кабелей.
Ослабшие контактные соединения закрепить, детали с признаками перегрева и неисправные заменить. Зачистить подгоревшие и оплавленные контакты.
Проверить надёжность крепления штепсельных разъёмов и их замков,
аппаратов и межтепловозных соединений. Ослабшие соединения закрепить.
Проверить чёткость и последовательность срабатывания электрических
аппаратов каждого поста управления. Неисправности устранить. Техническое
51
обслуживание электроаппаратов должно производиться в строгом соответствии с требованиями действующих инструкций (положений) по охране труда
и пожарной безопасности.
При проведении технического обслуживания ТО – 3 следует электрические аппараты очистить от пыли и копоти, проверить их исправность, состояние неподвижных и подвижных контактов контакторов, реле, контроллера
машиниста, кнопочного выключателя, пакетных выключателей, главных и
вспомогательных контактов реверсора и других аппаратов. Проверить и при
необходимости восстановить нажатие, провал, прилегание и плотность крепления контактов. Контакты, шунты с признаками перегрева, просевшие пружины заменить. Неисправные аппараты отремонтировать, негодные заменить.
Проверить состояние трансформаторов и магнитных усилителей. Очистить их от пыли, проверить надёжность установки и крепление подводящих
проводов. Ослабшие крепления к основанию восстановить. Аппараты с признаками перегрева заменить.
Проверить состояние дугогасительных камер, легкость хода, отсутствие
заеданий в подвижных частях электрических контактных аппаратов, отсутствие утечки воздуха электропневматических аппаратов, электропневматических вентилей привода механизмов, прочность крепления аппаратов, к каркасу (панели), надёжность соединений всех деталей между собой, настройку реле времени. При отклонении от нормы реле отрегулировать. Выявленные неисправности устранить.
Проверить надёжность соединения колодок и вставок штепсельных
разъёмов аппаратов и межтепловозных соединений. Устранить недостающие
замки разъёмов, ослабшие соединения закрепить.
Проверить крепление автоматических выключателей, чёткость включения и выключения цепи. Неисправные выключатели отремонтировать или заменить. Проверить крепление наконечников всех проводов на клеммных рейках, аппаратах, машинах, в распеделительных и клеммных коробках, обратить
52
особое внимание на крепление силовых проводов на реверсоре, контакторах и
резисторах ослабления возбуждения тяговых электродвигателей, поездных
контакторах. Надёжность крепления проверять ключом или лёгким покачиванием за наконечник. Ослабшие контактные соединения подвергнуть ревизии
(с разборкой), установив недостающие шайбы и средства стабилизации нажатия.
Проверить состояния наконечников проводов. Они не должны иметь
трещин, изломов, уменьшения поверхности более 20 %, выплавления припоя,
признаков перегрева, обрыва жил более 10 %. Неисправные наконечники перепаять или заменить.
Проверить крепление кондуитов проводов цепей управления в районе
переднего карданного вала, под поездными контакторами, в районе резисторов ослабления тяговых электродвигателей, реле заземления, резистора зарядки батареи. При необходимости закрепить, наложить дополнительную асбестовую ленту на провода в районе источников интенсивного нагрева (резисторы, трубы дизеля и т. д.). На провода, расположенные в районе выброса дуги
силовых контакторов, наложить дополнительную изоляцию с покрытием дугостойкой эмалью. Проверить натяжение силовых проводов при подключении
к аппаратам, при необходимости натяжение ослабить, если это невозможно,
провод заменить.
Проверить последовательность и чёткость срабатывания всех аппаратов
после ремонта с каждого поста управления. Неисправности устранить.
При проведении текущего ремонта ТР – 1 следует снять с тепловоза реле
перехода, реле боксования, электропневматические и электронные реле времени, реле заземления, регулятор напряжения ТРН и произвести их очистку,
проверку и настройку на стенде. Проверенные и настроенные реле и регулятор
установить на тепловоз.
Полупроводниковые блоки при наличии признаков неисправности снять
и проверить, неисправные отремонтировать или заменить.
53
Проверить наличие маркировки на аппаратах и проводах, стёртую или
отсутствующую маркировку восстановить в соответствии со схемой тепловоза.
Снять межтепловозные соединения. На стенде произвести проверку целостности кабеля с одновременным изгибом. Произвести ревизию штепсельных разъёмов с их разборкой. Проверить качество паек проводов и контактов.
Нарушенные контакты восстановить, неисправные разъёмы и контакты отремонтировать или заменить. Произвести ремонт магнитопорошковой муфты в
случае ненормальной её работы, осмотр изоляции проводов в местах наиболее
возможных повреждений.
Измерить сопротивление резисторов ослабления возбуждения. При отклонении сопротивления выше установленной нормы резисторы подлежат замене. Произвести контроль значения сопротивления всех участков силовой
цепи тепловоза с целью определения скрытых дефектов наконечников контактных соединений. При необходимости произвести дозатяжку соединений
или перепаять наконечники.
При проведении текущего ремонта ТР – 2 электроаппаратов выполнить
работы в объёме текущего ремонта ТР – 3.
При проведении текущего ремонта ТР – 3 следует снять для очистки,
ремонта, регулировки и испытаний электропневматические и электромагнитные контакторы, реле времени, боксования, перехода, обратного тока, заземления, панель с реле управления, температурные реле, реле давления масла и
воздуха, реверсор, контроллер машиниста, ключ замковый, регулятор напряжения, полупроводниковые блоки и панели выпрямителей, электропневматические вентили, тяговые электромагниты, индуктивный датчик, автоматические выключатели, предохранители, резисторы типов ЛС и ЯС, межтепловозные соединения, зуммер.
Электрическую проводку и электрические аппараты (панели резисторов,
панели предохранителей, осветительно – сигнальную арматуру, клеммные
54
рейки и коробки цепей управления, рубильники, переключатели, тумблеры,
штепсельные разъёмы, электрические блокировки дверей, трансформаторы,
реле управления типа Р – 45) подвергнуть ревизии без снятия с тепловоза.
При проведении ревизии электроаппараты должны быть очищены от загрязнений. Изоляционные стойки, панели, металлические части аппаратов и
изоляторы обтереть салфетками, смоченные в бензине. Применение бензина
для протирки катушек аппаратов запрещается. Мелкие оплавления контактов
зачистить с последующей проверкой профиля контакта.
Проверить надёжность крепления аппаратов и их деталей. Все крепёжные детали и их установка должны соответствовать чертежам. Повреждённые
или недостающие пружинные шайбы, шплинты, гайки должны быть восстановлены. Винты с повреждёнными шлицами под отвёртку и болты с повреждёнными гранями заменить.
Аппараты на панелях не должны иметь перекосов.
Изоляторы, имеющие трещины, повреждённую поверхность или сколы
свыше 10 % длины пути возможного перекрытия, заменить.
Проверить маркировку проводов и аппаратов, недостающую или неясную восстановить в соответствии со схемой. Маркировку проводов восстановить до снятия аппаратов с тепловоза.
Проверить целостность и надёжность крепления всех панелей и элементов резисторов (сопротивлений), перемычек, хомутов. Нетиповые хомуты, перемычки, имеющие трещины или следы перегрева, заменить. Резисторы (сопротивления), имеющие следы перегрева, механические повреждения, обрыв
витков, плохую пайку отводов, заменить.
Запрещается оставлять на тепловозе резисторы с соединением их спиралей и проводов посредством скрутки. Восстановить неясную или отсутствующую маркировку сопротивлений.
При проведении ремонта электроаппаратов электропневматические контакторы типов ПК и ПКГ разобрать, очистить детали от загрязнений. Силовые
55
контакты снять. При нарушении профиля медные контакты опилить по шаблону; при износе более допустимой нормы контакты заменить. Вспомогательные контакты снять, очистить от нагара. Измерить толщину металлокерамических или серебряных напаек. При износе больше нормы контакты заменить.
Запрещается установка на одном групповом контакторе контактных напаек из
различного материала.
Проверить состояние дугогасительных катушек и их выводов; при
нарушении пайки, оплавлениях и подгаре изоляции катушки отремонтировать
или заменить. Проверить состояние дугогасительных камер, очистить их от
нагара и брызг металла. Измерить толщину стенок и перегородок в местах, где
имеются ожоги. Дугогасительные камеры с дефектами разобрать и произвести
ремонт или замену стенок и перегородок.
Изоляционные панели при наличии трещин и расслоений заменить.
Проверить целостность и состояние пружин. При наличии трещин, изломов,
следов перегрева, просадки более 10 % чертёжного размера пружины заменить. Проверить состояние контактодержателей групповых контакторов. Контактодержатели, имеющие трещины, расслоения, следы перегрева, заменить.
Произвести сборку и смазку контакторов. Отрегулировать и испытать
контакторы. Замыкание силовых и групповых контакторов должно быть одновременным.
При ремонте электромагнитного контактора необходимо разобрать его,
очистить от загрязнений, проверить состояние их деталей. Контакты с предельным износом заменить.
Шунты, имеющие следы перегрева, оборванные проводники, заменить.
Дугогасительные камеры с дефектами разобрать. Заменить детали, имеющие сколы, оплавления и прогары. Стенки, дугогасящие выступы тщательно
очистить от нагара. Проверить состояние дугогасительных катушек и их выводов; при обожжённой, повреждённой изоляции, оплавлений или распаянных
выводов катушки отремонтировать или заменить.
56
Проверить состояние пружин. Пружины с изломами, трещинами в витках и имеющие просадку более 10 % чертёжного размера заменить.
Произвести сборку и смазку контакторов, проверить лёгкость перемещения всех подвижных частей.
При ремонте реле необходимо разобрать реле, детали очистить от загрязнений. Изоляционные панели заменить при наличии отколов, трещин и
прожогов.
Негодные крепёжные детали, оси, втулки, пружины, шунты со следами
перегревов, оборванными жилами заменить.
Измерить износ напаек контактов. Контакты, имеющие предельный износ, заменить. Контакты, годные для дальнейшего использования, зачистить.
Проверить прочность крепления катушки на сердечнике. Перемещение катушки на сердечнике не допускается.
Произвести сборку и смазку реле, проверить лёгкость перемещения всех
подвижных деталей.
Панель с реле управления очистить от загрязнений, произвести ревизию
разъёмов, паек проводов, проверку каждого реле. Зачистить подгоревшие контакты. Реле, контактные пластины которых имеют следы перегрева, заменить.
Отрегулировать контакты на одновременность замыкания и размыкания.
После окончания регулировки и испытаний регулировочные винты, подлежащие пломбировке, опломбировать.
При ремонте резисторов (сопротивления) типов ЛС, АС необходимо
очистить их от загрязнений.
Проверить целостность элементов, надёжность паек выводов и перемычек. Изоляторы осмотреть, имеющие сколы, трещины, подгары, заменить.
Измерить величину сопротивления методом амперметра – вольтметра
или мостом сопротивлений. При отклонении величины сопротивления от
установленной выяснить причину и произвести перепайку перемычек и выводов в соответствии с инструктивным указанием завода – изготовителя.
57
Проверить расстояние между элементами (витками) сопротивлений, которое должно быть не менее 5 мм.
Отремонтированные электрические аппараты должны быть подвергнуты
испытаниям. Проверка качества сборки и внешней отделки, маркировки, защитных покрытий, комплектности. При этом проверяются качество пайки, отделки, чёткость и правильность маркировки, наличие защиты от коррозии, отсутствие повреждений защитных и специальных покрытий, отсутствие загрязнений и посторонних частиц, правильность включения контактов для каждого
из коммутационных положений аппарата, укомплектованность аппарата всеми
необходимыми деталями в соответствии с чертежом.
Проверка активного сопротивления катушек и резисторов производится
измерительными мостами и омметрами или методом амперметра – вольтметра. Измерение электрического сопротивления следует производить при значениях силы тока и напряжения источника питания, не больших номинальных
для данного аппарата.
Проверка сопротивления изоляции производится в холодном состоянии
аппарата мегаомметром на 500 В для аппаратов цепей управления и на 1000 В
для аппаратов силовых цепей. Измерение следует производить между всеми
токоведущими частями и металлическим основанием. Значение сопротивления изоляции должно быть не менее 100 МОм.
Аппарат считают выдержавшим проверку, если не произошло пробоя
изоляции, перекрытия по поверхности, заметного нагревания [6].
2.3.
Основные неисправности электрических аппаратов
Электрические аппараты при работе на тепловозах испытывают вибрации, значительные колебания температуры, воздействие влаги, пыли, грязи,
масла. Аппараты на тепловозах работают в тяжелых условиях и поэтому к
58
ним, кроме общих требований надежности, простоты, взаимозаменяемости
и т. д., предъявляются и особые требования:
− выдерживать тряску (вибрации) в широком диапазоне частот, амплитуд и ускорений. Кроме дополнительных механических нагрузок, тряска может вызвать самопроизвольное срабатывание аппарата, разрегулировать его и
ослабить крепления. Конструкция аппарата должна исключать возможность
появления подобных дефектов;
− работать при температуре от минус 50 до плюс 70 °С и относительной влажности не более 95 % при температуре 25 °С. Поэтому детали аппаратов должны иметь надежные антикоррозионные покрытия, а применяемые
смазки - обеспечивать работоспособность аппаратов;
− надежно работать при значительных колебаниях напряжения в силовой цепи и цепи управления, а также при колебаниях давления в магистрали
сжатого воздуха. Так, на тепловозах напряжение силовой цепи может меняться от 0 до 900 В. Снижение напряжения в цепи управления допускается до
80 % от номинального, а колебания давления сжатого воздуха 75 − 135 % от
номинального;
− надежно работать при загрязнениях окружающего воздуха пылью,
влагой, парами масла и топлива. Эти примеси осаждаются на аппаратах и
нарушают их изоляцию, вызывают повышенный износ движущихся и трущихся деталей, загрязняют контактные поверхности.
Необходимым условием нормальной работы аппаратов является обеспечение надежных контактных соединений, отсутствие пыли, влаги и масла на
деталях и содержание рабочих контактов в чистоте.
К неисправностям электрических аппаратов относятся: подгар, оплавление контактов и медных шунтов, повреждения катушек, пропуск воздуха
электропневматическими вентилями и пневматическими цилиндрами. Подгар
и оплавление контактов вызываются плохим прилеганием, чрезмерным их из-
59
носом и недостаточным нажатием, неисправностью подвижной системы, дугогасительных катушек и скоплением грязи на контактных поверхностях.
Работа при недостаточном провале недопустима, потому что контактное нажатие может оказаться слабым и контакты могут перегреваться. В связи
с этим целесообразно при установке на аппарат новых контактов подпиловкой
упоров или незначительной подгибкой элементов, ограничивающих провал,
увеличить его до максимальной величины, указанной в технической характеристике аппаратов.
Уменьшение раствора контактов может привести к их перекрытию, а
увеличение против норм - к уменьшению нажатия контактов в момент замыкания. При износе контактов раствор увеличивается и при браковочной их
толщине, равной примерно половине чертежного размера, может привести к
перегреву при замыкании.
Величину начального нажатия контактов (момент их соприкосновения)
определяют степенью предварительного сжатия контактных пружин. Слабое
начальное нажатие может привести к привариванию контактов. Конечное
нажатие - это нажатие контактов при полностью включенном контакторе. От
слабого конечного нажатия увеличивается нагрев контактов.
К причинам, вызывающим увеличенный подгар контактов, относятся:
неправильная форма контактов, прилегание контактов по линии, меньше допустимой. Так же перекос их или слабое нажатие контактной пружины; нечеткая работа аппарата вследствие разработки осей, втулок, приводных рычагов;
вялое срабатывание вследствие высыхания кожаных манжет (у электропневматических контакторов); отсутствие провала. Реже наблюдаются дефекты катушек, дугогасительных устройств, воздушных цилиндров, блокировок.
Катушки бывают маловитковые, намотанные из шинной меди, и многовитковые, намотанные из изолированного провода. Катушки из шинной меди, как правило, используют в токовых цепях в качестве дугогасительных,
многовитковые - в цепях напряжения. Катушки выходят из строя из-за повре60
ждения изоляции, обрыва провода, распайки и обрыва вывода, повреждения
каркаса. В токовых катушках аппаратов, изготовленных из шинной меди,
обычно повреждаются выводы изоляции.
При намотке катушек обращают внимание на плотность укладки витков по всей длине секции, так как при наличии провалов около краев отдельные витки катушки могут глубоко запасть внутрь, что вызовет пробой и межвитковое замыкание.
Медные шунты подгорают при неисправности дугогасительной катушки. В катушках может быть нарушена изоляция проводов, каркаса или вывода.
Пропуск воздуха клапанами электропневматических вентилей является результатом попадания пыли и грязи, что ухудшает уплотнение клапанов в седле
и повышает износ деталей.
Пневматические цилиндры пропускают воздух из-за высыхания кожаных манжет поршня или облома лепестков распорных шайб. Изменение
цвета детали в результате перегрева, ослабление креплений, наличие капель
припоя свидетельствуют о ненадежном соединении.
Неисправностями вентилей являются повреждения катушек, нарушение
плотности посадки клапана в седле, поломка крышек. При ручном нажатии
вентиль должен обеспечить пропуск воздуха к управляемому аппарату без
утечки в атмосферу. Неисправностью пневматических приводов является
пропуск воздуха между крышками, фланцами цилиндров и через манжеты
поршня или мембраны (диафрагмы). Сравнительно часто выходят из
строя крышки, изготовленные из цинкового сплава, из-за образования в
них трещин. Пропускание воздуха, из-за отсутствия необходимой герметичности, приводит к вялой работе электропневматического привода.
Вибрации вызывают колебания (в основном вертикальные) деталей аппаратов, которые могут вызвать ослабление болтовых соединений, обрыв проводов и ложное срабатывание аппаратов.
61
В дугогасящем устройстве вследствие нагревания возможны коробление и замыкание витков, повреждение изоляции дугогасительной катушки и
механические повреждения стенок камеры (трещины или отколы), ослабление
соединения дугогасительной катушки с кронштейном. Так же часто наблюдается загрязнение камеры из-за нагара, брызг расплавленного металла и копоти.
К основным неисправностям регуляторов напряжения относятся нарушение настройки вследствие подгара контактов, износ трущихся деталей,
нарушение контактных соединений в проводах и резисторов.
Выход из строя вентилей может быть вызван аварийным режимом в
электрической передаче: возникновением кругового огня по коллектору тяговых электродвигателей, короткого замыкания на преобразовательных установках и др.
При длительной эксплуатации магнит реле давления масла размагничивается, что приводит к нечеткому срабатыванию и подгару контактов. Основной неисправностью встречающейся при эксплуатации термореле является
нарушение герметичности замкнутой системы (термобаллон, капилляр, камера
сильфона).
В эксплуатации реверсоров наблюдаются перегревы пальцев из-за слабого нажатия, загрязнения контактного барабана, неправильного взаимного
расположения блокировочного и силового барабанов. У правильно собранного
реверсора пальцы силового барабана не должны замыкаться раньше, чем
пальцы блокировочного барабана. В этом случае силовая цепь тяговых электродвигателей собирается без тока, но в некоторых случаях на реверсорах силовые и блокировочные пальцы замыкаются одновременно или блокировочные пальцы замыкаются раньше силовых. В результате края сегмента и изоляционной вставки подгорают, обугливаются и ослабляются в местах их установки. К основным неисправностям кулачкового переключателя относятся
ослабление контактодержателей, перегрев контактов и выработка шайб.
62
Наиболее характерными неисправностями контроллера являются износы деталей блокировочного устройства (храповиков, фиксаторов, шестерен),
втулок, валов, осей и т.д. Большие износы в основном определяют по люфтам,
ненормальной качке при опробовании работы контроллера без тока.
Характерные неисправности разборных предохранителей (не считая
перегорание плавкой вставки) - это выгорание трубки корпуса и оплавление
медных наконечников.
К неисправностям механических частей приводов аппаратов относятся:
износ втулок и осей, разработка отверстий, износ опорных кромок якорей и
др. В цилиндрах чаще всего наблюдается выработка и трещины в буртах. Более всего подвержен износу шарнир у рычага контактора ПК-753. Посадка
втулки в отверстие рычага должна быть тугая. На призматической опорной
кромке якоря не редко наблюдаются забоины и отколы. Валик якоря может
изнашиваться, а его посадка в ярме катушки - ослабляться.
При эксплуатации аппаратов большие нагрузки, связанные с частым
включением и выключением, испытывают пружины, что приводит к образованию усталостных трещин, уменьшению или увеличению (в зависимости от
назначения пружины - сжатия или растяжения) зазоров между витками, а следовательно потере необходимой упругости и жесткости [8, 9].
2.4.
Разработка методики бесконтактного теплового контроля технического
состояния электрических аппаратов тепловозов ТЭМ2 с применением
портативного тепловизора
2.4.1. Тепловизионный контроль на железнодорожном транспорте
2.4.1.1. Термографирование узлов и деталей локомотивов и вагонов
Опыт показывает, что испытаниям может быть подвергнуто электротех63
ническое, теплотехническое, гидротехническое оборудование, комплексы производственных помещений, жилые дома и другие объекты. Наиболее широкое
применение в настоящее время тепловизионный метод нашел в энергетике:
только за последние десять лет в центральных журналах (Энергетик, Промышленная энергетика, Электротехника и др.) опубликовано более 50 статей. Значительную практическую и методическую работу по внедрению тепловизионного контроля в электроэнергетике проводят Бажанов А.С., Поляков В.С., Осотов В.Н. и другие специалисты. Кроме того, тепловизионный метод широко
внедряется в медицину, промышленную теплоэнергетику и гражданское строительство. Следует отметить недостаточное внимание проблемам внедрения передового метода диагностирования на железнодорожном транспорте.
Сложность внедрения связана с тем, что практически не развиты диагностические модели (формализованное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования), отсутствуют термограммы или термопрофилограммы исправного оборудования, их тепловые характеристики.
В настоящее время внимание уделяют лишь программам обработки тепловизионного изображения, но практически полностью отсутствуют программы и алгоритмы диагностирования, позволяющие определить дополнительные
показатели и характеристики: полноту и достоверность технического диагностирования, глубину поиска неисправности.
Рис. 2.8. Термограмма водяных секций холодильника дизеля
тепловоза ТЭМ2 – 5217
64
Первый опыт применения сотрудниками Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС) инфракрасной техники для контроля
технического состояния секций охлаждения воды и масла дизелей ПД1М тепловозов ТЭМ2 локомотивного депо Омск показал высокую эффективность обнаружения “больных” секций (рис. 2.8 и 2.9). Контроль работоспособности
элементов системы охлаждения можно проводить регулярно при проведении
реостатных испытаний тепловоза. Для этой цели необходимо определиться со
стационарностью процесса охлаждения (постоянство нагрузки при испытаниях,
продолжительность работы на холостом ходу).
При контроле технического состояния секций холодильника термограммы удобно обрабатывать в режиме термопрофиля, поскольку выявляются места
с аномалиями теплового поля по линии среза по одним и тем же местам на
каждой секции. Кроме того, можно проводить анализ технического состояния
группы секций, что значительно повышает оперативность процесса контроля.
Программа обработки тепловых изображений позволяет определить температуру, как в точке, так и в интересующей нас выделенной области объекта.
Данный опыт в применении тепловизионного метода контроля, можно
применить и к тяговым электродвигателям.
Рис. 2.9. Термограмма масляных секций холодильника дизеля
тепловоза ТЭМ2 – 5614
65
Рациональность этого метода в диагностировании тяговых электродвигателей, достигается тем что, нет необходимости в разборке и точных расчетов. С
помощью термографа на компьютер подается информация о нагреве поверхности.
На рис. 2.10 изображена термограмма боковой стенки пассажирского вагона. При тепловизионном контроле технического состояния боковой стенки
пассажирского вагона термограммы удобно обрабатывать в режиме термопрофиля (рис. 2.11).
Рис. 2.10. Термограмма боковой стены пассажирского вагона
Рис. 2.11. Термопрофиль боковой стены пассажирского вагона
В последнее время в различных отраслях промышленности и транспорта
всё большее распространение получают методы инфракрасной термографии
механического, теплоэнергетического, электрического оборудования. Такой
66
контроль осуществляется с помощью переносных малогабаритных тепловизоров (матричных инфракрасных камер) и термографов (линейных инфракрасных
сканеров). Особое преимущество термографии заключается в существенном
сокращении времени и повышении достоверности контроля, так как данный
метод позволяет без соприкосновения с объектом получать интегральное распределение температуры в определённой области, соответствующей видеокадру. При этом обеспечивается высокая точность измерений температуры контролируемых объектов, достигающая десятые и сотые доли градуса. Всё это
позволяет проводить диагностику на ранней стадии развития дефектов в процессе эксплуатации электрического и механического оборудования.
К числу инфракрасных камер относятся ИРТИС – 2000, ThermaCAM P65,
ThermaCAM E45, TH 7102, TH 9100 и др. Стоимость тепловизионных камер за
последние годы существенно снизилась и стала сопоставимой со стоимостью
средств вибродиагностики, что делает их перспективными к применению. Программное обеспечение инфракрасных камер имеет многооконный интерфейс и
позволяет осуществлять их управление и оперативную настройку, фиксировать
максимальную, минимальную и среднюю температуры в поле кадра и в выделенных областях, корректировать коэффициенты излучения, записывать отдельные термограммы в файлы стандартных графических форматов, измерять
температуры в заданных точках, строить изотермы, гистограммы, графики температурных изменений во времени и распечатать их.
Сотрудники кафедры локомотивы Омского государственного университета путей сообщения совместно со специалистами Западно – Сибирской дороги провели большой комплекс работ по изучению возможности эффективного
использования тепловизионного метода при решении задач контроля и диагностики дефектов электрического и машинного оборудования электровозов и
тепловозов. Работы в ОмГУПСе в области внедрения тепловизионной диагностики развиваются по двум направлениям: расширение возможностей эффективного использования тепловизоров при технических осмотрах и ремонте ло67
комотивов и разработка алгоритмического и программного обеспечения автоматизации обработки больших массивов термоинформации с целью диагностики дефектов деталей электрических узлов локомотивов.
Проведённые исследования показали, что тепловизор может эффективно
применяться на пунктах технического обслуживания локомотивов (ПТО) и при
контроле качества ремонтов в депо. На тепловозах можно выявлять такие повреждения, как межвитковые замыкания, нарушение и пробой изоляции, ослабления соединений, задевание подвижных элементов о кожухи, дефекты радиаторов и щёточно – коллекторных узлов, чрезмерный нагрев и дефекты подшипников тяговых электродвигателей, дефекты тяговых трансформаторов, сглаживающих реакторов, выпрямительных установок, цепей управления, аккумуляторных батарей, букс и т. д. С использованием отечественного термографа
ИРТИС в 2003 – 2004 гг. был выполнен большой объём экспериментальных исследований по тепловизионному контролю оборудования тепловозов на ПТО,
по результатам которых выявлен ряд серьёзных дефектов.
На рис. 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17 представлены термограммы якоря
электрической машины постоянного тока, полученные при различной степени
нагрева.
На термограммах рис. 2.13, 2.14, 2.15 видно область локального перегрева
петушков коллектора, что свидетельствует о достаточно большом переходном
электрическом сопротивлении «обмотка-петушок». Это связано с плохим качеством пайки концов обмотки якоря к петушкам коллектора и с уменьшением
расчетного сечения меди в зоне контакта.
Критерием брака якоря по качеству пайки является превышение температуры локальных зон перегрева по сравнению с допустимыми значениями (согласно технологической карте).
68
Рис. 2.12. Термограмма якоря после 5 мин прогрева
(равномерное распределение температуры по элементам якоря)
Рис. 2.13. Термограмма якоря после 15 мин прогрева
(область локального перегрева – 2 петушка с повышенной температурой
нагрева)
69
Рис. 2.14. Термограмма якоря после 15 мин прогрева
(область локального перегрева – 2 петушка коллектора с повышенной
температурой нагрева)
Рис. 2.15. Термограмма якоря после 15 мин прогрева
(группа петушков коллектора и выводов якорной обмотки с повышенной
температурой нагрева)
70
Рис. 2.16. Термограмма якоря после 15 мин прогрева
(область равномерного распределения температуры по коллектору и выводам
якорной обмотки)
Рис. 2.17. Термограмма якоря после 15 мин прогрева
(область равномерного распределения температуры по коллектору и выводам
якорной обмотки)
71
2.4.2. Результаты применения портативного тепловизора
в сервисном локомотивном депо Московка
Тепловизионная камера TR-01400-RW в депо Московка получена по программе дооснащения. Для работы с данным оборудованием создана группа из
числа работников участка технической диагностики.
Для применения тепловизионной камеры были установлены следующие
объекты: межкатушечные соединения обмоток возбуждения тяговых электродвигателей и места монтажных соединений кабелей на электровозах. Согласно
руководству по эксплуатации тепловизионных камер «TR-01400-RW» была
разработана технологическая карта.
Применение тепловизионной камеры в электромашинном цехе при испытании обмоток возбуждения тяговых электродвигателей позволило выявлять
ослабление крепления, а также дать объективную оценку качеству крепления
межкатушечных соединений по температуре нагрева. Ранее для этого применялись пирометры. Пример анализа результатов, полученных при испытании
межкатушечных соединений тяговых электродвигателей, представлен на рис.
2.18. На рисунке видно, что температура в точке Р01 выше, чем в точке Р02 на
18 0С. Рекомендация по данному дефекту – межкатушечное соединение следует
разобрать и провести ревизию [7].
Применение тепловизионной камеры на электровозах позволило выявлять места слабого крепления кабелей, места некачественной пайки наконечников, места термического нагрева неисправных узлов на локомотиве. При этом
локомотив испытывался под контактным проводом высоким напряжением. В
моторном режиме выбиралось несколько реостатных позиций и выдерживалось
30-40 секунд. После этого, тепловизионной камерой выполнялась съемка аппаратов высоковольтной камеры, шлицевых соединений тяговых двигателей,
межкузовных высоковольтных соединений, низковольтных клеммовых реек
высоковольтных камер и межкузовных соединений.
72
Данная проверка качества крепления кабелей и проводов на электровозах
выполняется после проведения ремонтов СР, ТР-3.
Результаты работы тепловизионной камеры в период с января 2011 г. по
28 декабря 2013 года приведены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1.1
Результаты применения тепловизионной камеры в СЛД Московка
Объект контроля
Тяговые электродвигатели
(проверка межкатушечных
соединений).
Электровозы ВЛ-10, ВЛ-10к
после СР, ТР-3, секций
Проверено всего,
единиц
Выявлено неисправных узлов
2011
2012
2013
2011
2012
2013
673
853
625
18
15
6
95
123
145
8
5
5
Полученные результаты за год эксплуатации тепловизионной камеры
позволяют сделать несколько выводов:
1. При наличии глянцевой поверхности покрытых оловом мест медных
перемычек между контакторами, тепловизионная камера, при анализе полученных спектров (рис. 2.19), указывает на наличие нагрева в данных местах при
его фактическом отсутствии. Данный факт следует учитывать при анализе полученных результатов испытания локомотивов.
2. Наиболее эффективно применять тепловизионную камеру для нахождения мест нагрева в остовах тяговых электродвигателей, так как при этом есть
возможность пропустить через слабые места (межкатушечные соединения) ток
большой величины (более 800 А в течении 10 минут), а при проверке электровозов под высоким напряжением на тракционных путях депо максимально допустимый ток, из-за возможности перегреть пусковые сопротивления и коллекторные пластины, не должен превышать 250-300 А в течении 1 – 2 минут. При
такой величине тока слабо закрепленные места практически не успевают
73
нагреться и вероятность пропустить слабый узел велика. Выявить удается только места с явным нагревом.
3. Так как реализация токов 250 – 300 А на тракционных путях возможна
только при постановке реостатных позиций последовательного соединения тяговых электродвигателей, то проконтролировать качество монтажа тепловизионной камерой невозможно.
Рис. 2.18. Анализ температуры межкатушечных
соединений тяговых электродвигателей
74
Рис. 2.19. Неоднородность материала перемычки между контакторами
75
Рис. 2.20. Тепловизионный контроль межкатушечных соединений
остова тягового двигателя № АААА (сектор А)
76
Рис. 2.21. Тепловизионный контроль межкатушечных соединений
остова тягового двигателя № АААА (сектор Б)
77
Рис. 2.22. Тепловизионный контроль межкатушечных соединений
остова тягового двигателя № ББББ (сектор А)
78
Рис. 2.23. Тепловизионный контроль межкатушечных соединений
остова тягового двигателя № ББББ (сектор Б)
79
2.4.3. Разработка методики бесконтактного теплового контроля
технического состояния электроаппаратов тепловозов с применением
портативного тепловизора
Тепловизоры и пирометры – приборы для дистанционного (бесконтактного ) определения температуры поверхности объектов путем регистрации и обработки инфракрасного излучения. При решении вопросов внедрения тепловизионной диагностики как метода технической диагностики будем основываться
на требованиях действующих в настоящее время стандартов:
ГОСТ 23483 – 79. Методы теплового вида. Общие требования. Контроль
неразрушающий;
ГОСТ 25314 – 82. Контроль неразрушающий тепловой. Термины и определения;
ГОСТ 26629 – 85. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций;
ГОСТ 20911 – 89. Техническая диагностика. Термины и определения;
ГОСТ 8024 – 90. Аппараты и электротехнические устройства переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Нормы нагрева при продолжительном
режиме работы и методы испытаний.
Тепловизионный контроль представляет собой метод теплового неразрушающего контроля, основанный на использовании электронных средств тепловидения, анализе теплового изображения с помощью термограмм. По результатам тепловизионных измерений принимают экспертное решение о состоянии
оборудования.
Технические возможности современных тепловизионных приборов и задачи, решаемые на практике с их помощью, многообразны.
Наиболее известны в мировой практике тепловизионные системы фирмы
FCI, США (бывшая AGEMA Infrared Systems, Швеция), Фуджицу Лимитед,
NEC Sanei Instruments, Ltd, Япония, Inframetrix & Hugues, США и Бариес Инжениринг компани, США.
К преимуществам инфракрасной техники относятся: высокотемператур80
ная разрешающая способность приборов; дистанционность измерения; возможность интерпретации внутренних глубинных дефектов по измерениям возмущения поля температуры на поверхности тела; высокопространственная разрешающая способность приборов и др.
Наряду с преимуществами имеются и недостатки: существенное влияние
на результат измерений могут оказывать теплорадиационные свойства объекта
и окружающей среды и величина лучистого теплообмена между ними; интенсивность излучения в большей степени зависит от соотношения концентрации
различных газов, паров воды и т. д.
Распределение температуры на поверхности диагностируемого аппарата
несет информацию не только об общем его тепловом состоянии, но и о наличии
теплопроводных неоднородностей (трещин, инородных включений и т. д.).
Распределение температуры фиксируется инфракрасными приборами на термограмме, которая представляет собой цветное плоское тепловое изображение поверхности объекта, где каждому цвету соответствует определенная температура
поверхности.
При работе практически всех электроаппаратов и электрических машин
наблюдается выделение тепла с контактирующих поверхностей, разъемных соединений, поверхностей катушек, резисторов и проводов. Посредством термографии возможно обнаружение аномальных тепловых полей, свидетельствующих о возникновении определенных видов неисправностей при работе электроаппаратуры и электрических машин.
Тепловизионная съемка и анализ термограмм выполняются с учетом рекомендаций, где приведены данные по объему и нормам испытания электрооборудования. Оценка теплового состояния токоведущих частей в зависимости
от условий их работы и конструкции может осуществляться по нормированной
температуре нагрева (превышению температуры), избыточной температуре, коэффициенту дефектности, динамике изменения температуры во времени, с изменением нагрузки, путем сравнения измеренного значения температуры дефектного участка со значением температуры заведомо исправного участка.
81
Значения температуры нагрева и ее превышения приведены в табл. 2.1.
Т а б л и ц а 2.1
Допустимая температура нагрева электроаппаратуры и электрических машин
Контролируемые узлы
1
Токоведущие (за исключением контактов и контактных соединений) и нетоковедущие металлические части:
неизолированные и не соприкасающиеся с изоляционными материалами
изолированные или соприкасающиеся с
изоляционными материалами классов
нагревостойкости по ГОСТ 8865 – 93:
Y
A
E
B
F
H
Контакты из меди и медных сплавов
без покрытия и с покрытием серебром или
никелем
Аппаратные выводы из меди, предназначенные для соединения с внешними
проводниками электрических цепей без
покрытия и с покрытием серебром или
никелем
Болтовые контактные соединения из меди без покрытия и с покрытием серебром
или никелем
Токоведущие жилы силовых кабелей в
режиме длительном и аварийном при
наличии изоляции:
из поливинилхлоридного пластика и полиэтилена
из вулканизирующегося полиэтилена
из резины
82
Наибольшее допустимое значение
температура
превышение
нагрева, С
температуры, С
2
3
120
80
90
100
120
130
155
180
50
60
80
90
115
140
75/105
35/65
90/105
50/65
90/115
50/75
70/80
–
90/130
65/–
–
–
О к о н ч а н и е т а б л. 2.2.
1
Коллекторы и контактные кольца, незащищенные и защищенные при изоляции
классов нагревостойкости:
А/Е/В
F/H
Подшипники скольжения и качения
2
3
–
–
80/100
60/70/80
90/100
–
Для контактов и болтовых контактных соединений (КС) нормативами
табл. 2.2 следует пользоваться при токах нагрузки (0,6 – 1,0) Iном после соответствующего пересчета. Пересчет превышения измеренного значения температуры к нормированному осуществляется исходя из соотношения:
Tном  I ном

Tраб  I раб
2

 ,


(2.1)
где Тном – превышение температуры при Iном;
Тном – превышение температуры при Iраб.
Для контактов и болтовых КС при токах нагрузки (0,3 – 0,6) Iном оценка
их состояния проводится по значению избыточной температуры. В качестве
норматива используется значение температуры, пересчитанное на 0,5 Iном. При
оценке состояния контактов и болтовых КС по значению избыточной температуры и тока нагрузки 0,5 Iном различают следующие области по степени неисправности:
избыточная температура 5 – 10 С – начальная степень неисправности,
которую следует держать под контролем и принимать меры по ее устранению
во время проведения планового ремонта;
избыточная температура 10 – 30 С – развившийся дефект, следует принять меры по устранению неисправности при ближайшем выводе электрооборудования из работы;
избыточная температура более 30 С – аварийный дефект. Требует немедленного устранения.
83
Для сварных и выполненных обжатием КС оценку их технического состояния следует производить по значению избыточной температуры или коэффициента дефектности. Исходя из приведенных значений коэффициента дефектности различают следующие степени неисправности:
не более 1,2 – начальная степень неисправности, которую следует держать под контролем;
1,2 – 1,5 – развившийся дефект. Принимаются меры по устранению неисправности при ближайшем выводе электрооборудования из работы;
более 1,5 – аварийный дефект. Требует немедленного устранения.
Катушка электрических аппаратов представляет собой неоднородное тело, состоящее из проводника, изоляции и прослоек воздуха или пропитывающего материала (лак, компаунд). Теплота, выделяемая во всем объеме катушки, должна проходить к поверхности через материалы с разной теплопроводностью. Естественно, что в разных слоях катушки будут и разные температуры.
Внутри катушки температура будет выше, чем на поверхности. Чем монолитнее катушка, тем лучше теплопроводность между слоями и тем меньше
будет разность температур между наружной поверхностью и внутренними
слоями. Пропитка и компаундирование повышают общую теплопроводность
катушки, а тем самым и теплоотдачу на 5 – 10%.
Разные участки поверхности катушки в разной степени участвуют в теплоотдаче. Наружная боковая поверхность, как правило, бывает открытой и.
является основной теплоотдающей поверхностью. Теплоотдача с нее происходит главным образом за счет естественной конвекции. Внутри катушки проходит сердечник. Из-за малых зазоров между сердечником и катушкой конвекция здесь сильно затруднена, но когда сердечник плотно прилегает к катушке,
то теплоотдача с внутренней поверхности катушки идет за счет теплопроводности. Теплоотдача зависит от плотности прилегания катушки к сердечнику,
от размера теплоотдающей поверхности магнитопровода. Торцовые поверхно84
сти катушки обычно закрыты изоляционными крепежными деталями с низкой
теплопроводностью. В длинных катушках теплоотдачей с торцов можно пренебречь, в коротких катушках ее следует учитывать.
Таким образом, процесс нагрева катушек представляет собой сложное
явление. Распределение температуры по катушке неравномерно как в радиальном направлении, так и по высоте [12].
Эквивалентная поверхность теплоотдачи катушки, см2:
Sохл = Sнар + ε  Sвнут ,
где
Sнар , Sвнут
(2.2)
– соответственно наружная и внутренняя поверхности
катушки, см2 .
ε – коэффициент, учитывающий условия теплоотдачи с внутренней поверхности катушки по сравнению с её теплоотдачей с её наружной поверхности.
Для бескаркасных бандажированных катушек ε = 0,9; для катушек,
намотанных на металлические гильзы ε = 1,7; для катушек, намотанных на
сердечник ε = 2,4; для катушек переменного тока ε = 0.
Установившаяся температура нагрева, °С, наружной поверхности катушки, с которой тепло отдаётся в окружающую среду:
Θуст = Θ0 + I2 · R / F · Sохл = Θуст + τуст,
(2.3)
где Θ0 – температура окружающей среды, °С;
I – ток в катушке, А;
R – активное сопротивление катушки с учётом нагрева, Ом;
F = 1 – коэффициент площади охлаждаемой поверхности теплоотдачи катушки ( без принудительного охлаждения);
τуст = Θуст - Θ0 – превышение температуры нагрева катушки над температурой окружающей среды, °С.
Рассчитанные значения температуры катушек электрических аппаратов
приведены в табл. 2.3, 2.4, 2.5.
85
Т а б л и ц а 2.3
Расчет нагрева электрических аппаратов при токе I = 1A
Температура окружающей среды t, ℃
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Нагрев катушки
80,2 80,5 81,2
Θуст, °С
82
83,1 84,5 86 87,6 89,1
91
Т а б л и ц а 2.4
Расчет нагрева электрических аппаратов при токе I = 10A
Температура окружающей среды t, ℃
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
99
101 104
Нагрев
катушки θуст , ℃
94,1 94,1 94,3 94,8 95,5 96,5 97,2
Т а б л и ц а 2.5
Расчет нагрева электрических аппаратов при токе I = 100A
Температура окружающей среды t, ℃
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Нагрев
катушки
135,7 138,2 142 147,4 152,6 157 163,1 169,3 176 183
θуст ,℃
Таким образом, температура не должна превышать определённой допустимой нормы нагрева, величина которой обусловливается теплоёмкостью
изоляции катушки. Как известно, при нагреве сопротивление, Ом, изменяется
по закону:
R = R0 · (1 + α · Θ),
86
(2.4)
где R0 – сопротивление при 0℃, Ом;
Θ – температура нагрева, ℃;
α – температурный коэффициент сопротивления, 1/°С
Сопротивление, Ом, в конце опыта при температуре Θ2, т.е. в горячем
состоянии:
R2 = R0 · (1 + α · Θ2).
(2.5)
Из уравнений (2.6) и (2.7) нетрудно найти, что:
Θ2 = (R2/R2) ·(1/α + Θ2) – 1/α.
(2.6)
Используя зависимость (2.5), можем записать:
Rx = R0 · (1 + α · Θx),
(2.7)
где Rx – сопротивление катушки при температуре окружающей среды, Ом;
Θx – температура окружающей среды, °С.
Данный расчет температуры нагрева приведен для эталонной работы
электрических аппаратов, для расчета температур при неисправностях в электрическом аппарате, требуется дальнейшей исследование в данной области.
Термограммы электроаппаратуры локомотивов с обнаруженными в них
дефектами по перегреву контактов и контактных соединений приведены
на рисунках 2.24 и 2.25. Хотя превышения нормативного значения температуры
не наблюдается, отмечается перегрев контактных соединений клемм 1 – 3 (рис. 2.24)
и подвижных контактов контакторов ПК – 41 (рис. 2.25). Причина перегрева
контакта и контактных соединений – ослабление их крепления.
Расшифровка термограмм, полученных в процессе выполнения термографирования соединительных проводов и кабелей на локомотивах, а также силовых кабелей ТЭД на испытательной станции электрических машин, показала,
что до 60 % проводов и кабелей имеют локальные тепловые поля с температурой, отличной от средней по поверхности объекта контроля. Такие аномалии
могут быть вызваны либо разрушением слоя изоляционного материала, либо
изломом медных жил проводов и кабелей. При обнаружении трещин, изломов,
при уменьшении сечения более чем на 10 % от номинального шины (перемычки) заменяются, у проводов с повреждением жил более 10 % сечения перепаи87
ваются наконечники. Не допускается эксплуатация выводных кабелей ТЭД при
обрыве жил, превышающих 15 % номинального сечения. Обнаружение процента разрушения сечения провода или кабеля порой бывает затруднительным
(разрушение
визуально не определяется). Определять процент излома жил
проводов и кабелей предлагается по температуре на их поверхности. Тепловое
поле может быть легко определено с помощью тепловизора, и по полученному
значению температуры рассчитывается процент излома.
Для оценки дефектности контактных соединений приняты ряд критериев
представленных в табл. 2.6.
Рис. 2.24. Термограмма клемм контактных соединений
88
Рис. 2.25. Термограмма контактов контактора ПК – 41
Т а б л и ц а 2.6
Критерии оценки дефектности контактных соединений
Рекомендации
Контакт находится в нормальном
состоянии
Начальная степень неисправности,
которую следует держать под
контролем и принимать меры по
её устранению во время проведения ремонта, запланированного по
графику.
Развившийся дефект. Принять меры по устранению неисправности
при ближайшем выводе электрооборудования из работы.
Аварийный дефект. Требует немедленного устранения.
Степень неКатегория
исправности
ремонта
0
не требуется
89
∆Трасч.,С
< ∆Тдоп. /6
1
≥ ∆Тдоп. /6
капитальный
и
< ∆Тдоп. /3
2
Текущий
≥ ∆Тдоп. /3
и
< ∆Тдоп.
3
внеплановый
≥ ∆Тдоп.
Термодиагностика дефектов локомотивов, как показала практика, имеет
свои особенности. На тепловозах во время их работы производить термоконтроль большинства оборудования, находящегося в высоковольтной камере запрещено. Поэтому обследования проводятся только после обесточивания высоковольтной камеры. В период, предшествующий техосмотру на ПТОЛ, тепловоз может работать с разной нагрузкой и в различных режимах. Поэтому при
термодиагностики приходится в основном ориентироваться на статистические
данные – изменение температуры по отношению к однотипным деталям или по
отношению к данным предшествующих измерений.
На тепловозах большое количество панелей, электрических сборок и схем
с различным оборудованием и при тепловизионной съёмке в поле кадра инфракрасной камеры попадают десятки разнотипных деталей, имеющих различные
индивидуальные коэффициенты излучения и допустимые границы температур.
Всё это приводит к тому, что даже с использованием современного программного обеспечения фирм – изготовителей тепловизоров время обработки термограмм очень велико, что неприемлемо при ограниченном сроке технического
обслуживания или послеремонтного испытания локомотивов. К тому же существующие формы термографических протоколов и отчётов содержат большое
количество избыточной визуальной информации (термограмм), в то время как
для технических служб нужна количественная текстовая информация с заключением по состоянию деталей.
Таким образом, термодиагностика локомотивов невозможна без разработки и внедрения программного комплекса и технологии автоматизированного
термомониторинга и диагностики дефектов электрического и машинного оборудования. Тепловизионный мониторинг и диагностика в дополнение к имеющейся на железной дороге системе вибрационного мониторинга и диагностики
Прогноз – 1 и Вектор позволит реализовать обслуживание и ремонт локомотивов с учётом фактического состояния.
90
При периодических тепловизионных обследованиях локомотивов наиболее
рациональной будет технология, состоящая из следующих контрольно диагностических операций. Во-первых, приобретается фото – термографическая система, включающая объединённые в единый блок цифровую фото – и термокамеру
с синхронизацией наведения на резкость и срабатывания затворов. Такими возможностями обладает тепловизор TH 9100. Проводится калибровка фото – термооптической системы с целью выявления преобразований координат между видео – и термоизображением (проводится один раз в случае жёсткой связи фото –
и термокамер). Затем разрабатывают маршрут обхода подконтрольного оборудования, т. е. намечают точки и направление проведения тепловизионной съёмки,
охватывающие всю номенклатуру обследуемого оборудования (помечают метками на схеме и непосредственно на месте съёмки). На схеме указывают последовательность обхода точек по маршруту. Направления измерений привязывают
к системе естественных или искусственных ориентиров.
После этого проводится контрольный обход по маршруту, причём в каждой
точке по каждому направлению проводят фотосъёмку, создавая массив базовых
изображений панелей, сборок. Маршруты обхода должны быть типовыми для
каждой серии тепловоза, базовые изображения делают с указанием идентификационного номера тепловоза. При модификации какого – либо узла тепловоза с изменением положения деталей каждый последующий видеокадр становится базовым.
На компьютере в программной среде системы автоматизации термомониторинга и диагностики на каждом базовом изображении с использованием курсора выделяется (очерчивается) контур интересующих термодиагноста деталей.
Каждой детали массива назначают соответствующие координаты точек контура. Наименование детали, сведения о принадлежности её к определённому типу
и о материале детали заносят в базу данных. Создаются также база данных коэффициентов излучения (в зависимости от материалов детали и вида обработки
поверхности) и база данных допустимых температур (в зависимости от типа деталей). Заполняются табличные формы без данных.
91
При последующих периодических термообследованиях оператор обходит
точки по маршруту, соблюдая последовательность обхода и синхронное получение текущих видео – и термоизображений в каждом направлении измерений.
В дальнейшем многократный проход по маршруту приводит к быстрому запоминанию оператором точек и направлений съёмки, повышению производительности работы. Результаты измерений (текущее видео – и термокадры с указанием даты и времени обхода) передаются в базу данных измерений программы термомониторинга. После программной обработки результатов по данным
измерений деталей, полученным из базы данных допустимых температур и коэффициентов излучения, создаются протоколы в текстовом или графическом
формате с иллюстрацией изменения абсолютной и относительной температуры
деталей во времени.
По программе последовательно проводится обработка видео – и термоизображений по алгоритму, осуществляется совмещение базового и текущего
изображений. Из – за неизбежных линейных и угловых рассогласований текущие видеокадры будут несколько отличаться от базовых. Поэтому по каждому
текущему видеокадру проводят выделение характерных точек, их сопоставление с характерными точками базового изображения и координаты базового
изображения преобразуют в текущее с целью определения контуров заданных
деталей на полученном изображении. Найденное ранее преобразование координат между видео – и термоизображением используется для отображения контуров деталей из текущего изображения в термоизображение. Для полученных
реализуется набор стандартных операций термоанализа (определение максимальной, минимальной, средней температур, среднеквадратичного отклонения
и др.).
Выбранный алгоритм преобразования термоизображений в цифровой
массив температурных характеристик определённых деталей позволяет реализовать в автоматическом режиме широкий набор дополнительных возможностей термодиагностики. В их числе построение трендов абсолютных и относи92
тельных температур деталей с возможностью прогнозирования изменения температур, регистрация результатов измерений в виде протоколов с автоматически обновляемыми текущими значениями температурных данных и заключение
о текущем состоянии деталей.
Уже разработано научное и алгоритмическое обеспечение ключевых задач преобразования координат изображений, созданы и апробированы программные модули совместной обработки видео – и термоизображений. Решена
задача калибровки фото – термооптической системы, т. е. автоматического
определения соответствия между элементами видео – и термоизображений. Для
экспериментальной системы (цифровая фотокамера – термограф ИРТИС –
2000) получены коэффициенты уравнений преобразования координат и термоизображений в зависимости от расстояний до объекта съёмки.
Рис. 2.26. Выявление несправного узла на тепловозе при проверке высоким
напряжением
93
Решена задача автоматического определения однозначного соответствия
между элементами текущего и базового изображений (на последнем задаются
контуры интересующих диагностов деталей). Предложен алгоритм автоматического сопоставления изображений, благодаря чему на базовом изображении автоматически выделяются характерные точки. Затем по трёхшаговой процедуре
с использованием кросс – корреляционной функции, релаксационного вероятностного метода и проективных инвариантных канонических координат каждой характерной точке базового изображения ставится в соответствие совпадающая точка текущего изображения. Это позволяет получить уравнения преобразований координат текущего и базового изображений.
В настоящее время на кафедре «Локомотивы» Омского государственного
университета путей сообщения» завершается разработка программного комплекса для практической реализации разработанной методики теплового контроля технического состояния электрооборудования тепловозов (на примере
ТЭМ2 и 2ТЭ10М) (рис. 2.27).
Тепловой контроль электрооборудования тепловоза ТЭМ2
высоковольтная камера
Рис. 2.27. Программный комплекс «Тепловой контроль электрооборудования
тепловоза ТЭМ2»
94
Программный комплекс необходим:
для обработки результатов термографирования с целью обнаружения дефектов;
определения степени опасности выявленных дефектов;
формирования и выдачи заключения по результатам контроля.
Рис. 2.28. Термограмма болтовых соединений предохранителей
высоковольтной камеры:
1 – Температурная шкала – определяет соотношение между цветовой гаммой
участка термограммы и его температурой; 2 – Зона аномального нагрева (характеризуется цветовой гаммой из верхней части температурной шкалы) – элемент оборудования, имеющий повышенную температуру; 3 – Линия температурного среза – линия, проходящая через зону аномального нагрева и узел, аналогичный дефектному; 4 – Температурный график – график, отображающий
распределение температуры вдоль линии температурного среза.
Внедрение методики теплового (тепловизионного) мониторинга и диагностики локомотивов позволит повысить как безопасность движения подвижного
состава, так и экономическую эффективность перевозок за счёт своевременного
95
выявления и устранения развивающихся дефектов, сокращения количества неплановых ремонтов и увеличения межремонтных пробегов тепловозов.
С помощью созданного программного комплекса проведен ряд экспериментов по тепловому контролю технического состояния электроаппаратов тепловоза серии ТЭМ 2 № А локомотивного депо ТЧ-2 Омск. Результаты обработки термограмм представлены на рис. 2.29 – 2.30.
Рис. 2.29. Термограмма предохранителей высоковольтной камеры
Рис. 2.30. Термограмма клемных соединений автоматических выключателей
высоковольтной камеры
96
3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАТРАТ НА ПРОВЕДЕНИЕ
БЕСКОНТАКТНОГО ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ТЕПЛОВОЗОВ ТЭМ2
Экономический эффект от внедрения тепловизионной установки в процессе диагностики неисправностей электрических аппаратов будет достигаться
за счет снижения количества неплановых ремонтов в объеме работ среднего
ремонта.
По данным статистики ремонта электрических аппаратов число неплановых ремонтов по причине выплавления контактов электрических аппаратов составляет 6-8 раз в год для одного ремонтного депо.
Планируется снизить количество неплановых ремонтов объеме среднего
ремонта на 50% за счет внедрения разработанной технологии.
Стоимость проведение планового среднего ремонта составляет 87694
руб., а непланового среднего ремонта составляет 131541 руб., поэтому при выявлении неисправности электроаппаратуры проводится его плановый ремонт,
вместо непланового за счет чего и достигается экономия денежных средств.
Годовой экономический эффект, получаемый в результате применения
новых технологических решений:
Эг  ΔS  N  Sэ ,
где
(3.1)
ΔS – разность стоимости проведения неплановых и планового среднего
ремонта электрических аппаратов, руб./ед.;
N – ожидаемое среднегодовое количество сокращений средних неплановых ремонтов электрических аппаратов, ед./год., на основе вышеизложенного
принимается равным 4 ед./год;
Sэ − годовые эксплуатационные расходы, связанные с внедрением новой
технологии, руб./год;
Годовые эксплуатационные расходы на тепловизионную установку будут
включать в себя только амотризационные отчисления и налог на имущество ор97
ганизации, так как для использования установки не планируется вводить новых
штатных единиц рабочих и поэтому дополнительных затрат на заработную плату не потребуется.
Sэ  Sa  Sн ,
(3.2)
где Sа – годовые амортизационные отчисления по тепловизионной установке,
руб./год.
Sн – годовые затраты связанные с уплатой налога на имущество органи-
зации (учитывается так как тепловизионная установка ставится на баланс депо),
руб./год.
Годовые амортизационные отчисления по тепловизионной установке рассчитываются по формуле линейного метода начисления амортизации:
Sa 
К
Т сл
,
где К – стоимость тепловизионной установки, руб., принимается равной
(3.3)
450
тыс. руб.
Т сл – срок службы тепловизионной установки, лет, при ресурсе работы теп-
ловизора 15000 часов, принимается равным 10 годам.
Sa 
450000
 45000 руб./год.
10
Годовые затраты связанные с уплатой налога на имущество организации
вычисляются по выражению:
Sн  с  К ,
(3.4)
где с – ставка налога на имущества в соответствии принимается равной 2,2%.
Sн 
2,2  450000
 9900 руб./год.
100
Годовые эксплуатационные расходы по тепловизионной установке:
Sэ  45000  9900  54900 руб./год.
Таким образом годовой экономический эффект от приобретения одной
установки в ремонтном депо составит:
98
Эг = (131541 – 87694) · 4 – 54900 = 120488 руб./год.
Срок окупаемости затрат, связанных с внедрением новой техники и технологии рассчитывается по выражению:
Тэ = К / Эг ;
(3.5)
Тэ = 450000 / 120488 = 3,73 года (3 г. 8 мес.).
Вместе с вышеизложенным стоит отметить, что внедрение новых технических решений способствует повышению безопасности движения, сокращению числа неплановых ремонтов и задержек поездов.
Для более точного расчета показателей эффективности внедрения разработанной технологии необходимо произвести расчет общей эффективности, с
использованием системы дисконтирования. Сущность дисконтирования заключается в приведении будущих финансовых результатов и затрат к современной
оценке, т.е. начальному периоду инвестирования. В основу дисконтирования
положен принцип неравноценности текущих и будущих затрат и результатов.
Будущие денежные средства всегда дешевле сегодняшних и не только из-за
инфляции.
Величина ЧДД (Чистый Дисконтированный Доход) при постоянной норме дисконта определяется по формуле:
t
ЧДД  (R i - Зi )
i=0
1
(1+ E)i
,
(3.6)
где
Ri − результаты (выручка), достигаемы на соответствующе i-ом шаге рас-
чета;
Зi − текущие издержки за минусом амортизации и плюс инвестиции (капитальные и некапитальные вложения в проект) на i-ом шаге;
Е – норма дисконта (процентная ставка в долях единицы) принимается в
размере 10%.
Критерием эффективности проекта является выполнение условия ЧДД >
0. Для рассматриваемого периода величина доходов на каждом этапе дисконти99
рования (кроме нулевого года) постоянна. Зависит от величин разности стоимости проведения планового и непланового среднего ремонта электрических аппаратов и ожидаемого среднегодового количества сокращений неплановых ремонтов за счет внедрения новой технологии диагностирования:
R = (131541 – 87694) · 4 = 175388 руб./год.
(3.7)
Величина текущих издержек принимается равной общим затратам на
внедрение новых технологических решений для нулевого года, а для остальных
лет
она
равна
величине
эксплуатационных
расходов,
рассчитанных
по формуле (3.2). Расчет чистого дисконтированного дохода для нормативного
срока службы оборудования представлен в таблице 3.1.
Таблица 3.1
Результаты расчета ЧДД
Номер
Выручка,
Затраты,
Доход,
ЧДДi,
ЧДД,
года
руб.
руб.
руб.
руб.
руб.
0
0
450 000
-450 000
-450 000
-450 000
1
175 388
54900
120 488
109 535
-340 465
2
175 388
54900
120 488
99 577
-240 889
3
175 388
54900
120 488
90 524
-150 364
4
175 388
54900
120 488
82 295
-68 069
5
175 388
54900
120 488
74 814
67 744
6
175 388
54900
120 488
68 012
74 757
7
175 388
54900
120 488
61 829
136 586
8
175 388
54900
120 488
56 209
192 795
9
175 388
54900
120 488
51 099
243 893
10
175 388
54900
120 488
46 453
290 347
ЧДД за нормативный срок службы оборудования (10 лет) составит
290 347 руб., таким образом, выполняется условие ЧДД > 0 и, следовательно
100
внедрение тепловизионного контроля считается эффективным, с экономической точки зрения.
Для более полной характеристики проекта необходимо рассчитать индекс
доходности или рентабельность инвестиций по следующей формуле:
ИД = ЧДД / К ;
(3.8)
ИД = 290347 / 450000 ·100 = 64,5 %.
Рассчитанное значение индекса доходности свидетельствует о том, что
затраты на внедрение установки тепловизионного контроля электрических аппаратов окупятся более чем в 1,5 раза за нормативный срок службы оборудования.
Технология тепловизионного контроля так же может использоваться для
диагностики секций холодильника системы охлаждения, а так же для контроля
изоляции тяговых электродвигателей и генераторов, вспомогательных электрических машин.
101
4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА ПРИ
ПРОВЕДЕНИИ БЕСКОНТАКТНОГО ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
ТЕПЛОВОЗОВ
4.1. Характеристика опасных и вредных производственных факторов при
бесконтактном тепловом контроле электрических аппаратов тепловозов
На человека в процессе его трудовой деятельности могут воздействовать
опасные (вызывающие травмы) и вредные (вызывающие заболевания) производственные факторы (ГОСТ 12.0.003-74), которые разделяются на четыре
группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.
К опасным физическим производственным факторам относятся движущиеся машины и механизмы; различные подъемно-транспортные устройства и
перемещаемые грузы; незащищенные подвижные элементы производственного
оборудования (приводные и передаточные механизмы, режущие инструменты,
вращающиеся и перемещающиеся приспособления и др.); отлетающие частицы
обрабатываемого материала и инструмента, электрический ток, повышенная
температура поверхностей оборудования и обрабатываемых материалов и др.
Вредными физическими производственными факторами являются повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; высокие влажность и скорость движения воздуха; повышенные уровни шума, вибрации, ультразвука и различных излучений − тепловых. ионизирующих, электромагнитных, инфракрасных и др. К вредным физическим факторам относятся также запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; недостаточная освещенность рабочих мест, проходов и проездов; повышенная яркость света и пульсация светового потока.
Химические опасные и вредные производственные факторы по характеру
действия на организм человека подразделяются на общетоксические, раздра102
жающие, сенсибилизирующие (вызывающие аллергические заболевания), канцерогенные (вызывающие развитие опухолей), мутагенные (действующие на
половые клетки организма). В эту группу входят многочисленные пары и газы
− бензола и толуола, окись углерода, сернистый ангидрид, окислы азота, аэрозоли свинца, токсичные пыли, образующиеся, например, при обработке резанием бериллия, свинцовистых бронз и латуней и некоторых пластмасс с вредными наполнителями. К этой группе относятся также агрессивные жидкости (кислоты, щелочи), которые могут причинить химические ожоги кожного покрова
при соприкосновении с ними.
К биологическим опасным и вредным производственным факторам относятся микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и макроорганизмы (растения и
животные), воздействие которых на работающих вызывает травмы или заболевания.
К психофизиологическим опасным и вредным производственным факторам относятся физические (статические и динамические) и нервно-психические
перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов слуха,
зрения и др.).
При проведении тепловизионного контроля электрических аппаратов
условия производственной среды могут существенно повысить опасность поражения электрическим током. Такими условиями являются: неблагоприятный
микроклимат (повышенные температура и влажность, недостаточная подвижность воздуха); токопроводящая пыль в воздухе рабочей зоны; тяжелая физическая работа с повышенным потовыделением, уменьшающим электросопротивление поверхностного слоя кожи.
Интенсивное шумовое воздействие в аппаратной камере оказывает на организм человека неблагоприятное влияние на протекание нервных процессов,
способствует развитию утомления, изменениям в сердечнососудистой системе
появлению шумовой патологии, среди многообразных проявлений шумов ведущим клиническим признаком является медленно прогрессирующее ухудше103
ние слуха по типу кохлеарного неврита. В условиях проведения тепловизионного контроля источниками шума являются работающие механизмы, ручные
механизированные инструменты, электродвигатели, вспомогательное оборудование (вентиляционные установки, кондиционеры).
Свет является естественным условием жизни человека, необходимым для
сохранения здоровья и высокой производительности труда, и основанным на
работе зрительного анализатора, самого тонкого и универсального органа
чувств. А в условиях проведения тепловизионного контроля происходит неравномерное распределение яркости в поле зрения, что имеет важное значение для
поддержания работоспособности человека. Если в поле зрения постоянно находятся поверхности, значительно отличающиеся по яркости (освещенности), то
при переводе взгляда с ярко- на слабоосвещенную поверхность глаз вынужден
переадаптироваться. Тепловизионный контроль проводятся в открытом стойле,
расположенном на территории депо. Для улучшения условий труда работников
строится отапливаемое и вентилируемое помещение с пунктом управления,
контрольно - измерительными приборами и реостатом.
Работа мастера во время тепловизионного контроля проходит в условиях
интенсивного шума, перепада температур и вибраций. Все это вредно влияет на
организм людей, участвующих в проведении контроля и может вызвать серьезные заболевания.
Тепловизионный контроль производит мастер, ознакомленный с мерами
безопасности. Строго запрещается проводить диагностику электрических аппаратов при включенном напряжении.
4.2. Эргономический анализ организации рабочего места
Организация рабочего места − это результат проведения системы мероприятий по функционированию и пространственному размещению основных и
вспомогательных средств труда для обеспечения оптимальных условий трудо104
вого процесса. Оснащение рабочего места включает все элементы, необходимые работающим для решения поставленных производственных задач. К ним
относятся основные и вспомогательные средства труда и техническая документация.
Рабочее место, хорошо приспособленное к человеку к его трудовой деятельности, правильно и целесообразно организованное в отношении пространства, формы и размера, обеспечивает ему удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психологическом напряжении. Рабочее место влияет непосредственно на безопасность труда, сохранение здоровья, повышает культуру и эффективность труда.
Эргономическое проектирование рабочих пространств и рабочих мест
производится для конкретных рабочих задач и видов деятельности с учетом антропологических, биомеханических, психофизиологических и психических
возможностей и особенностей работающих людей.
− При проектировании рабочего места для проведения тепловизионного
контроля соблюдены основные эргономические требования: человек производящий контроль размещен с учетом рабочих движений и перемещений в соответствии с требованиями технологического процесса;
− выполнены основные и вспомогательных операций в удобном рабочем
положении, соответствующем специфике трудового процесса, и с применением
наиболее эффективных приемов труда;
− средства диагностики расположены в пределах максимальных и минимальных границ пространства движений человека (по ширине, глубине и высоте);
− оптимальный обзор источников смены рабочей позы и рабочего положения в шахте холодильника;
− свободный доступ к местам осмотров, ремонта, диагностики и удобства
их выполнения;
105
− рационально размещены основные и вспомогательных средства труда
(тепловизор);
− обеспечены оптимальные санитарно-гигиенические условия труда
Наиболее распространенное рабочее положение при проведение тепловизионного контроля: стоя и сидя. Каждое из положений характеризуется определенными условиями равновесия, степенью напряжения мышц, состоянием кровеносной и дыхательной систем, расположением внутренних органов и, следовательно, расходом энергии. Поза “стоя - сидя” наиболее эффективна с точки зрения организации труда, так как дает возможность сменить группы напряженных мышц, поддерживающих рабочую позу, восстанавливает работоспособность. Самая утомительная поза “стоя”, так как требуется значительная работа
мышц по балансированию и удержанию равновесия тела, увеличивается давление на стенки сосудов, наблюдается застои крови в мышцах нижних конечностях.
Рис. 4.1. – Место оператора при проведении тепловизионного контроля
электрических аппаратов тепловоза ТЭМ2
В итоге, рабочее место для проведения тепловизионного контроля хорошо приспособлено для выполнения поставленных задач, а условия безопасности труда соответствуют установленным нормам в локомотивных депо.
4.3. Характеристика процесса контроля по пожаровзрывоопасности
и загрязнению воздушной среды
106
В целом процесс тепловизионного контроля можно отнести к категории
пожаровзрывоопасных, так как поводится во время реостатных испытаний. Используемое на тепловозах дизельное топливо, а так же смазочные материалы
относятся к легковоспламеняемым и горючим материалам. При неудовлетворительном содержании локомотивов, разрушении дюритовых шлангов, отключении дифференциальных манометров дизелей, нарушении изоляции приборов у
электроаппаратов и двигателей, появляется угроза пожара. Следовательно, в
процессе испытаний от обслуживающего персонала требуется усиленное внимание за состоянием агрегатов и узлов, от которых может произойти возгорание локомотива.
Для предупреждения пожара на тепловозах имеется специальное противопожарное оборудование. К нему относятся: противопожарные установки и
автоматическая пожарная сигнализация, дифференциальные манометры, отключающие дизель при пожаре, прорыве газов в картер дизеля.
4.4. Оценка эффективности применения средств защиты
в процессе бесконтактного теплового контроля с применением
портативного тепловизора
Для предупреждения заболеваний среди работающих при проведение
тепловизионного контроля людей необходимо всемерно улучшать условия их
труда за счет внедрения стационарных глушителей шума, упорядочения режима их труда, применения средств индивидуальной защиты (СИЗ), а также и
внедрения дистанционных пультов управления и улучшения медицинского обслуживания работников.
В качестве СИЗ рекомендуются противошумные наушники и шлемы тивонгумы бывают наружные и внутренние.
В качестве наружных рекомендуют наушники ВУНГ4140Т-2 или противошумные каски ВУ14И110Т-2М. Указанные противошумы защищают слухо107
вой аппарат от вредного воздействия высокочастотного шума интенсивностью
до 120 дБ (ГОСТ 12.2.056-81).
Широкое применение получили антифоны, снижающие высокочастотный
шум. Состоят они из тонкого пластмассового стержня и мелкого резинового
клапана. Внутри стержня проходит глухой тонкий канал с двумя поперечными
ответвлениями. Антифоны выпускают трех размеров: 8,9,10 мм. Подбираются
они в соответствии с размером наружного слухового аппарата (прохода). Антифоны вставляются в ухо перед началом реостатных испытаний так, чтобы самая
широкая их часть была на уровне козелка уха. Периодически антифоны прочищаются и продуваются. Хранятся антифоны в футлярах.
Чтобы предупредить развитие профессиональных заболеваний, связанных с воздействием интенсивного шума, необходимо во время работы применять защитные средства.
Так же в качестве защитных средств необходимо применять защитные
очки, спецодежду, перчатки, каску и сапоги.
Рис.4.2. Закрытые защитные очки с непрямой вентиляцией
Данный вид очков защищают работника от повышенных температур и
теплового излучения в рабочей зоне.
2. Спецодежда − применяется для защиты от контакта с нагретыми поверхностями. Костюм мужской Ти ГОСТ 12.4.045 - 78.
Костюм предназначен для защиты работающих от повышенных темпера108
тур и теплового излучения. Верх и защитные накладки костюма изготовляют из
хлопчатобумажных тканей.
Костюм состоит из куртки и брюк.
Рис. 4.3. Мужской костюм для защиты от общих производственных
загрязнений и механических воздействий.
Куртка с потайной застежкой на пуговицы, отверстиями для воздухообмена, защитными накладками на полочках, отложным воротником, рукавами с
защитными накладками на верхней части, внутренним накладным карманом со
стороны изнанки на левой полочке. Спинка с кокеткой, по линии настрачивания кокетки − отверстия для воздухообмена.
109
Рис. 4.4. Перчатки трикотажные
Брюки с притачным поясом, застежкой спереди, накладным карманом
правой передней половинке, накладками на передних половинках, вентиляционными отверстиями в области шаговых швов.
3. Средства защиты рук − применяют для защиты рук от истирания. Перчатки трикотажные Ми Тн РСТ АрмССР 836 - 76 арт. 74017, ТУ 17 - РСФСР
8336 - 75 арт. 7405, 7406. Изготовляют из хлопчатобумажной пряжи.
4. Каска защитная − предназначена для защиты головы работающих при
выполнении работ на поверхности земли во всех климатических зонах в интервале температур окружающей среды от плюс 50 до минус 50° С (см. рис. 4.5).
«Труд» ОСТ 39- 124-81.
Корпус каски полиэтиленовый, с ребрами шириной до 10 мм, прямым козырьком и продольными ребрами жесткости. Внутренняя оснастка комбинированная. Выпускают двух размеров: I и II.
Каска может быть укомплектована водозащитной пелериной и утепляющим подшлемником.
Масса каски (без пелерины, подшлемника и подбородочного ремня) - не
более 390 г.
110
Рис. 4.5. Каска защитная
Рис. 4.6. Полусапоги мужские
5. Спецобувь − предназначены для защиты ног от повышенных температур, теплового излучения, контакта с нагретыми поверхностями, механических
воздействий (см. рис. 4.6).
Полусапоги мужские Ти, Тп, Тр ГОСТ 12.4.032 - 77.
Верх из юфтевой кожи, подошва резиновая термостойкая, метод крепления гвозде−клеевой.
Масса пары мужских полусапог − не более 850 г.
Допустимое время непрерывного пользования − не более 9 ч.
4.5. Выводы и предложения для разработки конструктивных средств защиты
Технология проведения тепловизиоииого контроля не требует в своей
технологической конструкции мероприятий, направленных на защиту окружающей среды, так как не выделяет в атмосферу отравляющих и инертных газов,
ни пыли, ни нефтепродуктов. Тепловизор разработан с условиями соблюдения
требования техники безопасности и для безопасного проведения контроля достаточно соблюдения правил охраны труда и средств индивидуальной защиты.
111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения дипломного проекта, были рассмотрены конструкция важных элементов электрического оборудования тепловозов – электрических аппаратов, неисправности в условиях их эксплуатации, техническое обслуживание и ремонт. В результате сделан вывод, о том, что для поддержания
электрических аппаратов в работоспособном состоянии и предупреждения отказов, необходимы качественные методы диагностики. Одним из самых современных методов диагностирования является бесконтактный тепловой метод контроля – метод тепловизионного контроля.
Анализ отчетных данных сервисного локомотивного депо Московка, показал, в период работы с января 2011 г. по 28 декабря 2013, число выявленных
неисправностей межкатушечных соединений обмоток возбуждения тяговых
электродвигателей и мест монтажных соединений кабелей на электровозах сократилось приблизительно до 50% при использовании метода тепловизионного
контроля. Возможно расширение вариантов применения в локомотивных депо
метода тепловизионного контроля.
Разработана методика оценки технического состояния электроаппаратов
тепловозов с его помощью. Реализация результатов дипломного проекта позволит сократить количество возможных отказов электроаппаратов в условиях
эксплуатации, повысить их надежность, безопасность движения подвижного
состава, экономическую эффективность перевозок за счёт своевременного выявления и устранения развивающихся дефектов, сокращения количества неплановых ремонтов и увеличения межремонтных пробегов тепловозов.
В экономической части дипломного проекта были рассчитаны годовой
экономический эффект от внедрения метода тепловизионного контроля, который составил: 120 488 руб./год., а так же срок окупаемости затрат, связанных с
внедрением новой техники и технологии который составил 3 года 8 месяцев.
Для более полной характеристики проекта рассчитан индекс доходности или
рентабельность инвестиций, который составил 64,5%. Это значение свидетель112
ствует о том, что затраты на внедрение установки тепловизионного контроля
электрических аппаратов окупятся более чем в 1,5 раза за нормативный срок
службы оборудования.
В разделе « Безопасность жизнедеятельности и экология» была дана характеристика опасных и вредных производственных факторов при бесконтактном тепловом методе контроле электрических аппаратов тепловозов с применением портативного тепловизора; выполнен эргономический анализ рабочего
места; дана характеристика процесса контроля по пожаровзрывоопасности и загрязнению воздушной среды, а так же оценена эффективность применения
средств защиты в процессе тепловизионного контроля.
113
Библиографический список
1. Ч у л к о в А . В . Расчет показателей эксплуатации, экипировки и технического обслуживания локомотивов: Методические указания к курсовому и
дипломному проектированию// А . В . Ч у л к о в , А . К . Б е л о г л а з о в , Л . В .
М и л ю т и н а , Л . П . У с т ю г о в . Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск,
2012. 45 с.
2. О в ч а р е н к о С . М . Учебно-методическое пособие по оформлению
рефератов и пояснительной записки к курсовым и дипломным проектам//
С.М. Овчаренко, Л. В. Милютина, А.С. Анисимов, В.К. Фом е н к о ; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2016. 45 с.
3. А й з и н б у д С . Я . Эксплуатация локомотивов/С . Я . А й з и н б у д .
М.,1990.261с.
4. Б л и н о в П . Н . Тяговые расчёты для поездной работы // П . Н . Б л и н о в . Омская гос. акад. Путей сообщения. Омск, 1996. 32 с.
5. А й з и н б у д С . Я . Локомотивное хозяйство/ С . Я . А й з и н б у д М,
Транспорт, 1986. 263 с.
6. Электрические машины и электрооборудование тепловозов. Учебник
для вузов ж.д. трансп. / Е . Я . Г а к к е л ь , К . И . Р у д а я , И . Ф . П у ш к а р ё в ,
А . В . Л а п и н , В . В . С т р е к о п ы т о в , М . А . Н и к у л и н ; Под ред. Е . Я .
Г а к к е л ь . – 3 – е изд., перераб. И доп. – М.: Транспорт, 1981. – 256 с.
7. Электрическое оборудование тепловозов: Устройство и ремонт; учебник для техн. Школ ж. – д. трансп. – 5 – е изд., перераб. И доп. – М.: Транспорт, 1981. 287 с., ил., табл.
8. Электрооборудование тепловозов. Справочник / В . Е . В е р х о г л я д ,
Б . И . В и л ь к е в и ч , В . С . М а р ч е н к о и др. Под ред. М В . С . М а р ч е н к о .
– М.: Транспорт, 1981, 287 с.
114
9. Д а н к о в ц е в В . Т . Технология ремонта локомотивов: Методические
указания к курсовому и дипломному проектированию / В . Т . Д а н к о в ц е в ,
В . К . Ф о м е н к о . Омский гос. ун - т. Путей сообщения. Омск, 2011. 27 с.
10. Р а х м а т у л и н М . Д . Ремонт тепловозов / М . Д . Р а х м а т у л и н . М.:
Транспорт, 1977. 496 с.
11. Д е н и с о в а Т . В . Ремонт электрооборудования тепловозов/ Т . В .
Д е н и с о в а . М.: Транспорт, 1980. 294 с.
12. Электрические аппараты тепловозов : метод. пособие по выполнению лабораторных работ / Я . А . Н о в а ч у к , Р . В . К о б л о в , Д . Н . Н и к и т и н . – Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2011. – 71 с. : ил.
13. Методические указания к курсовой работе для студентов специальности 190301 – «Локомотивы»/ В . Т . Д а н к о в ц е в , В . К . Ф о м е н к о ; Омский гос. Ун-т путей сообщения. Омск 2011, 22 с.
14. Х а с и н Л . Ф . , М а т в е е в В . Н . Экономика, орrанизация и управление локомотивным хозяйством/Под ред. Л . Ф . Х а с и н а : Учебник для техникумов и колледжей ж.д. трансп. М.: «Желдориздат», 2002. 452с.
15. Локомотивные
энергетические
установки / А. И. В о л о д и н,
В. Д. К у з ь м и ч и др. М.: Желдориздат, 2002, 715 с.
115
Приложение
ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ К ДИПЛОМНОМУ ПРОЕКТУ
116
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ ТЕПЛОВОЗА
ТЭМ 2
1
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРТАТИВНОГО
ТЕПЛОВИЗОРА В СЕРВИСНОМ ЛОКОМОТИВНОМ
ДЕПО МОСКОВКА
Анализ температуры нагрева межкатушечных
соединений тяговых электродвигателей
Выявление несправного узла на электровозе
при проверке высоким напряжением
(реверсор электровоза)
2
РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРТАТИВНОГО
ТЕПЛОВИЗОРА В СЕРВИСНОМ ЛОКОМОТИВНОМ
ДЕПО МОСКОВКА
Неоднородность материала перемычки между контакторами
3
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ЭЛЕКТРОАППАРАТОВ ТЕПЛОВОЗОВ С ПОМОЩЬЮ
МЕТОДА ТЕПЛОВИЗИОННОГО КОНТРОЛЯ
(основные этапы)
анализ нормативной, технической документации на контролируемый объект
и условий его эксплуатации
математическое моделирование процесса теплового контроля
регистрация первичной информации: реальных эксплуатационных
характеристик, температурных полей, параметров окружающей среды
обработка информации посредством специального программного обеспечения
с целью обнаружения дефектов, определения степени их опасности
оформление и печать отчетной документации по результатам контроля,
заключении и рекомендации.
4
СТЕПЕНЬ НЕИСПРАВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
АППАРАТОВ
5
РАСЧЕТ НАГРЕВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
6
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
ТЕПЛОВИЗИОННОГО КОНТРОЛЯ
ЭЛЕКТРОАППАРАТОВ ТЕПЛОВОЗОВ
Тепловой контроль электрооборудования тепловоза ТЭМ2
высоковольтная камера
Программный комплекс необходим:
- для обработки результатов термографирования с целью обнаружения дефектов;
- определения степени опасности выявленных дефектов;
- формирования и выдачи заключения по результатам контроля.
7
РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕПЛОВИЗИОННОГО КОНТРОЛЯ
ЭЛЕКТРОАППАРАТОВ ТЕПЛОВОЗА ТЭМ2
8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
36
Размер файла
4 339 Кб
Теги
2016, квалификационная, выпускных, 1158, работа, омгупс
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа