Ремонт железнодорожного транспорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

[Введите текст]

Введение

Железнодорожный транспорт является основной транспортной инфраструктуры, от которой в полной мере зависит выполнение поставленных задач по развитию экономики страны. Важная роль железных дорог подтверждается тем, что они выполняют почти 2/3 внутреннего грузооборота транспорта общего пользования и около 90% перевозок массовых грузов. Электроподвижной состав представляет собой сложную многоэлементную техническую систему, в которой отдельные элементы, в свою очередь, объединены в многочисленные узлы и агрегаты. Так как в процессе эксплуатации и производства все детали и узлы электроподвижного состава подвергаются износу и повреждению. На основании приказа № 3Р от 17.01.2005г. установлена система планово- предупредительных ремонтов и мероприятий, важнейшим из них является ремонт. Ремонт - это технические мероприятия, восстанавливающие первоначальные характеристики технического устройства, утраченные вследствие износа или нештатных ситуаций. Эти мероприятия проводятся как на этапе эксплуатации в виде технического обслуживания (ТО) или текущего ремонта (ТР), так и при проведении средних и капитальных ремонтов (СР, КР).

Основные функции ремонтного производства являются предупреждение и устранение износов и повреждений электроподвижного состава. Ремонтное производство постоянно развивается за счёт того, что происходит появление новых электропоездов и электровозов, которые имеют различие, такое как: конструктивное изменение, появление новых материалов и способов их обработки. Соответственно при этом меняется формы управления, организации, контроля и качества, предупреждения повреждений и т.д.

Важным фактом является организация рабочего места - это система мероприятий по оснащению рабочего места средствами и предметами труда, целью этого является обеспечение рабочего или группы рабочих всем необходимым для высокопроизводительного труда при возможно меньших физических нагрузках. Под его оснащением понимают - набор основного технологического и вспомогательного оборудования, технологической и организационной оснастки.

Ремонтное производство. Оно состоит из системы, организации и технологии ремонта. Под системой ремонта предусматривают порядок поддержания электроподвижного состава в работоспособном и исправном состоянии.

Техническое облуживание - комплекс операций по поддержанию работоспособности и исправности локомотива. Техническое облуживание ТО-1, ТО-2 и ТО-3 является периодическим и предназначено для контроля технического состояния узлов и систем локомотива в целях предупреждения отказов в эксплуатации. Постановка локомотивов на техническое обслуживание ТО-4, ТО-5а, ТО-5б, ТО-5в, ТО-5г планируется по необходимости.

Помимо запланированных мероприятий существует ещё 2 причины в необходимости ремонта.

Ремонт по отказу, который предусматривает восстановление только в случае перехода технической системы или ее элемента из работоспособного состояния в неработоспособное. В основном, применяется к узлам и элементам, состояние которых оценивается визуально или с помощью простых линейных измерений, а ремонт выполняется только в случае повреждений (например, опоры дизелей, стёкла, обшивка кузова, фундаменты силовых агрегатов, воздуховоды и т.д.). Преимущества такой системы ремонта заключается в оптимизации затрат, но не обеспечивает высокую надежность и не дает гарантию безаварийной работы.

Планово-предупредительная система заключается в том, что ремонт выполняют в строго регламентированном порядке в зависимости от календарного срока службы, моточасов или линейного пробега. По этой системе ремонтируются узлы и агрегаты, связанные с обеспечением безопасности движения. Она применяется также, если выход из строя в эксплуатации повлечет значительные повреждения остальных элементов технической системы. Преимущества системы заключаются в возможности гарантировать ресурс и безопасную эксплуатацию наиболее ответственных элементов технической системы.

Ввиду неоднородности износа в эксплуатации узлов и агрегатов подвижного состава и достаточно высокой величины остаточной потребительной стоимости ее работоспособной части становится очевидной целесообразность восстановления ресурса за счет капитального ремонта.

1. Назначение, конструкция и условия работы выпрямительной установки

Назначение. На каждой секции электровоза установлены четыре блока выпрямительных установок ВУК-4000Т-02. Выпрямительная установка предназначена для выпрямления переменного тока в постоянный для питания тяговых двигателей. Конструкция. Конструктивно каждая выпрямительная установка выполнена в виде двух блоков -- шкафов прямо-угольной формы, основу которых составляет сварной металлический каркас. Поскольку каждый вентиль с радиатором должен быть изолирован от соседних вентилей, радиаторы укреплены на изоляционных шпильках и между ними проложены изоляционные прокладки. Шины, которыми выпрямительные установки подсоединены к цепям трансформатора и двигателей, установлены на изоляторах. Вентили одного плеча расположены с одной стороны, а вентили другого плеча -- с другой. В каждую из параллельных ветвей плеча входят четыре вентиля, расположенных друг под другом.

Для обеспечения равномерного распределения напряжения по последовательно соединенным тиристорам используют шунтирующие резисторы, а для снятия внутренних коммутационных перенапряжений параллельно шунтирующим резисторам подключают цепочки РС (блоки БВН). Равномерное распределение тока по параллельным ветвям тиристоров достигается благодаря применению индуктивных делителей, а также подбором последовательно соединенных тиристоров по суммарному падению напряжения при двух значениях тока: предельном и 0,25 предельного. Силовая схема ВИП предусматривает четыре зоны регулирования выпрямленного напряжения. Очередность открытия плеч ВИП в выпрямительном (тяга) и инверторном (рекуперация) режимах определяется алгоритмом работы системы управления преобразователями электровоза (БУВИП). БУВИП формирует и в соответствии с заданным алгоритмом распределяет по плечам всех четырех ВИПов изменение по фазе управляющие импульсы, запускающие систему формирования импульсов, которая в свою очередь формирует и распределяет по тиристорам управляющие импульсы требуемых параметров с заданной фазой и в заданной алгоритмом последовательности.

Схема выпрямительной установки

Рис. 1

Рис. 2

2. Основные причины неисправности узла их причины и способы их устранения

Все элементы ВИП подвержены воздействию окружающей среды и факторами вызванные движением электроподвижного состава. Поэтому выпрямительные установки и отдельные вентили, в частности, должны обеспечивать надёжную работу в следующих условиях: высота над уровнем моря не более 1200м; температура воздуха от -50 до +60 C; температура охлаждающего воздуха от -50 до +40С; относительная влажность окружающего воздуха не выше 90% при температуре +20С; вертикальные и продольные вибрации с частотой от 3 до 100Гц и ускорением 1.6g , одиночные ударные нагрузки в любом направлении до 3g, скорость потока охлаждающего воздуха между рёбрами охладителей в их средней части не менее 10м/с.

Кроме наибольших значений отпирающих токов и напряжений, для тиристоров Т2-320 с целью повышения их помехоустойчивости установлены наименьшие значения отпирающего тока 30мА и напряжения 1В при температуре 25С. Тиристоры Т2-320 с меньшими отпирающими токами и напряжениями использовать для комплектации ВИП нельзя.

Наибольшая допустимая мощность в цепи управляющих электродов тиристоров при управлении постоянным током н должна превышать 4 Вт. В то же время силовые тиристоры в ВИП управляются импульсами длительностью t = 800/1300 мкс. При этой длительности импульсов наибольшая мощность в цепи управляющих электродов тиристоров Т2-320 не должна превышать 25В.

В процессе эксплуатации выпрямительных установок могут возникать значительные перегрузки диодов и тиристоров по току. Если в результате накопления пробитых вентилей или по другим причинам произошел сквозной пробой плеча выпрямительного моста, то одна из полуобмоток трансформатора через исправное плечо в прямом направлении и через пробитое плечо в обратном направлении замыкается накоротко. В этом контуре протекает аварийный прерывистый ток (до 20 кА), который опасен как для всего электрооборудования, так и для вентилей исправного плеча моста выпрямительной установки (ВУ).

Защита выпрямительных установок от токов короткого замыкания и перегрузок осуществляется главным выключателем (ГВ) электровоза и быстродействующими аппаратами, включенными в цепь каждого двигателя, а при пробое отдельных вентилей в любом плече с помощью сигнализации

К наиболее характерным повреждениям следует отнести: сквозной пробой плеч выпрямительных установок, одиночный пробой вентиля, повышенный обратный ток вентиля, нестабильность вольтамперных характеристик, обрыв внутренней цепи вентиля, механические и другие повреждения.

Одиночный пробой вентиля -- это полная потеря им вентильных качеств. Ток через пробитый вентиль может проходить как в прямом, так и в обратном направлении. Пробой вентиля может быть вызван различными причинами. Большой обратный ток (при напряжениях, превосходящих напряжение лавинообразования) может привести к тепловому пробою. Причиной потери вентильных свойств может быть также перекрытие по боковой поверхности кремниевой пластины на месте, которое оказалось слабозащищенным, а также не обнаруженный во время изготовления ее дефект. Выпрямительная установка рассчитана так, что в случае повреждения одного вентиля она полностью сохраняет работоспособность и машинист может вести поезд до депо или пункта оборота, где неисправный вентиль заменяют. В то же время следует иметь в виду, что (например, на электровозе ВЛ80э) одиночный отказ тиристора Т2-320 приводит к повышению напряжения на других последовательных тиристорах плеча ВИП. При этом у него несколько снижается прямое падение напряжения (до 0,5 В, а в редких случаях до 0,25 В) и через параллельную ветвь плеча, в которой находится поврежденный тиристор, протекает увеличенный ток. Полный выход из строя одиночного тиристора приводит к загоранию сигнальной лампы этого ВИП на пульте управления электровозом уже при нулевом положении штурвала.

Сквозной пробой плечо возникает при выходе из строя всех вентилей, включенных в данное плечо ВИП.

Как показал опыт эксплуатации электровозов ВЛ80э, случаи выхода из строя всех силовых тиристоров Т2-320 плеча ВИП наблюдались значительно реже, чем случаи одиночных пробоев. В то же время они более опасны, так как при сквозном пробое любого плеча возникает режим короткого замыкания всей вторичной обмотки тягового трансформатора или только некоторой её части (в зависимости от зоны регулирования в момент возникновения сквозного пробоя). При этом развиваются токи, которые могут привести к повреждению вторичных обмоток тягового трансформатора, переключателей и силовых тиристоров в других плечах ВИП. Что-бы предотвратить подобные повреждения, на шинах вторичной обмотки трансформатора установлены токовые реле РТ1 -- РТ6, имеющие уставку (8200-~-2001 А. При срабатывании этик реле замыкаются в контакты, через которые на отличающуюся катушку главного выключателя подается питание от обмотки собственных нужд.

Практика эксплуатации электровозов ВЛ80г показывает, что в подавляющем большинстве случаев такая зашита спасает силовое электрооборудование от повреждения. В то же время при сквозном пробое плеча ВИП, как правило, происходит прерывание силовых контактов переключателей 81 и 82.

Наиболее тяжелые повреждения силового электрооборудования отмечаются в случаях, когда машинисты при возникновении сквозного пробоя плеча, не отключают поврежденный ВИП, пытаются повторно включать ГВ.

Неоднократное повторное включение ГВ без отключения неисправного ВИП приводит, как правило, к сквозному пробою нескольких плеч ВИП; число поврежденных тиристоров достигает 10 -- 25; сгорают монтажные про-вода и резисторы связи на панелях силовых тиристоров; повреждаются и обугливаются текстолитовые панели с тиристорами и все элементы монтажа, расположенные на этих панелях.

Повреждения тиристоров чаще всего происходят в одном плече одного ВИП, реже возникают сквозные пробои одновременно двух и более плеч одного ВИП и исключительно редко происходят сквозные пробои плеч одновременно в нескольких ВИП. В подавляющем большинстве случаев при сквозных пробоях выходят из строя силовые тиристоры одной параллельной ветви плеча, реже происходит одновременное повреждение силовых тиристоров двух и более параллельных ветвей плеча, крайне редко наблюдается зигзагообразный выход из строя тиристоров плеча. При этом следует отметить, что самые нижние параллельные ветви тиристоров плеча повреждаются чаще, чем остальные ветви.

Увеличение обратного тока вентиля вызывается увеличением напряжения, приложенного к структуре, и повышением ее температуры. В эксплуатации иногда срабатывает защита от пробоя вентиля, но пробитые вентили не обнаруживаются. Задача отыскания вентилей с увеличенным обратным током может оказаться сложной, если в выпрямительной установке имеются вентиля с нестабильной вольтамперной характеристикой.

Нестабильность вольт-амперной характеристики приводит к тому, что временами, в каких-то условиях обратный ток вентилей резко увеличивается, а затем уменьшается до нормального значения. Причинами нестабильности характеристик может быть нарушение герметичности вентилей и отклонения от технологии при изготовлении структуры.

Обрыв внутренней цепи вентиля это такой вид повреждения, при котором вентиль не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном направлениях. Как правило, цепь нарушается по спаю в вентилях штыревой конструкции, что в подавляющем большинстве является следствием старения их спая. Чем чаше осуществляют сброс и набор позиций на электровозе, тем интенсивнее может идти старение спая. По этой причине на электропоездах, где число наборов и сбросов позиций значительно больше, чем на электровозах, случаев обрыва цепи вентилей больше. Обрыв цепи в вентиле остается незамеченным машинистом и может быть обнаружен только специальной проверкой.

Наружные повреждения вентиля штыревой конструкции вмятины на крышке, сорванная резьба и др. часто приводят к необходимости его замены. Недопустимо оставлять в работе вентиля с видимыми наружными повреждениями. Сорванная резьба корпуса вентиля не обеспечивает полного прилегания его к охладителю, что в конечном итоге приводит к его чрезмерному нагреву и выходу из строя. Вмятина на крышке может быть причиной повреждения самого выпрямительного элемента или нарушения герметичности вентиля.

Неисправности вспомогательных элементов выпрямительных установок могут возникать как в результате механических воздействий, так и от действия повышенных токов в цепях установки. В эксплуатации наблюдаются случаи сгорания резисторов связи. Одной из причин их сгорания являются режимы перераспределения рабочего тока ВИП на несколько параллельных ветвей в двух смежных плечах. Сгорание одного резистора связи, расположенного на панели тиристора, нарушает цепь управления этого тиристора и приводит к тому, что данная параллельная ветвь тиристоров плеча вообще не принимает нагрузку. Такое положение не является критическим для ВИП, но накопление сгоревших резисторов связи в одном плече может привести к более серьезным повреждениям (например, отказу тиристоров), поэтому в эксплуатации необходимо периодически проверять целостность резисторов связи и заменять сгоревшие.

Имеют место случаи внутреннего обрыва цепи резисторов ПЭВ. Такие повреждения вызывают неравномерность в распределении напряжений по последовательно соединённым тиристорам и приводят к загоранию сигнальной лампы ВИП на пульте управления в кабине машиниста.

У резисторов наблюдаются также случаи коробления элементов, нарушение пайки в местах соединения, а у конденсаторов пробой изоляции, обрыв проводов, нарушение качества пайки, вмятины на корпусах.

3. Периодичность планового технического обслуживания и ремонта ВУ

Виды технического обслуживания и технического ремонта локомотивов (согласно приказу №423/Н от 21.10.2005г.)

1. Система технического обслуживания и ремонта локомотивов предусматривает техническое обслуживание ТО_1, ТО_2, ТО_3, ТО_4, ТО_5а, ТО_5б, ТО_5в, ТО_5г, текущий ремонт ТР_1, ТР_2, ТР_3, средний ремонт СР и капитальный ремонт КР.

2. Техническое обслуживание -- комплекс операций по поддержанию работоспособности и исправности локомотива.

Техническое обслуживание ТО_1, ТО_2 и ТО_3 является периодическим и предназначено для контроля технического состояния узлов и систем локомотива в целях предупреждения отказов в эксплуатации. Постановка локомотивов на техническое обслуживание ТО_4, ТО_5а, ТО_5б, ТО_5в, ТО_5г планируется по необходимости.

3. При производстве технического обслуживания ТО-1, а также при производстве технического обслуживания ТО-2 (в пределах установленных норм продолжительности) локомотивы учитываются в эксплуатируемом парке. Локомотивы, поставленные на остальные виды технического обслуживания и на ремонт, исключаются из эксплуатируемого парка и учитываются как неисправные.

4. Техническое обслуживание ТО_1 выполняется локомотивной бригадой при приемке-сдаче и экипировке локомотива, при остановках на станциях. Техническое обслуживание ТО-2 выполняется:

-- персоналом пунктов технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ)

Нормы периодичности технического обслуживания и ремонта электровозов серии ВЛ80с

выпрямительный установка ремонт обслуживание

Периодичность технического обслуживания ТО-2 исчисляется временем нахождения электровоза в эксплуатируемом парке. Текущий ремонт ТР-1 электровозов ВЛ80с необходимо производить не реже одного раза в три месяца, текущий ремонт ТР-2 - не реже одного раза в год, текущий ремонт ТР-3 - не реже одного раза в четыре года, средний ремонт - не реже одного раза в восемь лет, капитальный ремонт - не реже одного раза в шестнадцать лет.

4. Способы очистки и дефектации ВУ

Элементы выпрямительной установки продувают от пыли и грязи сжатым воздухом под давлением 210 - 3ОО кПа (2 - З кгс/см) сверху вниз. Перед ремонтом шкафы ВИЛ обдувают сжатым воздухом в специальной камере с вытяжной вентиляцией. Затем с помощью волосяных щёток и салфеток очищают все доступные поверхности; при этом особое внимание обращают на охладители, изоляторы диодов и изоляционные прокладки. Визуальным осмотром убеждаются в надёжности крепления диодов, вспомогательных элементов, шинного монтажа, а также в исправности соединительных проводов, уплотнений, изоляционных прокладок и клиц. Затяжку диодов осуществляют специальными ключами с предельным моментом затяжки. Обнаруженные неисправности устраняют, а негодные детали и уплотнения заменяют. Тщательно проверяют надежность контактных соединений и пайку. Закорачивают все диоды и цепи управления выпрямительной установки, мегомметром напряжением 2500В измеряют сопротивление изоляции его силовых цепей относительно корпуса. Отсчёт значения сопротивления изоляции осуществляют через 20с. После измерения напряжения мегомметром оно должно быть не менее 15Мом при эксплуатации (а при среднем ремонте не менее 20Мом). Ведомость дефектации представлена в таблице.

Размещено на Allbest.ru