АНОТАЦІЯ

Тетерко О.А. Підвищення надійності електроконтактних з'єднань силових контакторів електровозів змінного струму. ? Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.09 - електротранспорт. ? Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ, 2008.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню експлуатаційної надійності силових електроконтактних з'єднань контакторів головного контролера ЕКГ-8Ж та електропневматичних контакторів ПК-96-101 електровозів змінного струму шляхом заміни мідно-вольфрамових та срібломістких контактів новими композиційними матеріалами (псевдосплавами).

У роботі проведено аналіз особливостей роботи та видів відмов контакторів ЕКГ-8Ж та ПК-96-101 електровозів змінного струму. Досліджено технологічні характеристики обраних електропровідникових матеріалів для напайок на контакти. Розроблено імовірнісну модель і методику оцінки екстремальної параметричної надійності контактних з'єднань за критерієм контактного опору.

Вперше встановлено закономірності зношування контактів контакторів ЕКГ-8Ж та ПК-96. Досліджено зміну контактного опору і температури контактів із різних матеріалів в реальних умовах експлуатації електровозів. Розроблено методику і проведено чисельну порівняльну оцінку технологічної та експлуатаційної стабільностей, а також показників параметричної надійності контактів за критерієм зношування контактів.

Ключові слова: надійність, контакт, контактор, напайка, електричний апарат, контактний опір, ресурс, зношування, стабільність, псевдосплав.

Тетерко А. А. Повышение надежности электроконтактных соединений силовых контакторов электровозов переменного тока. ? Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.09 - электротранспорт. ? Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, Днепропетровск, 2008.

Диссертационная работа посвящена повышению эксплуатационной надежности силовых электроконтактных соединений контакторов электроаппаратуры электровозов переменного тока путем замены медно-вольфрамовых и серебросодержащих контактов новыми композиционными материалами (псевдосплавами), а именно ? контакторов главного контролера ЭКГ-8Ж и электропневматических контакторов ПК-96-101 электровозов переменного тока серий ВЛ80, ВЛ60, ВЛ40.

В работе проведен анализ особенностей работы и видов отказов контакторов ЭКГ-8Ж и ПК-96-101 электровозов переменного тока. Выбраны материалы для использования в качестве напаек на контакты исследуемых контакторов. Исследованы основные технологические характеристики электропроводниковых материалов ? удельное сопротивление, шероховатость контактной поверхности, микротвёрдость. Получено аналитическое выражение контактного сопротивления электроконтактных соединений с учётом условий эксплуатации контакторов и характеристик материалов, которые используются в качетве контактных напаек. Разработана методика и проведена численная сравнительная оценка технологической и эксплуатационной стабильности контактного сопротивления, в результате которой определены основные параметры наиболее значимо влияющие на технологическую стабильность сопротивления электроконтактных соединений контакторов ЭКГ-8Ж и ПК-96-101, а именно: шероховатость поверхности, сопротивление поверхностной плёнки контактов и удельное сопротивление материала. Исследовано изменение контактного сопротивления, температуры и процесса изнашивания контактов из разных материалов в реальных условиях эксплуатации электровозов.

Разработана вероятностная модель и методика оценки экстремальной параметрической надежности силовых электроконтактных соединений электроподвижного состава по критериям их контактного сопротивления и износа, которые отличаются от существующих тем, что основаны на использовании вероятностных законов распределения экстремальных, то есть крайних, значений статистики исходной выборки контролируемых параметров. Это позволило более точно оценить показатели надежности контактных соединений.

Впервые установлены закономерности изнашивания контактов контакторов ЭКГ-8Ж и ПК-96-101. Визуально определены основные повреждения контактных напаек из разных материалов, которые возникають в условиях реальной эксплуатации контакторов. Получены реализации изнашивания контактных напаек из разных материалов, то есть, зависимости изменения толщины напаек от пробега электровоза. Определены интенсивности изнашивания для разных материалов напаек и пробег электровозов до параметрического отказа электроконтактных соединений. Разработана методика и проведена численная сравнительная оценка показателей параметрической надежности контактов из разных материалов по критерию изнашивания. Определено, что до 50 тыс. км пробега электровоза почти все материалы хранят достаточно высокий уровень надежности (Р > 0,81), за исключением материала №4 (Р =0,62) и №10, "Диском" (Р =0,08), которые негативно зарекомендовали себя уже после 20 тыс. км. А при эксплуатации в течение 100 тыс. км пробега высокую надежность сохраняет только материал №9, МДК-3 (Р =0,93). Вероятность безотказной работы для других материалов колеблется в пределах 0,01…0,05.

Сравнение значений -процентного ресурса L контактных соединений показивает, что наибольшим ресурсом владеют напайки на контакты из материала №9, МДК-3 (например, при = 95% L = 85,6 тыс. км). Для других материалов значения L колеблется в пределах 33…52 тыс. км, что в 1,6…2,6 раза меньше, чем для МДК-3.

В работе также выполнено прогнозирование величины параметрической надежности контактных соединений по критерию изнашивания напаек контактов за 100 тис. км. пробега электровоза. Наименьшим значением вероятности отказа обладают напайки на контакты из материала №9 МДК-3.

В результате сравнения експлуатационных свойств материалов напаек, было предложено использовать в качестве напаек на контакты контакторов с дугогашением ЕКГ-8Ж и электропневматических контакторов ПК-96-101 материал №9 ? МДК-3.

Проведен сравнительный технико-экономический анализ замены существующих материалов контактных напаек силовых контактов контакторов ЕКГ-8Ж и ПК-96-101 на композиционные (псевдосплавы). Разработана технологическая инструкция по подготовке и замене изношенных контактов напайками из наиболее надежного материала.

В локомотивном депо Львов-Запад Львовской железной дороги и на ОАО "Львовский локомотиворемонтний завод" использована технология восстановления изношенных электроконтактных соединений контакторов ЭКГ-8Ж и электропневматических контакторов ПК-96-101 электровозов переменного тока серии ВЛ80Т. Определено, что использование нового псевдосплава МДК позволяет уменьшить расходы не только на закупку напаек, но и на эксплуатацию и ремонт контакторов ЭКГ-8Ж и ПК-96-101. Массовое изготовление и внедрение контактов с напайками МДК приведет к экономии расходов на ремонт и содержание локомотивного парка в целом. А при учете производителем напаек МДК поданых замечаний и рекомендаций надежность контактов, которые возобновлены МДК, повысится.

Ключевые слова: надежность, контакт, контактор, напайка, электрический аппарат, контактное сопротивление, ресурс, износ, стабильность, псевдосплав.

Teterko A .A. Increase of reliability of electrocontact connections of power contactors of alternating current electric locomotives. ? The manuscript.

The dissertation for candidate degree in technical sciences by speciality 05.22.09 ? electric transport. ? Dnepropetrovsk national university of railway transport named by academician V. Lazaryan, Dnepropetrovsk, 2008.

Dissertation work is devoted to increasing of operational reliability of power electrocontact connections of contactors of main controller EKG-8G and electropneumatic contactors PC-96-101 of alternating current electric locomotives by the means of replacement or restoration of copper-tungsten contacts and silver containing contacts by new composition materials (pseudoalloys).

The analysis of features of work and types of refuses of contactors EKG-8G and PC-96-101 of alternating current electric locomotives was conducted. Technological charateristics of selected condacting materials for contacts brazing was investigated. The probabilistic model and method of estimation of extreme parametrical reliability of contact connections by the criterion of contact resistance was developed.

The regularity of wear of contacts of contactors EKG-8G and PC-96-101 was revealed. The changing of contact resistance and temperature of contacts from different materials in the real terms of exploitation of electric locomotives was investigated. The methodic of technological and operating stabilities was developed and numerical comparative estimation ones was conducted and also parametrical reliability of contacts by the criterion of wear.

Key words: reliability, contact, contactor, brazing, the electric device, contact resistance, a resource, deterioration, stability, pseudo-alloy.

Размещено на Allbest.ru