Разработка мероприятий по поддержанию требуемого уровня надежности тягового электродвигателя электропоездов депо

5.1 Схема системы температурного контроля

Схема СТК вагонов метро (рис. 5.1) получает питание от стабилизированного источника напряжения постоянного тока, который запитывает стабилизированным напряжением 24 В устройства температурного контроля УТК1…УТК6. Далее напряжение подается в цепи сигнализации перегрева оборудования (светодиоды VD1…VD6, типа АЛ 307). Для ограничения тока светодиодов используются ограничивающие сопротивления R1 и R2. Каждое УТК обеспечивает контроль температуры одного тягового двигателя. Температура ТЭД контролируется позисторами СТ14-2А-160 с квалификационной температурой 160 0C.

Рисунок 5.1. Схема системы температурного контроля УВТЗ на вагоне метро серии 81-740/741

5.2 Устройство температурной защиты УВТЗ-4Б

5.2.1 Устройство и принцип работы

Устройство предназначено для защиты от перегрева асинхронных электродвигателей, применяемых в различных отраслях с целью повышения их надёжности и долговечности.

Устройство работает в комплекте с тремя последовательно соединёнными позисторами типа СТ14-2, встроенными между витками обмоток каждой фазы двигателя (см.рис.5.2), действуя на отключение магнитного пускателя.

Устройство состоит сглаживающего фильтра С1, параметрического стабилизатора напряжения VD5 (рис.5.3).

На стабилитроне VD5 поддерживается постоянное значение выпрямительного напряжения при колебаниях питающего напряжения от 15 до 28 В. Исполнительное устройство состоит из реле KV управляемого триггерным устройством, состоящим из транзисторов VT1 и VT2. Резистор R1 диод VD6 и позисторы, подключаемые к клеммам 5, 6, задают смещение на базу транзистора VT2. Смещение на базу транзистора VT1 обеспечивается резистором R2 и переходом коллектор-эмиттер транзистора VT2.

В нормальном состоянии сопротивление позисторов незначительно, и поэтому транзистор VT2 закрыт, а транзистор VT1 открыт. По обмотке реле KV протекает коллекторный ток транзистора VT1 реле включено, двигатель находится под напряжением. На диодах VD2, VD3 создаётся падение напряжения, соответствующее запиранию транзистора VT2.

При увеличении сопротивления позисторов, вызванном перегревом обмоток двигателя, транзистор VT2 открывается, а транзистор VT1 закрывается. В результате этого обмотка реле KV обесточивается и происходит отключение тягового оборудования вагона с перегретым

Рис.5.2. Пример крепления датчика температуры в обмотке ТЭД

Рис. 5.3. Принципиальная электрическая схема УТК

электродвигателем. Диоды VD2 и VD3 обеспечивает положительную обратную связь. Благодаря этому обеспечивается релейный эффект протекания тока коллектора транзистора VT1 при медленном изменении сопротивления позиторов.

Диод VD1 включён параллельно обмотке реле KV для уменьшения ЭДС самоиндукции при коммутации тока в обмотке реле. Диод VD4 служит для повышения стабильности работы устройства при значительных колебаниях окружающей температуры.

5.2.2 Порядок работы

а) Правила проверки монтажа и эксплуатации устройства.

Каждое устройство перед установкой на объект должно пройти проверку уставок сопротивления срабатывания и возврата.

б) Проверку уставки сопротивления срабатывания проводится в следующей последовательности:

? установить напряжение питания;

? переключатели SA4, SA5 установить в начальное положение;

? нажать кнопку SA7 "Пуск", при этом включается реле и загорается лампа HL2;

? переключателями SA4, SA5 увеличить сопротивление до отключения реле и лампы;

? произвести отсчёт показаний.

Значение сопротивлений срабатывания R1….R21 должно быть в пределах 950….2500 Ом.

в) Проверка уставки сопротивления возврата производится в следующей последовательности:

Переключатели SA4 и SA5 установить на максимальное сопротивление;

При нажатой кнопке SA7 "Пуск" уменьшать значение сопротивлений R1….R21 до включения реле, в момент включения реле загорается лампа HL2.

Значение уставки сопротивления возврата должно быть не менее 900 Ом.

Присоединение проводов производить согласно электрической схеме.

Примечание. На клеммной колодке устройства имеется маркировка выводов с номерами клемм.

Для электрического монтажа допускаются многожильные провода с сечением 1….2,5 мм2, надёжно выдерживающие напряжение сети при повышенной влажности. Рабочее положение - клеммы расположены внизу.

г) Инструкция по установке позисторов в асинхронные электродвигатели.

Позисторы необходимо устанавливать в двигатели во время перемотки обмоток статора до пропитки по одному в каждую фазу.

Позисторы необходимо устанавливать в лобовые части параллельно проводникам обмотки, вблизи позисторов обмотку нельзя подвергать ударам. Соединительные провода от позисторов должны идти по возможности параллельно проводам обмотки. Соединительные провода должны быть сечением 0,1-0,3 мм2, теплостойкие (например типа ПТЛ-200). Соединение проводов производить пайкой припоем ПОС-40. Места пайки изолировать двумя слоями лакоткани.

Позисторы соединяются последовательно, соединительные провода бандажируются на лобовых частях обмотки. Позисторы устанавливаются в обмотке со стороны свободного конца вала электродвигателя (со стороны, противоположной вентилятору).

Соединительные провода запрещается натягивать и изгибать вблизи изоляции позисторов.

После установки позисторов произвести измерение сопротивления позисторов любым методом при измерительном токе до 50 мА. Суммарное сопротивление трёх позисторов не должно превышать 550 Ом при температуре +20±5 0С.

Затем измерить сопротивление изоляции между позисторами и обмоткой (оно должно быть не менее 20 мОм) и подвергнуть воздействию испытательным напряжением переменного тока 1500 В, частотой 50 Гц в течении 5 с. или напряжением 1800 В, в течение 1 с.

Установка позисторов в электродвигатели, находящиеся в эксплуатации, путём подогрева обмоток статора, раздвиганием витков обмотки с помощью клина для создания щели, где можно установить позистор, требует особой осторожности, так как этот способ может привести к порче годного электродвигателя.



6. Охрана труда

Охрана труда - это система законодательных социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических мероприятий по созданию условий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Её основными разделами являются "Производственная санитария", "Техника безопасности", "Пожарная защита", "Законодательство по охране труда".

Большая часть работников ремонтного цеха электродепо работает на должностях связанных с движением поездов, подверженные опасным и вредным производственным факторам на рабочем месте.

Ухудшение здоровья влияет на безопасность движения поездов и их эффективное использование.

Для определения эргономических требований к организации рабочего места электромеханика прежде всего нужно определить действию каких вредных производственных факторов подвержены работники ремонтного персонала.

Производственные факторы воздействие которых на работающего приводит к травме называют опасными, а факторы приводящие к заболеваниям - вредными факторами. Перечень опасных и вредных производственных факторов и их классификация приведены в ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация".

Все производственные факторы подразделяются по природе действия на физические, химические, биологические и психофизиологические. Производственная деятельность ремонтного персонала связана в основном с физическими и психофизиологическими факторами.

В группу опасных физических и вредных факторов входят движущиеся машины и механизмы, подвижные элементы оборудования, электрический ток, повышенный уровень шума и вибрации, повышенная или пониженная температура и подвижность воздуха, недостаточная освещенность. Все перечисленные факторы могут влиять на работу ремонтного персонала, так как имеют место в кабине и кузове вагонов метрополитена, а также на ремонтных канавах.

Из вредных психофизиологических факторов на ремонтный персонал могут оказывать влияние физические перегрузки. Для предотвращения этого, имеются различные вспомогательные средства: тележки, тельферы и др.

Особое внимание в кабине и кузове электровоза и вагонах метрополитена уделяется средствам защиты обслуживающего персонала от воздействия электрического тока. Согласно требованиям ГОСТа 12.1.083-82 силовое электрооборудование должно быть расположено в высоковольтных камерах, шкафах, а также крыше электровоза. Кабели силовых цепей, проложенные вне высоковольтной камеры должны иметь ограждение защищающее их от попадания влаги и смазки.

Высоковольтные камеры, шкафы, ящики, панели пульта управления должны иметь блокирующие устройства исключающие доступ к силовому оборудованию, при наличии напряжения на нем. Одно из средств безопасности должно обеспечивать невозможность поднятия токоприемника при открытых дверях, шторах высоковольтной камеры, шкафов, ящиков и панели управления (на железнодорожном транспорте), другое - невозможность отправиться при открытых дверях вагонов (на метрополитене).

Опасные и вредные производственные факторы на подвижном составе метрополитена и на деповских участках (далее - канавах) электродепо:

- напряжение бортового питания;

- наличие высокого напряжения;

- сжатый воздух;

- глубокие канавы;

- работа, связанная с различными горюче-смазочными материалами;

- скользкий пол (из-за вероятности разлива смазочных материалов) и другие.

Для уменьшение риска травматизма работники цеха ремонта обеспечиваются спецодеждой, средствами индивидуальной защиты (перчатки, респиратор), а также спецобувью, устойчивой к горючесмазочным материалам и нескользящей подошвой.

Перед началом работ работник должен проверить исправность рабочего инструмента: гаечных ключей, молотка, плоскогубцев и пр.; а также электрического инструмента на наличие повреждений изоляции провода, целостность штепсельной вилки, следов подгара. При обнаружении неисправного инструмента необходимо доложить своему руководителю и заменить инструмент. Работать неисправным инструментом запрещается.

При несчастном случае работник обязан поставить в известность своего руководителя и оказать первую помощь пострадавшему. При поражении электрическим током необходимо как можно скорее освободить пострадавшего от действия электрического тока, отключив ту часть электроустановки, которой касается пострадавший (например: разъединитель у ворот депо). При невозможности быстрого отключения, необходимо освободить пострадавшего от действия электрического тока при помощи непроводящего электричество предмета (сухая палка, доска, предупредительный щиток).

Также, немаловажным фактором, влияющим на состояние здоровья, является шум и вибрации. Характеристикой шума являются уровни звуковых давлений в октавных полосах, измеряемые в децибелах (дБ).

Врачами установлено, что при воздействии шума и вибрации на организм человека у него может возрасти артериальное давление, измениться ритм сердечной деятельности и понизиться кислотность желудочного сока. Кроме того, от шума и вибрации у машиниста и его помощника может нарушиться работоспособность клеток головного мозга, повыситься порог слышимости звуковых сигналов, снизиться острота зрения и нарушиться нормальное цветоощущение, причем восприятие зеленого и голубого цветов обостряется, а красного ослабевает. Все это приводит к утомлению, снижению внимания и времени реакции машиниста и его помощника, т.е. к ухудшению психофизиологических качеств, которые совершенно необходимы для обеспечения четкой безаварийной работы.

После снятия шумового (вибрационного) воздействия и отдыха организма человека его физиологические функции возвращаются к своему нормальному состоянию. Эти обратимые сдвиги не приносят вреда здоровью человека. Однако если время отдыха недостаточно, то может происходить накопление изменения физиологических функций, и они могут принять необратимый характер. Поэтому нормы допустимых уровней шума и вибраций на рабочих местах определяются на основе медицинских исследований, они не должны приносить вреда здоровью человека.

Большое влияние на результат работы машиниста оказывает психофизиологический фактор. Сам факт управления объектом очень большой массы, перемещающимся в пространстве с высокой скоростью, на основе периодически или внезапно поступающей извне информации определяет необходимость постоянного уточнения и корректирования движения его. Машинист-оператор не может надолго планировать свои действия в управлении поездом. Он вынужден постоянно следить за состоянием пути и состава, стремясь как можно раньше заметить непредвиденные, однако высокозначимые для его деятельности события. Другой объект управления в деятельности машиниста - энергосистема локомотива. Осведомительную информацию о работе её блоков машинист воспринимает с помощью зрения (показания приборов) и слуха (шум работающей машины), Кроме того, о работе агрегатов он судит по вибрации корпуса локомотива. электропоезд вентиляция воздуховод изоляция

Профессионально важная информационная модель для машиниста электровоза - электрическая схема локомотива, в частности, схема высоковольтной камеры. Положения основных реле и контактов этой схемы становятся основой для контроля за работой машины. При этом происходит мысленное воссоздание объекта, тех предметов, которых в данный момент нет перед глазами, и их информационные модели оказываются необходимыми при возникновении разного рода неполадок и неисправностей. Поскольку без устранения неисправностей не может осуществляться само вождение, подобная диагностическая операторская деятельность при управлении сложными объектами становится необходимым компонентом деятельности машиниста. Таким образом, машинист как человеческое звено в системе управления должен постоянно обрабатывать информацию, поступающую как из внешней среды, так и от объекта управления, и тут же принимать решение, осуществлять управляющие воздействия.

Машинист локомотива выступает в качестве оператора объективно очень сложной технической системы, которая определяет субъективные трудности, присущие его работе. Важнейшая из них состоит в том, что машинист должен распределять направленность своих психических процессов на параллельное выполнение двух различных компонентов деятельности, каждый из которых, несмотря на их тесную взаимосвязь, в ряде случаев выступает как самостоятельный вид деятельности. При этом он не может в течение продолжительного времени сосредоточиться либо только на процессе вождения, либо на обслуживании агрегата.

Чтобы успешно выполнять отдельные операции, связанные с вождением локомотива, все его технические системы должны быть в нормальном состоянии. Следить за состоянием агрегата и обслуживать его машинист должен, ни на минуту не теряя ориентировки в дорожной обстановке и в параметрах движения состава. Сочетание двух компонентов деятельности - весьма серьезное требование к машинисту магистрального локомотива, усложняющее его деятельность.

В процессе работы у машиниста в определенный момент более или менее резко снижается работоспособность - наступает утомление. Многократные исследования точности управляющих действий - степени зажима ручек рычагов управления, мышечных потенциалов, уровня кровяного давления - в условиях поездной работы на одном и том же тяговом участке показали, что после 4 ч работы на повышенных скоростях время и степень зажима ручек управления увеличивается почти вдвое. Появляется много лишних движений, увеличивается длительность и амплитуда электрических биопотенциалов двуглавой мышцы плеча, повышается среднее динамическое кровяное давление. К концу обычного рейса продолжительностью 6 ч снижается скорость простых и сложных сенсомоторных реакций (примерно на 10%) точность реакции на движущийся объект, объем оперативной памяти и продуктивность умственной работоспособности, а также мышечная выносливость. Частота пульса в процессе работы падает, снижается или возрастает артериальное давление (на б-26 мм рт. ст.). Эти демонстративные показатели становятся более выраженными по мере увеличения продолжительности поездной работы до 8 ч, а при более длительном рейсе отчетливы признаки изменения уже не двух-трех, а большего числа физиологических показателей, т. е. утомление выявляется в большем числе функций.

В ходе врабатываемости к 3-му часу уменьшаются усилия, прилагаемые к рычагам управления (на 10 - 20% по сравнению с. начальными) и ускоряются переключения контроллера на 0,1 с. Но затем силы сжатия и длительность зажима рукояток постепенно увеличиваются (на 10-15% по сравнению с исходным уровнем) и одновременно замедляются двигательные реакции - переключения контроллера. К 6-му часу работы усилия и время зажима рукояток увеличивается еще больше: в 2-3 раза против исходного уровня. Так называемые лишние движения появляются обычно не ранее 4-го часа работы, к 6-му часу они достигают 39 в 1 ч, а при скоростном движении возникают раньше и к 6-му часу достигают 102 в 1 ч. При движении поезда со скоростью 100-120 км/ч подобные сдвиги становятся еще более резкими, явно указывая на избыточное психическое напряжение. Усилием воли машинист еще может заставить себя продолжать работать. Однако такая работа, как доказывает опыт, становится менее надёжной, чем в неутомленном состоянии. Под влиянием утомления снижается прежде всего готовность к экстренному действию - бдительность. А это значительно повышает вероятность катастрофы, особенно при вождения поездов в ночное время. Ночная работа нарушает суточную периодику физиологических функций, которая в ходе длительного биологического развития приурочила смену активности и отдыха к смене дня и ночи. Помимо этого". вождение поезда в ночное время требует особого напряжения зрения. При снижении видимости объектов усиливается состояние монотонии, что приводит к развитию сонливости. Этому содействует и вибрация, которая укачивает человека. Сидячая поза, малый объем профессионально необходимых движений, а также неоптимальный тепловой режим в кабине не способствуют сохранению высокой бдительности у машиниста. Уже при температуре 24°С снижается бдительность и качество выполнения профессиональных функций. Особенно заметным такое ухудшение становится ври повышении температуры выше 27°С.

Периоды потери бдительности во время длительной езды чаще всего носят характер кратковременных провалов сознания. Но как бы ни были такие провалы кратковременны, они таят в себе большую опасность, если совпадают с объективно возникшей аварийной ситуацией. Даже сознание того, что машинист находится в наиболее опасном при крушении месте поезда, не гарантирует его от кратковременных периодов снижения бдительности. Анализ происшествий, случившихся по вине машинистов, подтверждает, что более 50% допущенных проездов запрещенных сигналов произошли из-за потери бдительности (сна на рабочем месте). Для безаварийной работы очень важна способность машиниста поддерживать необходимый уровень внимания в течение длительного времени и вместе с тем не концентрировать его надолго лишь на одном или нескольких объектах, а держать в поле зрения всю ситуацию в целом.

Машинист совершает относительно немного действий, и они по своей структуре несложны. Но каждое из них чрезвычайно ответственно, так как любая ошибка может повлечь за собой самые тяжелые последствия. Именно эта ответственность становится причиной эмоционального напряжения, того эмоционального фона, на котором развертывается вся деятельность машиниста - управление локомотивом. Кроме того, в поездной работе возникают случаи, вызывающие острый эмоциональный стресс, например, при неожиданном переходе пути пешеходом, застрявшем на переезде транспорте, внезапно возникшей неисправности и др. И чем больше случаев, создающих угрозу безопасности движения, тем более напряженна и утомительна поездка.

В связи с неуклонным ростом скоростей движения напряжение психологического характера, воздействующее на машиниста, постоянно возрастает. Это определяет все большие трудности адаптации человека к профессиональной деятельности. Возрастает в интенсивность стрессовых ситуаций, которые создают дополнительную эмоциональную нагрузку и предъявляют определенные требования не к отдельным качествам или функциям человека, а к общей эмоционально-волевой характеристике личности. Следовательно, устойчивость эмоционально-волевой сферы в критических ситуациях в качестве профессионально важного свойства в значительной степени обусловливает успешность трудовой деятельности машиниста.

Несмотря на то, что на повышенных скоростях движения манипуляции машиниста при выполнении различных операций, связанных с процессом вождения, существенно не изменяются, увеличение скорости движения поезда вызывает быструю смену обстановки. Машинисту необходимо быстрее разбираться в показаниях приборов, сигналах, различных дорожных ситуациях и для выполнения любого экстренного действия, связанного с процессом управления локомотивом, в его распоряжении остается значительно меньше времени. Такова в общих чертах психологическая характеристика процесса деятельности машиниста магистрального локомотива. Резюмируя изложенное, следует сказать, что наиболее важными и профессионально значимыми психическими качествами, необходимыми для успешного выполнения этой деятельности, обеспечивающими безопасность движения поездов служат способность выдерживать высокие информационные нагрузки; монотоноустойчивость; готовность к экстренным действиям; рассредоточенное, интенсивное и устойчивое внимание; эмоциональная устойчивость; высокая мотивированность действий.

В проекте рассмотрена часть раздела "Пожарная защита". Пожарная защита составляет комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него. Это мероприятия по устранению причин пожаров, ограничению распространения огня, обеспечению эвакуации людей и имущества из горящего помещения, быстрому развёртыванию тактических действий пожарных команд при тушении возникшего пожара.

Одной из наиболее опасных ситуаций, возникающей на железнодорожном транспорте и особенно на метрополитене является пожар. Пожар является результатом возгорания электрооборудования при коротком замыкании, нарушения правил пожарной безопасности при проезде в метро и на железнодорожном транспорте.

Для обеспечения пожарной безопасности в пассажирском подвижном составе необходимо проверять исправность отопительных устройств, осветительных приборов и электропроводки.

При проверке электрооборудования особое внимание обращать на состояние электросоединений, запоров крышек аккумуляторных ящиков, наличие и исправность различных предохранительных устройств, заземляющих элементов и других средств защиты.

Для обеспечения пожарной безопасности, предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него в вагонах метрополитена используются различные негорючие материалы. Для внутренней отделки стен салонов и кабины используются различные панели и детали из стеклопластика огнестойкого по ТУ 3187-001-64191842-2002. Внутри проложен утеплитель из стекловолокна.

Рис.6.1. Организационно-технические мероприятия по обеспечению пожарной безопасности

Потолок пассажирского салона обшит перфорированным металлическим листом сталь 20 ГОСТ 16523-97.

Пол пассажирских салонов вагонов выполнен из гофрированного металлического настила и многослойного покрытия. В салонах секций вагонов (кроме хвостовой части и кабины) укладка пола производится следующим образом. На металлический настил рамы секций вагона (с поперечными гофрами) предварительно наносится слой виброзащитной мастики ВМП-1 и на мастику укладывается слой базальтового картона ("Базальтин"), затем поперечно гофрированный лист со вторым слоем базальтового картона, на который укладывается трудногорючая фанера толщиной 10 мм. На фанеру приклеивается линолеум "POLIFLOR" 9220 толщиной 3 мм. Линолеум устанавливается на мастику клеящую дисперсионную УНИК или на ПВА с предварительным покрытием фанеры грунтовкой ГФ-0163. На поверхность линолеума наносится мастика полимерная матовая "Fobro-Erfurt".

Салоны вагонов оборудованы сиденьями из стеклопластика ("антивандальными сиденьями") с мягкими вставками.

В настоящее время все больше уделяется внимания противопожарной безопасности на пассажирском ж/д транспорте. Применяются все более современные, и как можно менее горючие, материалы. Устанавливаются автоматические системы обнаружения и тушения пожара АСОТП, включающие в себя различные датчики задымления и самосрабатывающие огнетушители.



7. Технико-экономическое обоснование внедрения автоматической системы контроля температуры асинхронных ТЭД вагонов 81-740/741 и их модификаций

В настоящее время на вагонах московского метрополитена, наблюдается повышенный выход из строя двигателей ДАТЭ 170-4-У2 (в штатных схемах вагонов 81-740 и 81-741 отсутствует система контроля состояния двигателей по нагреву).

Существующая система сигнализация неисправностей вагонов 81-740 и 81-741 таких, как срабатывание устройств защиты при повышенном токе и провороте компенсационной муфты, как показывает опыт эксплуатации, неэффективны, так как следствие этого - заклинивание колесной пары на линии при разрушении подшипника, а при срыве компенсационной муфты повреждение вала двигателя.

Наиболее опасно при разрушении подшипника на линии, то что все это ведет к сбою графика движения, образование лысок на поверхности катания колесных пар с последующей их заменой.

Все это ведет к большим финансовым затратам при смене колесной пары и экономическим потерям от сбоя графика.

На данный момент наблюдается дальнейшее увеличение отказов из-за разрушения подшипников и в срывах компенсационных муфт тяговых двигателей ДАТЭ 170-4-У2.

При отсутствии, каких либо мер по решению данной проблемы, возможно увеличение отказов на 30-40% в ближайшие 2 года, так как основная часть неисправностей возникает при пробеге вагона примерно 200-250 тысяч километров пробега от начала эксплуатации или среднего ремонта.

При выполнении среднего ремонта, при пробеге вагона 480-520 тысяч производится смена двигателей 30%, при выявлении неисправности, остальные 70% остаются на вагоне.

Тем самым они и представляют опасность по неисправности, так как заводом изготовителем заложен ресурс подшипников в 1 млн. километров пробега.

Инженерами и научными сотрудниками железной дороги и многих учебных заведений накоплен значительный опыт по разработке и опытной эксплуатации элементов непрерывного температурного контроля ТЭД.

Создан ряд надёжных технических устройств, позволяющих наиболее просто и эффективно производить контроль температуры и контроль над разрушением подшипниковых узлов и прогнозировать их разрушение.

Ввод этих устройств обеспечивает своевременное выявление первоначального нарушения правильной работы при проведении текущего обслуживания и ремонта вагонов.

В настоящее время наиболее остро стоит вопрос в постоянном контроле состояния подшипниковых узлов асинхронных ТЭД, которые являются основными причинами отказов электропоездов Московского метрополитена. Сегодня имеется возможность оснастить подвижной состав системой непрерывного температурного контроля и выявить нарушение нормальной работы подшипника на как можно ранней стадии.

Как показал наш опыт эксплуатации данных бортовых систем контроля температуры, применение системы температурного контроля (СТК) снижает случайный съем подвижного состава с линии на 85%-90%, в свою очередь также увеличивает прибыль Московского метрополитена.

Эффектообразующим фактором при внедрении бортовых СТК является сокращение затрат, связанных с преждевременной заменой оборудования ЭПС, задержкой перегонов и выводом вагонов из эксплуатации при неплановых ремонтах.

Годовой эффект или чистая прибыль (Пч), полученная от внедрения бортовой СТК, в расчёте на один электровоз определяется по формуле:

,

где - экономия годовых эксплуатационных расходов от сокращения числа отказов оборудования после внедрения СТК;

- прирост налога на имущество.

7.1 Расчет себестоимости затрат при внедрении системы

По теме планируется разработка и внедрение системы температурного контроля для быстрого определения первоначального разрушения подшипниковых узлов, срыва компенсационных муфт и прочих неисправностей асинхронных ТЭД.

Планируется выполнение следующих основных работ для подключения оборудования на вагоне.

Затраты на оборудование приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Запчасти и материалы системы температурного контроля

№ п/п	Наименование оборудования	Единицы измерения	Количество	Цена, руб	Сумма, руб
1.	Устройства встроенной температурной защиты	шт.	20	1380	27600
2.	Провод ПС-1000 сечением 2,5	м	450	25,3	11385
3.	Датчики температуры (позисторы СТ14-2)	шт.	100	85	8500
4.	Светодиоды яркого освещения	шт.	24	16	384
5.	Паста Ф4	кг	0,1	800	80
6.	Паста КПТ8	кг	0,1	1500	150
7.	Эпоксидный компаунд	кг	0,3	210	63
Продолжение табл. 7.1
8.	Клеммы	шт.	60	11	660
9.	Наконечники проводов	шт.	180	6	1080
10.	Стальной лист толщиной 1 мм	м2	1	1395	1395
11.	Уголок стальной 20х20	м	2	130	260
12.	Гетинакс листовой	м2	0,5	244	122
13.	Припой ПОС 61	кг	1	395	395
14.	Элементы крепления (болты, гайки, шайбы)	кг	2	125	250
Итого:	52324

Приобретение комплектующих (оборудования) и материалов - 52324 руб. на один состав (5 вагонов).

Отсюда затраты на модернизацию парка вагонов электродепо

60 * 52324 = 3139440 руб.

Анализ бортовых систем температурного контроля. Разработка нормативно-технической документации бортовой автоматической системы контроля температуры в пожароопасных местах электропоезда электродепо "Измайлово" Арбатско-Покровской линии Московского метрополитена. Изготовление пластин для установки термодатчиков, монтаж термодатчиков в пластине, переделка устройства встроенной температурной защиты, изготовление пультов сигнализации, панелей устройств встроенной температурной защиты, панелей питания. Заняты - четыре человека в течение 0,15 месяца по шестому разряду.

Монтаж пластин с встроенными термодатчиками, пультов сигнализации, панелей устройств встроенной температурной защиты, панелей питания, измерительных и сигнальных проводов, сварочные работы. В работе принимают участие четыре высококвалифицированных слесаря, в течение 0,15 месяца.

Разработка методики испытания ТЭД электропоезда электродепо "Измайлово" Арбатско-Покровской линии Московского метрополитена на испытательной станции депо в различных режимах токовой нагрузки и вентиляции. В работе принимают участие два инженерно-технических работника.

Наладка автоматической системы контроля температуры в пожароопасных местах электропоезда. В работе принимают участие два высококвалифицированных слесаря, в течение 0,15 месяца, а так же два инженерно-технических работника.

Разработка методики испытаний модернизированного электропоезда на тракционных путях депо и в опытной поездке с нагреванием ТЭД. В работе принимают участие два инженерно-технических работника.

Испытания модернизированного электропоезда на парковых путях депо и в опытной поездке с нагреванием ТЭД. В работе принимают участие четыре высококвалифицированных слесаря, в течение 0,15 месяца, а так же два инженерно-технических работника.

Написание и защита отчета. В работе принимают участие два инженерно-технических работника.

В расчетах приведены усредненные затраты времени двух инженерно-технических работников на один электропоезд, при годовом плане модернизации - 20 единиц.

Тарифная заработная плата за монтаж на пяти вагонах составляет 6903,65 рубля (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Тарифная заработная плата

Вид операций	Разряд работ	Тарифная ставка, руб.	Кол-во	Норма времени, час.	Время, час.	Заработная плата, руб.
Установка термодатчиков	5	145,96	100	0,23	23	3357,08
Монтаж панелей	5	145,96	5	1,33	6,65	970,63
Монтаж пультов сигнализации	5	145,96	5	0,14	0,7	102,17
Монтаж проводов	5	145,96	5	9,42	47,1	6874,72
Сварочные работы	4	126,63	5	0,84	4,2	531,85
Проверка схемы	5	145,96	1	2,4	2,4	350,3
Итого	84,05	12186,75

Доплаты к сдельной заработной плате - 12796,09 рубля (табл. 7.3).

Таблица 7.3

Доплаты к сдельной заработной плате

Вид доплаты	В процентах от заработной платы	Сумма, руб.
Премия	80	9749,4
Выслуга лет	25	3046,69
Итого	12796,09

Заработанная плата

12186,75 + 12796,09 = 24982,84 рубля.

Общая стоимость оборудования одного состава из пяти вагонов составляет

52324 + 24982,84 = 77306,84 рублей.

Общая стоимость оборудования одного вагона составляет 15461,37 руб.

Время, затраченное на работу 84,05 часа.

Эффектообразующим фактором при внедрении данного оборудования является сокращение затрат, связанное с преждевременной заменой оборудования ЭПС.

Данные для расчета годового экономического эффекта от внедрения оборудования в расчете на один состав приведены в табл. 7.4 (Использованы данные о количестве отказов оборудования и стоимости их устранения на вагонах типов 81-740 и 81-741 Московского метрополитена).

Таблица 7.4

Данные для расчета годового экономического эффекта

Наименование эффектообразующего элемента	Обозна-чение	Значение	Единица измерения
Среднегодовое число отказов на один вагон, вызвавшее повреждение ТЭД, которое может быть устранено лишь на капитальном ремонте		0,3	Отказ/ электропоезд
Среднегодовое количество отказов на один электропоезд с восстановлением ТЭД в депо		0,7	Отказ/ электропоезд
Средняя стоимость устранения одного отказа ТЭД, при капитальном ремонте		145,5	103 руб.
Средняя стоимость устранения в депо одного отказа ТЭД		9,9	103 руб.
Уменьшение отказов ТЭД, устраняемых лишь на капитальном ремонте в % от общего их числа		75	%
Уменьшение отказов ТЭД, устраняемых в депо в % от общего их числа		75	%
Ставка налога на прибыль		30	%
Продолжение табл.7.4
Ставка налога на имущество		2	%
Годовой уровень амортизации отчислений	А.О.	5	%
Стоимость оборудования одного состава	Сс	77306,84	руб.
Стоимость оборудования полного парка вагонов	Сп	4638410,4	руб.

Годовой эффект или чистая прибыль, полученная от внедрения системы, на один вагон определяется по формуле

?Эг = Эг - Еm • кВ - ? = 34069,66 - 0,15* = 23450,

где - годовая экономия эксплуатационных затрат, руб.;

Еm - коэффициент = 0,15;

кВ = С - капиталовложение.

руб.,

Где

;

.

А.О. = 0,05*77306,84 = 3865,34 руб. - увеличение амортизации отчислений, связанное с возрастанием балансовой стоимости вагона при его оборудовании системой

= 0,02*(77306,84+77306,84*0,95)/2 = 1507,48 руб.,

где (77306,84+77306,84*0,95)/2 - средняя за первый год эксплуатации балансовая стоимость системы.

Произведем графический расчет окупаемости ЧДД (чисто дисконтированный доход)

Т=КВ/Эг =77306,84 / 34069,66 = 2,3 года

Рис. 7.1. График окупаемости оборудования

Таблица 7.5

Данные для построения графика окупаемости

Годы	Единовременные затраты, тыс. руб.	Снижение эксплуатационных расходов за год, тыс. руб.	Коэффициент дисконтирования	Приведенный экономический эффект, тыс. руб.	ЧДД, тыс. руб.
2013	77,31	0	-	0	0
2014		34,07	1	34,07	-43,24
2015		34,07	0,9091	30,97	-12,27
2016		34,07	0,8264	28,14	15,87
2017		34,07	0,7513	25,59	41,46
2018		34,07	0,683	23,27	64,73
2019		34,07	0,6209	21,16	85,89
2020		34,07	0,5645	19,22	105,11
2021		34,07	0,5132	17,48	122,59
2022		34,07	0,4665	15,91	138,5
2023		34,07	0,4241	14,45	152,95



Список использованной литературы

1. Юренков М.Г. Анализ надежности изоляции тяговых электродвигателей НБ-406. Исследование работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава. Науч. тр. ОмИИТа. Омск, 1974. Т. 163. С. 58-62.

2. Ахцигер В.В. Исследование влияний условий эксплуатации электровозов на надежность изоляции обмотки якоря тяговых двигателей. Исследование работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава. Науч. тр. ОмИИТа. Омск, 1974. Т. 163. С. 72-74.

3. Юренков М.Г. Анализ влияния условий эксплуатации на надежность тяговых электродвигателей. Исследование работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава. Науч. тр. ОмИИТа. Омск, 1975. Т. 171. С. 57-60.

4. Ахцигер В.В. Построение обобщенной математической модели надежности изоляции обмоток тяговых двигателей электровозов. - Исследование работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава. Науч. тр. ОмИИТа. Омск, 1975. Т. 171. С. 50-56.

5. Сонин В.С. Оценка эксплуатационной надежности электровозов. В кн.: Повышение эффективности использования электровозов на дорогах Урала и Сибири. / Под ред. Ю.Н. Виноградова. - М.: Транжелдориздат, 1963. С. 37-64 (Труды ВНИИЖТ, вып. 226).

6. Глущенко М.Д. Проблемы эксплуатационной диагностики тяговых электродвигателей подвижного состава и пути их решения: Автореф. дис. докт. техн. наук. - М.: МИИТ, 1999. - 39 с.

7. Галкин В.Г., Парамзин В.П., Четвергов В.А. Надежность тягового подвижного состава. - М.: Транспорт, 1981. - 184 с.

8. Протокол № ЭМ-18-85. Тепловые испытания тягового двигателя НБ-514. Новочеркасск, 1985. - 21 с.

9. Протокол № ЭМ-11-67. Тепловые испытания тягового двигателя НБ-418К на постоянном токе. Новочеркасск, 1967. - 23 с.

10. Магистральные электровозы. Электрические машины и трансформаторное оборудование / В.И. Бочаров, П.А. Золотарев, М.А. Козорезов и др. - М.: Машиностроение, 1968. - 368 с.

11. Дипломное проектирование: Уч. пос./В.Д. Шаров, Н.А. Ротанов, А.В. Скалин, А.П. Бородин, С.А. Серин, В.К. Крылов, Н.М. Хуторянский, Г.В. Кириллова; Под общ. ред. В.Д. Шарова и Н.М. Хуторянского. -М:. РГОТУПС, 2005.-81 с.

12. Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С. Проектирование электрических машин.- М.: Высшая школа, 2001.-430 с.

13. Проектирование тяговых электрических машин. Под ред. М.Д. Находкина.:- Транспорт,1976.-624 с.

14. Охрана труда на железнодорожном транспорте. Под ред. Ю.Г. Сибарова.-М.: Транспорт,1981.-287 с.

15. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-740 и 81-741 / Акционерное общество "Метровагонмаш".-М.: Транспорт,2002.-343 с.

16. Комплект электрооборудования асинхронного тягового привода вагонов метрополитена КАТП-1 / СКБМ, 2004.-248 с.

Размещено на Allbest.ru

...