Обслуговування та ремонт електровоза

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

В умовах зростаючого дефіциту енергоресурсів та збільшення їх вартості загальною потребою є зниження енерговитрат на залізничному транспорті, що є одним із основних споживачів електроенергії. Розвиток напівпровідникової техніки дозволяє вирішити проблему електрифікації залізниць на змінному струмі. Вирішення проблеми енергозбереження в значній мірі є забезпечення надійності роботи електричних двигунів при пульсуючому та імпульсному їх живленні.

В наш час з'явились можливості застосовувати імпульси регулювання напруги електродвигунів при тяговому рухомому складі.

Прийняті рішення при створенні електродвигунів є недостатніми, лише 60 % тягових колекторних двигунів рухомого складу змінного струму витримують міжремонтні терміни експлуатації. При імпульсному живленні умови роботи електродвигунів ще більше ускладнюються. При однофазному випрямленні змінного струму або імпульсному регулюванні напруги на тяговому рухомому складі, на електровозах струм у колі якоря має сталу та змінну складову. Цей стан ускладнює роботу тягових електродвигунів, особливо потужних, які використовуються на електровозах ВЛ-11, ВЛ-80, а також нових вітчизняних електровозах ДЕ-1, ДЕ -2, що обумовлено появою вихрових струмів у магнітному колі додаткових полюсів. При цьому комутація виходить за межі допустимих значень, які входять в встановлені нормативами документи, що має прояв у підвищенні іскрення в колекторі, зносі щіток.

Так, досвід експлуатації рухомого складу метрополітену з тиристорною імпульсною системою керування та регулювання напруги на двигунах виявив, що поряд з економією електроенергії до 30 значно, майже у 4 рази збільшує виробку та зношення колектора та знос щіток. Для зменшення пульсації струму застосовують зглажуючі реактори. Однак габарити, маса та вартість реактора швидко зростають з ростом коефіцієнта згладжування. Зважаючи на те, енергоємність, а отже і розміри і вартість реактора залежить від періоду пульсації, особливо при імпульсному живленні тягових двигунів досягти зниження пульсації нижче 25 % на практиці це не вдається. Для цього необхідно удосконалити методику розрахунку магнітної системи та додаткових полюсів, зокрема, тягових колекторних двигунів для рухомого складу при пульсуючій та імпульсній напрузі живлення; дослідити особливості зміни магнітного поля в масивних ланках магнітної системи тягових електродвигунів з урахуванням впливу вихрових струмів на величину магнітного поля; розробити систему форсованої зміни збудження допоміжних полюсів та знайти реальне конструктивне рішення з розміщенням її елементів у магнітній системі тягових електродвигунів та силовій схемі рухомого складу .

В наш час з'явилися можливості застосування імпульсного регулювання напруги тягових двигунів на рухомому складі постійного струму замість енерговитратного резисторного, що використовується зараз. Вказаний напрямок подальшого розвитку тягового рухомого складу відповідає Концепції та програмі реконструкції залізничного транспорту України.

1. Призначення, особливості конструкції та технічні характеристики вузла

1.1 Призначення

Електродвигун НБ-431 слугує приводом компресора КТ-6, який стиснутим повітрям живить пневматичну систему електровозу та тормозну систему поїзда.

ремонт електровоз локомотив

1.2 Особливості конструкції вузла

Електродвигун НБ-431 постійного струму чотирьох полюсний з послідовним збудженням складається з остова, якоря, щіточного апарату та підшипникових щітів.

Остов електродвигуна циліндричний, відлитий зі сталі 25Л-2, він слугує одночасно магнітопроводом. Зі сторони протилежного колектору передбачені вікна, закриті сіткою для виходу, вентилюючий повітря, а в нижній частині лапи для кріплення його рами для пересування.

Сердечники головних полюсів зібрані з тонколистової сталі, товщиною 15 мм й скріпленні стальними заклепками. Сердечник закріплений до остову трьома стальними шпильками М24. Сердечники допоміжних полюсів зроблені з товстолистової сталі з латунними наконечниками та прикріплені до остова двома латунними болтами М16. Для забезпечення надійної комутації при перехідних процесах між остовами та допоміжними полюсами передбачені дюралюміневі прокладинки товщиною 2мм.

Катушка головного полюса має 564 витка та виготовлена з обмоточної міді марки ПСД діаметром 1.81 мм. Катушка допоміжного полюса має 393 витка з обмоточної міді виготовлена з тої самої марки. Корпусна ізоляція катушок головних та допоміжних полюсів виготовлена із скла слюдитивої стрічки 13Ч25 мм. ЛС40РУ-ТТ в шість слоїв з перекриттям в половину змащувальні епоксидом компациду ЭМТ-1 або ЭМТ-2 по ТН804-69 та представляє собою роз'ємний моноблок. Повітряний зазор між якорем та головним полюсом складає 3 мм, а між якорем та допоміжними полюсами 6 мм.

Щіточний апарат електродвигуна НБ-431 складається із траверси поворотного типу, у якому закріплені чотири ізолюючих пальці. Палець представляє собою стальну арматуру, запресовану масою АГ-4, поверх якої посаджені фарфорові ізолятори. Напальцях закріплені чотири щіткотримача, котрі можна регулювати в радіальному напрямку. В щіткотримачі вставлено по одній резервній щітці марки ЕГ розміром 2 (10Ч25)Ч50 мм.

Якорь електродвигуна НБ-431 складається з колектора, обмотки, які закладені в пази сердечника, набраного в пакет з електротехнічної сталі марки Е-22 товщиною 0,5 мм та маючого три ряди отворів діаметром 25, 22,18 мм для проходу вентилюючого повітря, передньою та задньою нажимною шайбою та валу. Залізо якоря з натяжними шайбами та колектором напресовані на вал якоря.

Колектор двигуна із 343 мідних пластин, діаметр його робочої поверхні складає 390±0,5 мм. Мідні пластини ізольовані одна від одної міканітовими манжетами та циліндром.

Волнова обмотка якоря електродвигуна складається з 49 катушок. Катушка складається з семи секцій і обмотана із круглого дроту марки ПЕЛШД діаметром 0,86 мм в два обороти. Кінці секцій впаяні в катушки колектора. Корпусна ізоляція катушок складається з шести слоїв скла слюдинітової стрічки ЛКК-110-ТТ товщиною 0,11 мм , одного слою стрічки фторопласта товщиною 0,03 мм, одного слою склострічки товщиною 0,1 мм, складених з перекриттям в половину ширини стрічки.

Катушки якоря в пазах та лобові частини катушок закріплені склобандажною стрічкою товщиною 0,18 мм по ТН1.28-66 на сердечники якоря, для намотування склобандажної стрічки передбачені радіальні канавки.

В якості якорних підшипників в електродвигунів НБ-431 використані роликові підшипники. Зі сторони колектора встановлений фіксуючий роликовий підшипник 8032417М. Зовнішні кола підшипників запресовані в підшипникові щіти, зроблені зі стального листа, а внутрішнє кільце напресоване на вал якоря. Конструктивне виконання підшипникового щита забезпечує створення у ньому камери смазки і ущільнення для передбачення течі смазки, підшипникові щіти закріплені до остова шістю болтами М20 з прижимними шайбами.

На підшипниковому щиті зі сторони колектору передбачена спеціальне вікно розміром 120Ч120 мм, де приєднана брезентова гармошка для подачі вентиляційного повітря, яке надходить із патрубка вентиляційного каналу електровозу.

Підшипниковий щит зі сторони, протилежної колектору, який має отвір, закритий сіткою для виходу циркулюючого повітря.

Технічні дані електродвигуна :

Ш потужність електродвигуна - 20,4 кВт

Ш напруга - 3000 В

Ш струм якоря - 9,5 А

Ш частота обертання - 440 об/хв.

Ш опір демпферного резистора в колі якоря - 27 Ом

Ш класи ізоляції - B\F

Ш режим роботи - повторно-короткочасний

Ш система вентиляції - незалежна

Ш кількість повітря на охолодження - 14 м3/хв

Ш вага - 1085 кг.

2. Періодичність ремонту та терміни контролю технічного стану вузла

Для підтримання електровозу у робочому стані та забезпечення надійної та безпечної експлуатації необхідна система технічного обслуговування та ремонту рухомого складу.

Основне призначення технічного обслуговування та ремонту - зменшення зносу та усунення пошкоджень, забезпечення безвідмовної експлуатації. Це дуже складні та відповідальні задачі. Не дивлячись на зусилля, передбачені електровозобудівничою галуззю промисловості по підвищенню надійності та безвідмовної роботи електровозів, головна роль призначається ремонтним підрозділам підпорядкованим залізничному транспорту.

На залізничному транспорті нашої країни діє затверджена Міністерством шляхів сполучення система планово-попереджувального ремонту рухомого складу. Згідно цієї системи технічне обслуговування (ТО-2 та ТО-3) проводять через визначений проміжок часу для попередження та усунення причин, які можуть призвести до недопустимого зниження надійності електровозу та порушення експлуатації рухомого складу. Також передбачене ТО-1, яке проводиться локомотивною бригадою.

При технічному обслуговуванні усувають видимі дефекти, змазують поверхні, які труться між собою, регулюють тормозну систему, при необхідності закріплюють деталі, оглядають тягові двигуни, електричні машини та апарати, підтримують чистоту ізолюючих частин та контактних поверхонь.

Поточний ремонт (ПР-1, ПР-2, ПР-3) викнують у локомотивних депо. Їх ціль - підтримання електровозу у технічно справному стані, забезпечувати безперебійну роботу у період між заводськими ремонтами.

При ПР-1 та ПР-2 частково розбирають обладнання електровозу на місці, якщо є несправності, то вони не можуть бути визначені простим оглядом, а також приводять у норму зазори між вузлами тертя.

При ПР-3 знімають тягові електродвигуни та допоміжні машини, викатують колісні пари, знімають та розбирають інші вузли з метою надійної перевірки та ремонту.

Капітальні ремонти (КР-1 та КР-2) являються головним видом «оздоровлення» електровозів та передбачають відновлення несучих конструкцій вузла, кузова, складний ремонт рам візків, колісних пар та редукторів, тягових машин, двигунів та допоміжних машин, електричних апаратів, кабелів та проводів відновлення креслярських розмірів, деталей. Капітальні ремонти електровозів відбуваються на ремонтних заводах.

Ремонтний цикл враховує повторюванні види технічного обслуговування та ремонту. Порядок їх чередування визначається структурою ремонтного циклу.

Періодичність ремонту магістральних електровозів, пробіги між технічним обслуговуванням та ремонтами, так само як і норми простою при цьому встановлюються начальниками залізниці з урахуванням конкретних експлуатаційних умов на основі нормативних наказів.

Таблиця 2.1 - Періодичність ремонту

3. Умови роботи на локомотиві, характерні пошкодження та причини їх виникнення

Умови, в яких працюють електричні машини рухомого тягового складу, дуже важкі, вони зазнають впливу навколишнього середовища, динамічних ударів зі сторони рейок та працюють в умовах широких, а іноді і різко змінних значень струму та напруги.

Температура навколишнього середовища може бути до -400С у зимовий період та до +500С влітку. Висока температура погіршує охолодження електричних машин, впливає на перегрів, а низька температура викликає загущення смазки у підшипникових щитах, підшипниках, поява конденсату в електричних машинах при запуску у депо.

Напруга у контактній мережі, що підводиться допоміжним машинам, Uном може змінюватись на 10-12%. В інших випадках може бути і 1,25Uном.

Таблиця 3.1 - Характерні пошкодження та їх причини

4. Вибір методу ремонту та його обґрунтування

Правилами ремонту передбачається ремонт тягових двигунів та допоміжних машин трьох видів: деповський, заводський I об'єму (капітальний) та заводський II об'єму (капітальний), а також встановлюється періодичність їх вимірювання та проведення. При цьому встановлюється одночасно можливість відключення від встановлених загально існуючих міжремонтних пробігів на 20% в дві сторони з метою полегшення заводами та депо більш рівномірними в дії часу року планування ремонту. Головному управлінню локомотивного господарства передбачено право змінювати терміни ремонту окремими типами електричних машин.

Таблиця 4.1 - Вибір методу ремонту

5. Розробка технології ремонту

5.1 Структурна схема технологічного процесу ремонту

Допоміжні машини відправляють в ремонт комплектно в зібраному стані. В комплект не входять шестерні та кожухи зубчастих передач, ротори і кожухи. Потім виконують підготовку до розбирання деталей, наприклад, зливають масло в підшипниках. Після розбирання вузла на деталі, їх очищують, оглядають та роблять висновки - ремонтувати їх або замінити. Після ремонту деталей вузла їх перевіряють та збирають на спеціальних стендах, на кантувачах та перевіряють технологічний стан та виконують монтаж.

5.2 Очищення та дефекація

Дефектну покровну ізоляцію в умовах депо дозволяється ремонтувати на віддільних дільницях, також із повною заміною. Очищені якор та усі його деталі підлягають ретельному огляду. Зняті щіткотримачі очищають від пилу та бруду та розбирають.

Корпуси їх виварюють у 10% розчині їдкого натрію (каустичної соди), після чого для знежирення їх обтирають в суміші, яка складається з двох частин сірчаної кислоти, та промивають спочатку холодною водою, а потім гарячою водою.

Промитий та просушений корпус підлягає ретельному дефектуванню, огляду та обміру на відповідний ступінь зношення та виявлення тріщин.

Зварювання тріщин та їх вирубку проводять очищувально-кисневим полум'ям та попереднім підігрівом.

Вузли та деталі, що надійшли у ремонт після розбирання та очищення - оглянути та перевірити. Дефектацію вузлів та деталей виконують у очищеному вигляді.

Запис необхідного виду ремонту машини з указівкою фактичного стану її елементів занести в ремонтні лист або журнал електромашинного цеху.

Структурна схема технологічного процесу ремонту електродвигуна

5.3 Норми креслярських допустимих та бракувальних розмірів

Норми усіх розмірів креслярських та допустимих задано в інструкції ЦТ-0063 правилах ремонту приведені в таблиці 5.3.1.

Таблиця 5.3.1 - Норми креслярських, допустимих та бракувальних розмірів

5.4 Способи відновлення деталей валу

Корпус остова та полюси

Після очищення та продувки зробити огляд електричних машин і частин кузова. Забоїни, виробіток і задири на опорних поверхнях виступів зачистити. Ослаблені заклепки та зношені деталі до величини 6 мм пластин замінити. При відсутності отворів для заклепок на нижньому виступі дозволяється електрона плавлення зношеної поверхні з наступним зачищенням.

Привалочні поверхні вентиляційних вікон і колекторних люків при наявності зачистити від забоїн. Внутрішні поверхні кришок колекторних люків покрити емаллю або лаком.

На остові дозволяється зварювання тріщин:

ѕ від отворів під болти для кріплення підшипникових щіти до крайки горловини;

ѕ у колекторного люка або вентиляційного вікна довжиною не більше 150 мм і не вивідні та ввідні на ярмо остова;

ѕ у середній частині моторно-осьової горловини довжиною не більше 100 мм, що не виходить на торцеву стінку остова (при зварювання катушку полюса зняти).

Тріщини обробити і заварити, місця зварювання зачистити, а на робочих поверхнях обробити рівень.

Головні та додаткові полюси остова оглянути та перевірити обстукуванням молотком. Полюсні болти з дефектами, зношеними або затисненими гранями головок, з тріщинами замінити.

Якірні підшипники

Якірні підшипники оглядають та ремонтують у чистому приміщення, всі деталі підшипників ретельно очистити і запобігти забрудненням і корозії. Роликові і кулькові підшипники ретельно оглянути, кожен ролик провернути, оглянути всю його поверхню, перевірити стан сепаратора, заклепок, кілець і їхніх бігових доріжок по всій довжині, виміряти зазори в роликових підшипниках. Роликові і кулькові підшипники, що мають граничні зношення робочих поверхонь, тріщини, вигини сепаратора і його шайб, раковини, викрашування.

Якір і статор

Переконатися, що в обмотці якоря відсутні між виткові замикання, перевірити щільність обмотки імпульсною установкою або іншим рівноцінним методом.

Перевірити стан бандажів і клинків, при порушення цілісності припою між витками дротових бандажів, слабкого пропаювання скоб між витками і окислюванням бандажів очистити і пропаяти із застосуванням припоїв і флюсів відповідно креслення.

Якорі, що мають розташування миканитового шару ,виповзання або розриви під бандажної ізоляції в місцях перегин її на торцеву, ушкодження задніх лобових з'єднань слабку посадку металевого фланця або задньої натискної шайби, а також потребуючого ремонту металевого фланця або задньої частини ізоляції металевого фланця зі зняттям бандажа або частини ізоляції, ремонтувати за правилами ремонту КР-1 або КР-2.

Вал якоря, що має після проточування під останній ремонтний опір поперечної тріщини, незалежно від їхніх розмірів і числа підлягає заміні (якір відправити на завод).

Траверси, кронштейни та щіткотримачі

Зняти траверсу і її деталі, розтискні пристрої, механізм повороту, стопори і фіксатор, після очищення оглянути, відремонтувати.

Зношення поверхонь траверси під стопорні планки і фіксатори усунути шляхом наплавлення та з наступною обробкою.

Траверсу і перемички укріпленні на ній покрити емаллю згідно вимог креслення.

Кронштейни з пробоем ізоляції, ослабленням пальців, а також з тріщинами, зламом корпуса або ушкодженням різьбових отворів відремонтувати або заміні.

При ушкодженні не більше 20 % площі нарізки гребінки кронштейна дозволяється відновлювати гребінку розчищенням западин, корпус кронштейна пофарбувати електроізоляційною емаллю.

Осі в місцях посадки в корпус щіткотримача не повинні мати виробіток 0,5мм.

5.5 Збирання вузла та перевірка технічного стану, випробування після ремонту

При складанні електричних машин усі пофарбовані частини мають бути сухими. Якір і остов усередині прочистити чистою сухою серветкою. Пружинні шайби, зламані, що втратили пружність, з тупими упорними кільцями замінити справними.

Зовнішні кільця підшипників встановлюють в гнізда підшипникових щітів згідно вимог «Інструкції по технічному обслуговуванню та ремонту вузлів з підшипниками кочення локомотива та моторвагонного складу».

Після складання двигуна перевірити торцеве биття зовнішнього кільця підшипника спеціальним пристосуванням. Перекіс не має перевищувати норм, зазначених в інструкції.

Закріплення упорного кільця підшипника кочення і остаточне кріплення кришок підшипникових щитів зробити після перевірки радіальних зазорів підшипників.

Між привал очними поверхнями підшипникових щитів і кришками після остаточного кріплення кришок повинні бути зазори. У тягових двигунів, що мають щити з внутрішніми кришками, що закріплюються шпильками, зазор має бути між щитом і цією кришкою. Зазначені зазори заповнити цинковими густотертими білилами.

Перевірити правильність установки щіток на нейтралі, застосовуючи спеціальні вузькі щітки, ширина яких в місці контакту з колектором не перевищує ширини однієї колекторної пластини. Допускається замість вузьких щіток використовувати нові, не притерті щітки. Знайдене положення траверси маркувати нанесенням рисок на траверсі і остові фарбою. Вузькі щітки замінити серійними, притерти їх до колектора. Площа прилягання щіток до колектора після притирання повинна бути не менше 75%.

Машину продути стисненим повітрям, протерти серветкою конус та ізолятори , передати на випробувальну станцію для проведення приймально-здавальних випробувань.

Після проведення приймально-здавальних випробувань електричну машину оглянути і виконати роботи згідно правил.

6. Організація робочого місця

Робочим місцем називають закріплені за робітником чи бригадою робітників дільницю, оснащену згідно з вимогами технологічного процесу, обладнанням, інструментом, пристосуванням.

Робоче місце в локомотивному господарстві підпорядковуються до робочих місць для скрізьних професій (однакових для різних галузей народного господарства) та специфічні для залізничного транспорту у залежності з організацією праці та особливостей технологічного процесу, робочі місця індивідуальні та колективні, стаціонарні та переносні, які знаходяться у закритому та відкритому приміщенні.

Індивідуальне робоче місце - це зона, в технологічних межах якої виконувач впливає та виконує встановлену роботу індивідуально.

При колективному робочому місці виконуються задані роботи у встановлених технологічних межах тільки групою виконавців. Якщо один виконавець обслуговує декілька станків (кількість обладнання) або декілька виконавців один станок, така зона вважається одним робочим місцем. При експлуатації одиниці обладнання у дві або три зміни воно враховується як одне робоче місце.

Організація робочого місця повинна забезпечувати ефективне використання техніки та робочої сили, підвищенню якості продукції при найменших фізичних та нервових зусиллях. До числа основних дій по організації робочого місця відносять спеціалізацію робочих місць, правильне їх оснащення та планування, організацію обслуговування робочих місць.

Спеціалізація робочих місць, правильне їх оснащення - це закріплення за кожним із них групи робіт, об'єднаних між собою спільністю технологічного процесу.

До предметів оснащення робочого місця відносять технологічне обладнання, оснастку та організаційну оснастку.

7. Обладнання, яке використане при ремонті вузла

Вимірювальні пристрої, інструменти і пристрої для перевірки і випробування зібраних машин і вузлів та деталей тримати в постійній справності і піддавати періодичній перевірці або калібруванню у встановлений термін. Крім того, прилади і заходи по встановленню Державним комітетом України по стандартам та переліку терміни повинні проходити обов'язкову державну перевірку.

Опір ізоляції перевіряють мегаметром, кантувач допоміжних машин електровозів типу ПР 833, який передбачений для поворотів електричних машин, станок для протяжки пазів щіткотримачів тягових електродвигунів.

Таблиця 7.1 - Технічна характеристика кантувача допоміжних машин електровозів типу ПР8333

За допомогою пружинного фіксатору та фіксу вального диску електрична машина разом з поворотним столом закріплюється у початковому положенні, редуктор двохступеневого типу, черв'ячний, передаточне число відношення редуктора

Кантувач допоміжних машин складається із таких основних вузлів: станини, поворотного столу, двохступеневого черв'ячного редуктора та асинхронного двигуна. З'єднання електродвигуна з редуктором за допомогою пружної муфти. Поворотний стіл з'єднується з редуктором через кулачну муфту, отвори під болти в поворотному столі для закріплення машини мають манкіровку значень машини. Поворотний стіл кантувача має дві плити, які роблять стіл довшим.

8. Охорона праці при ремонті вузла, захист навколишнього середовища

Слюсар по ремонту електричних машин допускається до роботи після медичного огляду, спеціального навчання, після інструктажу та перевірки знань на робочому місці. Приступити до виконання виробничого завдання якщо відомі безпечні методи його виконання. В іншому разі - звернутися до майстра за наказом. Знаходячись на території депо - бути пильним до сигналів, при роботі біля зварювання - вимагати огорожі, при нещасному випадку - звернутися в медпункт.

До роботи з вантажоперевезенням повинні бути допущені особи в віці не менше 18 років.

Перед початком роботи привести у належний стан робочий одяг, організувати свій робочий час, перевірити справність інструмента. Під час роботи користуватися тільки справним інструментом, захисними окулярами та екраном. Після завершення роботи перевірити наявність інструменту та прибрати у шафу, привести в належний стан робоче місце, помити руки та обличчя.

Найбільшу небезпеку при огляді та ремонтуванні електричних машин являє ураження електричним струмом, зниженим струмом при шліфуванні або обмотці колекторів, сушінню ізоляції тягових двигунів низької напруги. Також можливі опіки, травми при заміні щіткотримачів, встановленні кронштейнів без використання спеціального інструменту.

Використана література

1. В.М.Находкін - Ремонт електрорухомого складу. 1989р.

2. Правила ремонту електричних машин електропоїздів та електровозів, 2003р .

3. Каталог обладнання локомотивних депо, 1965р.

4. Аляб'єв С.А. та ін.. - Устройство та ремонт електровозів постійного струму, 1977р.

5. Учебное пособие для средних профессионально-технических училищ, - М.: Транспорт, 1988г.

6. Красовская С.Н. и др.. - Текущий ремонт и техническое обслуживание электровозов постоянного тока, - М.: Транспорт, 1966г.

7. Маслакова С.С. - Економіка та планування виробництва, 1977р.

Размещено на Allbest.ru