Разработка мероприятий по повышению безотказности электродвигателей электровозов ЧС7

ВВЕДЕНИЕ 8
1.УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ 1AL4846dt 10
1.1. Технические характеристики двигателя 10
1.2. Устройство тягового двигателя 1AL4846dt 11
2.БЕЗОТКАЗНОСТЬ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ЧС7 В СЕРВИСНОМ ЛОКОМОТИВНОМ ДЕПО ОЖЕРЕЛЬЕ
20
2.1. Анализ надежности тяговых двигателей 20
2.2 Причины пониженной безотказности ТЭД 22
2.3 Расчет параметра потока отказов ТЭД электровозов серии ЧС7 приписки эксплуатационного локомотивного депо имени Ожерелье-Сортировочное на миллион километров

28
3.ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА НАДЕЖНОСТЬ ТЭД ЭЛЕКТРОВОЗОВ ЧС7
36
3.1 Общие сведения о влиянии метеорологических факторов 36
3.2. Зависимость параметра потока отказов ТЭД от среднемесячной температуры
38
3.3 Зависимость параметра потока отказов узлов ТЭД от абсолютной влажности воздуха 42
3.4 Меры предупреждения теплового старения изоляции 45
4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИЗОЛЯЦИИ ТЭД 49
4.1 Необходимость применения приборов измерения температуры тягового двигателя
49
4.2 Обоснование необходимости применения косвенного метода измерения температуры ТЭД 52
4.3 Определение температуры ТЭД по температуре дополнительных полюсов
52
4.4 Расчет температуры дополнительного полюса ТЭД 58
5. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ БЕЗОТКАЗНОСТИ ТЭД
62
5.1 Применение системы температурной защиты двигателя 62
5.2 Токовая сушка изоляции узлов ТЭД 70
5.3. Методы контроля увлажненности изоляции 70
6. РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТЕМПЕРАТУРНОГО КОНТРОЛЯ УВТЗ-5М

74
6.1 Расчет первоначальных вложений 74
6.2 Расчет годового экономического эффекта от внедрения системы температурного контроля
77
6.3 Расчет показателей экономической эффективности 80
7. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ В СЕРВИСНЫХ ЛОКОМОТИВНЫХ ДЕПО

83
7.1 Действие электрического тока на организм человека 84
7.2. Требования электробезопасности при ремонте и испытании электрического оборудования
87
7.3 Назначение, принцип действия и область применения защитного заземления
91
7.4. Расчет защитного заземления 94
7.5. Мероприятия по предупреждению электротравматизма в ремонтных локомотивных депо
98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 102

Весь текст будет доступен после покупки

Электровозы ЧС7 предназначены для вождения скорых пассажирских поездов дальнего следования на наиболее загруженных пассажиропотоком железнодорожных линиях колеи 1520 мм, электрифицированных постоянным током напряжения 3 кВ. В отличие от электровозов ЧС200/ЧС6, на базе которых они были созданы, ЧС7 в большей мере ориентированы на вождение более длинных тяжеловесных пассажирских составов, но с меньшими скоростями.
Электровоз ЧС7 имеет конструктивный аналог для линий переменного тока напряжения 25 кВ — ЧС8, который по конструкции механической части и внешне практически не отличается от ЧС7 (за исключением расположения окон, конструкции крышевого оборудования и несколько меньшей длины кузова и рам тележек), но вследствие меньших величин силы тока в контактной сети может развивать большую мощность.
По прошествии четверти века эксплуатации электровозы десяти типов серии — от 82E1 до 82E10, — объединённые общим именем ЧС7, продолжают работать на дорогах России В РФ на конец 2022 года большинство электровозов приписаны к Московской дирекции тяги в депо Ожерелье-Сортировочное ТЧЭ-33 и депо им. Ильича ТЧЭ-18.
В настоящее время на обслуживании в депо находятся 118 электровозов серии ЧС7 приписки эксплуатационных локомотивных Ожерелье – Сортировочное ТЧЭ-33 и имени Ильича ТЧЭ-18.

Весь текст будет доступен после покупки

Тяговый двигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую. Он состоит из остова, шести главных и шести добавочных полюсов, якоря, щеточного механизма и двух подшипниковых щитов.
Технические характеристики тягового двигателя 1AL4846dt: номинальное напряжение 1500 В; минимальная степень возбуждения 40 %; номинальная мощность 770 кВт; номинальный ток 545 А; номинальная частота вращения 670 об/мин; расход воздуха для вентиляции 120 м3/мин. Остальные технические характеристики ТЭД приведены в табл.1.1, табл.1.2, табл.1.3.
Таблица 1.1
Технические характеристики якоря тягового двигателя
Напряжение на коллекторе 1500 В
Изоляция на напряжение 3000 В
Класс изоляции В
Тип обмотки простая петлевая
Число пазов 87
Сопротивление обмотки при 20° С 0,1175 Ом
Крепление обмотки в пазах текстолитовые клинья
Число коллекторных пластин 522
Напряжение между пластинами 17 В
Шаг по коллектору 1 – 2
Шаг по пазам 1 – 14
Число уравнительных соединений 174
Диаметр коллектора по пластинам 830 мм
Наружний диаметр сердечника 900 мм
Внутренний диаметр сердечника 500 мм
Максимальное число оборотов 1230 об/мин

Таблица 1.2
Технические характеристики обмотки возбуждения ТЭД
Изоляция на напряжение 3000 В
Класс изоляции F
Главные полюса
Число полюсов 6
Число витков на полюс 24
Размеры проводника 2(2,8?2,8) мм
Сопротивление обмотки при 20° С 0,02172 Ом
Длина полюса 360 мм
Воздушный зазор между полюсом и якорем 8 мм
Соединение катушек последовательное
Добавочные полюса
Число полюсов 6
число витков на полюс 21
Размеры проводника 40?4 мм
Сопротивление обмотки при 20° С 0,01068
Соединение катушек последовательное
Длина полюса 300 мм
Воздушный зазор между полюсом и якорем 10 мм

Таблица 1.3
Общие технические характеристики тягового двигателя
Масса двигателя 5250 кг
Габаритные размеры двигателя 1530?1542?1134 мм
Тип электрощетки (разрезные,18 штук) RE-59
Габаритные размеры щетки 50?38? (2?8) мм
Биение коллектора не более 0,05 мм
Марка подшипника со стороны коллектора NH 330M/C4
С противоколлекторной стороны NU1040M/C3

1.2. Устройство тягового двигателя 1AL4846dt

Тяговый двигатель предназначен для преобразования электрической энергии в механическую и представляет собой шестиполюсную машину с остовом цилиндрической формы.
Остов отлит из специальной стали с высокой механической прочностью и хорошими магнитными свойствами. На внешней поверхности остова имеются приливы для крепления несущих кронштейнов, который тяговый двигатель крепится к раме тележки. Со стороны, противоположной коллектору, в верхней части остова находится отверстие, к которому крепится вентиляционный патрубок для подвода охлаждающего воздуха. Через верхний люк со стороны коллектора осуществляется выброс воздуха в атмосферу. Этот люк не служит для осмотра щеткодержателей и коллектора. Отверстия в нижней части остова (со стороны коллектора) также предназначены для выброса воздуха и, кроме того, для осмотра.
В средней части остова 1 (рис. 1.1) по всей внутренней поверхности сделан паз, в котором расположены шихтованные вставки 8, набранные из листовой стали толщиной 1 мм, с распорками из полиамида.



Рис.1.1 Поперечный разрез тягового двигателя: 1 – остов; 2 – болты с пружинными шайбами; 3,6 – прокладки опоры катушек; 4 – катушка главного полюса;5 – катушка дополнительного полюса; 7 – сердечник дополнительного полюса; 8 – шихтованные вставки; 9 – текстолитовые клинья; 10 – сердечник главного полюса
Глaвные и дoпoлнительные пoлюса укрeплены на внyтренней повеpxности остова, при этом прокладки 3 и 6 служат опорой катушек и улучшают отвод тепла от полюсов к остову.
Сердечник главного полюса 10 набран из листовой стали толщиной 1 мм, которые скреплены заклепками. Сердечник крепится к остову двумя болтами 2 с пружинными шайбами. Болты ввинчены в стальной стержень, пропущенный через выштампованное в листах отверстие. Этим обеспечивается равномерность передачи давления на листы сердечника при затяжке болтов.
Катушка 4 главного полюса имеет 24 витка и намотана на широкое ребро (плашмя) из двух проводов полосовой меди, общим сечением 2(2,8?2,8) мм. Катушка состоит из двух слоев, разделенных изоляционной прокладкой (толщина 1 мм) из асбеста и картона. В каждом слое 12 витков. Витки изолированы друг от друга асбестовой лентой толщиной 0,3 мм, кроме того, изоляция первых (от сердечника) пяти витков усилена гибким миканитом толщиной 0,2 мм. Внешняя изоляция катушки состоит из семи слоев шелкослюдянной ленты толщиной 0,12 мм и шириной 20 мм и четырех слоев стеклоткани толщиной 0,1 мм, шириной 20 мм, наложенных в перекрышу. Для повышения влагостойкости изоляции катушки после намотки пропитывают компаундной массой, которая заполняет все пустоты и, остывая, придает катушке монолитность. К концам обмоток, выведенным наружу, серебряным припоем припаяны латунные скобы. В них в свою очередь впаян выводной кабель.

Весь текст будет доступен после покупки

1. О. Ф. Горнов, Н. В. Максимов. Эксплуатация и ремонт подвижного состава электрических дорог. - М.: Транспорт, 1968 - 343 с.
2. В. П. Смирнов. Непрерывный контроль температуры предельно нагруженного оборудования электровоза: Монография, - Иркутск: Изд-во Иркутск. гос. ун-та, 2003 - 328 с.
3. Д. Д. Захарченко, Н. А. Ротанов. Тяговые электрические машины. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - М.: Транспорт, 1991 - 343 с.
4. А. С. Курбасов, В. И. Седов, Л. Н. Сорин. Проектирование тяговых электродвигателей. - М.: Транспорт, 1987 - 536 с.
5. М. Д. Находкин, Г. В. Василенко, В. И. Бочанов. Проектирование тяговых электрических машин. - М.: Транспорт, 1976 - 624 с.
6. М. Д. Находкин, Г. В. Василенко, В. И. Козорезов. Проектирование тяговых электрических машин. - М.: Транспорт, 1967 - 537 с.
7. Исследование работы электрооборудования и вопросы прочности электроподвижного состава под ред. Ю. А. Усманова. Изд-во Омский институт инженеров ж. д. транспорта, 1976 - 71 с.
8. А. Т. Головатый, И. П. Исаев, П. И. Борцов. Электроподвижной состав. Эксплуатация, надежность и ремонт. - М.: Транспорт, 1983 - 350 с.
9. А. Л. Курочка, Л. Л. Зусмановская. Увеличение срока службы тяговых электродвигателей. - М.: Транспорт, 1970 - 136 с.
10. В. М. Иванова, В. Н. Калинина, Л. А. Нешумова, И. О. Решетникова. Математическая статистика. - М.: Высшая школа, 1975.

Весь текст будет доступен после покупки