Совершенствование технологии ремонта тяговых электродвигателей электровозов

Введение 6
1 Устройство и принцип работы коллекторных тяговых электродвигателей 8
1.1 Основы электромагнитного преобразования энергии коллекторной машины постоянного тока 8
1.2 Принцип действия коллекторной машины постоянного тока 11
1.3 Преобразование энергии в машине постоянного тока 14
1.3 Устройство коллекторного тягового электродвигателя 17
1.4 Анализ неисправностей коллекторных тяговых электродвигателей 22
2 Основные причины нарушения коммутации в тяговых коллекторных электродвигателях 26
2.1 Процесс коммутации в машинах постоянного тока 26
2.2 Влияние температуры щеточного контакта 29
2.3 Изменение коммутации при изменении нагрузки и частоты вращения 32
2.4 Неидентичность коммутационных циклов 35
2.5 Коммутирующие свойства дополнительных полюсов и щеток 40
3 Разработка методики оценки качества профиля коллектора 43
3.1 Анализ существующих методов оценки профиля коллектора тяговых электродвигателей 43
3.2 Технические средства контроля профиля коллектора тяговых электродвигателей 45
3.2 Анализ связи пробега локомотива и параметров оценки профиля коллектора 50
3.3 Нахождение диагностических параметров, характеризующих состояние профиля коллектора 54
3.4 Совершенствование методики оценки динамических параметров профиля коллектора 63
3.5 Совершенствование метода обработки коллектора 67
4 Технико-экономическое обоснование внедрения системы контроля качества ремонта состояния тяговых электродвигателей 70
4.1 Общие сведения 70
4.2 Определение величины капитальных вложений 71
4.3 Определение эксплуатационных расходов, связанных с использованием системы контроля профиля коллектора после ремонта ТЭД электровоза 75
4.4 Определение величины выгод за счет сокращения неплановых ремонтов ТЭД электровоза 78
4.5 Определение показателей экономической эффективности от контроля профиля коллектора ТЭД 79
5 Безопасность и экологичность решений проекта 81
5.1 Общая характеристика электровоза 81
5.2 Анализ потенциальных опасных и вредных факторов, оказываемым электровозом 82
5.3 Мероприятия по снижению опасных и вредных факторов, оказываемых электровозом 85
5.4 Влияние электровоза на окружающую среду 87
5.5 Мероприятия по снижению негативного воздействия электровоза на окружающую среду 91
5.6 Расчет искусственного освещения в электромашинном цехе 93
Заключение 99
Список использованных источников 101

Весь текст будет доступен после покупки

Надежность локомотивов в эксплуатации обеспечивается главным образом за счет своевременного и качественного технического обслуживания и ремонта. Однако успешность этих процессов в значительной степени зависит от уровня технологической готовности локомотиворемонтного производства. Это означает, что способность производства эффективно выполнять свои задачи и обеспечивать высокое качество ремонта и обслуживания является неотъемлемой частью общего процесса обеспечения надежности локомотивов.
Технологическая готовность локомотиворемонтного производства, в свою очередь, непосредственно связана с научно-техническим прогрессом и использованием инновационных технологий. С постоянным развитием и совершенствованием научных и технических достижений, таких как новые материалы, методы диагностики и ремонта, усовершенствованные технические решения и многое другое, локомотивное ремонтное производство сможет повысить свою эффективность и качество работы.
Одним из основных узлов электровоза является тяговый электродвигатель (ТЭД). Согласно современной классификации бывают двигатели постоянного и переменного тока. Наиболее перспективным и энергоэффективным принято счи-тать двигатели переменного тока, например, асинхронные тяговые двигатели (АТЭД), которые успешно эксплуатируются на тяговом подвижном составе. Од-нако, двигатели постоянного (пульсирующего) тока благодаря своим неоспори-мым достоинствам продолжают эксплуатироваться на действующих тяговых единицах (ВЛ10, 2(3)ЭС4К, 2(3)ЭС5К, 2ЭС6 и т.д.).
В связи с высокой нагрузкой на электровозы и тяжелыми условиями экс-плуатации, ТЭД подвергаются значительным износам и повреждениям. Именно поэтому ремонт ТЭД является важной составляющей поддержания высокой надежности и безопасности движения поездов.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Устройство и принцип работы коллекторных тяговых электродвигателей

1.1 Основы электромагнитного преобразования энергии коллекторной машины постоянного тока

В основе принципа действия машины лежат законы электромагнитной индукции и электромагнитных сил взаимодействия. Индуктированная ЭДС в замкнутом контуре с числом витком w, находящемся в магнитной поле, пропорциональна скорости изменения магнитного потока ?, пронизывающего этот контур. В формулировке Д.К. Максвелла (1873 г.) наведенная ЭДС определяется скоростью изменения потока сцепления ? [1]

e=-dY/dt=-wФ/dt.

Если замкнутый проводниковый контур движется в магнитном поле при взаимно перпендикулярных направлениях B, l, v, то закон электромагнитной индукции (в формулировке М. Фарадея) примет вид

Весь текст будет доступен после покупки

1 Копылов, И.П. Проектирование электрических машин / И.П. Копылов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Юрайт, 2012. – 767 с.
2 Тяговые электрические машины подвижного состава: учеб. пособие. В 3 ч. Ч. I / под ред. А.Д. Петрушина, В.Г. Щербакова ; ФГБОУ ВПО РГУПС. – Ростов н/Д, 2013. – 185 с.
3 Кобозев, В.А. Электрические машины. Часть 1. Машины постоянного тока. Трансформаторы : учебное пособие / В.А. Кобозев. – Ставрополь: Сервисшкола, 2015. – 200 с.
4 Головчук, А.С. Устройство, эксплуатация и ремонт электровозов серии 2ЭС4К : учеб. пособие / А.С. Головчук. – М. : ОАО «Российские железные дороги», 2014. – 348 с.
5 Электровозы ВЛ10 и ВЛ10у. Руководство по эксплуатации / под ред. О.А. Кикнадзе. – М. : Транспорт, 1981. – 519 с.
6 ГОСТ 183-55. Машины электрические. Общие технические требования // StandartGOST : [сайт]. – 2023. – URL : https://standartgost.ru/g/ГОСТ_183-55 (дата обращения: 25.10.2023).
7 Магистральные электровозы. Тяговые электрические машины / В. И. Бочаров, Г. В. Василенко, А. Л. Курочка [и др.]; Под ред. В. И. Бочарова, В. П. Янова. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 464 с.
8 Дальнейшее развитие теории оптимальной коммутации машин постоянного тока / М. Ф. Карасев, В. П. Беляев, В. Н. Козлов [и др.] // Научные труды Омского ин-та инж. ж.-д. трансп. – Омск, 1967. – 176 с.
9 Карасев, М.Ф. Коммутация коллекторных машин постоянного тока / М. Ф. Карасев. – М.: Госэнергоиздат, 1961. – 224 с.
10 Бочаров, В.И. Результаты эксплуатационных исследований износных показателей скользящего контакта тяговых двигателей электровозов с различными коллекторными и щеточными материалами / В. И. Бочаров, В. Г. Щербаков // Материалы V всесоюзной конф. по коммутации электр. машин ; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп., Ч. 1. – Омск, 1976. – С. 146–148.

Весь текст будет доступен после покупки