Увеличение надежности в эксплуатации ТЭД электропоездов

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………......7
1. УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕКСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ РТ-51М ЭЛЕКТРОПОЕЗДА ЭД9М...........................10
1.1. Технические характеристики двигателя…..........................................10
1.2. Устройство двигателя РТ-51М.............................................................12
2. НАДЕЖНОСТЬ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ЭД9М .19
2.1. Анализ надежности тяговых двигателей………………………….....19
2.2. Причины понижения надежности ТЭД…………...……………........21
2.3. Расчет параметра потока отказов ТЭД электропоездов ЭД9М ……27
3. ВЛИЯНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА НАЖЕЖНОСТЬ ТЭД ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ЭД9М………………………………………......…...35
3.1. Общие сведения о влиянии метеорологических факторов…............35
3.2.Зависимость параметра потока отказов ТЭД от среднемесячной температуры……………..…………...……………………………..…………......37
3.3. Зависимость параметра потока отказов ТЭД от абсолютной влажности воздуха…...……...……………..…………...…………………….......41
3.4. Меры предупреждения теплового старения изоляции……………...45
4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИЗОЛЯЦИИ ТЭД…………......48
4.1. Необходимость применения приборов измерения температуры тягового двигателя…………………………...……………………………..….....48
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……………......57
5. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ ТЭД..............................................................................................62
5.1. Применение системы температурной защиты двигателя………......62
5.2. Токовая сушка изоляции узлов ТЭД……………………………........69
5.3. Методы контроля увлажненности изоляции………………………...70
6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИПЛОМНО ПРОЕКТА.. ……………………………………74
7.ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН…………………………………………………......................................81
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………..…………………………………………………….90
9. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..........…………………….…..92

Весь текст будет доступен после покупки

Железнодорожный транспорт занимает огромную часть деятельности в области грузовых и пассажирских перевозок. На примере рассмотрим моторовагонное депо Отрожка Юго-Восточной железной дороги динамично развивающееся и осуществляющее пригородные пассажирские перевозки в соответствии с лицензией Министерства транспорта Российской Федерации. На сегодняшний день оно обслуживает такие участки как Воронеж – Мичуринск, Воронеж – Лиски, Лиски – Поворино, Лиски – Россошь, Грязи Поворино, Мичуринск-Ряжск, Мичуринск-Елец, Мичуринск-Грязи.
Согласно данным пригородной пассажирской компании «Черноземье» в 2020 году моторвагонное депо Отрожка перевезло пассажиров в общем потоке 7805чел, что составило 99% от поставленного плана, что на 19.8%меньше показателей за 2019 год. Доля пассажир перевозок мотор-вагонного депо Отрожка по итогам 2019 года составила 12844чел., что на 18.0% меньше, чем аналогичное значение за 2018 год. Число перевезенных пассажиров по итогам 2018 года составило 15млн.651тыс. человек.
Участок эксплуатации пригородного подвижного состава Воронеж-1 – Мичуринск протяженностью 180км с временем в пути 3часа 50минут. На долю участка Воронеж-Мичуринск, протяженностью 180км, пришлось 15% перевезенных пассажиров от общих данных кроме средних (одинаково для всех участков).
Моторвагонное депо Отрожка стало неотъемлемой частью современной транспортной системы, распределяющей пассажиропотоки Воронежа и Воронежской области, а так жедругих близлежащих областей решает острые транспортные и экологические проблемы мегаполиса.

Весь текст будет доступен после покупки

Тяговые двигатели электропоезда служат для преобразования электрической энергии в механическую, необходимую для вращения колесных пар моторного вагона. Он состоит из остова, четырёх главных и четырёх добавочных полюсов, якоря, щеточного механизма и двух подшипниковых щитов. Остов двигателя с помощью кронштейнов прикрепляют к поперечной балке тележки. Он является не только несущей конструкцией, но и частью магнитной системы (магнитопроводом), по которому замыкается рабочий магнитный поток двигателя. В опорных поверхностях нижней части остова имеются отверстия, через которые проходят болты для крепления двигателя к тележке.
Внутри остова находятся обработанные поверхности для установки полюсов. Сверху, снизу и сбоку возможен доступ к коллектору и щеткам через люки. Через вентиляционный люк с патрубком засасывается воздух для охлаждения. Он выбрасывается наружу через выхлопные отверстия с сетками. В остове просверлено три отверстия для болтов, крепящих главные дополнительные полюса, и отверстия для выводных концов, на которые надеты резиновые втулки и защитные рукава.
Четыре главных полюса с обмотками возбуждения, остов и якорь, а также воздушный зазор между якорем и полюсами составляют магнитную цепь двигателя. Чтобы уменьшить вихревые токи, сердечники главных полюсов набирают из отдельных стальных пластин толщиной 0,5 мм, покрытых лаком. Собранные листы спрессовывают и соединяют заклепками. Через их середину пропущен стальной стержень, в который ввертывают болты, прикрепляющие полюс к остову.
Аналогично крепятся и дополнительные полюса. Между сердечником и остовом устанавливают диамагнитную прокладку, чтобы сосредоточить магнитный поток в узкой коммутационной зоне, не допуская его излишнего рассеяния. Дополнительные полюса обеспечивают безыскровую работу тягового двигателя (их также четыре, установлены они между главными полюсами).
На электропоезда серии ЭД9М устанавливают тяговые двигатели РТ-51М. Принцип работы и устройство всех модификаций тяговых двигателей одинаковые, отличие в классе применяемой изоляции и размерах щеткодержателей. Технические характеристики тягового двигателя РТ-51М приведены ниже в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Технические характеристики тягового двигателя РТ-51М
Параметры Значения
Номинальное напряжение, В 750
Минимальная степень возбуждения, % 20
Мощность, кВт 235
Сила тока, А 345
Число полюсов:
главных 4
дополнительных 4
Частота вращения, мин -1 1250
Масса, кг 2300
Марка щеток ЭГ-61А
Размеры щеток, мм (2 x 10) x 40 x 64
Величина усилия нажатия на щетку, Н (кгс) 22,5 - 24,0 (2,2 - 2,4)
Количество щеток 8


1.2. Устройство тягового двигателя РТ-51М

На рис. 1.1 представлен тяговый двигатель РТ-51М.




Рис. 1.1. Тяговый двигатель РТ-51М:
1 – остов двигателя: 2 – якорь; 3 – упорная шайба; 4 – передняя крышка; 5 – радиально-упорный подшипник; 6 – передний подшипниковый щит; 7 – щеткодержатель; 8 – катушка главного полюса; 9 – стержень главного полюса; 10 – сердечник главного полюса; 11 – пружинный флянец; 12 – задний подшипниковый щит; 13 радиальный подшипник; 14 – задняя крышка; 15 – катушка дополнительного полюса; 16 – полюсный болт; 17 – сердечник дополнительног полюса; 18- стержень дополнительного полюса

Во время работы двигателя в режиме тяги его обмотка возбуждения соединена последовательно с обмоткой якоря, а при электрическом торможении создается независимое возбуждение от специального статического возбудителя.
Основными частями тягового двигателя являются остов 1 (рис. 1.1) и якорь 2.
Остов имеет кронштейны для закрепления двигателя на тележке вагона и люки для входа и выхода охлаждающего воздуха, а также для осмотра и профилактики щеточно-коллекторного узла. В остове установлены стержень 9 и катушка 8 главного полюса для создания основного магнитного потока и катушка дополнительного полюса 16 для создания магнитного поля в коммутационной зоне с целью улучшения коммутации тягового двигателя. Сердечники 10 главных полюсов собраны из фасонных листов, отштампованных из электротехнической стали, катушки 8 полюсов двухслойные, с обмотками из медной ленты. Сердечники 17 дополнительных полюсов отлиты из стали с последующей механической обработкой, а обмотки катушек 8 выполнены из медной проволоки и установлены на специальных планках. Изоляцией катушек главных и дополнительных полюсов служат стеклослюдинитовая лента и стеклолента. Катушки в сборе с полюсами пропитаны эпоксидным компаундом и образуют монолитную конструкцию. Устанавливают дополнительные полюсы в нейтральных плоскостях между главными полюсами.

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