ппаппп. Ответы по клоповой ЭКЗ 3 курс. Вихретоковый метод неразрушающего контроля. Вихретоковый
 Скачать 0.58 Mb.
|
|
Колёсные пары. К неисправностям колёсных пар, оказывающим вли- яние на безопасность движения поездов, относятся равномерный и не- равномерный износы бандажей и цельнокатанных колёс по поверхности катания. Существующая методика измерения параметров колёсной пары шаблонами обладает невысокой точностью измерения, нaличием субъектив-ных ошибок, большой трудоёмкостью и неудобством измерений под локомотивом, поэтому предпочтительнее использование автоматизирован-ных средств контроля. Для вредрения автоматизированного контроля необходимо выбрать оптимальные параметры бандажа и методику их измерения. В основу построения известных датчиков автоматизированного измерения проката колёс положены различные физические явления, обеспечивающие бесконтактный метод измерения. Для этих целей можно использовать фотоэлектрические, акустикоэлектрические и датчики, реализующие радиометрический метод измерения. Рассмотрим использова-ние фотоэлектрического датчика с волоконно-оптическим преобразователем. При движении колёсной пары по рельсам размер опускания гребня зависит не только от проката, но и от поперечных перемещений. Амплитуда перемещения колёсной пары определяется суммарным зазором между гребнями бандажей и внутренними гранями рельсов, который зависит от ширины колеи, расстояния между внутренними гранями бандажей и толщины гребней. Для определения размера опускания гребня, определяющего размер проката, необходимо рабочую часть бандажа разделить на равномерные участки и найти тот оптимальный отрезок, на котором зависимость между прокатом и опусканием гребня будет максимальной. К тому же следует учитывать взаимное положение осей рельса и бандажа, которое можно опре-делять по зазору между внутренней гранью рельса и гребнем бандажа. При среднем зазоре в=12 мм контакт колеса с рельсом происходит по кругу катания. Так как на практике установить все колёсные пары локомотива невозможно, то измерения необходимо проводить сначала с одной стороны, а затем с другой. При этом рельсы на участке зазоров должны быть новые, а под каждой колёсной парой необходимо установить фотоэлектрические датчики для снятия информации о состоянии бандажей колёсных пар. Каждый датчик связан электрически с коммутатором и устройствами обработки информации. Данный метод позволяет в стационарных условиях проверить прокат каждой колёсной пары за короткий промежуток времени, но в связи с тем, что колёсные пары занимают произвольные положения, необходимо системы технического контроля дополнять вычислительными устройствами для решения задач корреляции. Как видно из рисунка, связь между опусканием гребня и зазором между рельсом и гребнем зависит от величины проката. Следовательно, определяя эти взаимосвязанные величины, можно с достаточной достоверностью установить прокат бандажа. Недостатком этого метода является невозможность проверки всех параметров бандажа. Наиболее перспективным направлением является обмер основныx па- раметров бандажа, влияющих на безопасность движения, автоматизирован-ным электронным шаблоном. Ресурс профиля бандажа является одним из основных факторов, опре- деляющих циклы ремонта и эксплуатации тягового подвижного состава. От состояния профиля бандажа зависит характер взаимодействия колеса с рельсом и, в конечном счёте, безопасность движения. Для оценки технического состояния колёсной пары используются следующие конт- рольные параметры: высота гребня бандажа; толщина гребня бандажа; крутизна гребня бандажа; номинальный диаметр колеса;межбандажное расстояние. Предельные значения этих параметров различны и зависят от при- нятых размеров колёсной пары и ширины колеи. Технический контроль за колёсными парами осуществляется непосредственно под локомотивом на специaльном участке пути, где смонтированы основные устройства, состоящие из рамы, нa которой смонтированы датчики, приводные элементы и кабельные линии. Аппаратурная часть находится отдельно в специальном помещении. Каждый параметр измеряется при помощи базовых и приводных элементов, воздействуя на соответствующие датчики. Одновременно контролируются правое и левое колёса колёсной пары. Все они расположены в измерительных рамках и защищены от прямого атмосферного и механического воздействия. Информация от датчиков после преобразования в системе автоматического измерения (САИ) поступает в микропроцессорное устройство,где происходит процесс обработки данных по заданному алгоритму диагностирования. Для этих целей используется персонaльная микро ЭВМ с соответствующей клавиатурой и набором специализированных периферийных устройств. При помощи пульта управления регистрируются значения измеренных параметров. Параллельно с распечаткой измеренных величин осуществляется передача информации в банк данных. Объём памяти позволяет хранить и накапливать информацию о состоянии колёсных пар всего локомотивного парка. Накопленная информация хранится до момента достижения предель-ного значения одним из параметров и принятия решения о виде ремонта колёсной пары. Обслуживание САИ осуществляется в диалоговом режиме, выполняются следующие команды: включение устройства; введение данных о серии и номере локомотива; ввод данных о пробеге локомотива после последней обточки; ввод данных о номере кабины схема автоматизации машиниста и направлении прохода локомотива через САИ. Локомотив через САИ движется с мaлой скоростью (не более 10 км/ч) под контролем микропроцессора. Система обладает необходимыми точ- ностью, стабильностью и достаточной достоверностью. Определяющую роль в точности измерения параметров играют дат- чики. Для диагностирования параметров бандажа используют контактные и бесконтактные датчики. Контактный специализированный электромеханиче-ский датчик разработан в локомотивном депо Иркутск. 2. КОЛЁСНО-МОТОРНЫЕ БЛОКИ Колёсно-моторный блок относится к тем узлам, надёжность которых непосредственно влияет на безопасность движения поездов. К тому же контроль за техническим состоянием колёсно-моторного блока (КМБ) зат- руднён из-за его конструктивных особенностей: трудный доступ к многим деталям, необходимость разборки, что увеличивает время простоя локо- мотива в ремонте. Поэтому наиболее целесообразно проводить диагнос- тирования без разборки в условиях, близких к эксплуатационным. Исследованиями установлено, что при прокручивании вывешенных ко- лёсных пар в КМБ возникают упругие колебания с частотами 200 -10 000 Гц. Каждой детали соответствуют свои полосы резонансных частот. Поэтому по амплитуде импульсов и месту расположения датчиков относительно оси вращения колёсной пары или шестерни можно судить о техническом состоянии детали и виде дефекта. Различными способами определены де- сятки частотных полос, которые соответствуют работающим подшипникам букс и редуктора, зубчатой передаче, корпусу редуктора и др. При этом виброперемещения содержат в основном информацию о работе зубчатой передачи, а акустический шум - о работе роликовых подшипников, Для технического диагностирования КМБ под локомоти-вом используются катковые стенды, которыми создаются колебательные движения, такие как при вращении колёсных пар, приближая тем самым условия диагностирования к эксплуатационным. Следует отметить, что наиболее достоверную информацию о техническом состоянии любого объекта можно получить только в движении, в условиях рабочей нагрузки. Определение технического состояния кинематических пар виброакус-тическими методами возможно при их импульсном движении. Такой характер движения наблюдается при пересопряжении зубьев шестерен и перекатывании роликов подшипников по беговым дорожкам во время вращения колёсной пары. Используя эти свойства деталей и узлов, измеряют вибрационные характеристики, по которым можно судить о техническом состоянии узла. Основными диагностическими параметрами КМБ можно считать значения виброперемещених или виброускорения и частоту виброколебаний. Существующие методы виброакустического диагности-рования делятся на два вида: номинaльный и рационaльный. Номинальный метод предполагает диагностирование объекта при номинaльных частотах вращения. В этом режиме виброакустический сигнал содержит очень плотный спектр частот. Спектр частот заполняется не только полезной информацией, но и ненужной, вызванной соударениями, не несущими полезной информации. Из-за этого спектр виброакусического сигнала содержит много помех. Преимуществом данного метода является то, что в полном спектре виброакустичекого сигнала есть динамическая составляющая сигнaла дефектного элемента. Чем больше значение виброакустичекого сигнала, тем хуже техническое состояние объекта. Этот метод требует сложной и дорогостоящей аппаратуры диагностирования. Рациональный метод предполагает диагностирование объекта при номинaльно возможных частотах вращения. Частота вращения выбирается исходя из технических возможностей измерительной аппаратуры и обеспечения совпадения моментов соударения элементов пары с часто- той вращения осей валов. Небольшая частота вращения обеспечивает незначительный уровень помех, а резонансный режим позволяет заранее рассчитать, в какой зоне находится сигнал от дефектного элемента. Пре- имущество этого метода в том, что процесс выделения диагностического сигнaла более прост и не требует сложной и дорогостоящей аппаратуры, но в спектре виброакустического сигнала отсутствует динамическая составляющая сигнaла, что является недостатком данного метода. На основе рассмотренных методов разрабатываются самые разнооб- разные технические средства диагностирования КМБ. На основе номи- нального метода разработан виброизмеритель, состоящий из датчика уско-рений и предварительного усилителя , шумомера и набора фильтров для выделения заданного диапазона частот. Шумомер включает в себя узкополосный фильтр для подавления помех, усилители сигналов, квадратичный детектор. Сигнал на выходе детектора пропорционален мощности сигнала, поступающего на акселерометр. Шумомер имеет выход переменного напряжения для подключения осциллографа. Данная методика диагностирования требует сложной и дорогостоящей аппаратуры и больших навыков в установлении точного диагноза. Диагностирующая установка, выполненная на основе рационaльно- го метода, состоит из каткового стенда, набора датчиков и измерительной аппаратуры. Датчики устанавливаются над диагносrируемыми узлами КМБ. Информация от каждого датчика через коммутаторы поступает на самопишущие приборы. Полученные вибропрограммы подлежат расшифров-ке, всплески сигналов указывают на наличие в диагностируемом узле определённого дефекта. Например, для определения радиального зазора в якорном подшипнике на соответствующем подшипниковом щите устанав-ливают датчик виброускорений прибора и увеличивают частоту вращения вaла якоря тягового двигателя до 100 об/мин, а затем выключают. При этом включают самописец, который записывает виброграммы сигнaлов опреде-лённой частоты. Для регисграции частоты вращения колёсной пары и вала якоря дви- гателя на ленте самописца в заливочной горловине устанавливают датчик частоты вращения и соединяют с самописцем. При диагностировании зубчатой передачи, роликовых подшипников используются низкочастотные фильтры прибора, настроенные на частоту 16 Гц. Износ зубьев шестерни определяется по средней амплитуде виброус- корений корпуса двигателя, при этом следует отметить, что значения виб- роускорения неодинаковы для всех редукторов и зависят от их консгрук- тивных особенностей. Поэтому при диагностировании различных редук- торов по средней амплитуде необходимо проводить тарировку прибора. При наличии дефектов на беговых дорожках или телах качения на виброграмме будут видны всплески сигналов, чередующиеся в опре- делённой последовательности, что указывает на место и количество дефектов. Для контроля радиальных зазоров в моторно-осевых подшипниках необходимо создать импульсное движение с помощью каткового стенда. Датчики устанавливают на приливы под моторно-осевые подшипники, выбирают резонансный режим и записывают виброграммы. Поскольку им-пульс силы пропорционaлен зазору, то с увеличением последнего растут и амплитуды виброускорений. Радиальный зазор определяется по средней амплитуде виброускоре- ний анaлогично проверке износа зубьев зубчатой передачи. Но все эти проверки занимают много времени и возможны ошибки при расшифровке виброграмм. Достоверность диагностирования колёсно-моторных блоков можно повысить, используя средства автоматики и вычислительной техники. |