Лекция 3 надёжность электрические двигатели. Анализ, переработка и сбор информация по отказов. План
 Скачать 31.24 Kb.
|
|
ЛЕКЦИЯ № 3 НАДЁЖНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ. АНАЛИЗ, ПЕРЕРАБОТКА И СБОР ИНФОРМАЦИЯ ПО ОТКАЗОВ. План 3.1. Х.ЛРАКТЕРНЫЕ ОТКАЗЫ И ИХ ПРИЧИНЫ 3.2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ 3.3. НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ З.НАДЕЖНОСТЬ СТРЕЛОЧНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ 3.1. Характерные отказы и их причины Отказы электроприводов в основном обусловлены нарушением контакта автопереключателя, неисправностями механической части и электродвигателя. Нарушение контакта автопереключателя является следствием неправильной регулировки; излома контактных колодок, рычагов, контактов; индевения контактов; загрязнения контактов и др. В табл. 3.1.1 дано распределение отказов элементов электропривода в процентах. Неправильная регулировка, приводящая к отказам электроприводов, является следствием некачественного выполнена графика технологического процесса обслуживающим персоналом. Излом контактных колодок происходит из-за неправильно регулировки врубания ножей, разбивающих колодки; изменена свойств изоляционного материала при низких температурах, что приводит к появлению трещин в местах сопряжения металл (ножей) с пластмассой. Такое явление — результат различии их коэффициентов линейного расширения при низких температурах. Применение колодок с ножами из материалов ДСВ и Премикс исключает отказы из-за излома колодок. Важным является своевременная замена колодок после выработки назначенного ресурса, оговоренного ТУ. Таблица 3.1.1
Одной из основных причин нарушения контакта автопереключателя является неправильная регулировка пружин контактных колодок, что является следствием несоблюдения расстояний между контактными пружинами колодок и недостаточной глубины врубания ножей. Для улучшения работоспособности стрелочных электроприводов регулировку контактов необходимо производить с выполнением следующих условий: расстояние между контактными пружинами колодки должно быть 6 и 12 мм для контрольных и рабочих контактов соответственно; упорные пружины должны плотно прилегать к контактным пружинам; расстояния между контактными пружинами измерять шаблонами, изготовленными из изоляционного материала. Для измерения минимального расстояния используют шаблоны 5,7 и П,^ мм, которые должны проходить между контактными пружинами. Для измерения максимального расстояния используют шаблоны 6,4 и 12,5 мм, которые не должны проходить между контактными пружинами; ножи в контактные пружины должны врубаться на глубину не менее 9 мм. При врубании контактных ножей отжим каждой упорной пружины от нормального положения должен быть 0,7-1 мм, при врубании ножи не должны ударять в основания контактных колодок. Расстояние между контактным ножом и выступом основания контактной колодки (при крайних положениях колодки с ножами) должно быть (3±1,5) мм. Индевение и обледенения контактов автопереключателя наблюдаются при низкой температуре и повышенной влажности, причинами которых являются: отсутствие устройства обофева в приводах старых выпусков, неэффективность типового устройства обогрева электроприводов СП-3 из- за расположения обогревательных элементов в отдалении от контактной системы, перегорание или обрыв элементов обогрева и отсутствие контроля работоспособности схемы обогрева. в процессе эксплуатации наблюдаются случаи нестабильной работы фрикционно! о устройства, вызванной отсутствием смазки на поверхностях фрикционных дисков и перекоса трущихся поверхностей относительно друг друга. Ликвидация этих отказов может быть достигнута за счет качественного технического обслуживания. Особенно подвержены отказам централизованные стрелки при резких перепадах температуры и влажности. Этому способствует напрессовка снега и льда в корневых креплениях, причем обдувка и обогрев стрелочного перевода не могут полностью предотвратить это явление. Положительный эффект был получен с помощью наполнения зазоров под накладками графитовой смазкой. Нанесенная осенью смазка способна в течение всей зимы предохранить корневые крепления от напрессовки снега и льда. Наряду с перечисленными выше отказами в работе электропривода встречаются и другие неисправности, перечень которых с указанием вероятных причин приведен в табл.3.2.1. 3.2.Обеспечение надежности электроприводов Наибольшее число отказов приходится на потерю контактов автопереключателя. Большинство этих случаев происходит зимой и связано с индевением контактов. Для предотвращения этого явления предусмотрены различные меры (графитовая смазка, глицерин, обогрев, специальные насечки на ножах, колпаки из оргстекла и др.), которые обычно применяют в зависимости от местных условий. Если контактное нажатие автопереключателя больше нормы, то усилие, развиваемое пружиной, может быть недостаточным для размыкания пружинных контактов или размыкать их со значительной затяжкой, что создает дугообразование при разрыве рабочих контактов и их подгорание. Если же контактное нажатие меньше нормы (350-500 г), то возможно нарушение электрической цепи, особенно в период индевения. Излом контакта автопереключателя может происходить из-за неправильной регулировки контактов (загнутые концы контактных пружин должны находиться на одной прямой без перегибов). Излом может произойти также ввиду частой регулировки контактной губки. Таблица 3.2.1
Причины недостаточного врубания ножей автопереключателя могут быть следующими: кулачок автопереключателя упирается в контрольную линейку из-за неправильной ее регулировки. Обнаружить это можно нажатием на контрольную тягу. Контрольная линейка, препятствующая западанию кулачка, в этом случае будет перемещать ножи автопереключателя; палец ползуна, на который сдирается замыкающий рьгчаг, находится ниже поверхности барабана вследствие ослабления врезной пружины или нестандартности ползуна; неплотная осадка основания автопереключателя за счет ослабления крепящих болтов или его нестандартности. При замыкании контрольных контактов автопереключателя необходимо, чтобы подвижный нож не ударялся о колодку с контактными пружинами. Удары о колодку могут произойти из-за ослабления болтов, крепящих основание автопереключателя, его нестандартности или вследствие износа стержня, в который упирается кулачок. Для улучшения работы электроприводов на дорогах заменяют ветхий монтаж на новый; выполняют внутреннюю покраску с учетом вопросов эстетики; устанавливают фотосхему прохождения электрических цепей управления электроприводом; на стрелочных переводах, уложенных на главных и приемоотправочных путях, электроприводы СПВ-5 заменяют на СП-6; для улучшения сопротивления изоляции монтажа электроприводов металлические шланги, связывающие электроприводы со стрелочными муфтами, заменяют на резиновые. В процессе эксплуатации стрелочных электроприводов имеют место случаи выпадания валиков контрольных линеек из-за износа или излома шплинтов, что приводит к нарушению электрического контроля положения стрелок. Для исключения подобных случаев на валик устанавливают предохранительные скобы между контрольной линейкой и контрольной тягой. Скоба загибается сверху головки вплотную и не дает возможности валику выпасть из контрольной линейки в случае выпадания шплинта. На ряде дорог применяют электроприводы с трехфазными электродвигателями переменного тока, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с электродвигателями постоянного тока. Существенным достоинством асинхронных двигателей являются отсутствие коллектора и щеточного узла—наиболее уязвимых элементов двигателей постоянного тока. Кроме того, отсутствие контакта коллектор—щетка исключает появление ложного контроля положения стрелки при возникновении электрической дуги в месте контакта. Применение этих двигателей с пониженной частотой вращения ротора несколько увеличивает время перевода стрелки, что особенно ощутимо на спаренных стрелках. Таблица 3.2.2
Уменьшение частоты вращения ротора двигателя улучшает динамику работы электропривода и стрелки. В итоге резко уменьшается износ валиков и втулок рабочих и межостряковых тяг. За счет уменьшения скорости соударения остряка с рамным рельсом при переводе стрелки значительно снижается воздействие этих ударов на элементы пути. Применение пятипроводной схемы управления стрелкой позволяет обойтись без реверсивного реле. Кроме того, использование раздельных пар проводов для контроля плюсового и минусового положения стрелки исключает возможность появления ложного контроля из-за случайного перепутывания линейных проводов. Эти достоинства электроприводов с трехфазными электродвигателями переменного тока позволяют снизить затраты труда на техническое обслуживание централизованных стрелок и повысить безопасность движения поездов. ЛИИЖТ разработал стенд для проведения испытаний стрелочных электродвигателей постоянного и переменного тока в широком диапазоне. На этом стенде можно создавать любые непрерывные или дискретно изменяемые нагрузки, проводить испытания электродвигателя при разных направлениях вращения и по наработке на отказ в условиях, близких к эксплуатационным. Стенд разработан с учетом кратковременного или повторно-кратковременного режима работы стрелочных электроприводов. Стенд можно использовать для комплексной диагностической проверки электродвигателей стрелочных электроприводов и самих электроприводов. Для отдельных элементов электропривода определено среднее время восстановления при отказе без учета времени следования к месту отказа: на чистку контактов автопереключателя необходимо 10 мин, замену электродвигателя — 18 мин, реле 1111РЗ-5000 — 10 мин, регулировку рабочих и контрольных тяг — 15 мин, замену выпрямительных элементов—8 мин. Это свидетельствует о необходимости улучшения ремонтопригодности как элементов электропривода, так и аппаратуры, используемой в схеме управления электроприводом. Анализ статистической информации позволил установить параметры надежности электроприводов, значения которых приведены ведены в табл. 3.2.3. Таблица 3.2.3
Среднее время восстановления электроприводов СПВ-5, СП-2 и СП-2Р равно соответственно 18; 21,6 и 23,3 мин без учета времени следования к месту отказа. На Прибалтийской дороге разработана и внедрена схема тиристорной заш,иты поляризованных контактов реле СКГШ1-5 в четырехпроводной схеме управления стрелкой. В рабочую цепь устанавливают два параллельно включенных тиристора КУ-202Д без радиатора в корпусе малогабаритного реле. Схема предусматривает заш;иту пусковых реле в наиболее тяжелом режиме в момент замыкания рабочей цепи электродвигателя. Исправность схемы искрогашения проверяют по кратковременному возбуждению реле В и отсутствию искрения на контактах реле СУП в момент их замыкания. Для исключения перегрузки тиристора защиту можно применять только при условии, что схемно обеспечена невозможность одновременного перевода более одной стрелки в горловине. В тех случаях, когда защита осуществляется на стрелках с маркой крестовины 1/18 или при типе рельсов тяжелее Р50, вместо двух параллельно включенных тиристоров КУ-202Д необходимо устанавливать один тиристор Т-25 или Т-50 с радиатором. 3.3. Надежность электродвигателей Нарушение работоспособности электродвигателя может быть вызвано обрывом и замыканием секции обмоток якоря и статора, неисправностью щеточного узла, понижением изоляции обмоток. В табл. 3.3.1 дано распределение отказов электродвигателей по элементам. Обрывы секций якоря являются следствием нарушения технологии изготовления на заводе. Отказы электродвигателей можно предупредить применением метода дистанционной проверки с помощью осциллографа и проверки в напольных условиях омметром в соответствии с технологией обслуживания. Одним из путей повышения надежности щеточного узла следует считать применение усиленных пружин и контроль их состояния. Эта работа может быть выполнена при периодическом ремонте и проверке электродвигателей. При ремонте электродвигателей с курковым щеткодержателем следует измерять нажатие щеток на коллектор и приводить его к норме 200—300 г, установленной техническими условиями (ТУ). Таблица 3.3.1
Давление курка на угольную щетку и нажатие щетки на коллектор отличаются незначительно (на 2—5 г). Поэтому рекомендуется измерять давление курка на щетку, используют граммометр с пределами измерения 50—280 г, применяемый — для испытания пружин в телеграфных аппаратах Т-ЬЗ. Для увеличения давления курка на щетку при несоответствии его норме ТУ необходимо: проверить механические характеристики пружин, при этом длина пружины электродвигателя МСП-0,25 при условии растяжения Pi =0,1 кг должна быть (12,8±1) мм, а при условии растяжения Р2=0,3 кг—(14± 0,5) мм; заменить пружину на новую из проволоки диаметром 4,6 мм с числом .витков 9. На отдельных дорогах имели место случаи заклинивания — щеток в щеткодержателях из-за образования окиси в отверстиях. Причиной является применение некачественного материала. Переход Саратовским электромеханическим заводом на новый материал щеткодержателя исключает такие дефекты. Выявленные в эксплуатации щеткодержатели с окисной пленкой необходимо заменить. При обнаружении вмятин на обмотках возбуждения и нарушении изоляции обмоток из-за касания ребер жесткости задней крышки следует проточить ребра жесткости на токарном станке до плоскости крышки с внутренней стороны и закрасить лаком. Для усиления прочности и исключения выпадения клиньев из пазов якоря рекомендуется применять эпоксидную смолу или эмаль ГФ-92 ГС. Для восстановления изоляционных свойств обмоток якоря и статора их просушивают к сушильном шкафу, а при необходимости пропитывают специальным составом обмотки якоря. На Свердловской дороге в дополнение к типовому технологическому процессу ремонта электродвигателей устанавливают стрелочный привод с изъятыми контрольными линейками; устанавливают электродвигатель в привод без подключения редуктора и подсоединяют выводы электродвигателя к стенду; проверяют работу электродвигателя на холостом ходу при повышенных оборотах в течение 2 мин, для чего плавно повышают напряжение ЛАТРом, добиваясь необходимого числа оборотов в соответствии с табл. 1.3.2. Таблица 3.3.2
Таблица 3.3.3
Таблица 3.3.4
Ключевые слова: Одной из основных причин нарушения контакта автопереключателя является неправильная регулировка пружин контактных колодок, что является следствием несоблюдения расстояний между контактными пружинами колодок и недостаточной глубины врубания ножей. Уменьшение частоты вращения ротора двигателя улучшает динамику работы электропривода и стрелки. В итоге резко уменьшается износ валиков и втулок рабочих и межостряковых тяг. При обнаружении вмятин на обмотках возбуждения и нарушении изоляции обмоток из-за касания ребер жесткости задней крышки следует проточить ребра жесткости на токарном станке до плоскости крышки с внутренней стороны и закрасить лаком. Контрольные вопросы: Укажите причины характерных отказов стрелочных электроприводов? Каким образом осуществляется надежность электроприводов? Способ устранения нестабильной работы фрикции? Стрелка не переводится, ток меньше номинального тока перевода, заклинивание шибера. Укажите причину. Укажите причины недостаточного врубания ножей автопереключателя? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||