Повышение коммутационной устойчивости тяговых электрических машин за счет совершенствования технологии ремонта коллекторов

• Автор: Солдаткин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Анализ условий эксплуатации тяговых электрических двигателей и типового технологического процесса ремонта коллектора

1.1 Оценка условий эксплуатации тяговых электрических двигателей

1.2 Дефекты коллектора, возникающие в эксплуатации

1.2.1 Механическое воздействие на поверхность коллектора

1.2.2 Электрическое воздействие на поверхность коллектора

1.3 Система обслуживания и ремонта ТЭД в эксплуатации

1.4 Анализ типового технологического процесса ремонта коллекторов ТЭД при ТР3

1.5 Цели исследований, постановка задач и пути их решения

2 Исследование процесса механической обработки при ремонте кол

лектора
2.1 Влияние режущего инструмента па качество обработки коллектора
2.2 Применение алмазных резцов для обточки коллекторов
2.2.1 Оптимизация формы и геометрических параметров режущего элемента для обточки коллекторов ТЭД
2.2.2 Технологический процесс алмазной заточки и доводки резца, оснащенного поликристаллическим алмазом
2.3. Выводы
3 Применение методов поверхностного пластического деформирования для упрочнения поверхности коллекторов
3.1 Анализ существующих методов поверхностного пластического деформирования
3.2 Технологические параметры поверхностного пластического деформирования, влияющие на процесс образования поверхностного слоя при его упрочнении
3.3 Использование некомпозиционных планов второго порядка для математического описания процесса поверхностного пластического деформирования
3.4 Расчет режимов накатки
3.5 Выводы
4 Качество поверхности коллектора и коммутационная устойчивость
4.1 Влияние дугового разряда на коллекторные пластины до и после упрочнения
4.2 Взаимосвязь коммутационных процессов и качества поверхност
ного слоя коллектора
4.3 Математическая модель процесса искрообразования при изменении параметров поверхностного слоя коллектора
4.4 Выводы
5 Расчет экономической эффективности внедрения операции накатки
5.1 Определение себестоимости изготовления накатника
5.2 Определение себестоимости разработки проекта накатника
5.3 Определение чистого дисконтированного дохода от использова
ния операции накатки
Заключение
Список использованных источников


Частицы размером 7,5 мк и выше составляют около % от общего веса пыли, а запыленность воздуха, поступающего в систему охлаждения электровоза, составляет - мг/м3. Весовое содержание пыли в охлаждающем воздухе зависит от состояния атмосферы, места его забора, особенности местности, по которой проходит железнодорожный путь. Результаты, полученные в разные годы и разными исследователями, показывают, что содержание того или иного компонента в пыли колеблется в широких пределах. Интенсивность дождя, на воздействие которого должно быть рассчитано оборудование, определено ГОСТ 0-. Для исполнения У и УХЛ она составляет (верхнее рабочее значение); 3 мм/мин - 5 мин подряд (1-2 раза в 1 - 2 года); 1,5 мм/мин -1ч. Наиболее интенсивный износ коллектора наблюдается при искрении в контакте. Поэтому для снижения износа коллектора очень важно обеспечить хорошие, безыскровые условия коммутации электрической машины. Поскольку КЩУ работает в тяжелых климатических и сложных эксплуатационных условиях, то на поверхностный слой коллектора воздействует много различных факторов. Под поверхностным слоем понимают прилегающий к основной массе слой металла, имеющий отличающиеся от основной массы детали структуру, фазовый и химический состав[4]. Факторы, воздействующие на коллектор, можно разделить на внешние и внутренние. К внешним можно отнести все воздействия окружающей среды, взаимодействие колесно-моторного блока и пути, погрешности сборки тягового двигателя, режимы работы и другие факторы. Схема воздействия внешних факторов представлена на рисунке 1. К внутренним относятся факторы, возникающие непосредственно при взаимодействии коллектора и щетки, иначе говоря, в скользящем контакте. В свою очередь, внутренние факторы подразделяются на механические и электрические []. Наиболее неблагоприятными для ТЭД являются парные или групповые сочетания механических и электрических воздействий []. Мероприятия, направленные на улучшение коммутации, будут приводить к снижению износа щеток и коллектора. Существенное влияние на износ оказывает непосредственно само искрение, вызываемое механическими причинами [6]. Факторы, определяющие механическое воздействие на коллектор, представлены на рисунке 2. Искрение ТЭД на стыках рельсов, стрелочных переводах и других неровностях пути приводит к увеличению износа щеток по сравнению с работой в стационарных условиях на -%. Наиболее резко увеличивается износ щеток и коллектора при повышенном износе зубчатой передачи, различных дефектах контактной поверхности коллектора [7, ]. Эксцентриситет коллектора меньше сказывается на работе узла токосъема. Однако увеличение его свыше определенных пределов также приводит к резкому возрастанию износа. Также могут возникать такие дефекты поверхности коллектора как конусность, вогнутость, бочкообразность. Конусностью называется отклонение от параллельности образующих, вогнутость и бочкообразность характеризуются разностью крайних и средних диметров коллектора [, , ]. Эти дефекты возникают, как правило, из-за изношенности оборудования на котором производилась проточка коллектора. Исследования [] показали, что если у двигателя, имеющего темную коммутации, искусственно создать волнистость рабочей поверхности коллектора, то появившееся искрение не удается устранить не чем иным, кроме обточки. Перечисленные дефекты поверхности коллектора отрицательно сказываются на работе коллекторнощеточного узла и их можно отнести к макрогеометрическим параметрам качества коллектора, т. Если равномерная выработка коллектора по окружности и по образующей не вызывает существенного увеличения износа щеток, то неравномерная выработка по окружности равносильна наличию местного биения коллектора. В связи с тем, что разные секции обмотки якоря находятся в различных условиях по коммутации, коллекторные пластины, соединенные с ними, изнашиваются неодинаково, особенно при тех или иных нарушениях коммутационного процесса. Возникающие при этом вибрации и искрение в контакте вызывают повышенный износ щеток и коллектора, а иногда и разрушение щеток.