1.2 Принцип работы тягового электродвигателя ТЛ-2К 11

1.3 Основные неисправности и причины их возникновения 11

Глава II. Методы диагностирования 15

2.1 Обзор и описания методов диагностирования 15

2.2 Способы очистки тягового электродвигателя 17

Глава III. Диагностика тягового электродвигателя 23

3.2. Анализ результатов и принятие решения по организации ремонта 29

3.3. Техника безопасности 31

Заключение 36

Список использованной литературы 37

Введение

Тяговый электродвигатель «ТЛ-2К» установлен на электровозы серии ВЛ, предназначен для индивидуального привода колёсной пары. Крутящий момент передаётся на ось посредством шарнирной муфты. Двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, 6-полюсные с добавочными полюсами. Двигатели имеют независимую вентиляцию. Тяговые электродвигатели преобразуют поступающую из контактной сети электрическую энергию в механическую работу, затрачиваемую на преодоление всех сил сопротивления движению поезда и силы его инерции при ускоренном движении.

Модель тягового электродвигателя постоянного тока электрического подвижного состава как объекта диагностирования включает в себя электроизоляционную конструкцию, коллекторно-щеточный аппарат и механическую часть. Поэтому отказы тяговых двигателей имеют различную природу и могут происходить вследствие:

– пробоя изоляции и межвитковых замыканий обмоток якоря;

– пробоя изоляции и межвитковых замыканий обмоток главных и дополнительных полюсов;

– пробоя изоляции компенсационной обмотки;

– повреждений выводов катушек полюсов;

– повреждений выводных кабелей, выплавления припоя из петушков коллектора;

– разрушения якорных бандажей;

– повреждения якорных подшипников;

– повреждения пальцев, кронштейнов и щеткодержателей;

– кругового огня по коллектору.

Необходимо отметить, что для определения неисправностей тяговых двигателей электровозов и электропоездов можно использовать одинаковые подходы.

Определению неисправностей в электрических машинах посвящено значительное количество публикаций в периодической печати, имеются научные монографии и патенты.

В последние годы активно внедряется методология диагностирования зарождающихся дефектов роторных узлов, в т.ч. и подшипников. Использование системы диагностирования, ориентированной на обнаружение зарождающихся дефектов и прогнозирование оптимальных сроков проведения технических обслуживаний, позволяет обеспечить максимально возможный экономический эффект за счет снижения трудозатрат, расхода запасных частей и простоев подвижного состава.

Глава I. Назначение и работа тягового электродвигателя тл-2к

1.1 Назначение тягового двигателя тл-2к

На электровозе ВЛ10 установлены восемь тяговых электродвигателей типа ТЛ2К. Тяговый электродвигатель постоянного тока ТЛ2К предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую. Вращающий момент с вала якоря электродвигателя передается на колесную пару через двустороннюю одноступенчатую цилиндрическую косозубую передачу. При такой передаче подшипники двигателя не получают добавочных нагрузок по аксиальному направлению. Подвеска электродвигателя опорно-осевая. Электродвигатель с одной стороны опирается моторно-осевыми подшипниками на ось колесной пары электровоза, а с другой на раму тележки через шарнирную подвеску и резиновые шайбы. Система вентиляции независимая, с подачей вентилирующего воздуха сверху в коллекторную камеру и выбросом сверху с противоположной стороны вдоль оси двигателя. Электрические машины обладают свойством обратимости, заключающимся в том, что одна и та же машина может работать как двигатель и как генератор. Благодаря этому тяговые электродвигатели используют не только для тяги, но и для электрического торможения поездов. При таком торможении тяговые двигатели переводят в генераторный режим, а вырабатываемую ими за счет кинетической или потенциальной энергии поезда электрическую энергию гасят в установленных на электровозах резисторах (реостатное торможение) или отдают в контактную сеть (рекуперативное торможение).

Все тяговые двигатели постоянного тока вагонов метрополитена имеют в основном одинаковое устройство. Двигатель состоит из остова, четырех главных и четырех добавочных полюсов, якоря, подшипниковых щитов, щеточного аппарата, вентилятора.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Заданием на письменную экзаменационную работу было предложено описать назначение и конструкцию тягового электродвигателя, технологический процесс ремонта его якоря, изучить безопасные приёмы труда, меры по экономичному расходованию материалов при ремонте, а также начертить чертеж на формате А1, содержащий общий вид тягового электродвигателя ТЛ-2К1.

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ТЛ-2К

1.1 Назначение тягового двигателя ТЛ-2К.
На электровозе ВЛ10 установлены восемь тяговых электродвигателей типа ТЛ2К. Тяговый электродвигатель постоянного тока ТЛ2К предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую. Вращающий момент с вала якоря электродвигателя передается на колесную пару через двустороннюю одноступенчатую цилиндрическую косозубую передачу. При такой передаче подшипники двигателя не получают добавочных нагрузок по аксиальному направлению. Подвеска электродвигателя опорно-осевая. Электродвигатель с одной стороны опирается моторно-осевыми подшипниками на ось колесной пары электровоза, а с другой на раму тележки через шарнирную подвеску и резиновые шайбы. Система вентиляции независимая, с подачей вентилирующего воздуха сверху в коллекторную камеру и выбросом сверху с противоположной стороны вдоль оси двигателя. Электрические машины обладают свойством обратимости, заключающимся в том, что одна и та же машина может работать как двигатель и как генератор. Благодаря этому тяговые электродвигатели используют не только для тяги, но и для электрического торможения поездов. При таком торможении тяговые двигатели переводят в генераторный режим, а вырабатываемую ими за счет кинетической или потенциальной энергии поезда электрическую энергию гасят в установленных на электровозах резисторах (реостатное торможение) или отдают в контактную сеть (рекуперативное торможение).

1.2 Принцип работы ТЛ-2К.

При прохождении тока по проводнику, расположенному в магнитном поле, возникает сила электромагнитного взаимодействия, стремящаяся перемещать проводник в направлении, перпендикулярном проводнику и магнитным силовым линиям. Проводники обмотки якоря в определенном порядке присоединены к коллекторным пластинам. На внешней поверхности коллектора установлены щетки положительной (+) и отрицательной (-) полярностей, которые при включении двигателя соединяют коллектор с источником тока. Таким образом, через коллектор и щетки получает питание током обмотка якоря двигателя. Коллектор обеспечивает такое распределение тока в обмотке якоря, при котором ток в проводниках, находящийся в любое мгновение времени под полюсами одной полярности, имеет одно направление, а в проводниках, находящихся под полюсами другой полярности, - противоположное.
Катушки возбуждения и обмотка якоря могут получать питание от разных источников тока, т. е тяговый двигатель будет иметь независимое возбуждение. Обмотка якоря и катушки возбуждения могут быть соединены параллельно и получать питание от одного и того же источника тока, т.е тяговый двигатель будет иметь параллельное возбуждение. Обмотка якоря и катушки возбуждения могут быть соединены последовательно и получать питание от одного источника тока, т.е тяговый двигатель будет иметь последовательное возбуждение. Сложным требованием эксплуатации наиболее полно удовлетворяют двигатели с последовательным возбуждением, поэтому их применяют на электровозах.

1.3 Устройство ТЛ-2К.
Тяговый двигатель ТЛ-2К имеет глухие подшипниковые щиты с выбросом охлаждающего воздуха через специальный патрубок.
Он состоит из остова, якоря, щеточного аппарата и подшипниковых щитов (рис.1). Остов двигателя 3 представляет собой отливку из стали марки 25Л цилиндрической формы и служит одновременно магнитопроводом. К нему крепятся шесть главных 34 и шесть дополнительных 4 полюсов, поворотная траверса 24 с шестью щеткодержателями 1 и щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь 5 двигателя. С наружной поверхности остов имеет два прилива 27 для крепления букс моторно-осевых подшипников, прилив и съемный кронштейн для подвески двигателя, предохранительные приливы и приливы с отверстиями для транспортировки. Со стороны коллектора имеются три люка, предназначенные для осмотра щеточного аппарата и коллектора. Люки герметично закрываются крышками. Крышка верхнего коллекторного люка укреплена на остове специальным пружинным замком, крышка нижнего одним болтом М20 и специальным болтом с цилиндрической пружиной и крышка второго нижнего люка четырьмя болтами М12. Для подачи воздуха имеется вентиляционный люк. Выход вентилирующего воздуха осуществлен со стороны, противоположной коллектору, через специальный кожух, укрепленный на подшипниковом щите и остове.

Выводы из двигателя выполнены кабелем марки ПМУ-4000 сечением 120 мм2. Кабели защищены брезентовыми чехлами с комбинированной пропиткой. На кабелях имеются ярлычки из полихлорвиниловых трубок с обозначениями Я, ЯЯ, К и КК. Выводные кабели Я и ЯЯ соединены с обмотками: якоря, дополнительных полюсов и с компенсационной, а выводные кабели К и КК соединены с обмотками главных полюсов.
Сердечники главных полюсов собраны из листовой электротехнической стали толщиной 0,5 мм, скреплены заклепками и укреплены на остове четырьмя болтами М24 каждый. Между сердечником главного полюса и остовом имеется одна стальная прокладка толщиной 0,5 мм. Катушка главного полюса, имеющая 19 витков, намотана на ребро из мягкой ленточной меди МГМ размерами 1,?95 65 мм, изогнута по радиусу для обеспечения прилегания к внутренней поверхности остова. Корпусная изоляция состоит из восьми слоев стекломикаленты марки ЛМК-ТТ 0,13*30 мм и одного слоя стеклоленты толщиной 0,2 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Межвитковая изоляция выполнена из бумаги асбестовой в два ряда слоя толщиной 0,2 мм и пропитана лаком К-58. Для улучшения рабочих характеристик двигателя применена компенсационная обмотка, расположенная в пазах, проштампованных в наконечниках главных полюсов, и соединенная с обмоткой якоря последовательно. Компенсационная обмотка состоит из шести катушек, намотанных из мягкой прямоугольной медной проволоки МГМ сечением 3,28?22 мм и имеет 10 витков. В каждом пазу расположено по два стержня. Корпусная изоляция состоит из 9 слоев микаленты марки ЛФЧ-ББ 0,1х20 мм и одного слоя стеклоленты толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Витковая изоляция имеет один слой микаленты толщиной 0,1 мм, уложенной с перекрытием в половину ширины ленты. Крепление компенсационной обмотки в пазах клиньями из текстолита марки Б.
Сердечники дополнительных полюсов выполнены из толстолистового проката или поковки и укреплены на остове тремя болтами М20 каждый. Для уменьшения насыщения добавочного полюса между остовом и сердечником дополнительных полюсов предусмотрены латунные прокладки толщиной 7 мм. Катушки дополнительных полюсов намотаны на ребро из мягкой медной проволоки МГМ сечением 6х20 мм и имеют 10 витков каждая.
Корпусная и покровная изоляция этих катушек аналогична изоляции катушек главного полюса. Межвитковая изоляция состоит из асбестовых прокладок толщиной 0,5 мм, пропитанных лаком К-58.
Щеточный аппарат тягового электродвигателя состоит из траверсы разрезного типа с поворотным механизмом, шести кронштейнов и шести щеткодержателей. Траверса стальная, отливка швеллерного сечения имеет по наружному ободу зубчатый венец, входящий в зацепление с шестерней поворотного механизма. В остове фиксирована и застопорена траверса щеточного аппарата болтом фиксатора, установленным на наружной стенке верхнего коллекторного люка, и прижата к подшипниковому щиту двумя болтами стопорного устройства: одно – внизу остова, второе – со стороны подвески. Электрическое соединение кронштейнов траверсы между собой выполнено кабелями ПС-4000 сечением 50 мм2.
Кронштейны щеткодержателя разъемные (из двух половин) закреплены болтами М20 на двух изоляционных пальцах, установленных на траверсе. Изоляционные пальцы представляют собой стальные шпильки, опрессованные прессмассой АГ-4, сверху на них насажены фарфоровые изоляторы. Щеткодержатель имеет две цилиндрические пружины, работающие на растяжение. Пружины закреплены одним концом на оси, вставленной в отверстие корпуса щеткодержателя, другим на оси нажимного пальца с помощью регулирующего винта, которым регулируют натяжение пружины. Кинематика нажимного механизма выбрана так, что в рабочем диапазоне обеспечивает практически постоянное нажатие на щетку. Кроме того, при максимально допустимом износе щетки давление нажимного пальца на нее автоматически прекращается. Это позволяет предотвратить повреждение рабочей поверхности коллектора шунтами сработанных щеток. В окна щеткодержателя вставлены две разрезные щетки марки ЭГ-61 размером 2(8х50)х60 мм с резиновыми амортизаторами. Крепление щеткодержателей к кронштейну осуществлено шпилькой и гайкой.
Для более надежного крепления и для регулировки положения щеткодержателя относительно рабочей поверхности по высоте коллектора на корпусе щеткодержателя и кронштейна предусмотрена гребенка.
Якорь двигателя состоит из коллектора обмотки, вложенной в пазы сердечника, набранного в пакет из лакированных листов электротехнической стали марки Э-22 толщиной, 0,5 мм, стальной втулки, задней и передней нажимных шайб, вала, катушек и 25 секционных уравнителей, концы которых впаяны в петушки коллектора. В сердечнике имеется один ряд аксиальных отверстий для прохода вентилирующего воздуха. Передняя нажимная шайба одновременно служит корпусом коллектора. Все детали якоря собраны на общей втулке коробчатой формы, напрессованной на вал якоря, что обеспечивает его замены. Катушка имеет 14 отдельных проводников, расположенных по высоте в два ряда, и по семи проводников в ряду, они изготовлены из ленточной меди размером 0,9?8,0 мм марки МГМ и изолированы одним слоем с перекрытием в половину ширины микаленты ЛФЧ-ББ толщиной 0,075 мм. Корпусная изоляция пазовой части катушки состоит из шести слоев стеклослюдянитовой ленты ЛСК-110тт 0,11х20 мм, одного слоя ленты электроизоляционного фторопласта толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Уравнители секционные изготавливают из трех проводов сечением 0,90х2,83 мм марки ПЭТВСД. Изоляция каждого провода состоит из одного слоя стеклослюдянитовой ленты ЛСК-110тт 0,11х20 мм, одного слоя ленты электроизоляционного фторопласта толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты толщиной 0,11 мм. Вся изоляция уложена с перекрытием половины ширины ленты. В пазовой части обмотка якоря крепится текстолитовыми клиньями, а в лобовой части – стеклобандажом. Коллектор тягового двигателя с диаметром рабочей поверхности 660 мм состоит из 525 медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками.
От нажимного конуса и корпуса коллектор изолирован миканитовыми манжетами и цилиндром. Обмотка якоря имеет следующие данные: число пазов – 75, шаг по пазам – 1 – 13, число коллекторных пластин – 525, шаг по коллектору – 1 – 2, шаг уравнителей по коллектору – 1 – 176.
Якорные подшипники двигателя тяжелой серии с цилиндрическими роликами типа 8Н2428М обеспечивают разбег якоря в пределах 6,3 – 8,1 мм. Наружные кольца подшипников запрессованы в щиты подшипников, а внутренние кольца напрессованы на вал якоря. Подшипниковые камеры для предотвращения воздействия внешней среды и утечки смазки имеют уплотнения. Подшипниковые щиты запрессованы в остов и прикреплены к нему каждый восемью болтами М24 с пружинными шайбами. Моторно-осевые подшипники состоят из латунных вкладышей, залитых по внутренней поверхности баббитом Б16, и букс с постоянным уровнем смазки. Буксы имеют окно для подачи смазки. Для предотвращения поворота вкладышей предусмотрено в буксе шпоночное соединение.

2 РЕМОНТ ЯКОРЯ В ОБЪЕМЕ ТР-3

2.1 Очистка якоря
Перед осмотром и ремонтом якорь очищают. При работе тягового двигателя для улучшения отвода тепла от нагретой обмотки якорь постоянно обдувается потоком охлаждающего воздуха, подаваемого в двигатель от вентиляторов под некоторым напором. Воздух несет с собой частицы пыли, а также продукты износа электрощеток. С охлаждающим воздухом внутрь двигателя проникает влага, снег. Эти загрязнения и влага попадают в зазоры между шинками секций обмотки у петушков коллектора, в межламельные промежутки коллектора и вентиляционные каналы сердечника якоря, а также скапливаются на поверхности якоря, в углублениях между катушками на выходе их из паза, на изолированном конусе коллектора особенно тогда, когда его глянцевая поверхность обожжена круговым огнем.
Наличие щеточной пыли и других загрязнений на изолированных поверхностях якоря значительно снижает устойчивость двигателя к перебросам, а также электрическую прочность изоляции обмоток и коллектора. Пыль, смешанная с влагой, накапливается также на стенках вентиляционных каналов сердечника; при этом живое сечение каналов уменьшается и ухудшается теплоотвод от сердечника. Это приводит к увеличению нагрева обмоток в эксплуатации, снижению их надежности и срока службы. Пыль и загрязнения при пропитке якорей могут попадать в пропиточный лак и вместе с ним проникать в изоляцию обмотки, что значительно снижает изоляционные характеристики обмоток и способствует их повреждению.
Следовательно, очистку якорей следует рассматривать как одну из важнейших операций при их ремонте и поэтому необходимо следить за тем, чтобы производилась она тщательно. Все щели, в которых возможны скопления загрязнений, продувают и очищают пылесосом, а поверхностные загрязнения удаляют продувкой и протиркой поверхности сначала увлажненными в бензине (изоляционные поверхности, коллектор) или керосине (другие металлические поверхности), а затем сухими техническими салфетками.
Вентиляционные каналы прочищают специальными щетками-ершами. В настоящее время с целью повышения эффективности очистки якорей проводят работы по изысканию составов синтетических моющих средств, а в отдельных депо осуществляют практические шаги по их применению. Такими средствами являются водные растворы «Концентрат-Термос» («Термос-К»), МЛ-80, отходы производства синтамида и др. В состав «Термос-К» и других синтетических моющих средств входят поверхностно-активные вещества, которые способствуют хорошей очистке загрязненных поверхностей. Целесообразно применение этих веществ осуществлять в моечных машинах. Преимуществом этих средств является также возможность их регенерации, т. е. при накоплении в моющих растворах загрязнений сверх установленных норм они могут подвергаться очистке и вновь использоваться. Синтетические моющие средства необходимо применять в соответствии с действующей инструкцией.

2.2 Дефектировка

После очистки для удобства осмотра якорь устанавливают на специальную установку, обеспечивающую возможность его поворота, на которой проверяют состояние его изоляции, выявляют степень износа его
узлов и дефектные детали. Перед тем как приступить к ремонту якоря, измеряют сопротивление его изоляции, активное сопротивление обмотки, обращают внимание на наличие межвитковых замыканий и обрывов витков секций, а также качество пайки обмотки в петушках коллектора.
При замерах сопротивления изоляции один выводной конец мегаомметра прикладывают к коллектору, который предварительно закорачивают проводом, другой - к валу якоря. Сопротивление изоляции якоря при этих измерениях, т. е. в холодном состоянии, должно быть не ниже 5 МОм. Если оно ниже, это означает, что в обмотке якоря или в изоляции коллектора имеются дефекты либо изоляция увлажнена. При пробое изоляции или очень сильном увлажнении мегаомметр покажет 0.
После контроля сопротивления изоляции якоря проверяют на наличие межвитковых замыканий. Межвитковое замыкание, если оно произошло в доступном для осмотра месте, иногда удается обнаружить при внешнем осмотре якоря и коллектора. Более тщательную проверку наличия межвитковых замыканий выполняют специальными приспособлениями.

2.3 Осмотр и ремонт механической части якоря

Магнитный контроль шеек и конусов вала выполняют круглыми магнитно-порошковыми дефектоскопами переменного тока. Каждый конус вала проверяют при двух положениях дефектоскопа, устанавливая его то с одной, то с другой стороны проверяемой поверхности. Шейки вала под якорные подшипники, а также внутренние кольца роликовых подшипников, если их не требуется снимать с вала, проверяют при одном положении дефектоскопа. Наиболее часто трещины появляются в переходных галтелях вала, поэтому при магнитной дефектоскопии эти места проверяют особенно тщательно. Если на шейках вала обнаружены задиры, трещины или другие дефекты, дефектную шейку протачивают до полного удаления дефекта.
Восстановление изношенных поверхностей валов. Перед наплавкой поверхность очищают от загрязнений, обезжиривают и проверяют магнитным дефектоскопом. Если на поверхностях, подлежащих наплавке, имеются вмятины или забоины глубиной до 2 мм, то вал протачивают до удаления этих дефектов. Если наплавку начинают на поверхностях, находящихся от торца вала на расстоянии более 50 мм, то предварительно вал необходимо подогреть до температуры 300-350 °С. Для подогрева используют индукционный нагреватель. Подогрев должен быть равномерным. Если наплавку выполняют с торца, то подогрев необязателен. В этом случае на торец закрепляют специальное кольцо из малоуглеродистой стали шириной 20 мм. С этого кольца начинают наплавку.
После наплавки шов зачищают до металлического блеска. Никакие дефекты в наплавленном металле не допускаются. При наплавке в два слоя первый слой зачищают до металлического блеска, проверяют, затем наплавляют второй слой. Наплавку вала начинают на меньшем диаметре и ведут в направлении к галтели. После прохода галтели обязательно наплавляют еще 2-3 витка на участке большего диаметра.
Наплавленные места валов протачивают, а затем проверяют магнитным дефектоскопом и упрочняют накаткой. Накатке подвергают всю наплавленную поверхность и прилегающие к ней участки вала на длине 30-50 мм, а также переходные галтели. Перед накаткой поверхности вала должны быть обточены и иметь шероховатость по 5-му классу.
Накатку выполняют на токарном станке при помощи двух роликовых приспособлений, оборудованных автоматическим регулятором давления, обеспечивающим постоянное усилие накатки. В приспособлении имеются два ролика - упрочняющий и сглаживающий диаметром 100 мм. Профильный радиус упрочняющего ролика 14 мм, сглаживающего - 50 мм. Усилие накатки 14 кН (1400 кгс), подача станка 0,2-0,3 об/мин, частота вращения вала 250 об/мин.
Уменьшение диаметра вала после накатки должно быть в пределах 0,03-0,05 мм. Накатываемую поверхность смазывают машинным маслом. После накатки вал шлифуют. Размеры и чистота обработки восстановленных шеек и конуса вала должны соответствовать размерам и чистоте обработки, указанным в чертежах и правилах ремонта.
При ремонте тяговых двигателей, и особенно двигателей ТЛ-2К1, необходимо внимательно осматривать якорь, обращая особое внимание на плотность посадки его элементов, и не допускать выпуска в эксплуатацию якорей с указанными дефектами.
Очень тщательно следует проверять плотность установки пакета сердечника на якорях, у которых обнаружены обрывы витков обмотки якоря. Обрывы секций обмотки якоря ухудшают коммутацию тягового двигателя, и часто их можно обнаружить по состоянию коллектора и электрощеток. На коллекторных пластинах, которые были соединены с оборванными секциями, и на коллекторных пластинах, находящихся рядом с ними, обычно имеются подгары и оплавления, наблюдаются также подгары на электрощетках. Можно обнаружить подгары также на коллекторных пластинах, отстоящих от дефектных (с обрывом секции) на двойное полюсное деление. В отдельных случаях в петушках коллекторов с обрывом секций имеются следы выплавления припоя. Якоря, имеющие ослабление пакета сердечника и задней нажимной шайбы, необходимо отправлять в капитальный ремонт. О наличии таких дефектов следует обязательно указывать в техническом паспорте якоря перед его отправкой на ремонтный завод.

2.4 Осмотр и ремонт коллектора

Конструкция коллектора предусматривает необходимые элементы, обеспечивающие защиту его корпусной изоляции от проникновения к ней влаги и загрязнений. В случаях когда эти уплотнения выполнены неудовлетворительно и внутрь коллектора попадают влага и загрязнения, в эксплуатации могут произойти замыкание между коллекторными пластинами и пробой корпусной изоляции коллектора. Аналогичные неисправности возможны при ослаблении коллекторных болтов. Поэтому при деповском ремонте тщательно осматривают коллектор и проверяют его техническое состояние.
Важной изоляционной поверхностью коллектора является его передний миканитовый конус. Нажимной передний конус коллектора изолирован миканитом и стеклобандажной лентой (два слоя вполуперекрышу) и покрыт электроизоляционной эмалью. Если поверхность конуса имеет закопченность, подгары и другие дефекты, их зачищают до удаления верхнего слоя лака, тщательно протирают.
После очистки конуса его покрывают эмалью НЦ-929 или ГФ-92-ХК не менее двух раз до получения гладкой глянцевой поверхности.
Обстукиванием проверяют плотность затяжки коллекторных болтов. Коллектор, имеющий ослабление болтов или гаек, нагревают до температуры 90 °С, после чего болты подтягивают. Подогрев коллектора для подтягивания болтов целесообразно совмещать с сушкой якоря при режимах пропитки и покрытия его электроизоляционной эмалью. Подтяжку осуществляют равномерным подворачиванием диаметрально противоположных болтов. Для предотвращения перекосов коллектора и повреждения его изоляции болты поворачивают сразу не более чем на половину оборота.
Измеряют диаметр рабочей поверхности коллектора. В случаях когда диаметр коллектора менее установленного размера, якорь отправляют в заводской ремонт для замены коллектора.
Разница чисел коллекторных пластин в полюсных дугах не должна быть больше одной пластины. Если эта разница больше, то якорь рекомендуется отправить на завод в капитальный ремонт, при котором выполняют полную разработку коллектора. В условиях депо такие дефекты исправить нельзя. Отправка на завод необходима особенно в тех случаях, когда есть сведения о том, что до снятия с электровоза тяговый двигатель с этим якорем работал неудовлетворительно (имели место неоднократные отключения защиты вследствие перебросов и кругового огня, заволакивание межламельных канавок, повышенный износ рабочей поверхности и другие дефекты). Если двигатель работал устойчиво, то якорь может быть направлен для сборки со своим остовом, но в его паспорте указывают о неравномерном распределении коллекторных пластин. За работой двигателя, в который будет установлен этот якорь, устанавливают контроль в эксплуатации.
Проверяют состояние пайки обмотки якоря в петушках коллектора. Если при осмотре обнаружены выплавление припоя (или олова) из петушков коллекторных пластин, неудовлетворительное качество пайки обмотки, обмотку в петушках коллектора пропаивают.
Рабочая поверхность коллектора в эксплуатации изнашивается, и в деповской ремонт двигатель обычно поступает с выработкой на поверхности коллектора и повышенным биением, с подгаром пластин, «затягиванием» меди в межламельные канавки. Коллекторы с такими дефектами подлежат ремонту.
Недостаточная чистота обработки коллектора и наличие неровностей на его рабочей поверхности (подгаров, оплавления, износа, повышенного биения) или даже небольшого выступания отдельных пластин - медных или изоляционных - нарушают работу скользящего контакта и приводят к повреждениям двигателей в эксплуатации. Поэтому обработка коллектора - очень ответственная технологическая операция, ее поручают наиболее квалифицированным работникам и проводят под руководством мастера цеха.
В процессе ремонта рабочую поверхность коллектора обтачивают, шлифуют, межламельные канавки продороживают. Торцы пластин со стороны изоляционного конуса закругляют радиусом 3 мм и осуществляют разделку ламелей с обеих сторон.
Последовательность операций при обработке коллектора установлена следующая. Сначала производят продорожку коллектора, затем - его обточку, снятие фасок и, наконец, шлифовку и полировку рабочей поверхности. Обточку, шлифовку, продорожку коллектора целесообразно выполнять на специальном универсальном станке. Якорь устанавливают на станке и центрируют относительно беговой дорожки внутреннего кольца роликового подшипника или (если кольцо снято) относительно шейки вала. Этим достигается концентричность рабочей поверхности коллектора с валом двигателя, а следовательно, минимальное биение коллектора после обточки. Глубина межламельных канавок коллекторов тяговых двигателей принята 1,4-1,6 мм, т. е. несколько большей толщины коллекторного миканита. Более глубокая продорожка нецелесообразна, так как тогда канавка между коллекторными пластинами приобретает вид щели, которая в эксплуатации быстро засоряется угольной пылью, пыль плотно оседает в ней, особенно при увлажнении коллектора, что в дальнейшем вызывает перекрытия и замыкания между соседними пластинами и повышенное искрение на коллекторе.
Минимальная глубина межламельных канавок в эксплуатации установлена 0,5 мм.
После обточки по краю коллекторной пластины вдоль ее рабочей поверхности снимают фаску размером 0,2 мм под углом 45°. Снимать фаску большего размера не рекомендуется, так как это уменьшает рабочую часть пластины, что в свою очередь увеличивает плотность тока под электрощеткой. Целесообразно снимать фаску под углом относительно вертикальной оси пластины, несколько меньшим 45° (~30°). Тогда форма канавки будет способствовать лучшему выдуванию из нее пыли.
После снятия фасок коллектор шлифуют мелким стеклянным полотном, набитым на колодку, обеспечивая шероховатость поверхности по 8-му классу.
После обточки и шлифовки рекомендуется выполнить полировку коллектора или накатку специальным роликом.

2.5 Ремонт обмотки якоря

Около 35% повреждений тяговых двигателей происходит из-за межвитковых замыканий и пробоев изоляции их якорей. Эти повреждения значительно снижают надежность электровозов в эксплуатации, так как они весьма часто требуют их непланового ремонта и обязательной выкатки двигателя и отправки его (или якоря) в капитальный ремонт на завод. В некоторых случаях указанные повреждения приводят к порчам электровозов в пути следования. Повреждения изоляции обмотки якоря являются, как правило, следствием ее старения в процессе эксплуатации или неудовлетворительного качества изготовления, ремонта обмоток и содержания их в эксплуатации. Пробои и межвитковые замыкания обмотки якоря чаще всего обнаруживают на выходе якорных катушек из пазов, т. е. в местах с наибольшей неравномерностью электрического поля, или у петушков коллектора. В соответствии с действующими правилами ремонта обязательная пропитка обмоток якорей электрических машин электровозов с последующим покрытием их электроизоляционной эмалью предусмотрена при среднем ремонте через пробег ~700 тыс. км от начала эксплуатации или предыдущего капитального ремонта. При среднем ремонте пропитку выполняют 2 раза: первый раз вакуум-нагнетательным способом в специальных баках, второй - окунанием.
Большое влияние на состояние изоляции обмоток якорей оказывает прочность их крепления на сердечнике. В тяговых двигателях обмотки на сердечнике якоря укрепляют в лобовых частях бандажами, изготовленными из стеклонитей, покрытых специальным лаком, или из стальной проволоки, скрепленной скобами из жести и пропаянными оловом или оловянистым припоем; в пазах сердечников - текстолитовыми клиньями.
Применение стеклобандажей упрощает технологический процесс укладки бандажа, так как не требуется установка соединительных скобочек, подбандажной изоляции, исключается процесс пайки скобочек и стального бандажа. Значительно снижается расход дорогостоящих и дефицитных материалов - олова, стальной проволоки, белой жести, изоляции. Стеклобандаж является хорошим изоляционным материалом, обладает высокой влагостойкостью и надежно защищает лобовые части обмотки от проникновения в их изоляцию влаги и загрязнений.
При ремонте якоря, замене одних деталей другими, а также в случае утери балансировочных грузов может быть ухудшена балансировка якоря. Наличие неуравновешенности при вращении якоря, особенно при высокой частоте, вызывает повышенную вибрацию двигателя. Износы и повреждения узлов тяговых двигателей при повышенных вибрациях резко возрастают. Особенно ухудшаются условия работы якорных подшипников, щеточно-коллекторного узла, изоляции, обмотки якоря, ослабеваю! крепления основных узлов и деталей. Поэтому после ремонта выполняют динамическую балансировку якоря.
Якорь устанавливают на балансировочный станок с опорой на внутренние кольца роликовых подшипников (или на шейки валов под внутренние кольца роликовых подшипников, если они спрессованы), определяют небаланс для каждой стороны якоря отдельно. После определения небаланса с одной стороны и приварки необходимого для его устранения балансировочного груза якорь балансируют с другой стороны. После установки груза на вторую сторону якоря балансировка первой стороны несколько нарушается. Поэтому ее повторно проверяют и при необходимости подправляют. Балансировочные грузы должны закрепляться прочно, утеря грузов или их перемещение недопустимы.

3 ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕМОНТЕ ЭЛЕКТРОМАШИН
1) Слесарь по ремонту ТЭД допускается к работе после медицинского освидетельствования, специального обучения, после инструктажа и последующей проверке знаний, а так же инструктажа на рабочем месте.
2) Приступить к выполнению производственного задания, если известны безопасные способы его выполнения. В случае неясности обратиться к мастеру за распоряжением. При получении новой работы требовать от мастера дополнительного инструктажа по техники безопасности.
3) Находясь на территории завода или депо, цеха, участка – быть внимательным к сигналам, подаваемые водителем транспорта.
4) При работе около электросварки требовать ограждения места сварки.
5) При несчастном случае немедленно обратиться в медпункт, поставив при этом в известность мастера или бригадира.
6) К работе с грузоподъемными механизмами могут быть допущены лица не моложе 18 лет, специально обученные, имеющие удостоверение.
Перед началом работы.
1) Привести в порядок рабочую одежду, застегнуть рукава, подобрать подобрать волосы под плотно облегающий головной убор.
2) Организовать свое рабочее время так, чтобы все необходимое для работы было под руками.
3) Проверить исправность инструмента.
4) На станке проверить зазор между краем подручника и рабочей частью шлифовального круга (не более 3мм).
5) Необходимо убедиться в исправности круга, во время работы станка необходимо стоять сбоку относительно плоскости вращения круга.
Во время работы.
1) Пользоваться исправным инструментом и предусмотренном в тех процессе. 2) При работе на наждачном станке пользоваться защитными очками или защитным экраном.
3) При работе на сверлильном станке: а) не наклоняться близко к сверлу, б) плотно закрепить сверло в патрон, в) сжатые детали удерживать при помощи клещей, г) напряжение переносного электроинструмента должно быть не более 36В.
По окончании работы.
1) Проверить наличие инструмента.
2) Инструмент убрать в шкаф.
3) Привести в порядок рабочее место.
4) Не мыть руки в масле, керосине, не вытирать их обтирочным материалом.
Запрещается.
1) В цехах и на участках проходить по сложенному материалу, детали, а так же под поднятым грузом.
2) Находиться с открытым огнем в близи газовых баллонов и легковоспламеняющихся жидкостей.
3) Включать и останавливать машины, станки, механизмы работа, которая не поручена администрацией.
4) Прикасаться к аппаратам общего освещения и оборванным электропроводом.
5) Наращивать ключи другими предметами.
6) Работать неисправным инструментом.
7) Не курить в цехе, участке, на рабочем месте, курить на специальном оборудованном месте.
8) Соблюдать правила пожарной безопасности.
Наибольшую опасность при осмотре и ремонте электрических машин предоставляет поражения электрическим током пониженного напряжения при шлифовке или обточке коллекторов, сушке изоляции тяговых двигателей током низкого напряжения.
Возможны так же ожоги и травмирования рук при работе на неостывшем двигателе, смене щеткодержателей постановки кронштейнов без применения специального инструмента. Поэтому применяют специальные ключи для смены щеткодержателей и их кронштейнов приспособления с изолированным резцом для коллекторов, колодки с изолированными ручками для шлифовки коллекторов. При осмотре и ремонте необходимо строго выполнять требования техники безопасности. При пропиточных работах и особенно компаундирующих, на ряду с правилами техники безопасности соблюдать так же противопожарные мероприятия. Выполнение работ с деталями из пластмассы, особенно из стекла пластика, требует обязательного соблюдения правил техники безопасности. Стеклянная пыль, стеклопластики, попадая на кожу, вызывает ее раздражение и зуд.
Перед началом работы рекомендуется чистые, сухие руки смазать пастой. Биологические перчатки их просушить на воздухе 5-7 минут. Рабочая одежда должна иметь длинные рукава и глухой воротник.
Во время работы нельзя касаться открытых частей тела руками, загрязненными пылью и эпоксидным компаундом. Остатки компаунда с рук смывают спиртоканифольной смесью и затем моют руки горячей водой с мылом и смазывают глицерином. При испытаниях необходимо исключить возможность соприкосновения с вращающимися частями и особенно касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением, кроме того, необходимо обеспечивать выполнение всех требований промышленной санитарии, предъявляемых к помещению, где ремонтируют и испытывают электрические машины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения настоящей работы я хорошо изучил конструкцию и принцип действия тягового электродвигателя ТЛ-2К1, установленного на электровозе ВЛ-10. Я ознакомился с правилами их ремонта, как теоретически, по учебникам, так и практически, во время прохождения слесарной практики. Особое внимание я уделил тому узлу двигателя, который обозначен в теме моей работы – якоря. Я научился безопасным приемам труда, соблюдал меры безопасности при нахождении на железнодорожных путях, правила личной гигиены.
Считаю, что работа над ПЭР и производственная практика помогли мне закрепить теоретические знания, полученные в училище, и подготовиться к самостоятельной работе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Правила МПС России от 26.05.2000 № ЦРБ-756 «Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации».
2. Алябьев С.А. и др. Устройство и ремонт электровозов постоянного тока. Учебник для технических школ ж.д. транспорта - М., Транспорт, 1977
3. Дубровский З.М. и др. Электровоз. Управление и обслуживание. - М., Транспорт, 1979
4. Красковская С.Н. и др. Текущий ремонт и техническое обслуживание электровозов постоянного тока. - М., Транспорт, 1989
5. Афонин Г.С., Барщенков В.Н., Кондратьев Н.В. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава. Учебник для начального профессионального образования. М.: Издательский центр «Академия», 2005.
6. Кикнадзе О.А. Электровозы ВЛ-10 и ВЛ-10у. М.: Транспорт, 1975
7. Охрана труда на железнодорожном транспорте и в транспортном строительстве. Учебник для учащихся техникумов ж.д транспорта. - М., Транспорт, 1983

Введение

Электроподвижной состав железных дорог является важнейшей составной частью железнодорожного транспорта страны. Эффективность работы ЭПС во многом определяет и эффективность всей системы железнодорожного транспорта. Одним из показателей эффективности ЭПС является его надежность. Как следует из статистических данных МПС РФ, повреждаемость ЭПС все еще остается на достаточно высоком уровне. Число порч и неисправностей ЭПС на протяжении последних лет находится на уровне 1-2 случая на 1 млн. км пробега.

Важнейшим элементом ЭПС являются его тяговые электродвигатели (ТЭД). Как следует из многочисленных исследований различных авторов, ТЭД является одним из элементов конструкции ЭПС, ограничивающих эксплуатационную надежность последнего. И в настоящее время, на протяжении последних шести лет, число порч и неисправностей ТЭД устойчиво находится на уровне (22 - 24)% от общего числа повреждений ЭПС. Поэтому, задача повышения надежности ТЭД, во многом определяющей надежность ЭПС, и в настоящее время является актуальной.

Высокая повреждаемость ТЭД в эксплуатации порождается действием различных факторов. Основным же из них является низкое качество ремонта двигателей в локомотивных депо и на локомотиворемонтных заводах. Повреждаемость ТЭД, вызванная действием именно этого фактора, превышает 50% от общего количества отказов ТЭД.

Низкое качество ремонта ТЭД может быть связано как с несовершенством технологий ремонта, так и с нарушениями технологической дисциплины при производстве работ. Однако, в любом случае, число случаев выдачи на линию ТЭД с не выявленными дефектами должно быть сведено к минимуму. Эту задачу решает система послеремонтных испытаний ТЭД. Поэтому, высокий процент отказов ТЭД на линии, по причине низкого качества ремонта, однозначно свидетельствует о неэффективности существующей системы послеремонтного контроля технического состояния ТЭД. Тяговые электродвигатели выходят из строя из-за проявления различных неисправностей и дефектов. Одной из наиболее часто встречающихся разновидностей повреждений ТЭД является нарушение нормальной коммутации и возникновение «кругового огня по коллектору». Как известно, среди различных причин, способных привести к данному повреждению двигателя во время эксплуатации, одной, из наиболее мощных причин возникновения «круговых огней» является неточная установка щеток тягового двигателя на нейтрали. Помимо ухудшения условий коммутации, сдвиг щеток с нейтрали вызывает расхождение электромеханических характеристик отдельных тяговых электродвигателей электровоза. Это приводит к неравномерной токовой нагрузке отдельных двигателей, что, в конечном итоге, снижает тяговые возможности электровоза. Кроме этого, токовая перегрузка тягового двигателя является еще одним провоцирующим фактором возникновения «круговых огней». Неравномерное распределение токов тяговых электродвигателей способно, так же, вызывать неверную работу современных автоматических систем управления ЭПС.

Конструкция тягового двигателя должна обеспечивать высокую степень использования активных и конструктивных материалов машины. Все узлы и детали электродвигателя рассчитываются на высокую механическую прочность при динамических нагрузках во время движения электровоза. Конструкция тягового двигателя должна предусматривать удобное техническое обслуживание, а также легкость замены некоторых деталей.

1.
Характеристика тягового электродвигателя ТЛ-2К1

.1 Назначение тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Тяговый электродвигатель постоянного тока ТЛ-2К1 предназначен для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую в тяговом режиме, а в рекуперативном режиме-для преобразования механической инерционной энергии электровоза в электрическую. Вращающий момент с вала якоря электродвигателя передается на колесную пару через двустороннюю одноступенчатую цилиндрическую косозубую передачу. При такой передаче подшипники электродвигателя не получают добавочных нагрузок по аксиальному направлению. Подвешивание электродвигателя опорно-осевое. С одной стороны он опирается моторно-осевыми подшипниками на ось колесной пары электровоза, а с другой - на раму тележки через шарнирную подвеску и резиновые шайбы.

Рис 1.1 Общий вид тягового электродвигателя ТЛ2К-1: 1-гайка специальная с пружинной шайбой; 2- вал якоря; 3- трубка для смазки якорных подшипников; 4- крышка верхнего смотрового люка; 5 - большой выхлопной кожух; 6 - малый выхлопной кожух; 7,8 - букса и вкладыш моторно-осевого подшипника; 9 - нижние смотровые люки

.2
Конструкция и техническая характеристика тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Тяговый электродвигатель ТЛ-2К1 состоит из остова, якоря, щеточного аппарата и подшипниковых щитов.

Остов представляет собой отливку из стали марки 25Л-П цилиндрической формы и служит одновременно магнитопроводом. К нему прикреплены шесть главных и шесть дополнительных полюсов, поворотная траверса с шестью щеткодержателями и щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь электродвигателя. Установку подшипниковых щитов производят в такой последовательности: собранный остов с полюсными и компенсационными катушками ставят стороной, противоположной коллектору, вверх. Индуктивным нагревателем нагревают горловину до температуры 100- 150 °С, вставляют и крепят щит восемью болтами М24 из стали 45. Затем поворачивают остов на 180°, опускают якорь, устанавливают траверсу и аналогично описанному выше вставляют другой щит и крепят его восемью болтами М24. С наружной поверхности остов имеет два прилива для крепления букс моторно-осевых подшипников, прилив и съемный кронштейн для подвешивания электродвигателя, предохранительные приливы для транспортировки.

Со стороны коллектора имеются три люка, предназначенных для осмотра щеточного аппарата и коллектора. Люки герметично закрываются крышками.

Крышка верхнего коллекторного люка укреплена на остове специальным пружинным замком, крышка нижнего люка - одним болтом М20 и специальным болтом с цилиндрической пружиной, а крышка второго нижнего люка - четырьмя болтами М12.

Для подвода воздуха имеется вентиляционный люк. Вентилирующий воздух выходит со стороны, противоположной коллектору, через специальный кожух, укрепленный на подшипниковом щите и остове. Выводы из электродвигателя выполнены кабелем марки ППСРМ-1-4000 площадью сечения 120 мм 2 . Кабели защищены брезентовыми чехлами с комбинированной пропиткой. На кабелях имеются ярлычки из иолихлорвиниловых трубок с обозначением ЯЯ, К и КК. Выводные кабели Я и ЯЯ соединены с обмотками якоря, дополнительных полюсов и с компенсационной, а выводные кабели К и КК соединены с обмотками главных полюсов.

Рис.1.2 Схемы соединения катушек полюсов со стороны коллектора (а) и противоположной (б) тягового электродвигателя

Сердечники главных полюсов набраны из рулонной электротехнической стали марки 2212 толщиной 0,5 мм, скреплены заклепками и укреплены на остове четырьмя болтами М24 каждый. Между сердечником главного полюса и остовом имеется одна стальная прокладка толщиной 0,5 мм. Катушка главного полюса, имеющая 19 витков, намотана на ребро из мягкой ленточной меди Л ММ размерами 1,95X65 мм, изогнута по радиусу для обеспечения прилегания к внутренней поверхности остова. Корпусная изоляция состоит из семи слоев стеклослюдинитовой ленты ЛСЭП-934-ТПл 0,13X30 мм (ГОСТ 13184 - 78*) с полиэтилене-рефталагной пленкой на лаке марки ПЭ-934 и двух слоев ленты технической лавсановой термоусаживающейся толщиной 0,22 мм (ТУ 17 ГССР 88-79). Один слой лавсановой ленты, промазанный лаком КО-919 (ГОСТ 16508 - 70), наматывают в середине слоев корпусной изоляции, а второй - в качестве восьмого слоя корпусной изоляции. Ленты наматывают с перекрытием в половину ширины.

Междувитковая изоляция выполнена из асбестовой бумаги в два слоя толщиной 0,2 мм каждый, пропитанной лаком КО-919 (ГОСТ 16508 - 70). Витковую и корпусную изоляции полюсных катушек выпекают в приспособлениях согласно разработанному технологическому процессу. Для улучшения рабочих характеристик электродвигателя применена компенсационная обмотка, расположенная в пазах, проштампованных в наконечниках главных полюсов, и соединенная с обмоткой якоря последовательно. Компенсационная обмотка состоит Из шести катушек, намотанных из мягкой прямоугольной медной проволоки ПММ размерами 3,28X22 мм, имеет 10 витков. В каждом пазу расположено по два витка. Корпусная изоляция состоит из шести слоев стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-СПл толщиной 0,11 мм (ГОСТ 13184 - 78*) и одного слоя ленты технической лавсановой термоусаживающейся толщиной 0,22 мм (ТУ 17 ГССР 8-78), уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Витковая изоляция имеет один слой стеклослюдинитовой ленты той же марки, она уложена с перекрытием в половину ширины ленты. Компенсационная обмотка в пазах закреплена клиньями из текстолита марки Б. Изоляция компенсационных катушек выпекается в приспособлениях. Сердечники дополнительных полюсов выполнены из толстолистового проката или поковки и укреплены на остове тремя болтами М20. Для уменьшения насыщения дополнительных полюсов между остовом и сердечниками дополнительных полюсов предусмотрены диамагнитные прокладки толщиной 7 мм. Катушки дополнительных полюсов намотаны на ребро из мягкой медной проволоки ПММ размерами 6X20 мм и имеют 10 витков каждая. Корпусная и покровная изоляции этих катушек аналогичны изоляции катушек главного полюса. Междувитковая изоляция состоит из асбестовых прокладок толщиной 0,5 мм, пропитанных лаком КО-919.

РИС. 1.3 Остов тягового электродвигателя ТЛ-2К1: дополнительный полюс; 2- катушка компенсационной обмотки; 3 - корпус; 4- прилив предохранительный; 5- главный полюс

Щеточный аппараттягового электродвигателя состоит из траверсы разрезного типа с поворотным механизмом, шести кронштейнов и шести щеткодержателей. Траверса стальная, отливка швеллерного сечения имеет по наружному ободу зубчатый венец, входящий в зацепление с шестерней поворотного механизма. В остове фиксирована и застопорена траверса щеточного аппарата болтом фиксатора, установленным на наружной стенке верхнего коллекторного люка, и прижата к подшипниковому щиту двумя болтами стопорного устройства: один - внизу остова, другой - со стороны подвешивания. Электрическое соединение кронштейнов траверсы между собой выполнено кабелями ППСРМ-150. Кронштейны щеткодержателя разъемные (из двух половин), закреплены болтами М20 на двух изоляционных пальцах, установленных на траверсе. Стальные шпильки пальцев спрессованы пресс-массой АГ-4В, на них насажены фарфоровые изоляторы.

Рис. 1.4 Стопорение траверсы тягового электродвигателя ТЛ-2К1: 1 - стопорное устройство; 2 - шестерня; 3 - болт фиксатора

Рис. 1.5 Щеточный аппарат тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Траверса; 2- шестерня; 3 - кронштейны; 4 - щеткодержатели

Щеткодержательимеет две цилиндрические пружины, работающие на растяжение. Пружины закреплены одним концом на оси, вставленной в отверстие корпусащеткодержателя, другим - на оси нажимного пальца с помощью винта, которым регулируют натяжение пружины. Кинематика нажимного механизма выбрана так, что в рабочем диапазоне обеспечивается практически постоянное нажатие на щетку. Кроме того, при наибольшем допустимом износе щетки нажатие пальца на щетку автоматически прекращается. Это позволяет предотвратить повреждение рабочей поверхности коллектора гибкими проводами сработанных щеток. В окна щеткодержателя вставлены две разрезные щетки марки ЭГ-61А размерами 2(8X50X56) мм с резиновыми амортизаторами. Щеткодержатели к кронштейну крепятся шпилькой и гайкой. Для более надежного крепления и регулировки положения щеткодержателя относительно рабочей поверхности по высоте при износе коллектора на корпусе щеткодержателя и кронштейне предусмотрены гребенки.

Рис. 1.6 Щеткодержатель тягового электродвигателя ТЛ-2К1: 1-Цилиндрическая пружина; 2- отверстие корпуса щеткодержателя; 3- щетка; 4-нажимной палец; 5- винты

Якорь электродвигателя состоит из коллектора, обмотки, вложенной в пазы сердечника, набранного в пакет из рулонной электротехнической стали марки 2212 толщиной 0,5 мм, стальной втулки, задней и передней нажимных шайб, вала. В сердечнике имеется один ряд аксиальных отверстий для прохода вентилирующего воздуха. Передняя нажимная шайба одновременно служит корпусом коллектора. Все детали якоря собраны на общей втулке коробчатой формы, напрессованной на вал якоря, что обеспечивает возможность его замены.

Якорь имеет 75 катушек и 25 секционных уравнительных соединений. Пайка концов обмотки и уравнительных соединений с петушками коллекторных пластин выполнена оловом 02(ГОСТ 860 - 75) на специальной установке токами высокой частоты.

Каждая катушка имеет 14 отдельных проводников, расположенных по высоте в два ряда и по семь проводников в ряду. Они изготовлены из медного провода ПЭТВСД размерами 0,9X7,1/1,32X758 мм. Каждый пакет из семи проводников изолирован также лентой стеклослюдинитовой ЛСЭК-5-ТПл толщиной 0,09 мм с перекрытием в половину ширины ленты. Корпусная изоляция пазовой части катушки состоит из пяти слоев стеклослюдинитовой ленты ЛСЭК-5-ТПл размерами 0,09X20 мм, одного слоя ленты фторопластовой толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты ЛЭС толщиной 0,1 мм, уложенных с перекрытием в половину ширины ленты. Коллектор электродвигателя с диаметром рабочей поверхности 660 мм набран из медных пластин, изолированных друг от друга армированным коллекторным слюдопластом марки КИФЭА (ТУ 21-25-17-9-84), число пластин - 525. От нажимного конуса и втулки коллектора корпус коллектора изолирован корпусной изоляцией и изоляционным цилиндром, изготовленным из комбинированных материалов. Наружный слой - формовочный миканит марки ФФГ - О, З (ГОСТ 6122 - 75*), внутренний - пленкостеклоткань ГТП-2ПЛ (ТУ 16 503.124-78) толщиной 0,2 мм.

Общая толщина корпусной изоляции 3,6 мм, а изоляционного цилиндра - 2 мм.

Обмотка якоря имеет следующие данные: число пазов 75, шаг по пазам 1 - 13, число коллекторных пластин 525, шаг по коллектору 1 - 2, шаг уравнителей по коллектору 1 - 176. Якорные подшипники электродвигателя тяжелой серии с цилиндрическими роликами типа 80-42428М обеспечивают разбег якоря в пределах 6,3 - 8,1 мм. Наружные кольца подшипников запрессованы в подшипниковые щиты, а внутренние - на вал якоря. Подшипниковые камеры для предотвращения воздействия внешней среды и утечки смазки имеют уплотнение. Моторно-осевые подшипники состоят из латунных вкладышей, залитых по внутренней поверхности баббитом Б16(ГОСТ 1320 - 74*), и букс с постоянным уровнем смазки. Буксы имеют окно для подачи смазки. Для предотвращения поворота вкладышей предусмотрено в буксе шпоночное соединение.

Рис. 1.7 Якорь тягового электродвигателя ТЛ-2К1: Коллекторная пластина; 2- уравнительное соединение; 3- передняя нажимная шайба; 4- стальная втулка; 5-сердечник; 6- катушка; 7- задняя нажимная шайба; 8- вал якоря

Рис. 1.8 Схема соединения катушек якоря и уравнителей с коллекторными пластинами

Рис.1.9 Подшипниковый узел тягового электродвигателя

Моторно-осевые подшипникисостоят из вкладышей и букс с постоянным уровнем смазки, контролируемым по указателю. Каждая букса соединена с остовом специальным замком и закреплена четырьмя болтами М36Х2 из стали 45. Для облегчения завинчивания болты имеют четырехгранные гайки, упирающиеся в специальные упоры на остове. Растачивание горловин под моторно-осевые подшипники производят одновременно с растачиванием горловин под подшипниковые щиты. Поэтому буксы моторно-осевых подшипников невзаимозаменяемы. Букса отлита из стали 25Л-1. Каждый вкладыш моторно-осевых подшипников состоит из двух половин, в одной из которых, обращенной к буксе, сделано окно для подачи смазки. Вкладыши имеют бурты, фиксирующие их положение в осевом направлении. От проворачивания вкладыши предохраняют шпонками. С целью предохранения моторно-осевых подшипников от пыли и влаги ось между буксами закрыта крышкой. Вкладыши отлиты из латуни. Внутренняя их поверхность залита баббитом и расточена по диаметру 205,45+ 0,09 мм. После расточки вкладыши подгоняют по шейкам оси колесной пары. Для обеспечения регулировки натяга вкладышей в моторно-осевых подшипниках между буксами и остовом установлены стальные прокладки толщиной 0,35 мм, которые по мере износа наружного диаметра вкладышей снимают. Устройство, применяемое для смазывания моторно-осевых подшипников, поддерживает в них постоянный уровень смазки. В буксе имеются две сообщающиеся камеры. В смазку камеры погружена пряжа. Камера, заполненная смазкой, нормально не сообщается с атмосферой. По мере расходования смазки уровень ее в камере понижается.

Рис. 1.10 Моторно-осевой подшипник

Когда он станет ниже отверстия трубки, воздух поступает через эту трубку в верхнюю часть камеры, перегоняя из нее смазку через отверстие д в камеру. В результате уровень смазки в камере повысится и закроет нижний конец трубки 6. После этого камера опять будет разобщена с атмосферой, и перетекание смазки из нее в камеру прекратится. Таким образом, пока в запасной камере есть смазка, уровень ее в камере не будет понижаться. Для надежной работы этого устройства необходимо обеспечить герметичность камеры. Буксу заправляют смазкой по трубе через отверстие д под давлением с помощью специального шланга с наконечником.

В качестве смазки используют масло осевое ГОСТ 610-72*: в летний период - марки Л; в зимний - марки З.

Технические характеристикидвигателя следующие:

Напряжение на зажимах электродвигателя, В………………1500

Часовой режим

Ток, А………………………………………………………………….480

Мощность, кВт………………………………………………………..670

Частота вращения, об/мин…………………………………………...790

КПД………………………………………………………………….0,931

Продолжительный режим

Ток, А………………………………………………………………….410

Мощность, кВт………………………………………………………..575

Частота вращения, об/мин…………………………………………...830

КПД………………………………………………………………….0,936

Класс изоляции по нагревостойкости…………………………………F

Наибольшая частота вращения при

неизношенных бандажах об/мин…………………………………..1690

Передаточное число…………………………………………..……88/23

Сопротивление обмоток при температуре 20С, Ом:

главных полюсов……………………………………………...…..0,0254

дополнительных полюсов компенсационных катушек………….0,033

якоря…………………………………………………………………0,036

количество вентилирующего м(кубич.)воздуха не менее…………..95

Масса без шестерни, кг………………………………….…………5000

Рис.1.11 Электромеханические характеристики тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Система вентиляции независимая, аксиальная, с подачей вентилирующего воздуха сверху в коллекторную камеру и выбросом вверх с противоположной стороны вдоль оси электродвигателя.

Рис. 1.12 Аэродинамические характеристики электродвигателя ТЛ-2К1:

Нп - полный напор; Нст - статический напор

1.3 Факторы, обуславливающие износ тягового электродвигателя ТЛ-2К1

В процессе эксплуатации электровоза возможны следующие повреждения в электрических машинах:

1. Повышенный износ щеток и сколы щеток. Причины: установлены слишком мягкие щетки; сильное искрение под щетками; чрезмерное нажатие на щетку; недопустимое биение коллектора; неравномерное нажатие на щетки; большой зазор между щеткой и окном щеткодержателя; ослаблен контакт гибких проводов щеток; велик зазор между коллектором и щеткодержателем; загрязнен коллектор; сырые щетки; некачественная обработка рабочей поверхности коллектора; выступание миканитовых пластин; неравномерный износ коллектора.

2. Повышенный или неравномерный износ коллектора. Причины: установлены слишком твердые щетки; чрезмерное нажатие на щетки; недопустимое искрение под щетками; неправильная расстановка щеток в осевом направлении; выступание коллекторных пластин; вибрация щеток.

3. Повышенное искрение щеток. Причины механического характера: тугая посадка щеток в щеткодержателе; неравномерное нажатие на щетки; слабое нажатие на щетки; большой зазор между щеткодержателем и коллектором; слабое крепление щеткодержателей и траверсы; плохая балансировка якоря; плохая обработка поверхности коллектора; выступает миканит между ламелями; нет фасок на ламелях; коллектор загрязнен; большое биение коллектора; выступание отдельных пластин коллектора; щетки установлены с перекосом по отношению к ламелям; не выдержано расстояние между щеткодержателями; траверса сдвинута с нейтрального положения; полюсы установлены неравномерно по окружности; не выдержаны установленные зазоры у дополнительных полюсов; попадание на коллектор масла и его паров. Причины электрического характера: нарушение контакта в месте присоединения гибких проводов щеток к щеткодержателю; низкое переходное сопротивление щеток; между- витковое замыкание в обмотке якоря; плохая пайка отдельных петушков коллектора; неправильная полярность полюсов; перегрузка электрических машин; быстрое изменение нагрузки; повышенное напряжение на коллекторе; междувитковое замыкание полюсных катушек или компенсационной обмотки.

4. Пробой изоляции обмоток электрических машин. Причины: увлажнение изоляции; попадание при сборке остова под катушку металлических стружек; ослабление крепления межкатушечных соединений и повреждение их изоляции; хрупкость и гигроскопичность изоляции из-за продолжительного превышения допустимой температуры нагрева электрических машин при перегрузках; естественный износ (старение изоляции); механические повреждения изоляции при разборке и сборке машин; перенапряжения коммутационные и атмосферные; попадание стружек в обмотку якоря; повреждение обмотки якоря при укладке его на пол без специальных прокладок.

5. Распайка соединения. Причины: перегрузка якоря током при работе или неподвижном состоянии, приводящая к выплавлению припоя из петушков коллектора; плохое качество самой пайки.

6. Превышение допустимой температуры нагрева подшипников якоря. Причины: загрязнение подшипника при сборке; загрязненная смазка; избыток смазки в подшипнике; изношены или разрушены детали подшипника; подшипник установлен с перекосом; мал радиальный зазор в подшипнике; трение в уплотнениях подшипников.

7. Превышение допустимой температуры нагрева моторно-осевых подшипников. Причины: недостаточная подача масла; загрязнение масла или шерстяной подбивки и попадание воды в масло; применение масла неподходящего сорта; уменьшение зазора между вкладышами и осью.

8. Выброс смазки из подшипниковых камер внутрь электродвигателя. Причины: большие зазоры в лабиринтных уплотнениях или перепрессовка смазки.

Вывод: в данном разделе рассмотрена техническая характеристика тягового электродвигателя, особенности его конструкции и представлены неисправности узлов и деталей тягового электродвигателя.

2. Технологический процесс ремонта тягового электродвигателя ТЛ-2К1

2.1 Алгоритм технологического процесса ремонта тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Перед постановкой электровоза на канаву для технического обслуживания или текущего ремонта продувают тяговые электродвигатели сжатым воздухом.

При наружных осмотрах проверяют исправность действия замков, крышек коллекторных люков, болтовые крепления: моторно-осевых букс, кожухов зубчатой передачи, главных и дополнительных полюсов.

Внутренние узлы электродвигателя осматривают через коллекторные люки. Перед осмотром поверхности около коллекторных люков и их крышки тщательно очищают от пыли, грязи, снега, после чего снимают крышку и осматривают коллектор, щеткодержатели, щетки, кронштейны и их пальцы, расположенные против смотрового люка, а также видимую часть кабельного монтажа траверсы, якоря и полюсных катушек.

Коллектор должен иметь полированную блестящую поверхность коричневого оттенка (политуру) без царапин, рисок, вмятин и подгаров. Во всех случаях повреждения или загрязнения коллектора необходимо установить причины этих повреждений и устранить их. Грязь и следы смазки удаляют мягкой салфеткой, слегка смоченной в техническом спирте или бензине. Подгоревшие и поврежденные места конуса зачищают шкуркой КЗМ-28 и окрашивают красно-коричневой эмалью ГФ-92- ХС (ГОСТ 9151-75") до получения глянцевой поверхности. Недопустимо применять для протирки материалы, оставляющие жирные следы.

Небольшие царапины, выбоины и подгары на рабочей поверхности коллектора устраняют зачисткой при помощи шкурки КЗМ-28, закрепленной на специальной деревянной колодке, имеющей радиус, соответствующий радиусу коллектора, и ширину не менее 2/3 ширины рабочей поверхности коллектора.

Рис.2.1 Деревянная колодка для шлифовки коллекторов в собранном электродвигателе: 1- прижимная планка; 2- войлок; 3- шкурка КЗМ-28; 4- ручка

Зачистку следует производить только на вращающемся коллекторе, так как в противном случае это вызывает местные выработки. Более трудоемко устранение последствий кругового огня. Медь из межламельного пространства удаляют, по возможности сохраняя политуру на коллекторе. Удаление заусенцев рекомендуется производить неметаллической щеткой или кистью, например капроновой. При этом чешуйки меди следует загибать щеткой в меж- ламельное пространство, затем сжатым воздухом поднять их вновь. Операции повторить два-три раза до излома козырьков затяжек. Крупные заусенцы от затяжки меди удалить специальным ножом для снятия фасок. В случае повышенного износа всех щеток или же щеток одной стороны (со стороны конуса или со стороны петушка) тщательно осматривают коллектор и замеряют его биение. Причиной повышенного износа щеток может быть недостаточно тщательная обработка коллектора или же выступание отдельных миканитовых или медных пластин. Выступание миканитовых пластин устраняют продорожкой коллектора. Если необходимо, снимают фаски. Стружку и металлическую пыль тщательно выдувают сухим сжатым воздухом. Следует иметь в виду, что шлифовка уничтожает "политуру" и тем самым ухудшает контакт между коллектором и щетками. Поэтому без особой необходимости к ней прибегать не рекомендуется. теговой электродвигатель конструкция ремонт

Обработку коллектора непосредственно на электровозах производят как исключение. Если в этом возникла необходимость, то работу должен выполнить квалифицированный специалист, соблюдая скорость резания в пределах 150 - 200 м/мин.

Коллектор рекомендуется обтачивать в собственных подшипниках якоря, сначала обточив его резцом из твердого сплава, а потом прошлифовать шлифбруском Р-30. При проточке резцом из твердого сплава подача должна быть 0,15 мм, а при чистовой обточке - 0,045 мм на каждый оборот при скорости резания 120 м/мин.

Биение и выработку коллектора замеряют 1 раз в 2 - 3 мес. Наибольшая в эксплуатации выработка не должна превышать 0,5 мм, биение - 0,1 мм. Биение недопустимо, если оно возникает в результате местной деформации. После обточки коллектора на токарном станке биение в собранном электродвигателе не должно превышать 0,04 мм. Глубина про- дорожки должна быть в пределах 1,3 - 1,6 мм, фаска с каждой стороны пластины - 0,2X45°. Разрешается выполнять фаски 0,5 мм по высоте и 0,2 мм по ширине пластины.

Рис.2.2 Отделка пластин коллектора

У щеточного аппарата снимают крышку смотрового люка и проверяют состояние щеток, щеткодержателей, кронштейнов, пальцев кронштейнов, поворачивая траверсу щеткодержателей. Для этого следует отвернуть болты, крепящие кабели к двум верхним кронштейнам, и отвести кабели от траверсы, чтобы не повредить их; вывернуть болт фиксатора до выхода фиксатора из паза обоймы на остове; фиксатор развернуть на 180° и утопить в паз обоймы во избежание зацепления за пальцы кронштейнов щеткодержателей и накладку при повороте траверсы; отвернуть на 3 - 4оборота болты стопорных устройств специальным ключом с зевом 24 мм; через нижний коллекторный люк отвернуть шпильку разжимного устройства на траверсе в направлении "на себя", установив щель в месте разреза не более 2 мм; проворачивая плавно ключом-трещеткой валик шестерни поворотного механизма, подвести к верхнему или нижнему коллекторному люку все щеткодержатели и выполнить необходимые работы. Сначала подводят к верхнему коллектору люка два щеткодержателя со стороны вентиляционного патрубка, а затем остальные щеткодержатели, вращая траверсу в обратном направлении. Вход в зацепление места разреза траверсы с шестерней поворотного механизма недопустим. При осмотре с нижнего коллекторного люка щеткодержатели следует подводить в обратном порядке. Общая высота щетки должна быть не менее 30 мм (наименьшая допустимая высота - 28 мм - отмечена риской).

При замене щеток шунты скручивают друге другом во избежание свисания их с корпуса щеткодержателя в сторону траверсы и петушков коллектора. Шунт не должен попадать между нажимным пальцем и щеткой для исключения его перетирания. Наконечники шунтов надежно закрепляют на корпусе щеткодержателя.

Рис.2.3 Пришлифовка щеток

Рис.2.4 Фиксирующее устройство траверсы тягового электродвигателя для установки щеток на нейтраль

Обмотки и межкатушечные соединения осматривают одновременно с коллектором и щетками. Проверяют состояние крепления межкатушечных соединений, выводных кабелей, кабелей траверсы, шунтов щеток, крепление кабельных наконечников, состояние жил проводов у наконечников.

Поврежденный слой изоляции на кабелях восстанавливают с последующей окраской этого места красно-коричневой эмалью ГФ-92-ХС. Причины, вызвавшие перетирание изоляции кабелей, устраняют.

При повреждении изоляции полюсных катушек или неудовлетворительном состоянии бандажей якоря электродвигатель заменяют. Если внутри электродвигателя обнаружена влага, то его сушат горячим воздухом, после чего замеряют сопротивление изоляции силовой цепи электровоза. Если же при рабочей температуре электродвигателя оно окажется менее 1,5 МОм, замеряют сопротивление на каждом электродвигателе отдельно. Для этого отключают электродвигатель от силовой цепи, подкладывают под соответствующие контакты реверсора электроизоляционные прокладки. Затем замеряют мегомметром сопротивление изоляции якоря и обмотки возбуждения. Если обе цепи имеют низкое сопротивление изоляции, то электродвигатель просушивают. Когда одна цепь имеет высокое сопротивление изоляции, а другая низкое, рекомендуется выяснить причину понижения сопротивления: возможно механическое повреждение изоляции кабелей или же пробой пальца кронштейна. Изоляцию якоря проверяют, вынув все щетки из щеткодержателей, а изоляцию кабелей траверсы и пальцев кронштейнов, замерив сопротивление изоляции двух соседних кронштейнов при вынутых щетках. Если не удается обнаружить механическое или электрическое повреждение изоляции, тщательно просушивают электродвигатель. Если после сушки сопротивление изоляции не повысилось, электродвигатель заменяют. При замере сопротивления изоляции электродвигателей, в цепь которых включен вольтметр, последний нужно отключить и цепь его проверить отдельно. По окончании замера штангой снимают заряд с цепи, вынимают электроизоляционные прокладки из-под контактов реверсора, ставят реверсор в исходное положение, подключают вольтметр (если он был отключен), устанавливают щетки и присоединяют кабели к кронштейнам щеткодержателей (если их отсоединили при замерах). В зимнее время в связи с отпотеванием электродвигателей сопротивление изоляции замеряют при каждой постановке электровоза в помещение, а данные замеров записывают в книгу записей ремонта электровозов (форма ТУ-28).

При осмотре моторно-осевых подшипников на смотровой канаве остукиванием проверяют надежность крепления букс к остову, уровень и состояние смазки, отсутствие течи, плотность прилегания крышек.

Смешивание в моторно-осевых подшипниках масел различных марок недопустимо. При переводе с летних смазок на зимние и обратно шерстяную набивку заменяют, а камеры букс тщательно очищают. При обнаружении в камерах влаги, грязи, стружек смазку заменяют, тщательно очищают камеры и меняют фитили, а также улучшают уплотнение крышек. Добавление смазки и перезаправку выполняют согласно карте смазки. При ремонте ТР-1 проверяют радиальные зазоры между осью и вкладышем. Зазоры замеряют через специальные вырезы в защитной крышке оси колесной пары. Осматривая якорные подшипниковые узлы, проверяют затяжку болтов, крепящих щиты, а также сохранность и надежность крепления пробок смазочных отверстий, нет ли выброса смазки из подшипниковых камер внутрь электродвигателя. Причинами выброса смазки могут быть большие зазоры в лабиринтных уплотнениях или большое количество смазки. Смешивание смазки различных марок недопустимо. Для якорных подшипников применяют масло ЖРО ТУ 32. Если своевременно добавлять смазку в камеры якорных подшипников, то электродвигатель может находиться в эксплуатации до ремонта ТР-3 без замены смазки. При ремонте ТР-3 тяговые электродвигатели снимают с электровоза, очищают подшипники и подшипниковые щиты, проверяют состояние подшипников. В случае стоянки электровоза более 18 месяцев в подшипниках и камерах подшипниковых узлов электродвигателей смазку заменяют.

Появление чрезмерных шумов в подшипниках, вибрации электродвигателя, а также чрезмерное нагревание подшипников свидетельствуют об их ненормальной работе. Такие подшипники необходимо заменить. Допустимое превышение температуры подшипников тяговых электродвигателей не более 55 °С.

Перед снятием колесно-моторного блока с тележки электровоза сливают масло из букс моторно-осевых подшипников и кожухов зубчатой передачи. Снимают колесно-моторный блок и разбирают его. На привалочных поверхностях букс ставят клеймо-номер, относящийся к соответствующему электродвигателю. При демонтаже кожухов зубчатой передачи предварительно снимают крышки с

камер для сбора отработанной смазки, расположенных на подшипниковых щитах. Снимают шестерни с концов вала двигателя. Чтобы снять шестерню с вала, следует снять стопорящую гайку и установить вместо нее специальную гайку с прокладкой. Присоединяют трубку гидронасоса и создают давление. После того как шестерня сдвинется с места, её снимают, предварительно открутив гайку. Съем шестерни без специальной гайки не допускается.

Рис.2.5 Схема подвода смазки при съеме шестерни с вала тягового электродвигателя

До разборки тягового электродвигателя проверяют соответствие номеров подшипниковых щитов номеру остова, помещенному на торцах расточки под вкладыши. Номер подшипникового щита указан на привалочной поверхности бобышки крепления кожуха зубчатой передачи к щиту. Замеряют мегомметром напряжением 1000 В сопротивление изоляции обмоток якоря и полюсной системы относительно корпуса и между собой для выявления участков с пониженным сопротивлением изоляции.

Разборку тягового электродвигателя выполняют в следующем порядке. Устанавливают тяговый электродвигатель в горизонтальное положение и снимают подшипниковые крышки. Индукционным нагревателем или другим способом, обеспечивающим сохранность вала, снимают уплотнительные кольца, крышки устанавливают вновь на свои места. Отсоединяют кабели, подходящие к двум верхним кронштейнам траверсы; вынимают все щетки из окон щеткодержателей и закрепляют их нажимными пальцами на щеткодержателях; снимают кожух для выброса воздуха. Устанавливают тяговый электродвигатель на специальную подставку или кантователь коллектором вверх; демонтируют подшипниковый щит и траверсу; вынимают якорь и кладут его на специальную подушку с резиновой и войлочной прокладкой. Переворачивают остов; демонтируют подшипниковый щит со стороны, противоположной коллектору. Дальнейшую разборку узлов ведут на стеллажах. Производяточистку остова и продувают его сухим сжатым воздухом, осматривают на наличие трещин. Обнаруженные дефекты устраняют. Зачищают от забоин и заусенцев привалочные поверхности остова. Вентиляционные сетки, крышки коллекторных люков при наличии неисправностей и повреждений ремонтируют или заменяют. Крышки коллекторных люков должны плотно прилегать к остову, легко сниматься и устанавливаться. Прокладки и уплотнения надежно закрепляют на крышках. Запоры проверяют на плотное закрытие крышек и при необходимости исправляют. Осматривают устройства для фиксации, прижима и проворота траверсы. Обнаруженные дефекты устраняют. Смазывают отверстия под болты фиксатора, прижимов и валик шестерни проворота траверсы смазкой ВНИИ НП-232. Снимают стеклопластиковую крышку коробки выводов, очистив ее от пыли и грязи. В случае перебросов по пальцам тщательно зачищают поврежденный участок мелкозернистой шлифовальной шкуркой и покрывают красно-коричневой электроизоляционной эмалью ГФ-92-ХС не менее двух раз. При необходимости демонтажа изоляционных пальцев пользуются специальным ключом. Проверяется состояние резиновых втулок и надежность их посадки на кабелях и в отверстиях крышки остова. Поврежденные втулки заменяются. Проверяют состояние и крепление кабелей в коробке выводов и устраняют обнаруженные дефекты.

Осматривают главные и дополнительные полюсы, компенсационную обмотку. Убеждаются в надежности крепления, отсутствии повреждений изоляции, соответствии активного сопротивления, обмоток нормам, прочности посадки катушек главных и дополнительных полюсов на сердечниках, надежности установки уплотняющих клиньев между сердечником полюса и лобовой частью катушек главных полюсов. Простукиванием проверяют плотность посадки клиньев катушек компенсационной обмотки в пазах полюсов. Проверяют полюсную систему на отсутствие межвитковых замыканий в катушках. Катушки с поврежденной изоляцией, а также имеющие признаки ослабления посадки на сердечниках и в пазах полюсов отремонтируйте со снятием с остова. Прочность посадки катушек главных и дополнительных полюсов на сердечниках при затянутых болтах проверяют по видимым следам смещения, например натертость или зашлифованность на пружинных рамках, фланцах, полюсных наконечниках, поверхностях катушек. Пружинные рамки и фланцы с трещинами замените исправными. Установка сердечников с поврежденной резьбой не допускается. Затяжку полюсных болтов производят ключом и простукиванием молотком. Полюсные болты с дефектами, такими как сорванная резьба, изношенные или забитые грани головок, трещины и т. д. заменяют, ослабшие выворачивают. Пружинные шайбы при смене болтов осматривают, негодные подлежат замене. Подтяжку полюсных болтов производят при подогретых до температуры 180- 190 °С катушках. Головки полюсных болтов, где это предусмотрено чертежом, залейте компаундной массой. Проверьте расстановку полюсов в остове по окружности; замерьте расстояние между полюсами по диаметру. Указанные размеры должны соответствовать чертежу. Определяют состояние выводов катушек главных и дополнительных полюсов, а также компенсационной обмотки (изоляцию, отсутствие трещин и других дефектов). Поврежденную изоляцию выводных кабелей и межкатушечных соединений восстанавливают. Изолированная часть должна быть плотной и не иметь признаков оползания. Межкатушечные соединения и выводные кабели внутри остова прочно закрепляют скобами с установкой под скобы изоляционных прокладок. Контактные соединения в цепи полюсов должны иметь прочное соединение и надежный контакт. Сушку изоляции катушек полюсов производят в остове без их снятия. После сушки нагретые катушки и межкатушечные соединения окрашивают эмалью ГФ-92-ХС. Замеряют сопротивление изоляции катушек. Для демонтажа катушек компенсационной обмотки, выпеченных в остове, разъединяют их межкатушечные соединения. С помощью струбцин и кабеля подсоедините их к источнику постоянного тока. Включив источник тока, установите ток 600 - 700 А и греют катушки в течение 20 - 30 мин. Отключив источник тока, простукивают молотком все клинья, крепящие катушки. Внимают катушки из пазов полюса с помощью приспособления или рычагов, установив между катушкой и рычагом резиновые прокладки. При извлечении катушек из пазов принимают меры, исключающие повреждение корпусной изоляции катушек. Очистку пазов полюсов от покровной и пазовой изоляции, наплывов ком паунда и продуйте сухим сжатым воздухом. Демонтированные катушки испытывают переменным напряжением. На катушках, выдержавших испытательное напряжение, восстанавливают покровную изоляцию. Поврежденные катушки заменяются новыми. При пробое корпусной изоляции катушки, выпеченной в остове, производят ее срез от места пробоя на 50 - 60 мм в обе стороны, на месте пробоя снимите изоляцию до меди на участке длиной 20 мм. Срез изоляции выполняют с уклоном в сторону места пробоя. Место среза изоляции промазывают компаундом К-110 или ЭК-5 и наложите необходимое число слоев конусной изоляции согласно чертежу с промазкой каждого слоя вышеупомянутым компаундом. На прямолинейной части катушек накладывают один слой фторопластовой пленки, а затем слой стеклоленты. Если необходимо снять катушки главных полюсов, то предварительно вынимают из пазов все катушки компенсационной обмотки. Смену катушек дополнительных полюсов производят без демонтажа катушек компенсационной обмотки. Для этого отсоединяют выводы катушек дополнительного полюса и вынимают сердечник полюса вместе с катушкой в окно компенсационной катушки. Монтаж остова проводят в следующем порядке. Катушки главных и дополнительных полюсов укладывают на специальный стеллаж и с помощью струбцин и кабеля присоединяют катушки к источнику постоянного тока. Включив источник тока, устанавливают ток 900 А и греют катушки в течение 15 - 20 мин. Изоляцию катушек испытывают относительно корпуса и между витками. Перед укладкой катушек компенсационной обмотки проверяют пазы полюсов на отсутствие заусенцев, наплывов компаунда и при наличии устраняют. Пазы полюсов продувают сжатым воздухом. Промазывают компаундом К-110 или ЭК-5 место среза компенсационных катушек.

Ремонт подшипниковых щитов выполняют в следующем порядке. Снимают крышки и кольца. Выпрессовывают подшипники. При необходимости выпрессовывают крышку из подшипникового щита со стороны, противоположной коллектору. Выпрессовка подшипника из подшипникового щита может производиться различными способами, и на различных приспособлениях, приемлемых для депо, но в любом случае распрессовочное усилие должно быть сосредоточено на торцовую поверхность наружного кольца, а не на сепаратор или ролики. При выпрессовке подшипника вниз падать выпрессованный подшипник должен на прокладку или настил из мягкого неметаллического материала для исключения возможности забоин на наружной обойме подшипника. Промывают подшипники в бензине и тщательно осматривают их. Внимание обращают на качество клепки и износ сепаратора. Если радиальный зазор в подшипнике находится в пределах 0,14 - 0,28 мм, а состояние беговых дорожек, роликов и качество клепки сепаратора хорошее, собирают и смазывают подшипниковые узлы после полной просушки подшипников. Подшипниковые кольца снимают лишь при повреждениях подшипников или вала. Номера внутренних и наружных колец подшипников при сборке должны совпадать. Если обнаружены трещины деталей, на беговых дорожках или роликах появились раковины, задиры или шелушение, радиальные зазоры подшипника превышают установленные нормы, подшипник заменяют. Новые подшипники вплоть до момента их установки не рекомендуется вынимать из ящика. Антикоррозионное покрытие, нанесенное на поверхность новых подшипников, перед сборкой удаляют; подшипник тщательно промывают бензином, протирают чистой салфеткой и просушивают. Ролики и сепаратор перед сборкой покрывают смазкой. Подшипниковые щиты и особенно маслопроводящие трубки и дренажные отверстия тщательно промывают и продувают сжатым воздухом. Посадочную поверхность подшипниковых щитов осматривают на отсутствие трещин. Проверяют все резьбовые отверстия подшипниковых щитов. При необходимости резьбу восстанавливают. Перед сборкой маслопроводящие трубки заполняют смазкой. В процессе сборки следят, чтобы ни в смазке, ни в подшипниковых камерах не оказалось металлической пыли. Сборку подшипниковых щитов выполняют в следующем порядке. В подшипниковый щит со стороны, противоположной коллектору, запрессовывают крышку, если она была выпрессована. Устанавливают кольца и крышки. Заполняют подшипниковые камеры смазкой на 2/3 свободного объёма. Уплотняющие поверхности на деталях промазывают смазкой. При этом канавки на крышке и щите не должны заполняться и промазываться смазкой.

Снятую траверсу продувают сжатым воздухом, протирают салфеткой и устанавливают на специальное приспособление. Снимают щеткодержатели, кронштейны, шинный монтаж, корпус траверсы промойте керосином, просушивают и восстанавливают антикоррозионное покрытие красно-коричневой эмалью ГФ- 92-ХС. Осматривают кронштейны щеткодержателей, щеткодержатели, изоляционные пальцы, шинный монтаж, разжимное устройство. Поврежденные и изношенные детали заменяются. Щеткодержатели разбирают, очищают их от пыли и копоти. Проверяют состояние нажимных пальцев, резиновых амортизаторов, пружин, корпуса, окон щеткодержателя, резьбовых отверстий и отверстий под оси. Устраняют обнаруженные дефекты. Собрав щеткодержатели, смазывают все трущиеся поверхности смазкой ВНИИ НП-232. Проверяют усилие нажатия на каждый элемент щетки и вращение пальцев на оси при нормально натянутых пружинах. Пружины, потерявшие жесткость или просевшие заменяют. Собирают траверсу. Для обеспечения равномерного расположения щеткодержателей по окружности коллектора сборку траверсы с кронштейнами и щеткодержателями необходимо вести на специальном приспособлении. Монтируют щетки в окна щеткодержателей. Щетки должны быть без трещин и сколов, входить в окна щеткодержателей свободно, без заеданий. Зазоры между щетками и стенками окон должны быть в пределах норм, не более 0,1мм. Производят притирку щеток. Отремонтированную траверсу испытывают на электрическую прочность изоляции относительно корпуса.

При ремонте якоря, его устанавливают концами вала на специальные подставки, затем, вращая его, очищают вентиляционные каналы проволочным ершиком, а затем тщательно продувают каналы сжатым воздухом. Медленно вращая якорь, счищают с него от пыль, грязь и смазку. Осматривают бандажи, испытывают их на межвитковые замыкания, осуществляют замер сопротивления изоляции обмоток якоря относительно корпуса. Проверяют плотность посадки пазовых клиньев.

Если клинья в пазу ослабли на длине, больше 1/3 длины паза, они заменяются. Закрепляют ослабшие болты специальным ключом-трещоткой, предварительно нагрев якорь до температуры 160 - 170 °С. Для подтяжки коллекторных болтов якорь ставят на специальную подставку коллектором вверх. Болты подтягивают постепенно, с поочередным подвертыванием не более чем на пол-оборота диаметрально противоположных болтов. Визуальным осмотром убеждаются в качестве пайки обмотки якоря к петушкам коллектора. Обнаруженные дефекты устраняют. Просушивают якорь. Проводят обточку коллектора в собственных подшипниках, снимают фаски с продольных ребер коллекторных пластин. Удаляют остатки миканита у боков коллекторных пластин, вручную прочищают межламельное пространство. Прошлифовав коллектор, продувают его сжатым воздухом, испытывают якорь на междувитковое замыкание, а также замеряют сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса. Восстанавливают покрытие якоря. Если сборка электродвигателя задерживается, то оберните рабочую поверхность коллектора плотной бумагой или закройте брезентовым чехлом. После этого якорь положите на деревянную подставку.

При сборке двигателя запрессовывают в остов щит со стороны, противоположной коллектору. Устанавливают в остов якорь и траверсу. Запрессовывают щит со стороны коллектора. Устанавливают двигатель в горизонтальное положение. Снимают крышки и кольца, замеряют торцовое биение подшипников, радиальный зазор между роликами и кольцом подшипника в холодном состоянии после посадки. Установив кольца, их насаживают на вал с нагревом кольца, подшипники закрывают крышками. Проверяют осевой разбег якоря, зазоры между петушками и корпусом щеткодержателя, расстояние между нижней кромкой щеткодержателя и рабочей поверхностью коллектора, перекос щеткодержателя по отношению к коллектору, которые должны быть в пределах норм. Установив траверсу в рабочее положение - ее закрепляют. Убеждаются в правильном расположении щеток на коллекторе. Производят работу тягового электродвигателя в режиме холостого хода, правильность расположения щеток на коллекторе и при необходимости устанавливают их на геометрическую нейтраль. По окончанию сборки тяговый электродвигатель подвергается испытаниям. Программа приемо-сдаточных испытаний машины постоянного тока включает в себя внешний осмотр машины, измерения сопротивления обмоток, испытания на нагревание в течение 1 ч, проверку частоты вращения и реверсирования при номинальных значениях напряжения, токов нагрузки и возбуждения для электродвигателей. При осмотре машины обращают внимание на состояние коллектора, установку щеткодержателей, разбег якоря, исправность щеточного аппарата и легкость вращения якоря. Коллектор не должен иметь пластин с острыми кромками, заусенцами и забоинами. Биение коллектора, контактных колец на нагретой машине допускается для электродвигателей и вспомогательных машин не более 0,04 мм.

Вывод: в данном разделе описаны методы ремонта тягового электродвигателя, а также последовательность ремонтных операций для его составных частей.

3. Оптимизация технологического процесса ремонта тягового электродвигателя ТЛ-2К1

.1 Эффективность адекватной оптимизации ремонтных операций

Для оптимизации ремонтного процесса численными методами необходимо оперировать наиболее важными и нормативными показателями, изменение которых в наибольшей степени влияет на изменение целевой функции. Целевая функция определяется критерием оптимизации, которая зависит от специфики работы ЭПС в рассматриваемом участке. В качестве критериев могут выбираться такие показатели как максимальная надежность ЭПС, минимальный простой в ремонте, максимальный эксплуатируемый парк, минимальные затраты в техническом содержании ЭПС и др. Оптимизировать технологический процесс ремонта можно путем уменьшения числа ремонтных операций, а именно соединением схожих процессов.

Существуют три способа оптимизации системы ремонта, которые направлены на определение таких значений параметров системы (объем ремонта и межремонтный пробег), которые в наибольшей степени соответствуют наилучшему процессу оптимизации.

В методе группирования определяются лимитирующие узлы, определяются ресурсы этих узлов. Группирование проводится в порядке возрастания ресурсов. Графоаналитический метод включает в себя определение зависимости затрат в ремонте функции межремонтного пробега, затрат в эксплуатации в функции межремонтного пробега, затрат в эксплуатации и ремонте в функции от межремонтного пробега. Данный метод длительно использовался в планово предупредительном виде ремонта.

Целью метода динамического программирования считается получение таких значений параметров ремонта, которые соответствуют экстремуму целевой функции оптимизации. Для тяговых электродвигателей и вспомогательных машин установлены плановые текущие ремонты в депо, средние и капитальные ремонты. Заводская последовательность указанных видов ремонта в одном цикле от начала эксплуатации или КР со следующего КР машина должна придерживаться установленной цепочки: КР-ТР-СР-ТР-КР. Для ТЭД: КР-ТО3-СР-ТР3-СР-ТО3-КР.

Понятие оптимизация включает в себя принципы и методы технического обслуживания и ремонта, вопросы концентрации, специализации, научной организации труда, а также вопросы внедрения поточных линий и механизированных рабочих мест, механизации и автоматизации производства, внедрения современных средств технической диагностики и других достижений научно-технического прогресса.

Использование принципа взаимозаменяемости и ремонтных градаций позволяет организовать заблаговременный ремонт не только отдельных деталей, но и целых узлов, таких, как колесно-моторный блок, тележки и другие, т. е. организовать крупноагрегатный метод ремонта.

Для этого локомотивные депо должны иметь переходящий технологический запас узлов и агрегатов.

Крупноагрегатный метод обеспечивает значительное сокращение продолжительности простоя э. п. с. в ремонте, повышение ритмичности производства, более равномерную загрузку оборудования, повышает производительность труда и качество ремонта, снижает его себестоимость. Для получения наибольшего эффекта от применения крупноагрегатного метода ремонта э. п. с. концентрируют в наиболее крупных и технически оснащенных депо.

Концентрация ремонта позволяет вести ремонт индустриальными методами, шире внедрять механизацию и автоматизацию производственных процессов. Высокая технико-экономическая эффективность ремонтного производства может быть обеспечена только при условии специализации ремонтных баз.

Специализация депо состоит в том, что в нем организуют ремонт электровозов и электропоездов определенных серий, а лучше всего одной серии.

Оптимальная организация ремонта обеспечивает рост производительности труда, снижение трудоемкости работ и стоимости единицы продукции, высокий уровень рентабельности и внедрение хозрасчета на предприятиях локомотивного хозяйства. Особое значение приобретает организация труда и, в частности, использование бригадной формы организации труда.

Технологическая подготовка производства включает в себя работы по проектированию и внедрению прогрессивной технологии ремонта и изготовления деталей.

Вывод: в данном разделе приведены примеры оптимизирования ремонтного процесса для облегчения трудоемкости ремонта и возможности сокращение времени технологического процесса.

4. Охрана труда

Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно - технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Цель охраны труда - свести к минимуму вероятность поражения или заболевания работающего персонала при максимальной производительности труда.

Безопасные условия труда - условия труда, при которых воздействие на работающих вредных и (или) опасных производственных факторов исключено либо уровни их воздействия не превышают установленных нормативов. Человек подвергается воздействию опасностей в своей трудовой деятельности <#"654667.files/image018.gif">,

где b - добавочный процент рабочих на замещение (принять равным 10 %);

С i - Количество рабочих мест;

S - Число смен (принять равным 2); i - Норма обслуживания (n = 1).

Контингент ремонтных рабочих в цеху рассчитывается по нормативам:

норма времени на одну ремонтную единицу составляет на: текущий ремонт - 0,1 ч (производится еженедельно), осмотр - 0,85 ч, малый ремонт - 6,1 ч;

Структура ремонтного цикла для всего оборудования: К-О-О-М-О-О-М-О-О-С-О-О-М-О-О-М-О-О-К (К - капитальный ремонт; М - малый ремонт; С - средний ремонт; О - осмотр);

Количество ремонтных рабочих по содержанию оборудования определяется по формуле

,

где Т - трудоемкость ремонта и осмотров;

F - число часов, отработанных за год каждым рабочим (F = 1995 ч).

Трудоемкость ремонта определяется по формуле

Т = (а тр m тр + а 0 m 0 + а мр m мр)С i К i , нормо-час,

где а тр, а 0 ,а мр - соответственно норма времени на одну ремонтную единицу, на текущий ремонт, осмотр и малый ремонт, ч;

m тр, m 0 , m мр - количество соответственно текущих ремонтов, осмотров и малых ремонтов оборудования за год;

С i - количество принятого оборудования;

К i - коэффициент, учитывающий группу ремонтной сложности;

Фонд заработной платы планируют по каждой категории работников.

Ф,

где - численность работников, чел;

Среднемесячная заработная плана одного работника;

Число месяцев в году.

Среднемесячная заработная плата работников складывается из месячной тарифной ставки или оклада, доплат за вредные условия труда и премий. Доплату за вредные условия труда принимают в размере 12 % от тарифной ставки. Премии - 25 % заработка с учетом доплат за вредные условия труда.

Расчёт себестоимости ремонта двигателя

При расчете себестоимости продукции ремонта двигателей следует использовать следующие нормативы:

а) стоимость материалов и полуфабрикатов на единицу ремонта ТЛ2 К принять 550 руб.;

б) транспортно-заготовительные расходы - 5 % от стоимости материалов и полуфабрикатов;

Внепроизводственные расходы составляют 0,5 % от деповской себестоимости ремонта:

до ТЛ-2 К 5958,2×0,005 = 29,79 тыс. руб.

после ТЛ-2 К 6798,4×0,005 = 34 тыс. руб.

Итого полная деповская себестоимость годовой программы ремонта составляет:

до реконструкции цеха - 5988 тыс. руб.

после реконструкции цеха ТЛ-2 К - 6832,4 тыс. руб.

Полная деповская себестоимость ремонта одного двигателя составляет:

до реконструкции цеха - = 7,98 тыс. руб.

после реконструкции цеха- = 4,27 тыс. руб.

Заключение

В дипломном проекте описаны назначение, особенности конструкции, приведены характерные неисправности и методы их устранения, а также технологический процесс ремонта тягового электродвигателя ТЛ2К1. Рассмотрены возможности оптимизации трудоемкости ремонта и сокращение времени. В алгоритме ремонтного процесса представлена последовательность ремонта каждого узла или детали, возможность их замены или методов восстановления.

Список использованной литературы

. «Электровоз ВЛ11м. Руководство по эксплуатации»

Конструкция тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Конструкция тягового электродвигателя ТЛ-2К1 представлена на рисунке 1.1.

https://pandia.ru/text/80/230/images/image002_19.jpg" align="left" width="394" height="262">

7 – крышка; 8 – букса; 9 – катушка дополнительного полюса; 10 – сердечник дополнительного полюса; 11 – крышка; 12 – катушка главного полюса; 13 – сердечник главного полюса; 14 – компенсационная обмотка; 15 – крышка; 16 – съёмный кронштейн; 17 – предохранительный прилив; 18 – вентиляционный люк.

Рисунок 1.2 – Поперечный (б) разрез тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Основные технические данные электродвигателя ТЛ-2К1

Основные технические данные тягового электродвигателя ТЛ-2К1 следующие:

Напряжение на зажимах двигателя Uд = 1500 В;

Ток при часовом режиме Iч = 480 А;

Ток при длительном режиме Iдл = 410 А;

Мощность при часовом режиме Рч = 670 кВт;

Мощность при длительном режиме Рдл = 575 кВт;

Возбуждение – сериесное (режим тяги); независимое (режим рекуперативного торможения);

Охлаждение – независимое;

Частота вращения (часовой режим) nч = 790 об/мин;

Частота вращения (длительный режим) nдл = 830 об/мин;

КПД (часовой режим) hч = 0,931;

КПД (длительный режим) hдл = 0,93;

Класс изоляции: обмотка якоря – В, обмотка возбуждения – F;

Передаточное число 88/23;

Масса двигателя без шестерён m = 5000 кг.

Остов

Остов тягового электродвигателя ТЛ-2К1 показан на рисунке 1.3.

1 – полюс добавочный; 2 – катушка компенсационной обмотки; 3 – корпус; 4 – упор предохранительный; 5 – полюс главный.

Рисунок 1.3 – Остов тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Остов представляет собой отливку цилиндрической формы, выполненной из стали 25Л-II, и служит одновременно магнитопроводом. К нему прикреплены шесть главных и шесть дополнительных полюсов. Также к нему крепится поворотная траверса, подшипниковые щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь двигателя. С наружной поверхности остов имеет два прилива для крепления букс моторно-осевых подшипников, прилив и съёмный кронштейн для подвески двигателя, предохранительные приливы и приливы с отверстиями для транспортировки.

Со стороны коллектора имеются три люка, предназначенные для осмотра щёточного аппарата и коллектора. Крышка верхнего коллекторного люка 7 укреплена на остове специальным пружинным замком, крышка нижнего 15 – одним болтом М20 и специальным болтом с цилиндрической пружиной и крышка второго нижнего люка 11 – четырьмя болтами М12.

Для подачи воздуха имеется вентиляционный люк. Выход вентилирующего воздуха осуществлён со стороны противоположной коллектору, через специальный кожух 5, укреплённый на подшипниковом щите и остове.

Выводы из двигателя выполнены кабелем марки ПМУ-4000 сечением 120 мм2. Кабели защищены брезентовыми чехлами с комбинированной пропиткой. На кабелях имеются ярлычки из полихлорвиниловых трубок с обозначениями Я, ЯЯ, К и КК. Выводные кабели Я и ЯЯ соединены с обмотками: якоря, дополнительных полюсов и с компенсационной, а выводные кабели К и КК соединены с обмотками главных полюсов.

Сердечники главных полюсов 13 (см. рис. 1.1, б) собраны из листовой электротехнической стали толщиной 0,5 мм, скреплены заклепками и укреплены на остове четырьмя болтами М24 каждый. Катушка главного полюса 12, имеющая 19 витков, намотана на ребро из мягкой ленточной меди МГМ размерами 1,95X65 мм. Межвитковая изоляция выполнена из бумаги асбестовой в два слоя толщиной 0,2 мм и пропитана лаком К-58.

Для улучшения рабочих характеристик двигателя применена компенсационная обмотка 14, расположенная в пазах, проштампованных в наконечниках главных полюсов, и соединенная с обмоткой якоря последовательно. Компенсационная обмотка состоит из шести катушек, намотанных из мягкой прямоугольной медной проволоки МГМ сечением 3,28X22 мм и имеет 10 витков.

Сердечники дополнительных полюсов 10 выполнены из толстолистового проката или поковки и укреплены на остове тремя болтами.

Для уменьшения насыщения добавочного полюса между остовом и сердечником дополнительных полюсов предусмотрены латунные прокладки толщиной 7 мм. Катушки дополнительных полюсов 9 намотаны на ребро из мягкой медной проволоки МГМ сечением 6X20 мм и имеют 10 витков каждая.

Схема электрических соединений полюсных катушек тягового электродвигателя ТЛ-2К1 представлена на рисунке 1.4.

DIV_ADBLOCK14">

https://pandia.ru/text/80/230/images/image007_8.jpg" align="left hspace=12" width="244" height="207">Щёткодержатель тягового электродвигателя ТЛ-2К1 представлен на рисунке 1.6.

1 – пружина винтовая; 2 – корпус щёткодержателя; 3 – кронштейн щёткодержателя; 4 – щёткодержатель.

Рисунок 1.6 – Щёткодержатель тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Щеткодержатель имеет две цилиндрические пружины, работающие на растяжение. Пружины закреплены одним концом на оси, вставленной в отверстие корпуса щеткодержателя, другим – на оси нажимного пальца с помощью регулирующего винта, которым регулируют натяжение пружины. Кинематика нажимного механизма выбрана так, что в рабочем диапазоне обеспечивает практически постоянное нажатие на щетку. В окна щеткодержателя вставлены две разрезные щётки марки ЭГ-61 размером 2(8Х50)Х60 мм с резиновыми амортизаторами .

Крепление щеткодержателей к кронштейну осуществлено шпилькой и гайкой. Для более надежного крепления и для регулировки положения щеткодержателя относительно рабочей поверхности по высоте при износе коллектора на корпусе щеткодержателя предусмотрена гребёнка.

Якорь

Якорь тягового электродвигателя ТЛ-2К1 представлен на рисунке 1.7.

1 – коллекторная пластина; 2 – уравнительное соединение; 3 – корпус коллектора; 4 – втулка якоря; 5 – сердечник якоря; 6 – катушка якоря; 7 – нажимная шайба; 8 – вал.

Рисунок 1.7 – Якорь тягового электродвигателя ТЛ-2К1

Якорь состоит из коллектора; обмотки, вложенной в пазы сердечника якоря, набранного в пакет из листов электротехнической стали; стальной втулки коробчатого сечения; передней нажимной шайбы; задней нажимной шайбы.

Якорь состоит из 75 катушек 6 и 25 секционных уравнителей 2, концы которых впаяны в петушки коллектора. Каждая катушка имеет 14 отдельных стержней, расположенных по высоте в два ряда, и по семь проводников в ряду, они изготовлены из ленточной меди размером 0,9X8,0 мм марки МГМ и изолированы одним слоем с перекрытием в половину ширины микаленты ЛФЧ-ББ толщиной 0,075 мм.

Уравнители секционные изготовляют из трех проводов сечением 0,90X2,83 мм марки ПЭТВСД. Изоляция каждого провода состоит из одного слоя стеклослюдинитовой ленты ЛС1К-1Ютг 0,11X20 мм, одного слоя ленты электроизоляционного фторопласта толщиной 0,03 мм и одного слоя стеклоленты толщиной 0,11 мм. В пазовой части обмотка якоря крепится текстолитовыми клиньями, а в лобовой части – стеклобандажом.

Коллектор тягового двигателя с диаметром рабочей поверхности 660 мм состоит из 525 медных пластин, изолированных друг от друга миканитовыми прокладками.

Обмотка якоря имеет следующие данные: число пазов – 75, шаг по пазам– 1 – 13, число коллекторных пластин – 525, шаг по коллектору – 1–2, шаг уравнителей по коллектору – 1 – 176.

Якорные подшипники двигателя тяжелой серии с цилиндрическими роликами типа 8Н42428М обеспечивают разбег якоря в пределах 6,3-8,1 мм. Наружные кольца подшипников запрессованы в щиты подшипников, а внутренние кольца напрессованы на вал якоря.

Подшипниковые камеры для предотвращения воздействия внешней среды и утечки смазки имеют уплотнения. Подшипниковые щиты запрессованы в остов и прикреплены к нему каждый восемью болтами М24 с пружинными шайбами. Моторно-осевые подшипники состоят из латунных вкладышей, залитых по внутренней поверхности баббитом Б16, и букс с постоянным уровнем смазки. Буксы имеют окно для подачи смазки. Для предотвращения поворота вкладышей предусмотрено в буксе шпоночное соединение.

Напряжение на зажимах двигателя... 1500 В

Ток часового режима........ 480 А

Мощность часового режима...... 670 кВт

Частота вращения часового режима 790 об/мин

Ток продолжительного режима..... 410 А

Мощность продолжительного режима 575 кВт

Частота вращения продолжительного режима 830 об/мин

Возбуждение последовательное

Класс изоляции по нагревостойкости обмотки якоря...... В

Класс изоляции по нагревостойкости полюсной системы..р

Наибольшая частота вращения при среднеизношенных бандажах 1690 об/мин

Подвешивание двигателя опорно-осевое

Передаточное число........ 88/23--3,826

Сопротивление обмоток главных полюсов при температуре 20 °С 0,025 Ом

Сопротивление обмоток дополнительных ПОЛЮСОВ и компенсационной обмотки при температуре 20 °С 0,0356

Сопротивление обмотки якоря при температуре 20 "С...0,0317 Ом

Система вентиляции........ независимая

Количество вентилирующего воздуха, не менее 95 м3/мин

К. п. д. в часовом режиме....... 0,931

К. п. д. в продолжительном режиме.... 0І930

Масса без шестерен....... 5000 кг

Сравнительный анализ двигателей ТЛ-2К1 и НБ-418К6

Наибольшее распространение в промышленности получили электрические двигатели двух видов: переменного тока НБ-418К6 и постоянного тока ТЛ-2К1 с различными способами возбуждения.

Двигатели, которые могут быть использованы в качестве тяговых на электровозе, должны удовлетворять как минимум двум требованиям. Прежде всего, они должны допускать возможность регулирования в широких пределах частоты вращения. Это позволяет изменять скорость движения поезда. Кроме того, необходимо иметь возможность регулировать в широком диапазоне силу тяги, т. е. вращающий момент, развиваемый двигателем. Так, двигатели электровоза должны обеспечивать значительную силу тяги во время трогания поезда, его разгона, при преодолении крутых подъемов и т. п. и снижать ее при более легких условиях движения.

С точки зрения организации движения, казалось бы, желательно, чтобы поезда независимо от изменения сопротивления движению перемещались с постоянной скоростью или эта скорость снижалась бы незначительно. В этом случае зависимость между силой тяги Р и скоростью движения и (рис. 4, а) представляла бы в прямоугольных осях координат вертикальную прямую линию 1, параллельную оси Р, или слегка наклонную линию 2. Зависимость между силой тяги, развиваемой двигателями локомотива, и скоростью его движения называют тяговой характеристикой и представляют ее графически, как показано на рис. 4, или в виде таблиц.

Рисунок 4. жесткая (а) и мягкая (б) тяговые характеристики

Изображенные на рис. 4, а тяговые характеристики являются жесткими. В случае жесткой характеристики мощность, потребляемая двигателями и равная произведению силы тяги на скорость, например, на крутых подъемах, возрастает пропорционально увеличению силы тяги. Резкое увеличение потребляемой мощности приводит к необходимости повышения мощности как самих двигателей, так и тяговых подстанций, увеличения площади сечения контактной подвески, что связано с затратами денежных средств и дефицитных материалов. Избежать этого можно, обеспечив характеристику двигателя, при которой с увеличением сопротивления движению поезда автоматически снижалась бы его скорость, т. е. так называемую мягкую характеристику (рис. 4, б). Она имеет вид кривой, называемой гиперболой. Двигатель с такой тяговой характеристикой работал бы при неизменной мощности. Однако при движении тяжелых составов на крутых подъемах, когда необходима большая сила тяги, поезда перемещались бы с очень низкой скоростью, тем самым резко ограничивая пропускную способность участка железной дороги. Примерно такой характеристикой обладают тепловозы, так как мощность их тяговых двигателей ограничена мощностью дизеля. Это относится и к паровой тяге, при которой мощность ограничивается производительностью котла.

Мощность, развиваемая тяговыми двигателями электровоза, практически не ограничена мощностью источника энергии. Ведь электровоз получает энергию через контактную сеть и тяговые подстанции от энергосистем, обычно обладающих мощностями, несоизмеримо большими мощности электровозов. Поэтому при создании электровозов стремятся получить характеристику, показанную на рис. 4, б штриховой линией. Электровоз, оборудованный двигателями с такой характеристикой, может развивать значительную силу тяги на крутых подъемах при сравнительно высокой скорости. Конечно, мощность, потребляемая тяговыми двигателями в условиях больших сил тяги, повышается, но это не приводит к резким перегрузкам питающей системы.

Двигатели ТЛ-2К1 самые распространенные. Достоинства их трудно переоценить: простота устройства и обслуживания, высокая надежность, низкая стоимость, несложный пуск. Однако, как известно, частота вращения асинхронного двигателя почти постоянна и мало зависит от нагрузки, она определяется частотой подводимого тока и числом пар полюсов двигателя. Поэтому регулировать частоту вращения таких двигателей, а, следовательно, и скорость движения поездов можно только изменением частоты питающего тока и числа пар полюсов, что трудно осуществить. Кроме того, как уже отмечалось выше, для питания таких двигателей требуется устраивать сложную контактную сеть.

Благодаря развитию полупроводниковой техники оказалось возможным создать преобразователи однофазного переменного тока в переменный трехфазный и регулировать их частоту.

В какой же степени отвечают требованиям, предъявляемым к тяговым двигателям, электрические машины постоянного тока? Напомним, что эти машины -- генераторы и двигатели -- различаются по способу возбуждения.

Обмотка возбуждения может быть включена параллельно обмотке якоря (рис. 5, а) и последовательно с ней (рис5, б). Такие двигатели называют соответственно двигателями параллельного и последовательного возбуждения. Используют также двигатели, у которых имеются две обмотки возбуждения -- параллельная и последовательная. Их называют двигателями смешанного возбуждения (рис. 5, в). Если обмотки возбуждения включены согласно, т. е. создаваемые ими магнитные потоки складываются, то такие двигатели называют двигателями согласного возбуждения; если потоки вычитаются, то имеем двигатели встречного возбуждения. Применяют и независимое возбуждение: обмотка возбуждения питается от автономного (независимого) источника энергии (рис. 5, г).

Рисунок 5. Схемы, проясняющие способы возбуждения двигателей постоянного тока

Чтобы оценить возможности регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока, напомним, что при вращении в магнитном поле проводников обмотки якоря двигателя в них возникает (индуцируется) электродвижущая сила (э. д. с). Направление ее определяют, пользуясь известным правилом правой руки. При этом ток, проходящий по проводникам якоря от источника энергии, направлен встречно индуцируемой э. д. с. Напряжение, подведенное к двигателю, уравновешивается э. д. с, наводимой в обмотке якоря, и падением напряжения в обмотках двигателя.

Значение э. д. с. пропорционально магнитному потоку и частоте вращения, с которой проводники пересекают магнитные силовые линии. Поэтому без ощутимой ошибки можно считать, порциональность) или магнитный поток возбуждения (обратная пропорциональность).

Как зависит вращающий момент от тока якоря? Если подключить проводники обмотки якоря двигателя к электрической сети, то проходящий по ним ток, взаимодействуя с магнитным полем полюсов, создаст силы, действующие на каждый проводник с током. В результате совместного действия этих сил создается вращающий момент М, пропорциональный току якоря и магнитному потоку полюсов.

Чтобы построить тяговую характеристику двигателя постоянного тока, необходимо установить, как изменяются частота вращения п и момент М в зависимости от тока при разных способах возбуждения двигателей.

Для двигателей с параллельным возбуждением можно считать, что ток возбуждения не изменяется с изменением нагрузки.

Примерно такие же характеристики будут иметь двигатели с независимым возбуждением, если не изменяется ток возбуждения.

Рассмотрим те же характеристики для двигателя с последовательным возбуждением (см. рис. 5, б). У такого двигателя магнитный поток зависит от нагрузки, так как по обмотке возбуждения проходит ток якоря. Частота вращения якоря обратно пропорциональна потоку и при увеличении тока якоря, а значит и магнитного потока, резко уменьшается (рис. 6, б). Вращающий момент двигателя, наоборот, резко возрастает, так как одновременно увеличиваются ток якоря и зависящий от него магнитный поток возбуждения.

В действительности магнитный поток немного уменьшается вследствие размагничивающего действия реакции якоря. В случае небольших нагрузок магнитный поток возрастает пропорционально току, а вращающий момент, пропорционально квадрату тока якоря.

Рисунок 6. Электромеханические характеристики двигателей с параллельным (а) и последовательным (б) возбуждением

Если нагрузка увеличивается значительно, ток двигателя возрастет до такой степени, что наступит насыщение его магнитной системы. Это приведет к тому, что частота вращения будет снижаться уже в меньшей степени. Но тогда начнет более интенсивно возрастать ток, а значит, и потребляемая из сети мощность. При этом скорость движения поезда несколько стабилизируется. Зависимости частоты вращения якоря, вращающего момента и коэффициента полезного действия) от потребляемого двигателем тока называют электромеханическими характеристиками на валу тягового двигателя при неизменном напряжении, подводимом к тяговому двигателю, и постоянной температуре обмоток 115°С (по ГОСТ 2582--81).

По электромеханическим характеристикам двигателя можно построить его тяговую характеристику. Для этого берут ряд значений тока и определяют по характеристикам соответствующие им частоту вращения и вращающий момент. По частоте вращения двигателя несложно подсчитать скорость движения поезда, так как известны передаточное число редуктора и диаметр круга катания колесной пары.

Поскольку в теории тяги пользуются размерностью частоты вращения якоря тягового электродвигателя, выраженной в об/мин, а скорость движения поезда измеряют в км/ч.

Зная вращающий момент на валу двигателя, а также потери при передаче момента от вала тягового двигателя к колесной паре, которые характеризуют к. п. д. передачи, можно получить и силу тяги, развиваемую одной, а затем и всеми колесными парами электровоза.

По полученным данным строят тяговую характеристику (см. рис. 4). На электрических железных дорогах в качестве тяговых в подавляющем большинстве случаев используют двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением НБ418К6, обладающие мягкой тяговой характеристикой. Такие двигатели, как отмечалось выше, при больших нагрузках вследствие снижения скорости потребляют меньшую мощность из системы электроснабжения.

Тяговые двигатели последовательного возбуждения НБ418К6 имеют и другие преимущества по сравнению с двигателями параллельного возбуждения ТЛ-2К1. В частности, при постройке тяговых двигателей устанавливают допуски на точность изготовления, на химический состав материалов для двигателей и т. п. Создать двигатели с абсолютно одинаковыми характеристиками практически невозможно. Вследствие различия характеристик тяговые двигатели, установленные на одном электровозе, при работе воспринимают неравные нагрузки. Более равномерно нагрузки распределяются между двигателями последовательного возбуждения, так как они имеют мягкую тяговую характеристику.

Однако, двигатели последовательного возбуждения НБ418К6 имеют и весьма существенный недостаток -- электровозы с такими двигателями склонны к боксованию, иногда переходящему в разносное. Этот недостаток особенно резко проявился после того, когда масса поезда стала ограничиваться расчетным коэффициентом сцепления. Жесткая характеристика в значительно большей мере способствует прекращению боксования, так как в этом случае сила тяги резко снижается даже при небольшом скольжении и имеется больше шансов на восстановление сцепления. К недостаткам тяговых двигателей последовательного возбуждения НБ418К6 относится и то, что они не могут автоматически переходить в режим электрического торможения: для этого необходимо предварительно изменить способ возбуждения тягового двигателя.