CC BY
17
8. Макаров В.Г., Гусельников В. А. Модель трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в пакете MATLAB / В.Г. Макаров, В. А. Гусельников // Вестник технологического университета (Казанский национальный исследовательский технологический университет). 2016. № 10. С. 109-112.
9. Семёнов А.С. Моделирование режимов работы асинхронного двигателя в пакете программ MATLAB / А.С. Семёнов // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2014. Том 11. Выпуск 1. С. 51-59
10. Вольдек А.И. Электрические машины: учеб. для студентов вузов. 3-е изд., перераб. Л.: Энергия, 1978. 832 с.
Марченко Нина Михайловна, канд. техн. наук, доцент, n-m-m@,mail. ru, Россия, Владивосток, Дальневосточный федеральный университет
RESEARCH OF THE OPERATING MODES OF AN ASYNCHRONOUS MOTOR ON
MODELS IN THE MATLAB PACKAGE
N.M. Marchenko
Dscusses a method for calculating the parameters of an asynchronous squirrel-cage motor, these parameters are required for tuning models in the MATLAB package. The article describes virtual models for researching the dynamic and static modes of an asynchronous motor. The blocks that make up the models are described; recommendations for their configuration are given. The simulation results are presented in the form of curves of speed and electromagnetic torque depending on time, as well as the static mechanical characteristics of the engine when changing its parameters.
Key words: asynchronous motor, modes, mechanical characteristic, model, simulation, MATLAB software package, load.
Marchenko Nina Mikhailovna, candidate of technical sciences, docent, n-m-m@,mail. ru, Russia, Vladivostok, Far Eastern Federal University
УДК 629.423 Б01: 10.24412/2071-6168-2021-3-69-73
АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ УЗЛОВ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПО СЕВЕРО-КАВКАЗСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ ЗА 2016 - 2019 гг.
П.В. Губарев, А.С. Шапшал, А.С. Курочкин
Проведен анализ эксплуатационной надежности узлов тягового подвижного состава на Северо-Кавказской железной дороге в период с 2016 по 2019 год. На основании анализа построены гистограммы отказов узлов тяговых двигателей, электрической аппаратуры и колесно-моторных блоков электровозов. Выявлено наибольшее количество претензий из исследуемых категорий узлов тягового подвижного состава. Рекомендуется совершенствовать и повышать качество технического обслуживания и ремонта за счет использования в сервисных локомотивных депо прогрессивных технологий и современных средств технологического оснащения.
Ключевые слова: электровоз, тяговый двигатель, электрическая аппаратура, колесно-моторный блок, отказ, ремонт, эксплуатация, диагностика.
Электровозная тяга на железнодорожном транспорте является одним из основных направлений технического прогресса. Продолжающийся рост объемов перевозочной работы на магистральных железных дорогах предъявляет повышенные требования
69
к эксплуатационном надежности и техническому состоянию локомотивного парка, что во многом обеспечивается своевременным и качественным техническим обслуживанием и ремонтом [1-5].
Однако подвижной состав железных дорог России эксплуатируется в различных климатических зонах и подвержен комплексному воздействию тепловых, электрических, механических и климатических факторов. Тяговые машины относятся к наиболее нагруженному оборудованию электроподвижного состава. Работа тягового электродвигателя при значительных перепадах температур приводит к ускорению старения изоляции, изменению характеристик смазочных материалов, нарушению монолитности коллектора. Эксплуатация в условиях низких температур приводит к повышению динамического воздействия на электродвигатель со стороны пути, следовательно, и к увеличению числа отказов [6-8].
Таким образом, одной из актуальных задач в локомотивном хозяйстве сети железных дорог является улучшение технического состояния и повышение качества функционирования узлов электровозов в эксплуатации за счет совершенствования и повышения качества технического обслуживания и ремонта посредством применения в сервисных локомотивных депо прогрессивных технологий и современных средств технологического оснащения [9-11].
В работе авторами рассмотрены и проанализированы отказы тяговых двигателей, электрической аппаратуры и узлов колесно-моторного блока тягового подвижного состава в условиях Северо-Кавказской железной дороги за период 2016 - 2019 гг.
Рассмотрим статистику отказов тяговых двигателей электровозов на СевероКавказской железной дороги за период 2016 - 2019 гг. Наглядно демонстрирует уровень надежности отказов тяговых двигателей электровозов гистограмма, представленная на рис. 1.
Узлы тяговых двигателей электровоза
Рис. 1. Гистограммы отказов узлов тяговых двигателей электровозов на СКЖД за период 2016 — 2019 гг.
Из анализ отказов тяговых двигателей можно сделать выводы, что растет число повреждений на: якорях;
полюсах и компенсационных обмотках; соединениях между полюсами и выводных кабелях.
Рассмотрим статистику отказов электрической аппаратуры электровозов на СКЖД за период 2016 - 2019 гг. На рис. 2 построена гистограммы отказов электрической аппаратуры электровозов.
Из анализа отказов электрической аппаратуры электровозов можно сделать выводы, что наибольшее число повреждений выявляется на тяговых трансформаторах, реакторах и выпрямительных установках (В У).
297
8 150
Ш
8 100 т
1 50 о
* 0
,09'
«а*
с*
до*
л*
С****'
л\Л
а*®
л\л
2016
2017
2018 2019
Электрическая аппаратура электровозов
Рис. 2. Гистограммы отказов электрической аппаратуры электровозов на СКЖД за период 2016 — 2019 гг.
Рассмотрим статистику отказов колесно-моторных блоков электровозов на СКЖД за период 2016 - 2019 гг. Для наглядности данных сформирована гистограмма отказов узлов колесно-моторных блоков, представленная на рис. 3.
134
121
1.11 117
... ....
¿л**
СО®
лор^
2016
2017
2018 2019
Узлы колесно-моторного блока
Рис. 3. Гистограммы отказов колесно-моторных блоков электровозов на СКЖД за период 2016 — 2019 гг.
Из анализа отказов колесно-моторных блоков можно заключить, что наибольшее число повреждений выявляется на колесно-зубчатых редукторах, из них сползание шестерен с валов якорей тяговых двигателей составляет приближенно 30 %.
Для диагностики обмоточных узлов тяговых двигателей и электрической аппаратуры локомотивов необходимо использовать СКД «Доктор-100».
Сползание или проворот шестерен на валу якоря тягового двигателя происходит, как правило, из-за нарушения технологии сборки косозубой передачи колесно-моторного блока и низкого качества содержания локомотивов в эксплуатации.
При ремонте колесно-моторных блоков в депо основными нарушениями являются:
- слабый натяг в результате недостаточного нагрева шестерен (часто контроль температуры нагрева определяется «на глаз»);
- низкий процент прилегания посадочных поверхностей вала и шестерни;
- загрязнение и недостаточная очистка посадочных поверхностей;
- неправильный монтаж зацепления;
- многократные динамические нагрузки зацепления в момент боксования при несвоевременной подаче песка;
- чрезвычайный нагрев шестерен при работе без смазки.
Проведенные исследования по выбору рациональной температуры нагрева шестерен тяговых двигателей при посадке на вал якоря показали, что для обеспечения достаточного осевого натяга 0,26...0,30 мм шестерни необходимо нагревать до температуры 230...250 °C (с учетом остывания шестерен до окончательной посадки).
Внедрение вышеперечисленных мероприятий и разработок в ремонтные предприятия позволит значительно повысить качество ремонта локомотивов, увеличить производительность труда и снизить трудоемкость работ при техническом обслуживании и ремонте локомотивов [12-14].
Список литературы
1. Губарев П.В., Тептиков Н.Р., Глазунов Д.В. Методика расчета ресурса силовых диодов выпрямительных установок электроподвижного состава // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2017. № 4 (36). С. 33-38.
2. Чеботарев Е.А., Губарев П.В., Глазунов Д.В. Повышение надежности тяговой зубчатой передачи грузовых электровозов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2017. № 8. С. 379-383.
3. Губарев П.В., Глазунов Д.В., Мищихина Е.С. Анализ системы ремонта и диагностики локомотивов по фактическому состоянию // Труды международной научно-практической конференции «Транспорт-2013». Ростовский государственный университет путей сообщения. 2013. С. 143-144.
4 Тептиков Н.Р., Резниченко А.А., Губарев П.В., Глазунов Д.В. Математические методы принятия решений в системах диагностики и управления на тяговом подвижном составе // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2018. № 1. С. 13-15.
5 Резниченко А. А., Чеботарев Е.А., Тептиков Н.Р., Глазунов Д.В. Оценка безотказности и готовности локомотивов в период нормальной эксплуатации // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2018. № 3 (39). С. 15-22.
6 Глазунов Д.В. Визуализация ротапринтного метода смазывания гребней колес подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 2018. № 7. С. 70-72.
7 Майба И.А., Глазунов Д.В. Диагностика работы гребнерельсосмазывателя при помощи телевизионно-цифрового комплекса // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2010. № 3 (39). С. 24-29.
8 Кохановский В. А., Глазунов Д.В. Управление эксплуатационными показателями смазочного материала // Вестник машиностроения. 2017. № 6. С. 54-58.
9 Майба И.А., Глазунов Д.В. Теоретическое обоснование механизма смешанной (полужидкостной) смазки в контакте «твердый оболочечный смазочный стержень-колесо-рельс» // Инженерный вестник Дона. 2012. № 1 (19). С. 223-232.
10 Кохановский В.А., Глазунов Д.В. Выбор компонентов смазочного материала для открытых узлов трения подвижного состава // Вестник машиностроения. 2016. № 3. С. 36-38.
11 Глазунов Д.В. Исследование значимости факторов, влияющих на ресурс смазочного материала в паре трения «колесо - рельс» // Вестник машиностроения. 2017. № 6. С. 63-65.
12 Глазунов Д. В. Методика исследования трибологических характеристик компонентов смазочного блока, работающего в трибоконтакте «колесо-рельс» // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2013. № 3. С. 031-037.
13. Кохановский В.А., Глазунов Д.В., Зориев И.А. Макрокомпозиционные по-лимерпорошковые подшипники. Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 2. С. 40-45.
14. Кохановский В.А., Майба И.А., Глазунов Д.В., Зориев И.А. Порошковые подшипники с полимерными вставками. Трение и износ. 2019. Т. 40. № 3. С. 291-297.
Павел Валентинович Губарев, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Александр Сергеевич Шапшал, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Александр Сергеевич Курочкин, старший преподаватель, a.s.kuro4kin@,mail.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский юридический институт Министерства внутренних дел Российской Федерации
RELIABILITY ANALYSIS OF ELECTRIC CARGO UNITS ON THE NORTH-CAUCASIAN RAILWAY FOR 2016 - 2019
P.V. Gubarev, A.S. Shapshal, A.S. Kurochkin
In the work, the authors analyzed the operational reliability of the units of traction rolling stock on the North Caucasian Railway in the period from 2016 to 2019. Based on the analysis, histograms of failures of the units of traction engines, electrical equipment and wheel-motor units of electric locomotives are constructed. The largest number of claims from the studied categories of traction rolling stock nodes was revealed. It is recommended to improve and improve the quality of maintenance and repair through the use of advanced technologies and modern means of technological equipment in service locomotive depots.
Key words: electric locomotive, traction engine, electrical equipment, wheel-motor unit, failure, repair, operation, diagnostics.
Pavel Valentinovich Gubarev, candidate of technical sciences, docent, pavel.gybarev@yandex. ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Alexander Sergeevich Shapshal, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Alexander Sergeevich Kurochkin, senior lecturer, a. s. kuro4kin@,mail. ru, Russia, Rostov-on-don, Rostov law Institute of the Ministry of internal Affairs of the Russian Federation
