CC BY
11ДИАГНОСТИКА ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА СОВРЕМЕННЫМИ СРЕДСТВАМИ ДИАГНОСТИКИ
Хамидов О.Р., Кодиров Н.С., ^удратов Ш.И., Эркинов Б.Х., Абдулатипов У.И.
Ташкентский государственный транспортный университет
Аннотация: Статья посвящена основным направлениям по анализу эффективности современных средств диагностики систем неразрушающего контроля ответственных деталей и узлов тягового подвижного состава, а также приведены пути применение применение средств диагностики локомотивов.
Ключевые слова: локомотив,диагностика, дефектоскоп.
DIAGNOSTICS OF BEARING ASSEMBLY OF RAILWAY ROLLING STOCK WITH MODERN DIAGNOSTICS TOOLS
Khamidov O.R., Kodirov N.S., Qudratov Sh.I., Erkinov B.X., Abdulatipov U.I.
Tashkent state transport university
Abstract: The article is devoted to the main directions for analyzing the effectiveness of modern diagnostic tools for non-destructive testing systems of critical parts and assemblies of traction rolling stock, as well as ways to use the application of diagnostic tools for locomotives. Key words: locomotive, diagnostics, flaw detector.
Введение
Важной целью сферы железнодорожного транспорта является совершенствование существующей системы ремонта и технического содержания тягового подвижного состава Узбекских железных дорог, с целью снижения эксплуатационных расходов; обеспечение необходимого уровня надежности технических средств, особенно наиболее ответственных узлов, отказы которых могут привести к нарушению требований безопасности движения. Научно-техническое развитие в создании диагностических систем достигло уровня, позволяющего перейти к комплексам технического диагностирования, которые способны обеспечить возможность ремонта и технического обслуживания подвижного состава с учетом фактического технического состояния. Учитывая особые требования, предъявляемые к тем узлам и оборудованию тягового подвижного состава, которые оказывают существенное влияние на безопасность движения и, следовательно, являются особо ответственными, решение проблемы нацелено в первую очередь на эти подсистемы (колесная пара, колесно-моторный блок). 1. Типы диагностических систем
Диагностирование - особый технологический процесс технического контроля - определение технического состояния и прогнозирование
работоспособности оборудования по диагностическим параметрам, функционально связанным с рабочими параметрами, характеризующими техническое состояние этого оборудования. Диагностическими параметрами могут быть потребляемый ток, электрическое сопротивление, тепловой режим, вибрация и шумовой эффект, степень герметичности, наличие продуктов изнашивания трущихся деталей в смазочных маслах и т. д.
Технической диагностикой решаются три типа задач:
1) задачи диагноза - т. е. определение технического состояния, в котором находятся локомотив и его элементы в настоящий момент времени;
2) задачи прогнозирования состояния локомотива и его элементов, в котором они будут находиться в некоторый будущий момент времени;
3) задачи генеза - определение состояния локомотива и его элементов, в котором они находились в некоторый прошлый момент времени.
Системы диагностирования могут быть: локальные или общие; функционального или тестового диагностирования; универсальные или специализированные; встроенного диагностирования или внешними средствами; автоматические, автоматизированные или ручные.
Общеизвестно, что сила трения играет, как положительную, так и отрицательную роль. С одной стороны, благодаря трению мы можем передвигаться, с другой - трение способствует быстрому изнашиванию узлов и механизмов. В последнем случае ученые и инженеры пытаются не только создать материалы и сплавы с низким коэффициентом трения, но и максимально точно отслеживать процессы между трущимися поверхностями, чтобы увеличить срок службы подшипников - неизменной составляющей практически любого механизма.
Можно просто менять подшипники по истечении гарантированного срока эксплуатации, но такой подход является экономически невыгодным и не гарантирует качественную и безопасную работу соответствующих узлов. [1,2]
О ТО Ы \ Л Г II III.
Рисунок 1. Программа контроля подшипниковых узлов
2.Описание диагностируемого узла АТЭД
на
Для того чтобы оценить техническое состояние АТЭД, необходимо выявить характер его дефектов и неисправностей. Неисправности и дефекты локомотивных АТЭД подразделяются на внутренние и наружные. К наружным дефектам и неисправностям локомотивных АТЭД относятся: обрыв одного и нескольких кабелей, ухудшение условий вентиляции и загрязнение вентиляционных каналов, ослабление крепления болтов корпуса и другие.
Внутренние дефекты и неисправности локомотивных АТЭД делятся на механические и электрические. [3]
К механическим дефектам и неисправностям можно отнести следующие:
• деформация или поломка вала ротора;
• обрыв или сползание проволочных бандажей роторов;
• ослабление болтов крепления;
• ослабления крепления обмоток статора;
• ослабления крепления стержней ротора;
• дисбаланс ротора;
• несоосность укладки вала;
• повреждения подшипниковых узлов;
• нарушение работы подшипниковых узлов;
• отказы подшипников;
• трещины или повышенные износы подшипниковых щитов;
• попадание посторонних предметов и отложение пыли, грязи в подвижных элементах и т.д.
К электрическим дефектам и неисправностям можно отнести следующие:
• обрыв стержней в беличьей клетке ротора;
• межвитковые замыкания в обмотке статора;
• перегрузка или перегрев обмотки статора;
• обрывы в обмотках статора;
• пробой изоляции на корпусе;
• старение или механические повреждения изоляции;
• увлажнение или сильное загрязнение изоляции обмотки статора;
• неравномерный воздушный зазор (эксцентриситет) между ротором и статором;
• обрыв в одной фазе сети;
• неправильное соединение обмоток статора;
• короткое замыкание обмотки статора;
• нарушение контактов и разрушение соединений, выполненных пайкой или сваркой.
По результатам многочисленных исследований по дефектам и неисправностям локомотивных тяговых электродвигателей можно сделать классификацию основных неисправностей. К основным неисправностям локомотивных асинхронных тяговых электродвигателей относятся неисправности ротора, неисправности обмотки статора и дефекты подшипникового узла, причем на дефекты подшипникового узла приходится более 50% неисправностей: Неисправности
Прочие 5,0% подшипникового узла Неисправности 1-го узла 59,5% Неисправности обмотки статора 23,0%
Очень важно своевременно осуществлять контроль подшипниковых узлов, используя последние достижения технической мысли. Существует множество приборов, с одной стороны, позволяющие определять даже незначительные дефекты трущихся поверхностей. С другой - имеют очень компактные размеры и удобный интерфейс, не требующий от оператора дополнительной спецподготовки. [3-5]
Рисунок 2. Участок подшипниковых узлов
Диагностика и прогностика подшипниковых узлов акустико-эмиссионным методом позволяет значительно увеличить срок их службы.
Рисунок 3.Прогностика подшипниковых узлов
Бортовая акустико-эмиссионная система диагностики подшипниковых узлов-Она позволяет контролировать состояние буксовых узлов в режиме реального времени и своевременно информировать персонал об отклонениях от оптимальных параметров.
Подшипниковые узлы, применяемые на подвижном составе, являются ответственными элементами, от технического состояния которых непосредственно зависит надежность локомотива и безопасность движения, поэтому внедрение бортовой системы контроля является приоритетной задачей, так как она позволит получать полную информацию о состоянии подшипниковых узлов в процессе движения локомотива, следить за уровнем и развитием дефектов, формировать рекомендации локомотивным и ремонтным бригадам о необходимых мероприятиях по обслуживанию и ревизии. [7-12]
Структурная схема бортовой системы диагностики представлена на рисунке 5.1 и включает в себя следующие элементы:
1) анализирующий блок, предназначенный для обработки и анализа данных, получаемых с датчиков, формирует информацию о состоянии подшипников и управляет системой в целом;
2) пъезоэлектрические датчики, предназначенные для получения информации о состоянии контролируемых узлов. Датчики устанавливаются непосредственно на корпусе (или крышке узла) подшипников и связываются с анализирующим блоком при помощи экранированных кабелей, помещенных в защитный рукав;
3) блок индикации, предназначенный для отображения текущей информации о состоянии подшипниковых узлов и сигнализации о возникающих неисправностях и необходимых мероприятиях;
данных о
Литературы:
1. Грищенко А.В. Аппарат искусственных нейронных сетей для диагностики современного локомотива / В.В. Грачёв, Ю.В. Бабков, Ю.И. Клименко, С.И. Ким, К.С. Перфильев, М.В. Федотов // Локомотив. - 2012г. - №7. - С. 36-40.
2. Грищенко А.В., Хамидов О.Р. Оценка технического состояния локомотивных асинхронных тяговых электродвигателей с использованием нейронных сетей / «Транспорт Российской Федерации», № 6 (79) 2018
3. Хамидов О.Р. Оценка технического состояния асинхронных тяговых электродвигателей электровозов серии «UZ-EL» средствами вибродиагностики / О.Т. Касымов // Материалы конференций ГНИИ «Нацразвитие», сентябрь - 2017, С. 13-19.
4. Неразрушающий контроль технического состояния горных машин и оборудования: учеб. пособие / Н.А. Баркова, Ю.С. Дорошев. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2009. - 157с.
5. Диагностика асинхронного электропривода по данным измерений рабочего режима/ Сивокобыленко В.Ф. Полковниченко Д.В., Кукуй К.А. - Донецкий национальный технический университет:.
6. Оптимизация методов диагностики подшипников качения по высокочастотной вибрации: "Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования". Выпуск 15. / Н.А. Баркова. - Ассоциация ВАСТ, 2002.
7. Хамидов О. Р. Вибродиагностика повреждения подшипников качения локомотивных асинхронных электродвигателей / О. Р. Хамидов, А. В. Грищенко // VIII Междунар. науч.-технич. конференция «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 3-7 июля. - СПб.: ПГУПС, 2013.- С. 174-176.
8. Грищенко А. В. Новые электрические машины локомотивов: учеб. пособие для вузов ж. д. транспорта / А. В. Грищенко, Е.В. Козаченко. - М.: Учеб. метод. по образованию на ж. д. транспорте, 2008. - 271 с.
9. Хамидов О.Р. Разработка методики комплексного диагностирования асинхронного тягового электродвигателя подвижного состава железнодорожного транспорта/ О.Т.Касымов/ Международная научная конференция «Высокие технологии и инновации в
науке» - СПб.:2017. - С. 67-76.
10.Агунов А. В. Использование нейро-нечетких диагностических моделей при оценке технического состояния электрооборудования тепловоза / А. В. Агунов, А. В. Грищенко, В. А. Кручек, В. В. Грачев // Электротехника. - 2017. - № 10. - С. 14 - 18.
11.Зарифьян А. А. Динамические процессы в асинхронном тяговом приводе магистральных электровозов: монография / А. А. Зарифьян Ю. А. Бахвалов. - М.: Маршрут, 2006. - 372 с.
12.Хамидов О. Р. Математическая модель вибровозмущающих сил локомотивного асинхронного электродвигателя / О. Р. Хамидов, М. Н. Панченко // Изв. Петерб. ун-та путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2013. - № 4(37). - С. 60-67.
13.Грищенко А. В. Аппарат искусственных нейронных сетей для диагностики современного локомотива / А. В. Грищенко, В. В. Грачёв, Ю. В. Бабков, Ю. И. Клименко, С И. Ким, К С. Перфильев, М.В. Федотов // Локомотив. - 2012. - № 7. - С. 36-40.
14.Kanika G. A review on fault diagnosis of induction motor using artificial neural networks / G. Kanika, K. Arunpreet // Intern. Journal of Scince and Research - 2014. - iss. 7. - p. 680 -684.
15. Сайт https://neuronus.com/theory/nn/238-obucheniya-nejronnoi-seti
