CC BY
12
A family of simplex element models is obtained, which is considered to be a circuit sub-circuit, which makes it possible to use algorithms of circuit analysis to form a global stiffness matrix. The mathematical tool of research is an integrative-interpolation method of construction of balance relations which on the basis of analogy are considered as the equations of a multipole in terms of the node analysis of electric circuits. Field sources are counted only on the basis of harmonic functions. The continental matrix of undefined nodal conductivity of a simplex element determines its electrical model in the space of GJ branches. The schematic solution makes it possible to remove restrictions on the shape of linear finite elements with the appropriate choice of elemental stiffness matrix.
Key words: green formula, finite element method, harmonic functions, schematic model, the stiffness matrix, the approximation.
Bulavin Vyacheslav Fedorovich, candidate of technical sciences, docent, bulavin35@,mail. ru, Russia, Vologda, Vologda State University
УДК 629
ИЗМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕССОВЫХ РАБОТ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ МАНЖЕТ КОЛЛЕКТОРОВ ЯКОРЕЙ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
П.В. Губарев, А.С. Шапшал, Е.Ю. Черкессов
Усовершенствована технология производства прессовых работ при изготовлении манжет коллекторов якорей тяговых двигателей электровозов запрессовкой пакета прессформ манжет на прессе с использованием струбцин.
Ключевые слова: пресс, манжет, коллектор, якорь, тяговый двигатель, электровоз, производство, технология.
Тяговые двигатели электровозов переменного тока работают в условиях резких изменений нагрузок; частота вращения их якорей изменяется в широких пределах. Это обусловлено частыми пусками электровозов, преодолением ими подъёмов, значительными колебаниями напряжения в контактной сети. Из-за действия центробежных сил, динамических усилий и ударных нагрузок, возникающих от неровностей пути во время движения поезда или в результате неисправности рессорного подвешивания локомотива, якорь повреждается чаще, чем остов. Большие динамические нагрузки через зубчатую передачу передаются на якорь двигателя. Прежде всего неисправности начинают появляться на коллекторе. Образуется повышенный износ его рабочей поверхности, появляются риски и забоины, наблюдается подгар и оплавление коллекторных пластин. Также возможно ослабление коллекторных болтов, образование трещин.
Поэтому основной задачей специалистов по эксплуатации является обеспечение качественного ремонта узлов и деталей подвижного состава. Необходимое качество ремонта узлов и деталей может быть обеспечено только в том случае, если требования к состоянию этих узлов четко
333
определены, а объем работ, их последовательность, а также качество материалов и запасных частей предварительно оговорены. Все эти требования указываются в ряде документов, которыми руководствуются в повседневной практике работы в депо и на локомотиворемонтных заводах [1 - 7].
В данной работе авторами рассмотрена усовершенствованная технология производства прессовых работ при изготовлении манжет коллекторов якорей тяговых двигателей электровозов.
Технологический процесс изготовления манжет коллекторов якорей коллекторов тяговых двигателей включает в себя следующие этапы.
1. Подготовку основных материалов:
миканит ФМПА 0,3 и ФФПА 0,3 по ГОСТ 6122-75; клей БФ-4 ГОСТ 12172-74; синтофлекс 515 0,25 ТУ3491-003-00214639-93; синтофлекс 828 0,15ТУ3491-003-00214639-93.
2. Подготовку вспомогательных материалов: каучук синтетический термостойкий ТУ38.103694-89;
спирт этиловый ректификованный технический ГОСТ 18300-87;
салфетки технические хлопчатобумажные ТУ 1-70;
бумага оберточная ГОСТ 8273-75;
защитный крем "Армакон-проект" ГОСТ 52343-2005;
3. Подготовку заготовок из этих материалов.
4. Подготовку пресс-форм.
5. Непосредственно технологию изготовления манжет:
а) нагрев пресс-форм до температуры 160...170 °С;
б) нагрев склеенных пакетов заготовок до 130.150 °С;
в) перегиб пакетов заготовок по линии выреза зубцов;
г) закладку пакетов в матрицу;
д) установку пуансона;
е) установку пакета пресс-форм с манжетами под пресс с последующей запрессовкой (рис. 1), пресс-формы устанавливаются на нижней плите пресса 4. При движении траверсы 1 по направляющим 3 создается усилие Р запрессовки манжет, которое контролируется электроконтактным манометром 6 [8 - 11];
ж) выдержку пресс-форм при этом давлении до их охлаждения до температуры окружающей среды;
з) распрессовку прессформ и выемка манжет;
и) контроль качества изготовления манжет;
к) Испытание манжет на электрическую прочность. Выдержка пакета пресс-форм на прессе в зажатом состоянии до полного охлаждения занимает большое количество времени, особенно в летний период до 4 часов.
Принудительное охлаждение пресс-форм под вентилятором незначительно сокращает время охлаждения. При этом гидравлический пресс оказывается непроизводительно задействованным в процессе изготовления манжет.
Рис. 1. Пресс для запрессовки пакета пресс-форм с манжетами: 1 - траверса; 2 - пакет прессформ; 3 - направляющие; 4 — нижняя плита пресса; 5 - основание пресса; 6 - электроконтактный
манометр
Для более полного производительного использования рабочего времени гидравлического пресса можно изменить технологию опрессовки.
После выемки из печи пресс-форм с заготовками манжет устанавливать в специальных технологических струбцинах (рис. 2).
Рис. 2. Струбцины для запрессовки пакета пресс-форм манжет: 1 - дистанционная втулка; 2 - гайка; 3 - верхняя плита; 4 - стержень; 5 - пакет прессформ; 6 - нижняя плита
Прессформы устанавливаются на нижней плите 6. Сверху устанавливается верхняя плита струбцины 3. Верхняя плита с нижней плитой крепятся с помощью четырех стержней 4 и закрепляются четырьмя гайками 2. Сверху плиты 3 устанавливается дистанционная втулка 1.
Вся эта собранная система из струбцин с пресс-формами устанавливается на гидравлический пресс (рис. 3).
335
1
Г ~
Г / / ■ з.
/У
4 ^ 4
■ 1- б
гП
7
и 8
9
10
Рис. 3. Запрессовка пакета пресс-форм манжет на прессе с использованием струбцин: 1 - дистанционная втулка; 2 - траверса;
3 - гайка, 4 - верхняя плита струбцины; 5 - стержни; 6 - пакет прессформ; 7 - направляющие; 8 - нижняя плита струбцины;
9 - нижняя плита пресса; 10 - основание пресса;
11 - электроконтактный манометр
Усилие гидравлического пресса Р через направляющим 7 передается через дистанционную втулку 1 на верхнюю плиту струбцины 4 и далее -на пресс-формы 6. Опорой прессформ является нижняя плита струбцины 8, а опорой всей системы струбцин является нижняя плита пресса 9, которая имеет основание на прессе 10. Необходимое усилие запрессовки контролируется электроконтактным манометром 11.
После приложения нагрузки пресса Р через дистанционную втулку 1 на прессформы 6 с помощью четырех гаек это усилие фиксируется. Достигается это с помощью специального ключа, который затягивает эти гайки в стержнях 5 до упора, фиксируя приложенную нагрузку пресса.
Затем струбцины в зажатом состоянии снимаются из-под пресса и устанавливаются в холодильной камере для остывания прессформ.
При этом гидравлический пресс очень быстро освобождается для опрессовки следующего очередного комплекта прессформ.
Использование струбцин при выполнении прессовых работ при изготовлении манжет позволит исключить непроизводительную загрузку гидравлического пресса по времени, увеличить выпуск манжет, уменьшить расход электроэнергии на производственные цели.
На рис. 4 представлена манжета 8ТН778.123 ТЭД НБ-418К6, НБ-
514.
Расчет усилия запрессовки коллекторных манжет 8ТН.778.123 ТЭД НБ-418К6, НБ-514:
расчет усилия запрессовки производится по формуле
Р
F=- д2) -Р0 -10
-2
где ^ - усилие запрессовки, МН; Л - наибольший диаметр манжеты, (47,59 см); Вг - наименьший диаметр манжеты, (37,91 см); ро - удельное давление 2500 кПа (250 кгс/см2).
Рис. 4. Манжета 8ТН778.123 ТЭД НБ-418К6 и НБ-514: 1 - вал, 2 - корпус, 3 - манжета
Тогда
3,14 4
(47,592 -37,912) - 250 -10-2 = 1,62 МН (162 т).
По результатам расчета определено расчетное значение усилия запрессовки коллекторных манжет 8ТН.778.123 ТЭД НБ-418К6, НБ-514, которое составляет 162 т.
Выводы. Рассмотрена измененная технология производства прессовых работ при изготовлении манжет коллекторов якорей тяговых двигателей электровозов, основным отличием которой является запрессовка пакета пресс-форм манжет на прессе с использованием струбцин, позволяющая исключить непроизводительную загрузку гидравлического пресса по времени, увеличить выпуск манжет и уменьшить расход электроэнергии на производственные цели.
Описаны конструкции и принцип действия пресса и струбцины, предназначеные для оптимизации изготовления манжет коллекторов якорей тяговых двигателей электровозов.
Произведен расчет усилия запрессовки коллекторных манжет 8ТН.778.123 ТЭД НБ-418К6, НБ-514, при котором расчетное значение коллекторных манжет составляет 162 т.
Список литературы
1. Математические методы принятия решений в системах диагностики и управления на тяговом подвижном составе / Н.Р. Тептиков, А.А. Резниченко, П.В. Губарев, Д.В. Глазунов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2018. № 1. С. 13-15.
2. Оценка безотказности и готовности локомотивов в период нормальной эксплуатации / А.А. Резниченко, Е.А. Чеботарев, Н.Р. Тептиков, Д.В. Глазунов // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2018. № 3 (39). С. 15-22.
3. Kokhanovskii V.A., Glazunov D.V. Control of lubricant performance. Russian Engineering Research. 2017. Т. 37. №9. P. 768-773.
4. Kokhanovskii V.A., Glazunov D.V. Selection of lubricant composition for open contact systems in rolling stock // Russian Engineering Research. 2016. Т. 36. № 6. P. 449-451.
5. Майба И.А., Глазунов Д.В. Диагностика работы гребнерель-сосмазывателя при помощи телевизионно-цифрового комплекса // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2010, № 3 (39). С. 24-29.
6. Глазунов Д.В. Исследование значимости факторов, влияющих на ресурс смазочного материала в паре трения «колесо - рельс». Д.В. Глазунов // Вестник машиностроения. 2017. № 6. С. 63-65.
7. 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.
8. «Инструкция по сварочным и наплавочным работам при ремонте тепловозов, электровозов, электропоездов и дизель-поездов». ЦТ-336.
9. Распоряжение № 142Р от 7 февраля 2005 г. ОАО «РЖД» «О повышении надежности тяговых электрических машин на РЭРЗ».
10. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов, категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды. М., 1969.
11. Руководство по среднему и капитальному ремонту электрических машин электровозов. рД 103.11.320-2004. М., 2004. 192 с.
Губарев Павел Валентинович, канд. техн. наук, доцент, pavel.gybarev@yandex.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Шапшал Александр Сергеевич, канд. техн. наук, доцент, llh@ rgups.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Черкесов Евгений Юрьевич, старший преподаватель, подполковник полиции, taekwon-do123@rambler.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский юридический институт Министерства внутренних дел Российской Федерации
CHANGE OF PRESS WORK PRODUCTION TECHNOLOGY IN THE MANUFACTURE
OF CUFFERS OF ANCHOR ANCHORS OF ELECTRIC TRUCK MOTORS
P.V. Gubarev, A.S. Shapshal, E.Y. Cherkessov 338
The article has improved the technology for the production of press work in the manufacture of cuffs for the collectors of the anchors of the traction engines of electric locomotives by pressing a package of molds on the press using clamps.
Key words: press, cuffs, manifold, anchor, traction motor, electric locomotive, production, technology.
Gubarev Pavel Valentinovich, candidate of technical sciences, docent, pavel. gybarev@yandex. ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Shapshal Alexander Sergeevich, candidate of technical sciences, docent, llh@rgups.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University,
Cherkesov Yevgeny Yuryevich, senior lecturer, police lieutenant colonel, taekwon-do 123@rambler. ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov Law Institute of the Ministry of the Interior of the Russian Federation
УДК 621.316
ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Я.Э. Шклярский, Е.Н. Замятина, Е.О. Замятин
Представлен анализ критериев оценки мероприятий по повышению энергетической эффективности, а также результаты теоретических исследований, по оценке энергетической эффективности электротехнического комплекса. В процессе исследования получена функция определения эффективности применения энергосберегающих мероприятий на основе определенных индикаторов энергетической эффективности.
Ключевые слова: энергоэффективность, высшие гармоники, потери активной мощности, реактивная мощность.
Введение. В России доля затрат на электроэнергию в себестоимости продукции колеблется в диапазоне от 9 до 54,7 % [1]. Распределение долей по некоторым отраслям промышленности представлено на рис. 1.
Повышение энергетической эффективности электротехнических комплексов позволит снизить долю энергетических затрат в себестоимости. Однако для оценки эффективности мероприятий по энергосбережению необходимо определить критерии оценки энергетической эффективности.
В статье [2] критерии энергетической эффективности разделяются на три типа: термодинамические, натуральные, экономические.
Среди термодинамических критериев энергетической эффективности самым распространенным является энергетический коэффициент полезного действия:
