Задачи диагностики.
Цель технической диагностики — обеспечение ресурсосберегающей технологии содержания ЭПС, повышение надежности эксплуатации и безопасности движения поездов. Наиболее эффективна техническая диагностика при системном ее осуществлении. Техническая диагностика входит в технологию содержания ЭПС, обеспечивает количественное и качественное определение технического состояния, уровень работоспособности при осуществлении перевозочного процесса, а в перспективе — определит предотказовое состояние. Диагностика должна стать основой комплексной системы управления качеством содержания ЭПС.
Техническая диагностика ЭПС производится в пути следования,при приемке и сдаче тяговой единицы локомотивной бригадой, при обслуживании ЭПС на участках и зонах обращения, на всех видах технического обслуживания и текущего ремонта, на неплановых и заводских ремонтах (табл. 18).
18 Диагностика ЭПС при эксплуатации и ремонте
Этап содержания ЭПС | Объем и цели диагностики |
Эксплуатация | Непрерывный контроль функционирования элементов системы органолептическими методами. Определение дефектного агрегата с помощью переносных диагностических средств |
Постановка ЭПС на техническое обслуживание и ремонт | Осмотр, испытание агрегатов по контактным проводом для определения полного объема ремонта |
Разборка и ремонт | Входной контроль технического состояния сборочных единиц. Дефектировка деталей для определения объема и метода ремонта. Входной контроль новых или отремонтированных другой организацией деталей, сборочных единиц. Дефектировка материалов |
Сборка агрегата (сборочной единицы) | Контроль сборки и регулировки. Контроль при выдаче сборочных единиц из технологического запаса. Приемочный контроль с испытанием для определения соответствия основных параметров требованиям технической документации |
Установка на ЭПС | Контроль качества установки, проверка правильности функционирования схем |
Испытание с поездом и сдача в эксплуатацию | Контроль качества функционирования всех систем ЭПС |
Специфика и устройство ЭПС определяют методы технической диагностики — безразборная диагностика и дефектоскопия. Безразборная диагностика применяется для проверки основных параметров агрегатов механической части, электрических аппаратов и машин, устройств, обеспечивающих безопасность движения поездов без демонтажа в тяговой единицы. Дефекто-
скопию применяют для диагностики элементов с целью обнаружения в них дефектов (нарушений спешности). В отдельных случаях для выявления причины разрушения детали применяются методы разрушающего контроля с вырезкой образцов и последующим комплексом испытаний. Находит применение ряд косвенных методов диагностики. Так, если значения диагностических параметров системы не поддаются непосредственному измерению, то их находят измерением и обработкой значений других параметров (например, влажность изоляции, выступание пластин коллектора, витковые замыкания обмотки якоря и др.).
На ранней стадии научного становления находится перспективный этап диагностики — прогнозирование, цель которого — выявление элементов, имеющих признаки того, что отказ еще не произошел, но с высокой вероятностью произойдет в ближайшее время. Так, в настоящее время можно с достаточной точностью прогнозировать такие параметрические отказы, как износ деталей. Признаками того, что отказ произойдет в ближайшее время, является снижение сопротивления изоляции, наличие следов затрудненного процесса дугогашения, изменение структуры и внешнего вида смазки в подшипниковой камере, тяжелый запах и изменившийся цвет трансформаторного масла и т. д.
На основании статистических данных об отказах оборудования за интервал пробега определяют экономически целесообразные периодичность и объем диагностики.
Безразборная диагностика. Техническими средствами безразборной диагностики являются различные переносные и стационарные устройства. В пути следования, при приемке и сдаче ЭПС применяются встроенные (бортовые) диагностические устройства, а также органолептические способы контроля (остукивание, контроль температуры на ощупь, осмотр и др.). Встроенные (бортовые) устройства облегчают машинисту поиск отказавших элементов, могут выполнять функции защиты и управления, а при наличии регистрирующего прибора осуществляют диагностику и запись контролируемых параметров в рабочем режиме системы.
К бортовым устройствам технической диагностики, устанавливаемым непосредственно на ЭПС с целью информации и направленного поиска отказа в условиях эксплуатации, относятся:
сигнальные лампы — дают информацию о функционировании основных агрегатов (мотор-компрессоров, мотор-вентиляторов), положении защитных аппаратов, состоянии выпрямительных установок, блоков управления и др.; блинкерная (кнопочная) сигнализация (электровоз ЧС2) — сигнализирует о положении защитных реле. При срабатывании реле в смотровом окне сигнализатора показывается флажок с номером защитного аппарата, что указывает локомотивной бригаде на цепь, содержащую отказавший элемент. Таким образом существенно сокращается время поиска отказа и его устранения;
диагностическое устройство Д-6 (электровоз ЧС7) — применяется для диагностики состояния реостатного тормоза (схемы регулятора и импульсного преобразователя). Поиск отказавшего элемента осуществляется с пульта машиниста;
кнопочное устройство типа «ПУМ-ШКОДА» — применяется для диагностики цепей управления (электровозы производства ЧССР) путем последовательной проверки цепи по участкам.
В ряде случаев в процессе эксплуатации применяют переносные диагностические устройства (для выявления неудовлетворительно коммутирующих двигателей и т. д.). При техническом обслуживании и ремонтах применяют как стационарные, так и переносные технические средства, средства поузловой диагностики. При заводских ремонтах должны преобладать стационарные средства контроля, предусмотренные технологией общего процесса восстановления локомотива. В целом локомотив проходит контрольна испытательных станциях.
Путевые приборы для обнаружения греющихся букс — ПОНАБ (ВНИИЖТ) служат для автоматического обнаружения на ходу поезда перегретых букс. Напольная часть улавливает импульсы тепловой энергии от
корпусов букс. Сигналы поступают по цепи: усиление — логическая обработка — пороговое устройство — приборы регистрации. Достоверность определения — не менее 85 %.
Локомотивное устройство контроля нагрева букс (ПКБ ЦТ) автоматически контролирует предельный нагрев букс.. Содержит термодатчики, устанавливаемые на буксах с замыкающими контактами, блок контроля нагрева букс, соединительные провода. При перегреве машинисту подается световой сигнал «Перегрев», а при обрыве цепи датчиков — сигнал «Обрыв».
Переносное устройство для диагностики коммутации тяговых двигателей (ДИИТ) служит для обнаружения тяговых двигателей с предельным значением искрения под щетками (рис. 5) Состав: индикатор искрения ИИ-5 (ПКК-2М), коммутирующие аппараты (контакторы МК-310 с двойными изолированными контактами), пульт управления контакторами, соединительные провода. Наблюдатель из кабины машиниста подключает индикатор искрения к тяговым двигателям поочередно на всех эксплуатационных режимах и выявляет двигатель с расстроенной коммутацией.
Весоизмерительные стенды служат для поколесного взвешивания электровозов и определения нагрузок на правое и левое колесо колесной пары. Преимущественное применение нашли тензометрические весы (стенды ДИИТа, ВНИТИ). Применяются также стенды, где чувствительным элементом являются типовые гидравлические кассеты-динамометры.
Рис. 5. Переносное устройство для обнаружения тяговых двигателей с предельным искрением под щетками:
1; 3—6 — двойные изолированные контакты; 2 — индикатор искрения; 7 — пульт управления контакторами.
Стенд для диагностики электрооборудования электровоза ВЛ8 (депо Туапсе) применяется для диагностики электрооборудования при ТР-1, ТР-2, ТР-3, при наладке схемы на электровозах, прошедших капитальный ремонт, перед запуском в эксплуатацию.
Программы диагностики: контроль электрической прочности изоляции силовых цепей, диагностика резисторов, цепи управления, межсекционных соединений, реле цепи управления, мотор-генераторов. Состав стенда: секция электроизмерительной аппаратуры (цифроизмерительный комплекс Р-386К, омметр ГЦ-34, самопишущие миллиампервольтметры Н-399, вольтметры М-903); коммутационная секция (электронные мегаомметры Ф-4100 2,5 кВ и Ф-4101 100—1000 В, прибор для определения контроля влажности ПКВ-7)
Установки для виброакустической диагностики агрегатов локомотива предназначены:
ВДУ-2 (передвижная, РИИЖТ) — для диагностики технического состояния подшипников агрегатов (колесно-моторный блок);
электронный стетоскоп (опытные образцы, ХИИТ) — для определения дефектов в подшипниках, а также в магнитной системе и щеточном аппарате тягового двигателя;
стенд виброакустической диагностики (опытный, ТашИИТ) — для диагностики и измерения радиального зазора в якорных и буксовых подшипниках, зазора «на масло» в моторно-осевых подшипниках, диагностики тяговой зубчатой передачи.
Дефектоскопия.
19. Дефекты, наиболее часто встречающиеся в деталях ЭПС
Наименование дефекта | Характеристика и происхождение дефекта |
| Дефекты литья |
Горячие и холодные трещины Газовые раковины | Разрывы поверхности отливки, образуются из-за внутренних напряжений (усадки) |
Волосовины Флокены Плены (заковы) | Дефекты ковки |
Дефекты различных видов соединений | |
Трещины в зоне сварного шва | Трещины в переходной зоне от присадочного к основному металлу, возникают из-за технологических нарушений, неправильного расположения швов Продольные (поперечные) трещины в присадочном металле, возникают из-за технологических нарушений при сварке, низкого качества сварочных материалов Отсутствие сплавления в корне шва или по кромке, а также между отдельными слоями (швами) |
Дефекты, возникающие в эксплуатации | |
Трещины | Основная причина образования — действие высоких переменных напряжений, возникают в местах концентрации напряжений: галтелях, резких переходах сечений, подрезах, а также в местах с дефектами Наблюдаются на поверхности термически обработанных деталей, а также при недостаточной смазке (заедании) трущихся поверхностей |
Для обнаружения дефектов в деталях ЭПС (табл. 19) применяются различные методы дефектоскопии: акустический, оптические, цветные, люминесцентные, магнитные, ультразвуковые и др. Указанные методы неразрушающего контроля обладают различной разрешающей способностью (табл. 20).
Дефектоскопия деталей ЭПС производится с помощью определенных технических средств (табл. 21).
К средствам магнитного контроля колесных пар и колец подшипников относятся механизированные дефектоскопные установки. Состав установок: для контроля колесных пар — стенд, размагничивающий трансформатор, контактные головки, соленоиды намагничивающе-размагничивающего устройства, разъемный соленоид средней части оси; для контроля деталей роликовых подшипников — намагничивающий стенд, стол осмотра, демагнитизатор; для выявления поверхностных трещин на кольцах подшипников —стенд Для импульсного намагничивания, феррозондовые датчики, индикаторные и контрольные приборы.
Для техническом диагностики применяются различные индикаторы (табл. 22) и термоиндикаторы (табл. 23).
20 Разрешающая способность методов дефектоскопии
Метод дефектоскопии | Минимальные размеры обнаруживаемых | ||
Ширина | Глубина | Протяжен- | |
Визуально-оптический | 0,005—0,01 | _ | 0,1 |
Цветной | 0,001—0,002 | 0,01—0,03 | 0,1—0,3 |
Люминесцентно-красочный | 0,001—0,002 | 0,01—0,03 | 0,1—0,3 |
Люминесцентно-порошковый | 0,01—0,03 | 0,1—0,3 | 2—3 |
Магнитопорошковый | 0,001 | 0,01—0,05 | 0,3 |
Токовихревой | 0,0005—0,001 | 0,15—0,2 | 0,1-2 |
эхо-метод | - | 1,5—3 % толщины | - |
21 Технические средства дефектоскопии
Марка дефектоскопного оборудования | Объект дефектоскопирования |
Визуально-оптический контроль | |
ЛПК-470; ЛПК-471; ЛПШ-474; БЛ-2 ПДК-60 | Дефекты, выходящие наружу — трещины, раковины, плены, при капиллярном и магнитопорошковом контроле — мелкие дефекты |
| Люминесцентный контроль |
ЛД-4 | Детали электрических машин и аппаратов из цветных и немагнитных сплавов, пластмасс и других неферромагнитных материалов |
Электромагнитный контроль | |
ДКМ-1Б | Валы малых шестерен тяговых редукторов, карданной передачи и якорей тяговых двигателей; детали рессорного подвешивания; шейки оси |
Марка дефектоскопного оборудования | Объект дефектоскопирования |
ОД1-1 с разъемным соленоидом | Средние части осей колесных пар (в составе стационарной установки) |
МД-12ПС | Шейки и предподступичные части оси, балансиры, листы рессор, коленчатые валы |
ДГН (настольный) | Болты, шатуны, цапфы крестовин карданов, валики |
ДГЗ-57 | Зубья венцов зубчатых колес тяговых редукторов |
Установка для контроля деталей роликовых ПОДШИПНИКОВ | Внутренние и наружные кольца, ролики буксовых и моторно-якорных подшипников |
| Ультразвуковой контроль |
УЗД-64 * | Подступичные части осей колесных пар, валы тяговых двигателей |
ДУК-66П | Ободы колесных центров, бандажи, полюсные болты (в сборе с остовом) |
УД-10П | Детали из металла и пластмасс, некоторых неметаллов |
УД2-12 | Оси колесных пар, цапфы буксовой серьги (в сборе) |
*Дефектоскоп снят с производства.
22. Материалы, применяемые при различных методах диагностики
Метод диагностики | Характеристика материала |
Магнитный | Магнитные порошки: ПЖ6ВМ (частицы 50—55 мкм), МЖ6М (частицы 70—75 мкм). Для темных поверхностей применяют окрашенные порошки (окись цинка, алюминиевая пудра). Магнитная суспензия: жидкие масла (МК-8, РМ), смесь масел с керосином (на 1 л жидкой основы 200 г порошка ПЖ6ВМ) |
Цветной | Проникающие жидкости: «К» — маловязкая темно-красная жидкость, краска «М», краска «Судан-IV» с растворителями (керосин), спирто-водный раствор каолина (600—700 г на 1 л). Очищающая жидкость — смесь трансформаторного масла (70 %) и керосина (30 %) |
Люминес- | Индикаторные жидкости: автол (25 %), керосин (75 %), эмульгатор ОП-10 (3 г/л); масло трансформаторное (25%), керосин (50 %), бензин (25 %), дефектоль зелено-золотистый (0,025—0,03 г/л): люминесцентная жидкость ЛЖ-6а. Вещества для очистки поверхности детали от люминофора: бензин. толуол, органические растворители. Проявляющие материалы: суспензия — смесь талька или порошка мела (5—20 %) в этиловом или изотропиловом спирте; спиртоводная смесь — спирт (50 %), вода (49 %), эмульгатор ОП-7 (I %) |
23. Диагностические препараты общего назначения
Термоиндикатор | Температура сборочной единицы, прогнозирующая отказ, С | Объект диагностики |
ТП-79; ТП-86 | 79—86 | Подшипники качения (буксовые, моторно-якорные) ; торцы колес, крышки (камер, букс) |
ТП-90; ТП-122 | 90—122 | Моторно-осевые подшипники: торцы вкладышей, нерабочая часть буртов |
ТП-120 | 120 | Электрические машины: поверхность обмотки якоря, системы возбуждения |
ТП-182 | 180 | Коллектор тягового двигателя (нерабочая зона) |
Диагностика массивных деталей.
Диагностика нарушений сплошности массивных деталей осуществляется методом магнитных карандашей. Оборудование: источник переменного тока (трансформатор), металлические стержни с бронзовыми наконечниками и изоляционными рукоятками. Порядок контроля: очистка места предполагаемой дислокации трещины, установка стержней (карандашей) в места предполагаемых начала и конца трещины, покрытие места трещины магнитным порошком типа ПЖ6ВМ, кратковременное включение тока, индикация по скоплению порошка.
Термоиндикаторы предназначены для определения нагрева поверхности твердых тел, индикация — по изменению цвета. Применяются для контроля температурных полей, а также прогнозирования отказов, определения причин отказа. Поставка термоиндикаторов — в стеклянных банках с плотно закрытыми крышками. Хранение — в герметичной таре при 20—25 °С. Показания термоиндикатора основанием для рекламаций не являются.
ТЕХНОЛОГИЯ РАЗБОРКИ
Разборка — это технологическое расчленение ЭПС на агрегаты и детали для последующей дефектировки и ремонта с наименьшим ресурсопотреблением. Основные элементы разборки: подготовка ЭПС, внешний осмотр, проверка взаимного положения деталей, собственно разборка.
Подготовка ЭПС заключается в его внешней очистке, разэкипировке (спуск песка, воды, смазок), сдаче инструмента и инвентаря.
Внешний осмотр производится с целью определения надежности посадки, состояния сопряжения деталей по внешним признакам: смещению, появлению натертости, ржавчины, скоплению пыли на месте трещины, потемнению изоляции, появлению окислов и цветов побежалости на электрических контактах и т. д Является одним из важных элементов технической диагностики и эффективной возможности прогнозирования надежности работы сборочных единиц.
Проверка взаимного положения деталей производится для получения достоверных данных о зазорах, разбегах, искажениях формы, износах (боковой и радиальный зазоры в тяговом редукторе, деталях шлицевых соединений, моторно-якорных и буксовых подшипниках).
Собственно разборка (объем) определяется видом текущего ремонта (неплановым ремонтом) и может быть общей, узловой, поэлементной.
Организация процесса разборки зависит от характера соединения деталей: неподвижные (неразъемные и разъемные), подвижные (неразъемные и разъемные). Неподвижные неразъемные — прессовые, тепловые с гарантированным затягом, заклепочные, сварные, паяные, клеевые; неподвижные разъемные — болтовые, винтовые, шпоночные; подвижные неразъемные — детали со стопорными приваренными буртами; подвижные разъемные — некоторые подшипники качения.
Основные требования к разборке:
перед разборкой ознакомиться с технологией по технологической (маршрутной) карте, определить целесообразную последовательность разборки;
применять механизированное исправное оборудование и инструмент (работа неисправным оборудованием и инструментом приводит к порче деталей);
наблюдать за состоянием деталей и качеством сопряжений для выявления дефектов, нарушений сплошности;
регулировочные, герметизирующие прокладки и другие детали, служащие для регулировки, фиксации взаимного положения деталей или герметизации полости демонтировать без повреждений и сохранять;
открытые полости (подшипниковые камеры, буксы, кожухи зубчатых передач, коллекторные люки и др.) закрывать крышками, пробками;
разборку производить аккуратно, чтобы не испортить крепежные детали и стопорные приспособления. Пригодные для вторичного использования крепежные детали и стопорные приспособления сохранять для повторного использования;
снятые детали, в особенности с изоляцией, бережно транспортировать при помощи типовых приспособлений и укладывать на козлы, стеллажи. Оберегать от повреждения шаброванные, притертые и шлифованные поверхности;
разборку производить в объеме, обусловленном необходимостью. Неоправданно завышенный объем разборки снижает надежность агрегатов; неуклонно соблюдать требования безопасности труда.
Основные принципы снижения энергетических, материальных затрат при разборке:
внедрение индустриальных методов путем применения специальных стендов, нормализованного механического инструмента и приспособлений;
повышение культуры выполнения операций, предшествующих сборке; исключение погрешностей (завышение натяга, принудительная установка крепежных деталей и др.), применение антикоррозионных препаратов, специальных смазок, исключение операций повышенной трудоемкости;
соблюдение технологических предпосылок конструирования: обеспечение доступности и легкосъемности, применение блочных и моноблочных (неразъемных) конструкций и неремонтируемых сборочных единиц, производство разборки без вынужденного демонтажа смежных элементов.