Стрелки вместе с электрическими приводами на них являются важнейшими узлами электрической централизации. Отказ в работе стрелки может свести до минимума надежность любой системы централизации и привести к самым тяжелым последствиям. Поэтому содержанию этого узла в исправном состоянии уделяется основное внимание обслуживающего персонала станции — работников сигнализации и связи и работников пути. Централизованная стрелка включает в себя собственно стрелочный перевод, электропривод и схему управления им. Неисправности стрелочного перевода обычно связаны с его некачественным обслуживанием работниками пути. В первую очередь сюда относится грязное состояние стрелки, несвоевременная очистка ее от снега, провисание остряков стрелки, наличие наката на рамных рельсах, несоответствие размеров нормам содержания и т. д. Наиболее характерные отказы на стрелочном переводе, устранение которых возложено на работников пути, а также признаки проявления этих отказов приведены ниже.
Признак отказа | Наиболее вероятная причина отказа |
При проверке стрелки на плотность прижатия остряков стрелка замыкается при шаблоне толщиной 4 мм |
|
При переводе стрелки зазор между остряком и рамным рельсом менее 4 мм, но стрелка перевода не заканчивает |
|
При переводе стрелки зазор между остряком и рамным рельсом более допустимого, но стрелка перевода не заканчивает (работает на фрикцию) |
|
При переводе стрелка не трогается с места, электродвигатель работает на фрикцию, ток фрикции в норме или же стрелка переводится тяжело, электродвигатель потребляет повышенный ток | X. Прижатый остряк зажат накатом рамного рельса;
|
Особенно подвержены отказам централизованные стрелки при резких перепадах температуры и влажности. Этому способствует напрессовка снега и льда в корневых креплениях, причем ни обдувка, ни обогрев стрелочного перевода не могут полностью предотвратить это явление. Положительный эффект был получен при заполнении зазоров под накладками графитовым смазочным материалом. Нанесенный осенью смазочный материал способен в течение всей зимы предохранить корневые крепления от напрессовки снега и льда.
Отказ в работе стрелки может быть обусловлен также нарушениями в содержании стрелочного электропривода.
Отказы электроприводов в основном обусловлены нарушением контакта автопереключателя, неисправностями механической части и электродвигателя. Нарушение контакта автопереключателя является следствием неправильной регулировки излома контактных колодок, рычагов, контактов; индевения контактов; загрязнения контактов и др. В табл. 23 дано распределение отказов элементов, а на рис. 70 показано распределение отказов стрелочных электроприводов в течение года по месяцам. Из рисунка видно, что максимум отказов падает на зимние месяцы и является следствием недостаточно эффективной подготовки стрелочного электропривода к работе в зимних условиях, индевения и обмерзания контактов автопереключателя из-за отсутствия обогрева, тяжелых условий перевода стрелок из-за напрессовки снега, повышенного числа отказов электродвигателей из-за обрыва выводных концов секций якоря.
Неправильная регулировка, приводящая к отказам электроприводов, является следствием некачественного выполнения графика технологического процесса обслуживающим персоналом. Излом контактных колодок происходит из-за неправильной регулировки врубания ножей, разбивающих колодки; изменения свойств изоляционного материала при низкой температуре, что приводит к появлению трещин в местах сопряжения металла (ножей) с пластмассой. Такое явление — результат различия их коэффициентов линейного расширения при низких температурах. Применение колодок с ножами из материалов ДСВ и премикс исключает отказы из-за излома колодок. Важным является своевременная замена колодок после выработки назначенного ресурса, оговоренного ТУ.
Рис. 70. Распределение отказов стрелочных электроприводов
Одной из основных причин нарушения контакта автопереключателя является неправильная регулировка пружин контактных колодок, что является следствием несоблюдения расстояний между контактными пружинами колодок и недостаточной глубины врубания ножей. Для улучшения работоспособности стрелочных электроприводов контакты необходимо регулировать с выполнением следующих условий:
расстояние между контактными пружинами колодки должно быть 6 и 12 мм соответственно для контрольных и рабочих контактов;
упорные пружины должны плотно прилегать к контактным пружинам;
расстояния между контактными пружинами измерять шаблонами, изготовленными из изоляционного материала. Для измерения минимального расстояния используют шаблоны 5,7 и 11,6 мм, которые должны проходить между контактными пружинами. Для измерения максимального расстояния используют шаблоны 6,4 и 12,5 мм, которые не должны проходить между контактными пружинами;
ножи в контактные пружины должны врубаться на глубину не менее 9 мм. При врубании контактных ножей отжим каждой упорной пружины от нормального положения должен быть 0,7—1 мм, при врубании ножи не должны ударять в основания контактных колодок. Расстояние между контактными ножом и выступом основания контактной колодки (при крайних положениях колодки с ножами) должно быть (3 ± ± 1,5) мм. Индевение и обледенение контактов автопереключателя наблюдаются при низкой температуре и повышенной влажности, причинами которых являются: отсутствие устройства обогрева в приборах старых выпусков, неэффективность типового устройства обогрева электроприводов СП-3 из-за расположения обогревательных элементов в отдалении от контактной системы, перегорание или обрыв элементов обогрева и отсутствие контроля работоспособности схемы обогрева.
В процессе эксплуатации наблюдаются случаи нестабильной работы фрикционного устройства, вызванной отсутствием смазочного материала на поверхностях фрикционных дисков и перекосом трущихся поверхностей относительно друг друга. Ликвидация этих отказов может быть достигнута при качественном техническом обслуживании.
Особенно подвержены отказам централизованные стрелки при резких перепадах температуры и влажности. Этому способствует напрессовка снега и льда в корневых креплениях, причем обдувка и обогрев стрелочного перевода не могут полностью предотвратить это явление. Положительный эффект был получен при наполнении зазоров под накладками графитовым смазочным материалом.
Наряду с перечисленными выше отказами в работе электропривода встречаются и другие неисправности, перечень которых с указанием вероятных причин приведен в табл. 24.
Наибольшее число отказов приходится на потерю контактов автопереключателя. Большинство этих случаев происходит зимой и связано с индевением контактов. Для предотвращения этого явления предусмотрены различные защитные меры (графитовая смазка, глицерин, обогрев, специальные насечки на ножах, колпаки из оргстекла и др.), которые обычно применяют в зависимости от местных условий. Если контактное нажатие автопереключателя больше нормы, то усилие, развиваемое пружиной, может быть недостаточным для размыкания пружинных контактов или размыкать их со значительной затяжкой, что создает дугообразование при размыкании рабочих контактов и их подгорание. Если же контактное нажатие меньше нормы 35-50 Н, то возможно нарушение электрической цепи, особенно при индевении контактов.
Причины недостаточного врубания ножей автопереключателя могут быть следующими:
кулачок автопереключателя упирается в контрольную линейку из-за неправильной ее регулировки. Обнаружить это можно нажатием на контрольную тягу. Контрольная линейка, препятствующая западанию кулачка, в этом случае будет перемещать ножи автопереключателя;
палец ползуна, на который опирается замыкающий рычаг, находится ниже поверхности барабана вследствие ослабления врезной пружины или нестандартности ползуна;
неплотная осадка основания автопереключателя в результате ослабления крепящих болтов или его нестандартности.
При замыкании контрольных контактов автопереключателя необходимо, чтобы подвижный нож не ударялся о колодку с контактными пружинами. Удары о колодку могут произойти из-за ослабления болтов, крепящих основание автопереключателя, его нестандартности или вследствие износа стержня, в который упирается кулачок.
Неисправность | Вероятная причина | Способ устранения |
Нестабильная работа фрикции | Перекос трущихся поверхностей друг относительно друга и отсутствие смазочного материала на поверхностях фрикционных дисков | Устранить перекос и смазать фрикционные диски |
Стрелка не переводится, ток меньше номинального тока перевода | Ослабло фрикционное сцепление | Отрегулировать фрикционное сцепление до номинального тока |
Отсутствие смазочного материала на запорных зубьях шиберной шестерни и шибера и отсутствие зазора между остряком и рамным рельсом, дающего возможность обеспечить запирание стрелки при закладке шаблона толщиной 2 мм. Завышенное напряжение на электродвигателе | Шестерня (шестерни) главного вала должна быть густо смазана смазкой ЦИАТИМ-201; обеспечить запирание стрелки при закладке между остряком и рамным рельсом шаблона толщиной 2 мм. Отрегулировать напряжение на электродвигателе | |
При переводе стрелки происходит выход ножей из контактных губок (пружин) с потерей контроля | Сильно затянуто фрикционное сцепление и завышено напряжение на электродвигателе | Отрегулировать фрикционное сцепление до номинального тока работы на фрикцию, но не более 20- 25 % номинального тока перевода |
На рабочих контактах автопереключателей происходит дугообразование с подгоранием контактов | В конце перевода стрелки происходит медленный переброс ножей. Наличие усталости в пружинах кручения автопереключателей, контактное нажатие между губками и ножами выше нормы | Заменить пружины кручения, отрегулировать контактное нажатие |
Несимметричное врубание ножей автопереключателя между контактными пружинами | Контактные колодки установить симметрично относительно врубленных в них ножей | |
Излом карболитовых колодок автопереключателя | Контактное нажатие между контактными пружинами (губками) и ножами меньше 4- 5 Н и врубание ножей происходит с большой СИЛОЙ | Отрегулировать контактное нажатие подгибанием рессорных пружин |
Потери контроля положения стрелки при прохождении по ней поезда | Контрольные тяги не отрегулированы по контрольной скобе на зазор 1-3 мм между зубом | Отрегулировать зазор в пределах 1-3 мм между зубом ножевого рычага и рабочей боковой |
Неисправность | Вероятная причина | Способ устранения |
|
| поверхностью выреза в контрольной линейке |
При переводе спаренных стрелок происходит значительное увеличение тока и рабочий предохранитель перегорает | На одной из стрелок сильно затянут фрикционный механизм и имеется чрезмерно плотное замыкание между шестерней главного вала и шибером. Возникает значительная дуга и образуются две параллельные цепи рабочего тока: через перекрытые дугой рабочие контакты первой стрелки и замкнутые контрольные контакты первой стрелки и электродвигатель второй стрелки | Отрегулировать фрикцию на номинальный ток и обеспечить замыкание стрелки при шаблоне толщиной 2 мм между сережкой остряка и рамным рельсом |
При работе электродвигателя наблюдается сильное искрение щеток | Слабое или слишком сильное прижатие щеток к коллектору | Щетки нужно хорошо притереть к коллектору шлифовальной шкуркой, и нажатие щеток на коллектор должно составлять 2,5- 3Н |
| Короткое замыкание в коллекторе | Проверить якорь на отсутствие короткого замыкания |
На зажимы электродвигателя рабочее напряжение поступает, но якорь не вращается | Обрыв между секцией якорной обмотки и коллекторной пластиной | Проверить омметром исправность обмоток якоря и обмоток возбуждения и отсутствие обрывов секций обмотки якоря с коллекторными пластинами |
Обрыв обмотки якоря или обмотки возбуждения | Проверить омметром исправность обмотки якоря и обмотки возбуждения | |
В одну сторону вращение якоря вызывает искрение на щетках сильнее, чем при вращении в другую | Незначительное перемещение щеток в нейтрали | Установить щетки точно на нейтрали |
Для улучшения работы электроприводов на дорогах заменяют ветхий монтаж на новый; выполняют внутреннюю покраску с учетом вопросов эстетики; устанавливают фотосхему прохождения электрических цепей управления электроприводом; на стрелочных переводах, уложенных на главных и приемо-отправочных путях, электроприводы СПВ-5 заменяют на СП-6; для повышения сопротивления изоляции монтажа электроприводов металлические шланги, связывающие электроприводы со стрелочными муфтами, заменяют на резиновые.
В процессе эксплуатации стрелочных электроприводов имеют место случаи выпадания валиков контрольных линеек из-за износа или излома шплинтов, что приводит к нарушению электрического контроля положения стрелок. Для исключения подобных случаев на валик устанавливают предохранительные скобы между контрольной линейкой и контрольной тягой. Скоба загибается сверху головки вплотную и не дает возможности валику выпасть из контрольной линейки в случае выпадания шплинта.
На ряде дорог применяют электроприводы с трехфазными электродвигателями переменного тока, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с электродвигателями постоянного тока. Существенным достоинством асинхронных двигателей является отсутствие коллектора и щеточного узла — наиболее уязвимых элементов двигателей постоянного тока. Кроме того, отсутствие контакта коллектор — щетка исключает появление ложного контроля положения стрелки при возникновении электрической дуги в месте контакта. Применение этих двигателей с пониженной частотой вращения ротора несколько увеличивает время перевода стрелки, что особенно ощутимо на спаренных стрелках. Уменьшение частоты вращения ротора двигателя улучшает динамику работы электропривода и стрелки. В итоге резко уменьшается износ валиков и втулок рабочих и межостряковых тяг.
Вследствие уменьшения скорости соударения остряка с рамным рельсом при переводе стрелки значительно снижается воздействие этих ударов на элементы пути. Применение пятипроводной схемы управления стрелкой позволяет обойтись без реверсивного, реле. Кроме того, использование раздельных пар проводов для контроля плюсового и минусового положений стрелки исключает возможность появления ложного контроля из-за случайного перепутывания линейных проводов. Эти достоинства электроприводов с трехфазными электродвигателями переменного тока позволяют снизить затраты труда на техническое обслуживание централизованных стрелок и повысить безопасность движения поездов.
Нарушение работоспособности электродвигателя может быть вызвано обрывом и замыканием секций обмоток якоря и статора, неисправностью щеточного узла, понижением сопротивления изоляции обмоток. В табл. 25 дано распределение отказов электродвигателей по элементам.
Обрывы секций якоря являются следствием нарушения технологии изготовления на заводе. Отказы электродвигателей можно предупредить применением метода дистанционной проверки с помощью осциллографа и проверки в напольных условиях омметром в соответствии с технологией обслуживания.
Одним из путей повышения надежности щеточного узла следует считать применение усиленных пружин и контроль их состояния. Эта работа может быть выполнена при периодическом ремонте и проверке электродвигателей. При ремонте электродвигателей с курковым щеткодержателем следует измерять нажатие щеток на коллектор и приводить его к норме 2 — 3 Н (200-300 гс), установленной техническими условиями (ТУ).
Давление курка на угольную щетку и нажатие щетки на коллектор отличаются незначительно (на 0,2—0,5 Н). Поэтому рекомендуется измерять давление курка на щетку, используя граммометр с пределами измерения 50—280 г, применяемый для испытания пружин в телеграфных аппаратах Т-63.
Для увеличения давления курка на щетку при несоответствии его норме ТУ необходимо: проверить механические характеристики пружин, при этом длина пружины электродвигателя МСП-0,25 при усилии растяжения 0,1 кг должна быть (12,8±1) мм, а при условии растяжения 0,3 кг (14±0,5) мм; заменить пружину на новую из проволоки диаметром 4,6 мм, с числом витков девять.
На отдельных дорогах имели место случаи заклинивания щеток в щеткодержателях из-за образования окиси в отверстиях. Причиной является применение некачественного материала. Переход Саратовским электромеханическим заводом на новый материал щеткодержателя исключает такие дефекты. Выявленные в эксплуатации щеткодержатели с окисной пленкой необходимо заменить.
Тип электродвигателя | Напряжение питания, В | Частота вращения якоря, об/мин |
МСП-0,1 | 30 | 1950 |
МСП-0,1 | 100, 160 | 2250 |
МСП-0,25 | 30 | 2100 |
МСП-0,25 | 100, 160 | 2250 |
МСП-0,25 | 30, 100, 160 | — |
При обнаружении вмятин на обмотках возбуждения и нарушении изоляции обмоток из-за касания ребер жесткости задней крышки следует проточить ребра жесткости на токарном станке до плоскости крышки с внутренней стороны и закрасить лаком. Для большей прочности и исключения выпадания клиньев из пазов якоря рекомендуется применять эпоксидную смолу или эмаль ГФ-92ГС. Для восстановления изоляционных свойств обмоток якоря и статора их просушивают в сушильном шкафу, а при необходимости пропитывают специальным составом обмотки якоря.
На Свердловской дороге в дополнение к типовому технологическому процессу ремонта электродвигателей устанавливают стрелочный привод с изъятыми контрольными линейками; устанавливают электродвигатель в привод без подключения редуктора и подсоединяют выводы электродвигателя к стенду; проверяют работу электродвигателя на холостом ходу при повышенной частоте вращения якоря в течение 2 мин, для чего плавно повышают напряжение, добиваясь необходимой частоты вращения в соответствии с табл. 26. Измеряют частоту вращения якоря тахометром типа ТЭ-30-5р.
Подключают фрикционное сцепление и проверяют частоту вращения якоря двигателя в обе стороны под нагрузкой (табл. 27). При этом разность частот вращения в разные стороны не должна быть более 10 % среднего арифметического значения обеих частот вращения. Проверяют работу электродвигателя в реверсном режиме не менее шести циклов в течение 1 мин при токах фрикции, указанных в табл. 28.
Таблица 27
Тип электродвигателя | Напряжение питания, В | Ток нагрузки, А | Частота, «ращения якоря1, об/мин |
МСП-0,1 | 30 | 10 | 1300 |
МСП-0,1 | 100 | 2,5 | 1500 |
МСП-0,1 | 160 | 1,8 | 1500 |
МСП-0,25 | 30 | 12,5 | 1460 |
МСП-0,25 | 100 | 3,3 | 1700 |
МСП-0,25 | 160 | 2,5 | 1700 |
МСП-0,15 | 30 | 7,7 | 850 |
МСП-0,15 | по | 2,2 | 850 |
МСП-0,15 | 160 | 1,5 | 850 |
1Допускается отклонение значений на ±10 %.
Тип электродвигателя | Напряжение питания, В | Ток нагрузки, Л | Тип электродвигателя | Напряжение питания, В | Ток нагрузки, А |
МСП-0,1 | 30 | 15 | МСП-0,25 | 160 | 3,75 |
МСП-0,1 | 100 | 3,75 | МСП-0,25 | 30 | 11,55 |
МСП-0,1 | 160 | 2,7 | МСП-0,15 | 110 | 3,3 |
МСП-0,25 | 20 | 18,75 | МСП-0,15 | 160 | 2,75 |
МСП-0,25 | 100 | 4,95 |
|
|
|
Таблица 29
Степень искрения | Характеристика | Состояние коллектора н щеток |
1 | Отсутствие искрения (темная коммутация) | Отсутствие почернения на коллекторе и нагара на щетках |
1,25 | Слабое точечное искрение под небольшой частью поверхности тетки | То же |
1,5 | Слабое искрение под большой частью поверхности щетки | Почернение на коллекторе, устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также появление следов нагара на щетках |
2 | Искрение под краем щетки допускается только при кратковременных токах нагрузки и перегрузке | Почернение на коллекторе, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также следы нагара на щетках |
3 | Значительное искрение под краем щетки (с крупными вылетающими искрами), допускается только для моментов прямого (без реостатных ступеней) включения реверсирования | Значительное почернение на коллекторе, не устраняемое протиранием поверхности коллектора бензином, а также разрушение щеток |
| машин |
|
Рис. 71. Информационная диаграмма поиска отказов в двухпроводной схеме стрелки
Рис. 72. Информационная диаграмма поиска отказов в четырехпроводной схеме стрелки
При проведении указанных проверок электродвигатели не должны останавливаться и искрение щеток электродвигателя на коллекторе не должно быть выше 1 степени (табл. 29). После снятия характеристик и проверки электродвигателя под нагрузкой на верхней части корпуса белой краской наносится значение мощности двигателя, месяц и год проверки. Указанный порядок проверки позволяет имитировать наиболее неблагоприятные условия работы электродвигателя на стрелке, т. е. свободный ход в начале работы и резкую остановку с работой на фрикцию в конце цикла.
Наряду с неисправностями стрелочного привода, в эксплуатации могут иметь место и отказы в схеме управления стрелкой. В отличие от неисправностей самого привода отказы электрической схемы требуют для своего отыскания предварительного анализа схемы. Такой анализ удобно проводить, используя информационную диаграмму. Соответствующие диаграммы поиска отказов в двух- и четырехпроводной схемах управления стрелкой (рис. 71 и 72) содержат наиболее вероятные причины отказов и последовательность их поиска.