Введение к работе
Актуальность проблемы. Виброакустйческая диагностика технического состояния элементов и узлов тяговых электродвигателей (ТЭД) в условиях' эксплуатации и при диагностике качества изготовления или ремонта в заводских условиях занимает одно из приоритетных мест в ряду задач повышения надежности и безопасности электроподвижного состава. Длительные простои локомотивов в ремонте из-за неисправностей ТЭД в течение гарантийного срока после заводского ремонта, а также преждевременная постановка на ремонт с полной разборкой узлов тягового привода являются причиной повышения расхода средств на проведение технического обслуживания и' ремонтных работ.
Цель работы заключается в установлении норм на уровень магнитной вибрации тяговых электродвигателей постоянного и пульсирующего тока как одного из факторов, влияющих на постановку диагноза о техническом состоянии таких элементов конструкции, как подшипники якоря и магнитная система, т.е. исследовании уровня магнитной составляющей в общем уровне собственной корпусной вибрации в зависимости от износа подшипников в первом случае и исследовании параметров магнитной вибрации при ослаблении крепления главных полюсов во втором.
Научная новизна работы:
Получены формулы для расчета величины переменных электромагнитных сил и моментов, действующих на главный полюс ТЭД при нагрузке и холостом ходе с учетом неравномерности воздушного зазора.
Предложены способы расчета изменения уровня переменных электромагнитных сил и моментов в зависимости от частоты вращения якоря ТЭД (скорости электровоза) для диапазона рабочих токов.
Разработана методика расчета уровня магнитной вибрации на корпусе тягового электродвигателя постоянного (пульсирующего) тока.
Исследованы механические свойства колебательной системы «главный полюс - полюсный болт» и выведены формулы,
позволяющие определять собственные частоты колебаний системы.
Получены формулы, позволяющие оценивать параметры деформации полюсных болтов под действием тангенциальной составляющей переменной электромагнитной силы.
Практическая ценность работы заключается в использовании разработанных методов и средств решения научных и производственных задач безразборной виброакустической диагностики.
Разработан электромеханический привод для выделения магнитной
составляющей из общего уровня собственной корпусной вибрации тягового электродвигателя.
Получены линейные зависимости общего уровня собственной корпусной вибрации ТЭД типа НБ-418К6 от радиального зазора в якорных подшипниках, позволившие разработать нормы на величину магнитной вибрации и общий уровень вибрации тягового электродвигателя в зависимости от технического состояния.
Установлена зависимость параметров составляющей колебаний зубцовой частоты в зависимости от момента затяжки болтов крепления главных полюсов тягового электродвигателя, на основании чего предложена методика диагностики ослабления полюсных болтов.
Общая методика исследования. В основу теоретических исследований положены классические законы теорий электромагнитного поля, колебаний стержней и оболочек, планирования эксперимента. Обработка экспериментальных данных проведена на основании законов математической статистики и теории вероятностей. Теоретические и экспериментальные расчеты выполнены с применением ЭВМ. Экспериментальные исследования проводились на реальном ТЭД типа НБ-418К6, установленном на виброизолирующем стенде.
Достоверность результатов подтверждена
экспериментальными исследованиями. Виброакустические
испытания выполнялись с использованием специальной виброизмерительной аппаратуры, отвечающей требованиям стандартов.
Реализация результатов работы. Результаты работы используются на Ростовском электровозоремонтном заводе при
диагностике технического состояния подшипников якоря при выпуске ТЭД из капитального ремонта.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на межотраслевой научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта и роль молодых ученых в их решении" (Ростов-на-Дону, 1998 г.), 58-й научной конференции профессорско-преподавательского состава РГУПС (Ростов-на-Дону, 1999 г.)
Публикации. Основные результаты диссертации изложены в восьми печатных работах, опубликованных в период с 1998 по 2000 г. в центральной печати и сборниках научных трудов вузов и научно-исследовательских организаций.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Материал диссертации изложен на 152 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков, 8 таблиц, 92 библиографических наименования на 8 страницах, а также приложения на 41 странице.
