Содержание к диссертации
Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ЗАВОЛАКИВАНИЕ КОЛЛЕКТОРОВ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ. ЦЕЛИ, .
ЗАДАЧИ, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ , 7
Обзор литературных данных о заволакивании коллекторов 7
Круговые огни и износ коллекторов при заволакивании. Цели, задачи, методика исследования 18
Выводы 27
2. ЗКСПЕРІІЇШТАЛЬНО-СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАІ-П'ІЕ ЗАВОЛАКИВА
НИЯ КОЛЛЕКТОРОВ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 28
Заволакивание на двигателях электровозов постоянного и переменного тока 28
Многофакторный анализ заволакивания коллекторов ТЭД.. 45
Исследование факторов, влияющих на заволакивание коллекторов gj
Выводы 93
3. АНАЛИЗ РАБОТЫ СКОЛЬЗЯЩЕГО КОНТАКТА ДВИГАТЕЛЕЙ 95
Обзор результатов исследований пластической деформации металлов 95
Площадь скользящего контакта 102
Фактическая плотность тока в переходе щетка - коллектор 120
Напряженность электрического поля в контакте. Частота изменения тока и напряженности 125
Температура в скользящем контакте 131
Усилия при трении щеток о коллектор 141
3.7. Выводы 144
4. ОБОСНОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ЗАВОЛАКИВАНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ 147
Анализ существующих представлений о механизме . . заволакивания 147
Механизм заволакивания по злектро-молекулярномеха-нической гипотезе (ЗШГ) 149
Анализ результатов ранее выполненных исследований,
с позиций ЗЖГ 157
4.4. Выводы 163
5. МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗАВОЛАКИВАНИЯ ....
КОЛЛЕКТОРОВ ТЗД И М ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 165
5.1. Мероприятия по замедлению заволакивания коллек-.
торов 165
Экономическая эффективность от внедрения мероприятий по снижению интенсивности заволакивания коллекторов ТЗД 169
Выводы 171
6. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 172
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 174
Введение к работе
В решениях ХХУІ съезда и Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР "О мерах по улучшению работы и комплексному развитию транспорта в I98I-I985 годах" [і-З] указано на необходимость дальнейшего повышения средств и устройств железнодорожного транспорта для обеспечения возросших потребностей народного хозяйства в перевозках.
Надежность локомотивов в значительной степени определяется состоянием тяговых двигателей (ТЗД). Исследования советских ученых А.Е.Алексеева, О.Г.Вегнера, А.Б.Иоффе, М.Ф.Карасева, Б.Н.Кра-совского, А.С.Курбасова, А.Л.Курочки, М.Д.Находкина, В.Е.Скобелева, А.И.Скороспешкина, В.П.Толкунова, К.И.Шенфера и других позволили существенно повысить мощность, экономичность и надежность ТЭД. Однако повышение интенсивности использования двигателей приводит к сдвигу меди на края коллекторных пластин (заволакиванию). Наблюдения в эксплуатации показывают, что при образовании выступов меди (затяжек) на краях коллекторных пластин (ламелей) увеличиваются количество круговых огней и износ коллекторов, возрастает трудоемкость ремонта. В среднем на половине поступающих в текущие ремонты двигателей производится устранение затяжек. В отдельные периоды эксплуатации заволакивание наблюдается более, чем на ад ТЭД.
Первые исследования заволакивания коллекторов тяговых двигателей и двигателей прокатных станов проведены зарубежными учеными Нейкирхеном, Свинертоном, Турнером, Хмеликом и другими. В нашей
стране обширные теоретические и экспериментальные исследования заволакивания коллекторов ТЭД электровозов, позволившие существенно расширить знание о механизме сдвига меди, проведены В.Г. Щербаковым. Исследованию сдвига меди коллекторов ТЭД электровозов и тепловозов посвящены также работы А.М.Бордаченкова, Б.В. Гнездилова, М.М.Катанова и других исследователей.
Проведенные исследования выявили чрезвычайную сложность процесса, его зависимость от многих факторов. Исследователями предложено несколько гипотез механизма заволакивания. Опыт эксплуатации показывает, что использование рекомендаций по замедлению заволакивания, основанных на этих гипотезах, в отдельных случаях не дает нужного эффекта. Зто свидетельствует о необходимости продолжения исследования сдвига меди коллекторов. Поэтому направление работ по исследованию и снижению интенсивности заволакивания можно считать одним из важнейших в тяговом электромашиностроении и эксплуатации.
В настоящей работе теоретически и экспериментально обосновано, что заволакивание представляет собой пластическую деформацию поверхности коллекторов, ускоряемую воздействием тока и электрического поля. Экспериментально и теоретически определены: силы, действующие в контакте щетка-коллектор, фактическая площадь контакта, реальная плотность тока j\ , напряженность электрического поля Е , частоты изменений /г и Е , температура в скользящем электрическом контакте ТЭД электровозов. Количественно оценена связь заволакивания коллекторов ТЭД с круговыми огнями и износом коллекторов. Определены степень и характер влияния эксплуатационных, технологических и конструктивных факторов на процесс сдвига меди.
Теоретическое и экспериментальное обоснование механизма заволакивания коллекторов позволяет производить обоснованный выбор
материалов контактной пары, усовершенствовать стандартные и разработать новые конструкции щеток, щеткодержателей, узлов двигателей и системы вентиляции, совершенствовать технологию изготовления, ремонта и содержания деталей и узлов тяговых двигателей. Это дает значительный эффект, связанный с уменьшением количества круговых огней и износа материалов контактной пары, снижением трудоемкости ремонта двигателей при замедлении скорости заволакивания коллекторов.
