поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
Статистика
Совершенствование организации ремонта тепловозов
Диагностика тепловозов
Широкое распространение на железных дорогах общего
пользования получают методы технической диагностики при текущем ремонте
тепловозов. К ним относят диагностику основных параметров дизеля,
вибродинамику и спектральный анализ картерного масла. Внедрение
технической диагностики тепловозов в локомотивных депо в настоящее время
позволяет более правильно устанавливать прогрессивные межремонтные
сроки, предупреждать аварийные износы и повреждения дизеля и других
узлов тепловозов, сокращая в то же время объем ремонтных работ по
разборке и сборке агрегатов и узлов. Дальнейшее совершенствование
методов безразборной диагностики сделает возможным своевременно вводить
новые, более прогрессивные межремонтные сроки, а в перспективе позволит
постепенно переходить на систему текущего ремонта тепловозов по
техническому состоянию их агрегатов и узлов.
Безреостатная диагностика. Плодотворное содружество ученых и
производственников после большой проведенной совместной работы позволило
создать и внедрить систему безреостатной диагностики тепловозов. Как
известно, в процессе эксплуатации тепловозов равенство мощностей,
реализуемых в каждом цилиндре дизеля, является одним из главных условий
его экономичной и надежной работы. Если это не соблюдается, то при
номинальной мощности отдельные цилиндры перегружаются, температура
отработавших газов повышается, нарушается нормальный рабочий процесс,
появляются стуки, дымный выпуск, и в результате всего этого
цилиндро-поршневая группа дизеля
выходит из строя. Поэтому при испытании дизель-генераторов
последовательно отключают группы цилиндров и определяют основные
показатели рабочего процесса каждого цилиндра. Программа испытаний и
замеров включает: отключение топливных насосов в пяти цилиндрах с обеих
сторон дизеля; набор XV позиции контроллера машиниста при выключенном
главном вентиляторе холодильника; установление и поддержание теплового
режима дизеля (температура масла 50° С, воды 60° С, устойчивое показание
расхода топлива); измерение основных параметров дизель-генератора;
проверку величины выхода реек работающих топливных насосов и измерение
зазоров между упором на рейке и корпусом топливного насоса.
В депо Основа Южной дороги была создана комплексная поточная линия
технической диагностики и обслуживания тепловозов. Она предназначена для
диагностики тепловозов без разборки, организации технического
обслуживания и ремонта по результатам диагноза. На линии выполняют
следующие операции: предварительную оценку состояния тепловозов по
записям локомотивных и ремонтных бригад в журнале технического состояния
тепловоза;
контроль диагностируемых параметров состояния электрической схемы
тепловоза, дизель-генератора, вспомогательного электрического и
механического оборудования, экипажной части, устройств АЛСН и радиосвязи
без разборки с использованием различных методов нагружения;
регулировку и настройку рабочих параметров, характеризущих исправное
состояние узлов и деталей тепловозов;
выдачу перечня необходимых работ, определенных по результатам
диагностики;
прогнозирование ресурса основного оборудования и принятие решения о
возможности ремонта по его фактическому состоянию;
накопление данных о состоянии каждого тепловоза с установкой средств
периферийной информации, телетайпной связи с дорожным вычислительным
центром.
Поэтапно весь технологический процесс поточной линии разбивается на
четыре позиции: I -обмывочная
площадка; II - смотровые стойла; III - пост диагностики; IV - пост
экипировки. После проведения всех операций тепловоз выдается в
эксплуатацию или ставится на ремонт.
Безреостатные испытания дизель-генераторной установки тепловозов
проводятся в случаях: неисправной работы установки (дымный выпуск,
недостаточная мощность, стук в дизеле) на основании записи машинистов в
журнале технического состояния тепловоза; систематического перерасхода
топлива тепловозом; повторного выхода из строя деталей
цилиндро-поршневой группы; замены поршневых колец. При необходимости
накопления и обобщения данных диагностику проводят как до ремонта, так и
после него. Во время безреостатных испытаний производится проверка схемы
возбуждения тягового генератора.
Для технической безразборной диагностики электрических цепей и аппаратов
сначала применяли отдельные приборы по проверке и регулировке аппаратов
и машин при неработающем и работающем дизеле. Однако вскоре опыт
применения отдельных переносных приборов и устройств показал
необходимость их комплексного использования. Коллективы депо Основа и
ХИИТ создали специализированный стенд для диагностических проверок
электрических цепей и аппаратов тепловозов (рис. 50). Он предназначен
для тепловозов 2ТЭ10Л, но может быть использован и для других подобных
тепловозов.
Стенд позволяет осуществить следующие операции: проверку изоляции и
целостности цепей управления тепловозами; включение в оценку параметров
контрольно-измерительных приборов; проверку и настройку реле времени,
боксования без снятия с тепловоза и без подключения к реостатной
установке при неработающем дизеле; диагностику и регулировку параметров
схемы возбуждения тягового генератора и селективной характеристики.
Безреостатная диагностика тепловозов осуществляется: при техническом
обслуживании ТО-2-на ПТО встроенными и внешними средствами
диагностирования; при ТО-3, а также перед и после текущих видов ремонта
ТР-1, ТР-2 и ТР-3 - на поточной линии или пункте стационарной
диагностики. При техническом обслуживании допускается применять
передвижные и переносные средства диагностики.
Рис. 50. Стенд для диагностики и регулировки
электрооборудования тепловозов: 1 - панель
проверки коммутации электрических цепей тепловоза; 2 - установка
электронных цифровых приборов для контроля частоты вращения коленчатых
валов дизелей, роторов турбокомпрессоров, параметров питания цепей; 3-
панель измерительных приборов; 4 - контроллер машиниста; 5 - панель
контроля цепей возбуждения тягового генератора; б - устройства для
проверки и настройки реле боксования, реле времени, реле переходов
и контроля исправности пожарной сигнализации; 7 - цифропечатающая
машинка
В дальнейшем в системе технической диагностики
предполагается, кроме постов и линий, использование передвижных
диагностических установок (ПДУ) на базе автомобиля УАЗ-452 или УАЗ-451,
а также передвижных ремонтно-диагностических мастерских (ПРДМ) на базе
автомобиля ГАЗ-52-01 (по опыту Сельхозтехники), см. ниже с. 261. В ХИИТ
разработан перечень контрольно-диагностических средств, оборудования и
инструмента, входящего в комплект ПДУ и ПРДМ.
Специалисты железных дорог и ученые транспорта ведут исследования и
конструкторские разработки по созданию методов и средств технического
контроля, освоению машин централизованного контроля управления (МЦКУ)
типа <Дельта>. Эти машины должны будут обеспечивать: контроль параметров
работы силовой установки тепловоза с использованием автоматической
световой и звуновой сигнализации при отклонении контролируемого
параметра от заданного значения; сбор и первичную обработку информации,
получаемой от датчиков; измерение контролируемого параметра по запросу
машиниста с представлением соответствующих результатов; автоматическое
подключение контролируемого параметра.
Виброакустические и другие методы диагностики. В числе технических
средств безразборной диагностики тепловозов стали все шире применять и
виброакустические методы посредством замера специальными приборами шума
и вибрации узлов и деталей дизеля, топливной аппаратуры,
турбокомпрессора и вспомогательных электрических машин. Например, в
локомотивном депо Ташкент внедрена созданная учеными ТашИИТ и
специалистами Среднеазиатской дороги виброакустическая установка для
безреостатной диагностики состояния колесно-моторных блоков без выкатки
их из-под тепловоза. Установка состоит из каткового стенда, генератора
постоянного тока, измерителя шума и вибрации, самописца. На установке по
полученным вибропрограммам определяют состояние якорных и буксовых
роликовых подшипников, зубчатой передачи тягового редуктора, зазоры в
моторно-осевых подшипниках. В депо Ташкент заведен порядок обязательной
проверки тепловозов на этой установке при каждом ремонте ТР-1, что
позволяет выявлять опасные дефекты колесно-моторных блоков и
предотвращать их внезапные отказы в эксплуатации. С устройством
виброакустической установки и ее работой можно ознакомиться в статье А.
Д. Глущенко и др. <Диагностика без разборки>.
В ХИИТ разработана методика записи виброакустической информации на
магнитную пленку, не требующая сложной аппаратуры и высокой квалификации
оператора, и методика последующей расшифровки и обработки информации с
магнитных пленок в лаборатории.
В локомотивных депо Одесско-Кишиневской дороги в качестве одного из
диагностирующих средств применяют термоиндикаторы плавления (ТП). Это
вещества, резко изменяющие свой цвет при достижении определенной
температуры. Предназначены ТП для определения нагрева поверхности
твердых тел, достигших соответствующей критической температуры.
Термоиндикаторы плавления выпускаются в готовом к употреблению виде. ТП
наносят на чистую, обезжиренную поверхность (холодную) стеклянной
палочкой, кистью или краскораспылителем в один слой. Минимальный размер
метки 2 мм в диаметре. Время высыхания меток при температуре 18- 25° С
не менее 15-30 мин. Замер производят после полного высыхания метки
термоиндикатора. С помощью ТП осуществляется, например, контроль
температуры вкладышей подшипников коленчатого вала дизеля и
прогнозирование их дальнейшей работы, моторно-осевых подшипников,
ведущих зубчатых колес, обмоток полюсов и якоря коллекторов тяговых
электродвигателей. Технология применения 'ГП с температурными
нормативами изложена в статье В. Г. Павлова, В. В. Машьянова.
В локомотивном депо Ишим Свердловской дороги
совместно с научными работниками ОМИИТ разработаны методы и приборы для
технической диагностики дизелей тепловозов ТЭЗ. На каждом ТР-2 и ТР-3
определяют удельный расход топлива как основной показатель,
характеризующий теплотехническое состояние дизеля. На ТР-1 и ТО-3
диагностике подвергаются только те тепловозы (дизели), которые работали
в эксплуатации с перерасходом топлива. В комплексе мероприятий,
разработанных в депо Ишим: метод определения цилиндровой индикаторной
мощности, метод определения производительности (подачи) топливных
насосов без снятия их с дизеля, для чего создано топливомерное
устройство, работающее в комплекте с электронным прибором ЭПТД-2М,
прибор для измерения линейной величины камеры сжатия, а также прибор для
определения геометрического угла опережения впрыска топлива и ДР-1-
Опыт внедрения диагностики тепловозов промышленных предприятий. На
промышленном транспорте техническая диагностика тепловозов пока что
ограничивается в основном спектральным анализом картерного масла в
дизелях, да и то в небольшом количестве предприятий. Что касается
технической диагностики тепловозов во всем комплексе существующих
средств, то ее внедрение началось лишь в последние годы. Например, в
железнодорожном цехе Криворожского горнообогатительного комбината ХИИТ
совместно с работниками железнодорожного цеха разработал и внедрил
безреостатные испытания дизель-генераторной установки на тепловозах ТЭЗ,
работающих на карьерном транспорте комбината. Кроме того, ХИИТ
разработал метод безразборной диагностики состояния тепловозов ТЭМ1 и
ТЭМ2, который был освоен на заводе <Криворож-сталь> [40].
Программа такой диагностики тепловозов ТЭМ1 и ТЭМ2 предусматривает
отклонение подачи топлива в трех цилиндрах при нулевом положении
контроллера машиниста группами: первая - 1-4-5 цилиндры, вторая - 2-3-6
цилиндры. После набора 8-й позиции контроллера при включенном главном
вентиляторе холодильника тепловоза производят измерение основных
параметров работы дизель-генератора.
Техническая безразборная диагностика тепловозов, и прежде всего
переносными и передвижными средствами, должна находить все более широкое
применение в тепловозном хозяйстве железнодорожных цехов промышленных
предприятий. Для этого следует прежде всего использовать большой и
ценный опыт, накопившийся в локомотивных депо железных дорог. В принципе
методы и средства диагностики промышленных и магистральных тепловозов во
многом являются общими. Методы диагностики, применяемые в локомотивных
депо железных дорог, при использовании их на промышленном транспорте
требуют доработки. В то же время необходимо развернуть
научно-исследовательские и конструкторские разработки системы
технической диагностики для тепловозов с гидропередачей с привлечением
для этих целей научных работников промышленного транспорта (Промтрансниипроект,
НИИАчермет и др.).
Спектральный анализ дизельных масел. На железных дорогах общей сети по
рекомендации ЦНИИ МПС значительное распространение получил косвенный
метод оценки состояния тепловозных дизелей без их разборки, основанный
на постоянном контроле концентрации примесей и продуктов износа в
картежном масле. Контроль этот осуществляется посредством спектрального
анализа дизельных масел в эксплуатации, являющегося одним из
обязательных средств технической диагностики дизелей.
Исследованиями ЦНИИ МПС [10] установлено, что основными элементами
примесей в масле, отражающих техническое состояние, являются железо,
медь, свинец, кремний, алюминий, барий и натрий.
Наличие железа характеризует
износ деталей цилиндропоршневой группы: соотношение железа и меди
позволяет определить износ компрессионных поршневых колец.
Увеличение содержания меди (при малых концентрациях железа и свинца)
указывает на состояние втулок пальцев шатуна, а накопление свинца
связано с износом подшипников коленчатого вала. Повышенная концентрация
алюминия и кремния характеризует неудовлетворительную воздухо- и
маслоочистку при работе в запыленных условиях. Появление в масле натрия
является следствием попадания в картер воды из системы охлаждения, а
снижение концентрации бария указывает на интенсивное удаление присадки.
Предаварийное состояние дизеля сопровождается резким возрастанием
концентрации примесей в масле, иногда в десятки раз превышающим
среднеэксплуатационные величины.
Примеси загрязняют масло, ухудшают его моющие и противоизносные
свойства, снижают теплообмен между маслом и охлаждаемой поверхностью.
Большое содержание указанных выше примесей может являться причиной
прогара поршней, задира цилиндровых втулок и преждевременного выхода из
строя других деталей дизеля.
Систематическое проведение спектрального анализа картерного масла
позволяет выявлять неисправности дизеля на ранней стадии их развития. С
другой стороны, этот метод дает возможность не производить разборку
исправно работающих дизелей.
В 1975 г. введен в действие ГОСТ 20759-75, которым узаконены общие
правила технического диагностирования и прогнозирования остаточного
моторесурса тепловозных дизелей методом спектрального анализа масла.
Согласно этому ГОСТу метод спектрального анализа масла основывается на
определении в нем концентрации элементов износа трущихся деталей дизеля,
омываемых этим маслом, и осуществляется с помощью фотоэлектрической
установки МФС-3 или установок, аналогичных ей.
Основными задачами такого диагностирования и прогнозирования являются:
выявление дефектов в трущихся деталях ди-. зеля, омываемых маслом, на
ранней стадии их развития; определение допустимых межремонтных пробегов
(сроков) тепловозов при прогнозировании остаточного ресурса трущихся
деталей дизеля, омываемых маслом.
Для экспрессного спектрального анализа дизельных масел применяют новые
малогабаритные установки МФС-3, изготавливаемые Ленинградским
оптико-механическим объединением (ЛОМО) по техническим требованиям МПС.
Установка позволяет выполнить анализ масел без предварительного озоления
по девяти элементам в течение 3-5 мин. Она состоит из спектрального
прибора, Штатива для анализа жидких проб, электронно-регистрирующего
устройства и дугового генератора ДГ-2.
Некоторые железные дороги при помощи спектрального анализа осуществляют
контроль и за компрессорным маслом.
На ряде железных дорог стали применят систему диагностики тепловозных
дизелей по результатам спектральных анализов масла с обработкой
информации в дорожных вычислительных центрах (ДВЦ) на ЭВМ. Например, на
Горьковской дороге такую систему начали применять с 1974 г. Для этого
предварительно в течение девяти месяцев проводилась опытная эксплуатация
тепловозов 2ТЭ10Л в двух локомотивных депо с целью накопления данных,
которые по величине концентрации примесей в масле характеризуют ту или
иную неисправность дизеля. Исследование вели по четырем неисправностям
дизеля: износу подшипников коленчатых валов, повышенному дымлению
дизеля, прогару поршней и задиру цилиндров. Выбор именно этих
неисправностей был обусловлен тем, что по ним на дороге чаще всего
тепловозы заходили на внеплановые ремонты.
В процессе опытной эксплуатации были выведены средние эксплуатационные
величины концентрации основных элементов износа: железа, меди, свинца и
общей загрязненности масла, характеризующие нормальную работу дизеля и
его аварийное состояние. Измерения величин износа основных деталей при
разборках дизелей на ТР-2 и ТР-3 сопоставлялись со средними величинами
концентраций примесей за пробег тепловозов между переборками дизелей. В
результате получены нормативные данные для прогнозирования остаточного
моторесурса дизелей 10Д100.
Получаемые экспериментальным путем
среднеэксплуатацион-ные величины Концентрации основных элементов износа
различны не только для разных серий тепловозов. Они отличаются и для
одной серии тепловозов, работающих в разных депо, отображая специфику
эксплуатационных условий работы тепловозов.
Согласно техническому заданию службы локомотивного хозяйства ДВЦ решает
три подзадачи: диагностику состояния дизеля на данное ТО-3;
прогнозирование остаточного моторесурса; корректировку диагностической
матрицы. Для решения первых двух подзадач в ДВЦ передается текущая
информация: номер тепловоза и секции; дата отбора пробы; пробег
тепловоза от заводского ремонта; условный номер ТО-3; концентрация
характерных элементов и другие параметры масла. Эту информацию
обрабатывают в ДВЦ на ЭВМ. Результаты по телетайпу передаются в службу
локомотивного хозяйства и в локомотивные депо, тепловозы которых
контролируются методом спектрального анализа. По этим данным
осуществляется контроль за своевременной постановкой тепловозов в
ремонт.
На дороге продолжают работу по совершенствованию и расширению
диагностики состояния тепловозов с помощью спектрального анализа масел.
Так, с 1956 г. в депо Муром начали изучать техническое состояние
моторно-осевых подшипников (МОП) в эксплуатации по данным спектрального
анализа осевого масла. В результате обобщения полученных данных пришли к
выводу, что техническое состояние подшипника, изготовленного из бронзы
БР ОЦС 4-4-17, характеризуется содержанием в масле элементов износа:
меди, олова и цинка. Увеличение концентрации железа и никеля указывает
на износ шейки оси колесной пары. Рост концентрации алюминия и магния
свидетельствует об износе рамки польстера, а содержание кремния - о
попадании в узел грязи и пыли.
В итоге математической обработки данных опытной эксплуатации установлены
критические значения по каждому из 10 элементов износа (цинк, олово,
медь и др.), по которым определяют характер и степень повреждения узла
МОП.
Подробнее с опытом Горьковской железной дороги можно ознакомиться в
статьях М. М. Авдеева и других - по дизельному маслу1 и Н. Е. Куркина и
других - по осевому маслу2. Экспрессный спектральный анализ масла
дизелей, гидропередач, моторно-осевых подшипников и компрессоров
промышленных тепловозов можно проводить в химико-технической лаборатории
железнодорожного цеха или использовать для этого центральную лабораторию
предприятия.
В тех случаях, когда предприятие расположено вблизи локомотивного депо
железной дороги или дорожной лаборатории, целесообразно, особенно для
малого парка промышленных тепловозов, организовать спектральный анализ
масел в указанных лабораториях на договорных началах.
