poster444

Катковая испытательная станция в депо

Реостатные испытания завершают ремонтный цикл любого тепловоза. Их целью, как известно, является предварительная приработка всех деталей, окончательная регулировка дизеля, электроаппаратуры и вспомогательного оборудования. Одновременно проверяются надежность и качество выполненного ремонта всех агрегатов, а также определяются их рабочие характеристики. Эти испытания всегда были наиболее консервативными, их объем и последовательность операций практически никогда не менялись с самого начала появления тепловозной тяги. Известно также, что в проведении реостатных испытаний тепловоза не участвуют колесно-моторные блоки, хотя именно они являются одними из самых ненадежных устройств на локомотиве.

Сегодня качество сборки тяговых электродвигателей (ТЭД) и колесно-моторных блоков проверяют отдельно на испытательном стенде депо, и только после этого формируют тележки и подкатывают их под тепловоз. Общие результаты проведенных затем сдаточных послеремонтных реостатных испытаний тепловоза во многом субъективны. Можно привести достаточно много примеров, когда полностью настроенный тепловоз не может самостоятельно уйти с реостатной позиции из- за нарушения последовательности переключения кабелей от водяного реостата к ТЭД. Известны также случаи переполюсовки обмоток возбуждения и якорных, приводящих к обратному вращению колесных пар и срабатыванию защиты в начальный момент трогания тепловоза с места (кстати, эту неисправность трудно выявить даже опытному мастеру-регулировщику).

Что же можно предложить сегодня крупному локомотивному депо, выполняющему все основные виды ремонта тепловозов? Реостатные испытания можно проводить на Катковой испытательной станции. В этом случае локомотив, прошедший деповский ремонт и подаваемый на реостатные испытания, должен быть полностью собран и проверен — не следует затем без необходимости разбирать и вновь собирать силовые и вспомогательные цепи.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СТАНЦИИ

Каковы особенности и возможности такой станции? Впервые в мире стационарная испытательная лаборатория для научных исследований локомотивов была создана в нашей стране известнейшим ученым-паровозником профессором А.П. Бородиным (1848 — 1898 гг.) при киевских мастерских (депо) Юго-Западной дороги в 1880— 1882 гг. Вращающий момент, развиваемый паровозом, передавался ведущими спаренными колесами каткам и далее через ременную передачу и шкивы — к деповским станкам. Испытания, проводимые в этой лаборатории, были первыми в мире научными опытами, положившими начало бурному развитию исследований локомотивов.

Если посмотреть и сопоставить научные испытания того времени и сравнить их с сегодняшними обычными контрольными испытаниями тепловоза в депо, то больший объем и сложность последних возражений ни у кого не вызовет. Так почему же не применяется сейчас такое на редкость необходимое техническое решение, как полное испытание тепловоза после ремонта на Катковой станции? Ведь катковая испытательная станция предназначена для проведения комплекса полных и контрольных испытаний дизель-генератор- ной установки тепловоза совместно с тяговыми двигателями, нагружение которых выполняется способом, максимально приближенным к реальным условиям эксплуатации.
Сейчас специалисты локомотивной кафедры МГУПСа (МИИТа) ведут работы по восстановлению и совершенствованию этой системы и внедрению ее в депо Лихоборы Московской дороги. На рис. 1 представлена общая схема установки тепловоза, например ЧМЭЗ, на Катковой испытательной станции. В этом случае испытания, несомненно, дадут максимально достоверные сведения о техническом состоянии колесно-моторных блоков, обкатанных не только в стендовых условиях, но и непосредственно на тепловозе.
В общем случае катковая испытательная станция состоит из двух отсеков: локомотивного и существующего отсека измерительной аппаратуры с базовым водяным реостатом А455. В локомотивном отсеке расположена углубленная площадка (по типу разборочной площадки для одиночной выкатки колесно-моторного блока) с силовыми рамами, оснащенными устройствами технологического подвешивания всех колесных пар и фиксации тележек локомотива.

Для упрощения конструкции и ее унификации в качестве силовых рам использованы тележки этого же типа локомотива, перевернутые на 180° и оборудованные в нижней части силовыми гидравлическими домкратами, которые через рычаги связаны с консолями рам тележек. Технологические тяговые электродвигатели (ТТЭД) типа ТЕ006 в основном режиме работают в качестве генераторов. Этот режим аналогичен реостатному торможению тепловоза, только вместо резисторов нагружение осуществляется на стационарный водяной реостат.

Вместо обычных колес на всех осях колесных пар напрессованы катки, поверхность катания бандажей которых выполнена в виде головки рельса (причем, того типа рельса, на котором чаще всего приходится работать данному типу тепловоза).

Сохранена и подключена к пневматической сети депо штатная тормозная система силовых рам. Управление торможением выполняется с контрольного пункта поста или автоматически по сигналу аварийных устройств. Профиль тормозных колодок, сделанных на заказ, обратимый профилю бандажа катка.

ТТЭД оборудованы комбинированной системой воздушного охлаждения от двух стационарных центробежных вентиляторов с независимым от режимов нагружения регулированием производительности и улучшенными аэродинамическими характеристиками

УСТАНОВКА ТЕПЛОВОЗА НА СТЕНД

На рис. 2 представлена последовательность установки тепловоза на катки:
а —транспортное положение тепловоза. Колеса 1 находятся на рельсовых балках 2, установленных между технологическими роликами 3. Локомотив заторможен и зафиксирован снаружи от продольного смещения;
б — промежуточное вывешивание тепловоза. Рельсовые балки 2 с установленными на них колесами медленно опускаются до момента соприкосновения колес 1 с технологическими роликами 3. Дальнейшее опускание балок происходит без нагрузки. Обезгруженные таким образом рельсовые балки разводятся в стороны и далее в работе стенда не участвуют;
в — рабочее положение тепловоза. Из углубленной площадки силовыми гидравлическими домкратами 4 поднимаются силовые рамы 5 (тележки) до соприкосновения катков 6 с колесами 1. Затем следует обязательная взаимная фиксация тележек тепловоза и силовых рам. Дальнейший подъем силовых рам приводит к отрыву колес от технологических роликов и подъему тепловоза на катках. Этот подъем происходит до того момента, когда воображаемая межцентровая осевая линия технологических роликов коснется поверхностей катания колес и катков.
Для устойчивого положения колесных пар тепловоза на катках необходима взаимная их фиксация. Были проанализированы следующие возможные варианты создания жесткой связи.

Первый вариант. Непосредственно связываются оси колес тепловоза и катков. Этот наиболее разумный способ реализовать практически невозможно, так как нет мест на осях, где можно подсоединить устройства крепления.

Второй вариант является разновидностью первого и предусматривает межбуксовую связь. Однако, учитывая значительные нагрузки, требуется точнее оценить механическую прочность корпусов букс, нагрузка на которые будет весьма ощутимой. При этом способе необходимо связать 24 элемента (буксы). Доступ к этим элементам удобный.

Третий вариант. В единое целое соединяются колесно-моторные блоки попарно тепловоза и силовой рамы. Креплению подвергаются корпуса тяговых двигателей. Это удобный способ фиксации, так как на днищах остовов всех ТЭД имеются удобные приливы и полости. При этом способе необходимо связать воедино 12 элементов (ТЭД и ТТЭД), причем доступ к двигателям затруднен.

Четвертый вариант. Связываются только рамы тележек. При этом колесно-моторные блоки имеют несколько относительных степеней свободы. Связываются вместе всего 4 элемента (рамы тележек), имеющие удобный наружный доступ.

Пятый вариант. Рама тепловоза жестко фиксируется со стационарными устройствами в боксе. Связываются только два элемента, однако наличие трех степеней свободы в движении тележек, колесно-моторных блоков и колесных пар в буксах относительно катков может привести к недопустимой “игре” этих пар и аварийному сходу колес.

Таким образом, наиболее целесообразно зафиксировать между собой тележки тепловоза и силовые рамы по четвертому способу.

В случае появления повышенной вибрации или резонансных явлений и схода колес тепловоза с катков аварии не произойдет, так как сошедшие колеса тепловоза автоматически окажутся на технологических роликах, которые начнут вращаться вместе с колесами тепловоза. Одновременно возникает несанкционированный сигнал рассогласования токов двигателей и того ТТЭД, вращение которого начинает резко замедляться, что приводит к включению реле, размыкающие контакты которого установлены в цепи питания контактора КВ тепловоза, и последующему сбросу нагрузки тягового генератора.

ВНЕШНЯЯ СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА

После установки тепловоза на катки выполняют обычную его подготовку к реостатным испытаниям. Однако в отличие от существующих подготовительных мер нет необходимости в операциях отсоединения силовых шин, затаскивания и подсоединения тяжелых кабелей реостата. Вся силовая электросхема уже собрана вне тепловоза. На рис. 3,а представлен вариант блок-схемы подсоединения ТТЭД к водяному реостату (стационарное оборудование), силовому блоку питания (СБП) и электронному регулятору (ЭР). В схеме максимально используется существующее на тепловозе ЧМЭЗ электрическое оборудование и аппараты.
Основное отличие предлагаемой схемы заключено в возможности независимого регулирования каждого ТТЭД путем создания различного тормозного или тягового момента и, соответственно, различной касательной или тормозной силы у каждой колесной пары тепловоза (вплоть до моделирования искусственных режимов боксования отдельных или всех колесных пар тепловоза). Это реализуется индивидуальным регулированием тока в обмотках возбуждения S1 — S2 и основного силового тока якорей А1 — Q2 каждого ТТЭД изменением положения пластин реостата. Питание обмотки возбуждения ТТЭД в режиме реостатно-электродинамического торможения или всего ТТЭД в тяговом режиме выполняет силовой блок питания СБП Катковой станции.

Однако в первом случае вместо СБП возможно подсоединение к обмоткам возбуждения ТТЭД непосредственно тягового генератора тепловоза. Тогда генератор одновременно будет работать в двух нагрузочных режимах; питать шесть ТЭД тепловоза и шесть обмоток возбуждения ТТЭД.

Конвертация ТТЭД с тормозного в тяговый режим или обратно производится режимными аппаратами РА, выполненными в виде двух штатных реверсоров типа PZ-702 (или аналогичных других), у которых один из бронзовых проводящих сегментов закрыт изоляционной пластиной (см. рис. 3,6). Получается несимметричная мостовая схема соединения обмотки возбуждения и якоря ТТЭД.

В первом основном режиме выполняется реостатное торможение ТТЭД с независимым возбуждением и нагружением на водяной реостат (ТЭД тепловоза работают в тяговом режиме). Во втором случае ТТЭД переводятся в тяговый режим с традиционным возбуждением (ТЭД тепловоза переведены в режим реостатного торможения с независимым возбуждением от тягового генератора и нагружением на реостаты R11 — R16).

В комплект ЭР Катковой станции входят некоторые электронные блоки, применяемые в регуляторе типа GC43P тепловоза ЧМЭЗТ:
YCRP3-005 и YCRP4-01 /02 - управление РА;
YLJB4 —блок переключения режимов “Реостат” и “Тяга”;
YIJ4 — сигнализация контроля датчиков тока ДТ1 — ДТ6 и напряжения ДН, контроль тормозного режима ТТЭД;
YR113, YZM4, Y015 — контроль максимального тока ТТЭД в тормозном и тяговом режимах;
YKA5 — контроль за режимом боксования пары ТЭД - ТТЭД;
YRIB4 — управление водяным реостатом;
YRBB4 — управление питанием обмоток возбуждения ТТЭД в тормозном режиме.

Контроль за работой всего электрического оборудования, задание нагрузочных режимов и другие виды испытаний системы и агрегатов тепловоза выполняет микропроцессорный блок управления.

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin