Модернизация защелки вакуумного выключателя ВБО-25
Э.Г. БОРОДАВИЦИН, 0.0. МУХИН, инженеры, Дальневосточная дирекция тяги
На всех локомотивах 2(3, 4)ЭС5К применяют вакуумные высоковольтные выключатели ВБО-25-20/630УХЛ1 (рис. 1) производства АО «Нальчикский завод высоковольтной аппаратуры» (в журнале «Локомотив» № 5, 2011 г. подробно рассказано об особенностях его конструкции). Эти устройства предназначены для подключения локомотива к высоковольтной цепи. Кроме того, они необходимы для оперативной и аварийной коммутации, защиты электрооборудования электроподвижного состава переменного тока от токов короткого замыкания. Их монтируют в специальном люке на крыше локомотива.
В отличие от своих предшественников — воздушных выключателей ВОВ-25-4М, ВОВ-25А-10/400, установленных на электровозах ВЛ80С, — ВБО-25 — полупневматический аппарат. Он включается после подачи сжатого воздуха в цилиндр привода дугогасительной камеры, что приводит в движение системы имеющихся рычагов. Отключается он воздействием бойка на защелку под влиянием кинетической энергии пружин.
После ввода в эксплуатацию электровозов серии ЭС5К пришлось столкнуться с серьезной проблемой — изломами и заклиниванием защелок в приводе дугогасительной камеры (рис. 2). Это приводило к нарушению функционала ВБО-25 и, как следствие, выходу из строя всей секции локомотива.
Многочисленные отказы вакуумных выключателей ВБО-25 первых серий указали на наличие скрытого конструктивного недостатка. Динамика выхода из строя этого узла едва не привела к срыву поставок локомотивов серии «Ермак» на дороги Восточного полигона.
Выпуск данной детали выключателя на ремонтных предприятиях и в сервисных депо Дальневосточной дирекции по ремонту подвижного состава оказался невозможным из-за отсутствия необходимого оборудования (технология производства защелки предусматривает лазерную резку стали марки 40Х, из которой ее изготавливают).
Поэтому по согласованию с руководством Дирекции тяги ОАО «РЖД» было решено заменить ВБО-25 его предшественником — воздушным выключателем ВОВ-25. Впоследствии конструкция ВБО была доработана, что позволило вновь ввести аппараты в эксплуатацию.
К сожалению, число отказов быстродействующего выключателя из-за неисправности защелки все еще велико. Специалисты дирекции выполнили ее прочностной расчет, применив программный комплекс системы автоматического проектирования «Solid Works». В результате выявили пять слабых мест данного элемента (рис. 3,4) и предложили несколько вариантов его модернизации (рис. 5).
По заказу Дальневосточной дирекции тяги на одном из предприятий в г. Комсомольск-на-Амуре были разработаны пять экспериментальных изделий. Они прошли стендовые испытания в электро-аппаратном цехе сервисного локомотивного депо Дальневосточное и эксплуатационную проверку на электровозах ЗЭС5К. При этом безаварийный пробег оборудования составил 110 тыс. км.
Один из выпущенных вариантов в сборе с приводом дугогасительной камеры представлен на рис. 6. Предварительные результаты показали, что механическая прочность оздоровленного узла стала на 35 % выше, чем заводского изделия. Как следствие, возрос срок службы всей конструкции.
Следует отметить, что защелка измененной конструкции позволила уменьшить число отказов выключателя ВБО-25 и сократить затраты на покупку данного узла в 9,5 раз, поскольку приобретают изделие у регионального производителя. По решению Дальневосточной дирекции тяги опытная эксплуатация образцов продолжается.
