Повышена надежность вспомогательных машин электровозов ЧС2
На электровозах постоянного тока применяется принудительная система вентиляции тяговых двигателей (ТД) и пусковых резисторов. В качестве вентиляторов используют двигатели постоянного тока последовательного возбуждения. Вместе с ТД они образуют комплекс электрических машин, от нормальной работы которых зависит надежность всего локомотива.
В последнее время уделяют повышенное внимание устойчивой работе тяговых двигателей. Выход из строя одного из ТД приводит к необходимости сбора аварийной схемы и уменьшению мощности локомотива на 25 — 33 % (в зависимости от серии). Неисправность же мотор-вентилятора влечет за собой отключение одной из тележек на электровозах ЧС2 (одной секции на электровозах серий ВЛ10, ВЛ11) и уменьшению мощности локомотива в целом на 50 %.
В последние годы на электровозах ЧС2 резко увеличился выход из строя мотор-вентиляторов 8А-3432/4 из-за выработки коллектора. Анализ состояния локомотивного парка на Московской дороге за 1992 — 2000 гг. показал, что заходы электровозов на неплановый ремонт по этой причине чрезвычайно редки. В статистическом анализе данную неисправность даже не выделяли отдельной строкой, а относили к прочим неисправностям.
За период с января 2000 г. по июль 2001 г. в депо Ожерелье из-за выработки коллекторов было забраковано 18 двигателей мотор-вентиляторов (табл. 1). Анализ причин показал, что указанная неисправность не зависит от пробега локомотива в межремонтный период (рис. 1). Лишь при пробегах 175... 200 тыс. км и 350 тыс. км наблюдается спад числа выходов из строя мотор-вентиляторов. Это объясняется проведением плановых видов ремонта в объеме ТРС, CP (ТР-2, ТР-3), при которых выполнялся цикл работ согласно инструкции № ЦТВР-4782 вне зависимости от состояния коллектора.
На основании анализа неисправностей вспомогательных машин в депо установили, что главная причина, влияющая на выход из строя двигателей из-за выработки коллектора, — плохое качество электрических щеток. Все электрические машины работали со щетками марки ЭГ-61.
Другие причины выработки коллекторов, такие как межвитковые замыкания в якорной обмотке главных и добавочных полюсах, плохое качество пайки петушков секций якоря и уравнительных соединений, неправильная расстановка полюсов и наличие асимметрии магнитной системы, разные воздушные зазоры — в расчет не принимались. Дело в том, что их устранение в условиях депо требует значительных затрат времени и сил, а иногда и невозможно из-за отсутствия технологического оборудования.
В связи с этим потребовалось выбрать необходимый тип щеток, применение которых позволит устранить или уменьшить выработку коллектора. В депо Ожерелье были проведены ресурсные испытания электрических щеток марок ЭГ-141УМК, ЭГ-75УМК, ЭГ-84УМК, выпускаемых ОАО «Урал-Морган-Карбон». Исследования проводились по разработанной в депо методике.
Так, на очередном ТО-3 или ТР-1 осматривали коллектор мотор-вентилятора и устраняли его выработку. Затем устанавливали комплект новых щеток. На очередных ТО-2 и плановых ремонтах замеряли выработку коллектора и степень износа щеток. При необходимости дополнительно регулировали силу нажатия щеток на коллектор.
Данные замеров заносили в таблицы для последующего статистического анализа. Пробег электровозов был пересчитан в часы наработки мотор-вентиляторов в зависимости от сезонной работы локомотива. За начало пересчета принимали день проведения ремонта и замены щеток. Результаты исследований щеток ЭГ-75 показаны на рис. 2 (для износа щеток ЭГ-84 и ЭГ-141 приведены формулы, по которым можно построить соответствующие графики).
Электровозы с новыми щетками эксплуатировались с августа 2001 г. по март 2002 г. Обработав результаты замеров на компьютере, получили зависимости износа щеток от времени работы мотор-вентиляторов. Снижение высоты щеток на 19 мм за исследуемый период свидетельствует об их хороших эксплуатационных свойствах. Однако на некоторых электровозах пришлось заменить щетки из-за недопустимого износа. Это указывает на недостатки в конструкции и обслуживании коллекторно-щеточного узла.
На основании экспериментальных данных и учитывая состояние коллектора, в качестве необходимых в депо выбрали два типа электрощеток — ЭГ-141УМК и ЭГ-75УМК. Щетки марки ЭГ-84УМК, изначально созданные для электрических машин с повторно-кратковременным режимом работы, в дальнейшем установили на двигатели мотор-компрессоров.
В ходе исследований износ коллектора при новых щетках составил 0,01... 0,03 мм. В дальнейшем этот параметр не замеряли. Все внимание уделили повышению ресурса щеток, чтобы они надежно работали в течение года (между осенними комиссионными осмотрами локомотивов).
Об экономической эффективности применения щеток указанных марок можно судить по снижению числа неплановых ремонтов (табл. 2). Так, с августа 2001 г. не выявили ни одного случая захода электровоза в депо из-за выработки коллектора мотор-вентилятора. (Для сравнения: затраты на ремонт 18 двигателей, отремонтированных за период 2000 — 2001 гг., составили около 112 тыс. руб.)
Таким образом, применение новых щеток позволило повысить надежность работы вспомогательных машин и улучшить показатели работы депо.
И.А. ЕРМИШКИН
главный технолог депо Ожерелье Московской дороги
