=Курсовая работа= Метрологическое обеспечение ремонта дизель-генератора специализированного серийного тепловоза ТЭП70

[Admin]

Метрологическое обеспечение ремонта дизель-генератора специализированного серийного тепловоза ТЭП70

Курсовая работа

Скачать

Содержание

Введение
1. Тепловоз. Общие характеристики
1.1 Описание серийного тепловоза ТЭП70
1.2 Основные технические характеристики серийного тепловоза ТЭП70
1.3 Техническое обслуживание и ремонт
1.4 Дизель. Описание технологического процесса проведения ремонта
1.5 Номенклатура контролируемых показателей
2. Метрологическое обеспечение основных стадий осуществления ремонта дизель-генераторной установки.
2.1 Метрологическое обеспечение технологической документации
2.2 Методика выполнения измерений, испытаний и контроля
2.2.1 Измерение износа и деформации
2.2.2 Средства измерения износа и деформации деталей
2.2.3 Методы контроля
2.4 Анализ состояния метрологического обеспечения стадий ремонта дизель-генераторной установки
3. Разработка рекомендаций по выполнению измерений, контроля и испытаний
3.1 Разработка рекомендаций по выбору метода определения износа деталей
3.2 Разработка рекомендаций по выбору метода контроля состояния деталей
3.3 Эффективность разработки
4. Поверка средств измерений
4.1 Методика поверки
4.2 Требования к квалификации поверителя
4.3 Условия проведения поверки
4.4 Проведение поверки
4.5 Оформление результатов поверки
Заключение

Введение

Обеспечение надёжности и безопасности средств технического транспорта, экономической эффективности их применения являются важными задачами, как на стадии изготовления, так и в условиях эксплуатации технических средств. Большое место в производственной деятельности промышленного транспорта занимают работы связанные с поддержанием и восстановлением работоспособности техники. Основным видом промышленного транспорта в настоящее время является железнодорожный транспорт. В ближайшем будущем он сохранит ведущую роль в обеспечении перевозок на предприятиях черной металлургии, горнорудной, угольной, химической и деревообрабатывающей промышленности.
При обеспечении качественного ремонта железнодорожного подвижного состава важную роль играет качество ремонта дизель-генераторной установки. Дизель является основным агрегатом тепловоза.
В данной курсовой работе будет проведен анализ состояния метрологического обеспечения основных стадий ремонта дизель-генераторной установки, стояния средств измерений и контроля.



1. Тепловоз. Общие характеристики

Тепловоз – автономный локомотив, первичным двигателем которого является двигатель внутреннего сгорания (обычно дизель). Появившийся в начале XX века тепловоз стал экономически выгодной заменой как низкоэффективным устаревшим паровозам, так и появившимся в то время электровозам, рентабельным лишь на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком. За прошедший век было опробовано и внедрено множество усовершенствований в конструкции тепловоза: мощность дизеля возросла с нескольких сотен, а то и десятков лошадиных сил до трех тысяч и выше, на разных типах тепловозов используются различные способы передачи энергии двигателя на колёсные пары локомотива, значительно возросло удобство управления и обслуживания тепловоза, снизились выбросы в атмосферу. Тепловозы строятся и используются по всему миру, успешно конкурируя с электровозами, выигрывая в автономности и отсутствии затрат на электрификацию железнодорожных магистралей.

1.1 Описание серийного тепловоза ТЭП70

Увеличение веса пассажирских поездов и повышение скорости их движения потребовало применения на некоторых неэлектрифицированных линиях двух секционных тепловозов 2 ТЭП 60. При этом удвоение мощности и веса локомотива в ряде случаев снижало использование мощности дизелей, а излишний сцепной вес несколько повышал эксплуатационные расходы. Требовался более мощный тепловоз, чем ТЭП 60, практически без увеличения сцепного веса. Решение такой задачи было осуществлено Коломенским тепловозостроительным заводом им. В.В. Куйбышева, где под руководством главного конструктора по локомотивостроению Ю.В. Хлебникова был спроектирован двухтележечный шестиосный тепловоз с дизелем мощностью 4000 л.с. (2942 кВт) и электрической передачей переменно-постоянного тока. В июне 1973 года Коломенский завод построил по этому проекту первый тепловоз, получивший обозначение ТЭП 70–0001. Затем в 1974–1975 годах были построены тепловозы №0002 – 0004, а в 1977–1978 годах №0005 – 0007.
Кузов тепловоза несущей конструкции ферменно-раскосного типа с применением профилей из низколегированной стали и алюминиевых сплавов для каркаса и обшивки. Это позволило снизить вес кузова на 1 метр длины с 1, 03 тс (тепловоз ТЭП 60) до 0,89 тс. Главные продольные балки кузова коробчатого сечения расположены по наружному контуру. В среднюю секцию рамы вварен топливный бак с нишами для аккумуляторной батареи. Кузов опирается на каждую тележку через две центральные маятниковые опоры с резиновыми амортизаторами и четыре боковые цилиндрические винтовые пружины. Рама тележки выполнена из штампованных и литых элементов, соединенных между собой сваркой. Буксы бесчелюстные соединены с рамой тележки проводками, имеющими по концам резиново – металлические блоки.
Буксы снабжены двумя однородными цилиндрическими подшипниками с внутренним диаметром 160 мм. К нижней части буксовых коробок подвешены буксовые балансиры, на концы которых опираются цилиндрические пружины. На крайние пружины, через резиновые амортизаторы, опирается рама тележки. На каждую пару промежуточных пружин опираются концы балансиров, к которым подвешены листовые рессоры. На средние части этих рессор, также через резиновые амортизаторы, опирается рама тележки. Статистический прогиб боковых пружин равен 98 мм, статистический прогиб первичного рессорного подвешивания (цилиндрических пружин и листовых рессор) равен 94 мм. Передаточное отношение редуктора 25:78 = 1:3, 12. Колесные пары имеют диаметр равный 1220 мм.
На тепловозе установлен четырехтактный шестнадцати цилиндровый дизель 2А-5Д49 (16 ЧН 26/26) с V образным расположением цилиндров. Дизель имеет газотурбинный наддув и охлаждение надувочного воздуха и выпускного коллектора. Диаметр цилиндров 260 мм, ход поршня 150 г./э.л.с.ч. Вес дизеля с поддизельной рамой 18500 кг.
Вал дизеля соединен с валом тягового генератора ГС 504А номинальной мощностью 2750 кВт. Генератор изготовлен Харьковским заводом «Электротяжмаш» и представляет собой двенадцатиполюсную синхронную машину с двумя трехфазными обмотками на статоре, сдвинутыми относительно друг на 30 эл. Линейное напряжение генератора в продолжительном режиме 360 В, максимальное достигает до 580 В. Линейный ток при продолжительном режиме равен 2*2400 А, при максимальном напряжении – 2*1500 А. Номинальная частота тока при номинальной частоте вращения 1000 об/мин 100 Гц. Коэффициент полезного действия в продолжительном режиме 94,8%, вес генератора 6500 кг. На станине генератора имеется площадка, на которой установлены возбудитель ВС 650 и вспомогательный генератор-стартер СТГ 7. Они приводятся в действие через редуктор от вала дизеля.
Для выпрямления тока служит выпрямительная установка УВКТ 5, имеющая два параллельно соединенных трёхфазных моста. В каждом плече моста десять параллельно включенных ветвей. В данных ветвях имеются два последовательно включенных лавинных вентиля ВЛ 200–8, общее количество вентилей на тепловозе составляет 120 штук. Данная установка изготовлена Таллиннским электротехническим заводом им. М.И. Калинина.
На каждой тележке установлено по три тяговых электродвигателя ЭД 119 номинальной мощностью по 411 кВт (напряжение в длительном режиме 500 В, максимальное 750 В, ток продолжительного режима 900 А, при максимальном напряжении 600 А), частота вращения якоря в продолжительном режиме 705 об/ мин, максимальная составляет 2320 об/мин. Обмотки полюсов имеют изоляцию класса Р, а обмотка якоря – класса Н. Данная обмотка выполнена в виде петли. Вес электродвигателя составляет 3250 кг. Вращающий момент от тяговых электродвигателей передается на ось колесной пары через редуктор и полный вал, эластично соединенный с колесной парой.
Для полного использования мощности дизеля применено автоматическое регулирование напряжения генератора и две ступени ослабления – возбуждения тяговых электродвигателей (62 и 38%). Управление режимом работы тепловоза осуществляется контроллером машиниста КВ 1554, имеющим реверсную рукоятку с положениями «вперед», «О», «назад» и главную с положениями: 0, 1–15 я рабочими позициями. При переводе главной рукоятки на 1 ю позицию включаются тяговые электродвигатели при частоте вращения вала дизеля 350 об/мин; переводом этой рукоятки до 15 й позиции повышается частота вращения вала до 1000 об/мин. Электрическое оборудование тепловоза предусматривает управление двумя локомотивами по системе многих единиц.
На тепловозе применена система централизованного воздухоснабжения для охлаждения электрических машин (тяговых генератора и электродвигателей), выпрямительной установки, блока возбуждения. Воздух через жалюзи и фильтры засасывается осевым вентилятором с механическим приводом от вала дизеля. Подается около 1200 м3/мин воздуха при напоре 450 мм вод. ст. На тепловозе установлены аккумуляторная батарея 48 ТН – 450 и компрессор ПК – 5,25 с электрическим приводом.
Тепловоз может развивать при продолжительном режиме скорость 50 км/ч и силу тяги 17000 кг. При максимальной скорости 160 км/ч сила тяги составляет около 6000 кг, при этой же скорости тепловоз имеет максимальный КПД 32,5%. На собственные нужды тепловоза расходуется 9–11% номинальной мощности дизеля. Вес тепловоза 129 т при 2/3 запаса топлива и песка. Нагрузка на колесную пару на рельсы составляет 21,5 т. Запас топлива – 6000 кг, воды – 1480 кг, масла – 1430 кг.
Первые тепловозы ТЭП70 поступили в депо Орша Белорусской железной дороги и эксплуатировались с пассажирскими поездами. При этом они расходовали на 10 – 12% меньше топлива, по сравнению с тепловозами ТЭП60. На этих тепловозах значительно изменены расположение и формы элементов боковых ферм (стенок) кузова, применены тележки и ряд узлов тепловозов ТЭП75. В рессорном подвешивании первой ступени цилиндрические пружины и листовые рессоры с балансирами заменены индивидуальным подвешиванием с цилиндрическими пружинами; во второй ступени вместо резиновых блоков центральных опор и пружинных боковых опор с поверхностями трения поставлены цилиндрические пружины, воспринимающие поперечную и угловую деформации. Статистический прогиб рессорного подвешивание увеличился с 104 до 170 мм. Для сохранения демпфирующих свойств подвешивания, обеспечиваемых на первых тепловозах листовыми рессорами, на тепловозах серии ТЭП70 применены гидравлические амортизаторы. В тяговом приводе вместо полого вала, на подшипниках скольжения и поводковых муфтах с плавающим звеном, применены – полый карданный вал с поводковыми центрированными муфтами. Длина и расстояние общей колесной базы тепловоза также отличается от предыдущих серий. Длина увеличилась на 1230 мм, и расстояние между осями крайних колесных пар стало 21700 мм. Тяговое и тормозное усилия от тележек на кузов передаются через шкворни. На каждой тележке установлены шесть тормозных цилиндров диаметром 10». Нажатие тормозных колодок на колеса двустороннее. Одновременно с изменением конструкции тягового привода тяговые электродвигатели ЭД 119






4 Поверка средств измерений

4.1 Методика поверки

Настоящая методика поверки устанавливает методы и средства первичной и периодической поверки прибора. Межповерочный интервал – 1 год.
При проведении поверки должны выполняться следующие операции поверки:
• Внешний осмотр
• Опробование
• Проверка диапазона рабочих частот приемника
• Проверка максимальной чувствительности приемника
• Проверка абсолютной погрешности измерения амплитуды
• входных сигналов
• Проверка абсолютной погрешности регулировки усиления
• Проверка относительной погрешности измерения временных
• интервалов
Поверка проводится организациями Госстандарта или уполномоченными
им организациями. В случае отрицательного результата при проведении одной из операций, поверку дефектоскопа прекращают, а дефектоскоп признают не прошедшим поверку. При проведении поверки должны применяться средства, указанные в таблице 6. Средства поверки должны быть поверены в установленном порядке.

4.2 Требования к квалификации поверителя

К проведению измерений при поверке и обработке результатов измерений допускают лиц, имеющих квалификацию государственного или ведомственного поверителя и изучивших устройство и принцип действия аппаратуры по эксплуатационной документации.

4.3 Условия проведения поверки

При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования:
• Температура окружающей среды (20 Ѓ) 5) °С;
• Относительная влажность воздуха от 30 до 80%;
• Атмосферное давление (750 Ѓ) 30) мм рт. ст. (от 86 до 106,7 кПа);
• Напряжение питания от 9 В или от входящего в комплект поставки блока питания от сети переменного тока 220 В при 50 Гц;
• Внешние электромагнитные поля не более 40 А/м.
Подготовка к поверке
Перед проведением поверки дефектоскоп должен пройти наработку не менее 24 часов и быть подготовлен к работе.

4.4 Проведение поверки

Внешний осмотр
При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие дефектоскопа следующим требования:
• Комплектность дефектоскопа и прилагаемой документации;
• Отсутствие механических повреждений дефектоскопа и его составных частей;
• Наличие маркировки дефектоскопа;
• Наличие всех органов регулировки и коммутации.
Опробование
Проверка исправности всех органов управления и индикации. Подготовить дефектоскоп к работе. Установить параметры настройки. К дефектоскопу подключить два согласованных ПЭП с рабочей частотой от 20 до 200 кГц. ПЭП устанавливаются напротив друг друга на расстоянии примерно 200 мм. Отрегулируйте параметры дефектоскопа таким образом, чтобы на экране наблюдался импульсный сигнал, прошедший через воздушный промежуток между ПЭП. Регулировкой ориентации ПЭП и частоты генератора импульсов дефектоскопа добиться максимальной амплитуды импульса. Убедиться, что максимальная амплитуда импульса при регулировке частоты импульсов генератора соответствует номинальной для данных ПЭП.
Выбором групп функций и их значений проверить работоспособность клавиатуры, светового и звукового сигнализаторов и зон АСД, регулировки контрастности и яркости подсветки экрана. Для проверки разъема подключения дефектоскопа к ЭВМ и внешним устройствам с помощью кабеля RS 232 подсоединиться ЭВМ и, используя поставляемое программное обеспечение, проверить работоспособность интерфейса.
Проверка энергонезависимой памяти режимов настройки.
Проверка функционирования энергонезависимой памяти режимов настройки производится путем записи в память и чтения из памяти режимов настройки. После проведения указанной проверки производится выключение дефектоскопа и, после повторного включения, вновь проверяется содержимое ячеек памяти режимов настройки.
Проверка амплитуды импульса возбуждения
Подготовить дефектоскоп к работе РЭ и установить параметры настройки. Подключить к выходу генератора импульсов возбуждения дефектоскопа эквивалентную нагрузку, состоящую из последовательно включенного резистора 510 Ом и с помощью осциллографа измерить амплитуду (размах) импульса возбуждения.
Проверка диапазона рабочих частот приемника.
Подготовить дефектоскоп к работе в соответствии п. 5 РЭ и установить параметры настройки. Подключить к входу приемника дефектоскопа генератор низкочастотных сигналов, установить на выходе генератора частоту 50 кГц и амплитуду сигнала 0,5 В, контролируя ее осциллографом. Установить усиление, соответствующее высоте сигнала на экране равной 100%. Если показания отличаются от 0 больше чем на 0,2 дБ, произвести корректировку. Произвести проверку величины амплитуды сигналов на частотах 20 и 2500 кГц.
Проверка максимальной чувствительности приемника.
Подготовить дефектоскоп к работе и установить параметры настройки. Установить усиление 70 дБ. Выбрать группу функций «ТРАКТ» и включить цифровой и аналоговый фильтр на 50 кГц. Отключить генератор низкочастотных сигналов от входа приемника дефектоскопа и записать показание цифрового индикатора, соответствующее амплитуде собственных шумов приемника приведенных к входу, которая должна быть не более минус 88 дБ. Подключить генератор к входу приемника через аттенюатор с затуханием 60 дБ (установить встроенный аттенюатор в положение 60 дБ). Установить частоту выходного сигнала генератора 50 кГц и амплитуду сигнала, соответствующую показаниям цифрового индикатора дефектоскопа, превышающую на 6 дБ показания до подключения генератора. С помощью осциллографа измерить амплитуду выходного сигнала генератора на входе приемника при отключенном аттенюаторе (положении встроенного генератора «0» дБ).
Рассчитать максимальную чувствительность по формуле:

Amax=A/1000 (1)

где А – амплитуда сигнала на выходе генератора.
Полученное значение не должно превышать 100 мкВ.
Проверка абсолютной погрешности измерения амплитуды входных сигналов и абсолютной погрешности регулировки усиления
Подготовить дефектоскоп к работе РЭ и установить параметры настройки. Установить усиление 30 дБ. Выбрать группу функций «ТРАКТ» и включить цифровой и аналоговый фильтр на 50 кГц.
Подключить к входу приемного тракта генератор низкочастотных сигналов и установить частоту 50 кГц. Установить аттенюатор генератора в положение «0» дБ. Установить значение параметра «Опорная А, дБс» в дополнительном меню 30 дБ. Плавной регулировкой выходного напряжения генератора установить показания цифрового индикатора дефектоскопа равными 0,1 дБ. Ввести ослабление аттенюатора генератора 20 дБ. Уровень сигнала на экране дефектоскопа должен составить около 10% высоты экрана, а цифровые показания должны соответствовать введенному затуханию аттенюатора. Увеличивая усиление с шагом 1 дБ на 20 дБ записать все показания уровня сигналов. Вычислить среднее значение:

Аср= (Аmax + Amin)/2 (2)

Вычислить максимальное отклонение от среднего значения.
Указанная величина соответствует максимальной погрешности измерения амплитуд сигнала в пределах от 10 до 100% высоты экрана и не должна превышать 1 дБ. Установить затухание аттенюатора в положение «0». Установить значение усиления приемного тракта усилителя 10 дБ. Показания «А, дБс» на экране дефектоскопа должны соответствовать значению затухания аттенюатора. Увеличивая с шагом 1 дБ усиление приемного тракта до 70 дБ и увеличивая затухание аттенюатора ступенями по 10 дБ от 0 до 60 дБ так, чтобы уровень сигнала на экране дефектоскопа находился в пределах от 30 до 100% высоты экрана, определить максимальное отклонение показаний от значения установленного затухания аттенюатора. Для всех значений усиления приемного тракта максимальное отклонение не должно превышать.
Проверка относительной погрешности измерения временных интервалов.
Подготовить дефектоскоп к работе, войти в дополнительное меню и выбрать режим «Основная частота». При этом дефектоскоп перейдет в специальный режим работы, предусмотренный только для данной операции. На выход генератора подаются импульсы опорной частоты, уменьшенной в 1000 раз – 20 кГц. Данная частота является опорной для измерения временных интервалов при определении глубины и координат залегания дефектов, толщины, при формировании временных характеристик зон контроля, развертки, частоты следования импульсов возбуждения. Произведя в этом режиме измерение частоты на выходном разъеме генератора импульсов возбуждения с помощью частотомера, определяют относительное отклонение основной опорной частоты и погрешность измерения временных интервалов дефектоскопа:
• относительное отклонение основной опорной частоты:

δο=(Fд - Fи)/Fд (3)

где Fд и Fи – индицируемая дефектоскопом и измеренная частотомером опорные частоты, Гц;
• относительная погрешность измерения временных интервалов в режиме измерения толщины и глубины:

δ = (δο+1 / Т) ·100% (4)

где Т – измеряемый временной интервал, мкс.
Через одну минуту дефектоскоп перейдет в обычный режим работы.


4.5 Оформление результатов поверки

Результаты поверки должны заноситься в протокол. Приборы, прошедшие поверку с отрицательным результатом, до проведения ремонта и повторной поверки к применению не допускаются.



Заключение

В данной работе были рассмотрены основные технологические операции при проведении ремонта дизель-генератора и проанализировано состояние метрологического обеспечения. Был сделан вывод, что уровень метрологического обеспечения не достаточен. В курсовом проекте разработаны современная методика выполнения контроля состояния деталей при помощи ультразвукового дефектоскопа. Представлена схема поверки нового прибора.



Список использованной литературы

1. В.И. Бахолдин, О.В. Зинченко. Устройство и ремонт тепловозов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 416 с.
2. В.Г. Быков, Б.Н. Морошкин, Ю.В. Хлебников. Пассажирский тепловоз ТЭП70. – М.: «Транспорт», 1976. – 232 с.
3. Шелест В.П., Шелест П.А. Тепловозы. – М.: «Знание», 1971. – 48 с.
4. Закон Республики Казахстан «Об единстве средств измерений»
5. Государственные стандарты и нормативная документация
6. Рейх Н.Н., Тупиченков А.А., Цейтлин Метрологическое обеспечение производства. – М: Изд-во стандартов, 1987. – 248 с.
7. Вайсбанд М.Д., Проненко В.И. Техника выполнения метрологических работ. – Киев: техника, 1986. – 567 с.