Підвищення надійності електроконтактних з'єднань силових контакторів електровозів змінного струму.

РОЗДІЛ 2
УМОВИ, МЕТОДИКИ ТА ПРИЛАДИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Умови експлуатаційних випробовувань відновлених
контактів контакторів
Згідно з розпорядженням ЦТ №10/25 від 21 січня 2004 року, місцем випробувань
контактних з’єднань електровозів змінного струму визначено локомотивне депо
Львів-Захід Львівської залізниці. Для випробувань вибрано 2 електровоза серії
ВЛ-80Т №№ 714, 718. На цих електровозах розривні та головні контакти
електропневматичних контакторів ПК-96-101 (у силовій схемі електро­воза це
контактори №№51-54) та контакторів з дугогашенням головного контролера ЕКГ-8Ж
(контактори А, Б, В, Г) було відновлено за розробленою автором цієї роботи
технологією. Випробувальну експлуатацію зазначених електровозів із
модернізованими контактами розпочато 5 квітня 2004 року. Під час експлуатації,
яка тривала до травня 2006 року, на поточних ремонтах ПР1, ПР2 проводили
контрольні перевірки, аналіз роботи, заміри і зважування зношуваних
губок-контактів із записом цього в спеціальний журнал.
Станом на 16.05.2006р. електровози, на які було встановлено дослідні контакти
на контактори ЕКГ-8Ж, мали пробіг понад 150 тис.км. (таблиця 2.1).
Таблиця 2.1 ? Пробіги електровозів між поточними ремонтами
№ електровоза
Дата постановки контактів
Дата ремонту
Пробіг
електровоза від поперед. ПР, км
Загальний пробіг електро­воза з контак­тами, км
ВЛ80Т-714
01.04.2004
04.04.2004
18.05.2004
8095
8095
12.07.2004
12861
20886
07.09.2004
11620
32506
28.10.2004
10591
43097
Продовження таблиці 2.1
24.12.2004
10348
53445
02.03.2005
19430
72875
21.05.2005
18301
91176
12.08.2005
18491
109667
14.10.2005
14867
124534
23.12.2005
16232
140766
07.03.2006
16422
157188
16.05.2006
16749
173937
ВЛ80Т-718
20.12.2004
26.12.2004
22.02.2005
12549
12549
29.04.2005
13866
26415
06.07.2005
12787
39202
08.09.2005
16064
55266
29.10.2005
9784
65050
19.12.2005
11092
76142
18.02.2006
15016
91158
10.05.2006
14672
105830
При цьому середньодобовий пробіг електровозів ВЛ80Т приписки локомотивного депо
Львів-Захід складав приблизно 255 км. (таблиця 2.2).
Таблиця 2.2 – Середньодобовий пробіг (в км) електровозів ВЛ80 на ділянках
Львівської залізниці
Місяць
Рік
2004
2005
2006
січень
270,25
264,7
лютий
257,45
318,75
березень
282,1
213,7
квітень
189,75
227,85
238,3
травень
250,59
295,65
280,8
червень
270,14
240,1
липень
252,77
265,8
серпень
239,61
214,2
вересень
227,52
269,75
жовтень
296,13
261,75
листопад
251,91
271,75
грудень
252,55
237,4
Як зрозуміло, величину зношування не вдається спостерігати безперервно.
Інформацію про зміну контрольованого параметру можна отримувати лише на
планових ремонтах. Оскільки відхилення міжремонтних пробігів від установле­них
норм допускається в межах ±10%, то пробіги з одним і тим же номером будуть
відрізнятись для різних електровозів. Однак, як показано в [68], розкидом
величини міжремонтних пробігів різних електровозів можна нехтувати і вважати,
що контроль технічного стану контактних з’єднань здійснюється через однакові
інтервали пробігу, а результати вимірювання контрольованого параметру створюють
рівновіддалені ряди спостережень.
Крім цього, на практиці вимірювання контрольованого параметру виконують
зазвичай не частіше, ніж на ПР1, а приробка контактів встигає здійснитись до
ПР1. Тому вважаємо, що статистична інформація по зношування контактів не
містить інформацію про протікання процесів зношування у період приробки, тобто,
контролюється тільки ділянка нормальної експлуатації. При цьому допуски на
значення контрольованого параметру встановлено таким чином, щоб попередити
появу періоду посиленого зношування.
2.2. Прилади та методи вимірювання характеристик
матеріалів і напайок з них
Для досліджень характеристик матеріалів контактних напайок застосовано такі
методи і прилади:
? рентгенівський метод фазового аналізу складу матеріалів;
? чотирьохзондовий метод вимірювання питомого електричного опору;
? прилад для вимірювання мікротвердості ПМТ-3;
? профілометр типу АІ моделі 252;
? мікроскоп типу МІМ-8.
При вимірюванні мікротвердості Hm навантаження на ідентор становило 0,5…2,0 Н.
Кількість виміряних значень по поверхні зразка ? 10…12.
При вимірюванні профілометром шорсткості напайок (ГОСТ 19299-73) швидкість
трасування становила 6 та 0,6 мм/хв., в режимі протяжки діаграмної стрічки –
120 мм/хв.; вертикальне збільшення ? 5Ч103 та 104; горизонтальне збіль­шення –
20 та 200; границя виміру – 1 мкм.
Вимірювання Sm в режимі профілографа:
швидкість трасування, мм/хв. ………….………………. 0,6; 60;
довжина траси дотику, мм ……………………………... 1,5.
Середнє значення шорсткості Ra та кроку нерівностей Sm, визначено за даними
вимірювань на 33 зразках.
Питомий електричний опір r матеріалу контактів виміряний в лабораторних умовах
при нормальній температурі Т = +20°С чотирьохзондовим методом за формулою:
(2.1)
де D – відстань між суміжними зондами; DU – різниця потенціалів між зондами; І
– сила струму в колі струмових зондів.
Опрацювання експериментальних даних виконувалось на базі програмних засобів на
РС.
2.3. Методики та прилади вимірювання контактного опору,спаду
напруги, температури та величини зношування контактів
контактного з’єднання
Перехідний опір на контактних з’єднаннях, згідно з ДСТУ 2733-94, вимірювали
методом вольтметра-амперметра на випробувальних станціях депо Львів-Захід та
Львівського локомотиворемонтного заводу. Опір визначали окремо для розривних і
головних контактів. Для різних контактних пар було визначено зміну перехідного
опору при проті