Ремонт электрических машин

Всероссийским научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта разработана новая ресурсосберегающая технология очистки и мойки железнодорожной техники на основе высокоэффективных технологических процессов, позволяющих вести обработку очищаемых объектов универсальными моющими средствами нового поколения. По новой технологии моющий раствор на агрегаты и узлы подвижного состава наносится перед процессом очистки с помощью специальныхпневмораспылителей передвижного или стационарного исполнения и выдерживается в течение определенного времени в зависимости от вида и степени загрязненности. Прйэтом происходит активное разрушение адгезионных связей загрязнения с поверхностью детали. Затем с помощью агрегатов высокого давления на объект подается мощная струя воды (20 МПа и более), которая, обладая большой разрушающей силой, позволяет удалять даже очень прочные загрязнения без подогрева воды и применения дополнительных моющих средств. Новые очищающие средства, применяемые по разработанной технологии очистки, более эффективны, чем используемые в производственных процессах традиционные технологические моющие материалы, и во многих случаях полностью заменяют органические растворители. Эти препараты являются био- разлагаемыми, их применение дает значительный экономический эффект за счет сокращения расхода моющих средств, воды, тепловой и электрической энергии. Кроме того, значительно упрощается очистка стоков, в которые поступает меньше вредных веществ, так как они относятся к малоопасным (3—4 класс опасности), не обладают кумулятивными и аллергенными действиями.

Очистка механическим инструментом производится при местном характере загрязнения: для удаления нагара, коррозии или старой краски с применением различных скребков и щеток.

Абразивная очистка (косточковый метод) производится абразивами, подаваемыми к изделию струей воздуха, в качестве которых применяют косточковую крошку или песок.

Для химической очистки применяют щелочные водные растворы (каустической и кальцинированной соды, едкого кали) с температурой 80—90 °С; кислотные водные растворы (соляной, серной, фосфорной и других кислот); водные растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ) в чистом виде и в сочетании с неорганическими и органическими добавками. Такими эффективными моющими препаратами являются MJ1-51 и MJ1-52, расплав солей и щелочи, жидкие органические растворители (керосин, бензин, ацетон, бензол, уайт-спирит и др.). В некоторых случаях в специализированных камерах производят паровую очистку.

Во всех случаях наружной очистки локомотивов и МВПС, а также при очистке их деталей необходимо соблюдать меры безопасности в зависимости от применяемых способов или средств. Обслуживающий персонал должен пользоваться предусмотренными для этих видов работ спецодеждой и защитными средствами, а перед пуском моечной машины или специализированной установки лично убедиться в их исправности. При выполнении химической очистки необходимо соблюдать повышенную осторожность. Загружать и разгружать моечные машины крупногабаритными и тяжеловесными деталями с помощью мостового крана разрешается только обученному и аттестованному работнику.

Электрические машины очищают механическим инструментом и вручную.

Дефект (изъян) возникает вследствие износа, повреждения детали (узла) или изменения физических свойств материала, в результате которых наступает несоответствие детали требованиям, установленным нормативной документацией. Примерами дефектов могут служить трещины (как наружные, так и внутренние), выход размера деталей за пределы допусков рабочих чертежей, повреждения в цепях от токовых перегрузок.

Дефектация деталей и сборочных единиц производится с целью обеспечения объективной оценки и определения пригодности их к дальнейшей эксплуатации в соответствии с допускаемыми нормами износа, возможности восстановления дефектных и поврежденных деталей, а также при необходимости забраковки их и тем самым исключения возможности выдачи в эксплуатацию заведомо неисправных электровозов и электропоездов.

По месту расположения дефекты подразделяют на наружные и внутренние. В зависимости от этапа возникновения появляющиеся дефекты можно подразделить на три группы: конструктивные, производственные и эксплуатационные. Конструктивные и производственные дефекты выявляются в работе, когда детали или узлы, разработанные и выполненные с нарушением технологии изготовления, не имеют необходимого запаса прочности. К эксплуатационным дефектам деталей, агрегатов и машин относятся такие, которые возникают в результате действия различных видов изнашивания, явлений усталости, коррозии, старения, деформации и т.д., а также в результате неправильного технического обслуживания и плохого ухода в период эксплуатации. Из всех перечисленных дефектов первостепенное значение имеют дефекты изнашивания и усталостного разрушения, так как они преобладают в процессе эксплуатации современных электровозов и электропоездов. Дефекты изнашивания непосредственно влияют на долговечность деталей, а дефекты усталостного разрушения — на безотказность. Узлы или отдельные детали, подлежащие дефектации, предварительно очищают, а детали, подлежащие дефектации на предмет обнаружения трещин, очищают до и после разборки узла.

В практике ремонта ЭПС при дефектации обычно используют наружный осмотр, контроль разными методами размеров, отклонений формы поверхностей деталей, отклонений в соединениях деталей и узлов, целостности материала деталей.

Наружный осмотр осуществляют обычно визуально, невооруженным глазом или с помощью простейших оптических средств — луп с 5—10-кратным увеличением. В редких случаях применяют микроскопы. При этом выявляют видимые погрешности поверхностей: риски, задиры, подплавления, поверхностные раковины, отслаивание и выкрашивание, вмятины, сколы, трещины различного происхождения и т.д. При контроле особое внимание обращают на поверхности, расположенные в зонах высоких тепловых и механических нагрузок, а также в зонах конструктивных и технологических концентраторов напряжений.

Контроль размеров типовыми операциями осуществляется измерением отклонений действительных размеров от нормальных вследствие износа или деформации детали либо ее поверхностей. Для упругих элементов контроль размеров производят под статической нагрузкой. Кроме того, у деталей проверяют нецилиндричность, огранку, неплоскостность и непрямолинейность.

Контроль отклонения в соединениях деталей и сборочных единиц без их разборки осуществляют путем измерения диаметральных, радиальных, аксиальных зазоров и натягов. Все эти отклонения контролируют методом линейных измерений с помощью универсального и специального инструмента и приборов, а также с использованием механических, гидравлических и пневмостендов. Уменьшение сечений от действия коррозии и зачистки деталей, изготовленных из проката и поковок, в местах, не подверженных износу от трения и не нормированных отдельными предписаниями, допускается не более чем на 15 % против чертежных размеров.

В зависимости от габаритов и материала изготовления, характера и места предполагаемого расположения дефекта для его выявления используют различные методы неразрушающего контроля (дефектоскопии): оптико-визуальный, компрессионный, капиллярные — цветной и люминесцентный, магнитопорошковый, электромагнитный (вихретоковый), ультразвуковой, ударно-звуковой (простукивание).

При оптико-визуальном контроле с применением в необходимых случаях луп, эндоскопов и перископов определяют только явные трещины, микротрещины этим методом не обнаруживаются.

Метод опрессовки (или компрессионный) заключается в том, что контролируемая полость детали или узла заполняется жидкостью или воздухом под давлением, а о наличии дефекта (трещины, раковины или негерметичности соединения) судят по появлению жидкости на поверхности детали, по характерному шипению воздуха или по появлению пузырьков воздуха в момент погружения изделия в воду.

Цветной и люминесцентный (капиллярные) методы применяются для отыскания поверхностных трещин на демонтированных деталях и деталях, находящихся в сборочных единицах, изготовленных из магнитных и немагнитных материалов. При цветном методе в местах дефекта выявляется цветовой индикаторный след; при люминесцентном методе дефекты выявляются по свечению люминес-цирующей жидкости во время освещения детали ультрафиолетовым светом.

Одним из основных методов неразрушающего контроля является магнитопорошковый метод, которым обеспечивается контроль важнейших узлов и деталей подвижного состава: осей колесных пар и колец подшипников, зубчатых колец и шестерен. Этим методом контролируют свыше ста деталей локомотивов и МВПС. Магнитопорошковый метод основан на обнаружении магнитных полей рассеяния, которые возникают на поверхности намагниченной детали в местах, где имеются нарушения целостности металла или встречаются включения с другой магнитной проницаемостью. При прохождении через дефектную часть детали магнитный поток изменяет свое направление, а по краям дефекта возникают магнитные полюсы, создающие магнитное поле рассеяния. Для обнаружения с помощью ферромагнитного порошка наружных микротрещин или дефектов, расположенных на глубине до 2 мм, проводятся следующие технологические операции: очистка изделия; намагничивание детали или ее части; нанесение на поверхность изделия порошка или суспензии; исследование и расшифровка результата контроля; размагничивание детали. Размагничивание деталей необходимо, чтобы исключить возможность притягивания абразивных частиц. С целью проведения магнитопорошкового контроля в локомотивных и моторвагонных депо применяют седлообразные МД-12ПС, эксцентричные МД-12ПЭ и шеечные МД-12ПШ дефектоскопы. Среди современных средств магнитопорошкового контроля широкое распространение получили: устройство УМДЗ, применяемое для контроля прямозубых и косозубых шестерен и ведомых зубчатых колес тяговых редукторов; установка ТПС-9706, с помощью которой проверяют свободные кольца диаметром от 100 до 400 мм подшипников качения буксовых узлов; стенд СМК-12 для контроля мелких деталей. Хорошо зарекомендовали себя и малогабаритные электромагниты МЭД 40/120, используемые при контроле деталей сложной формы.

Для магнитопорошкового контроля узлов и деталей на предприятиях локомотивного хозяйства железнодорожного транспорта используется уникальный комплекс, разработанный ЗАО НИИИН МНПО «Спектр», продукция которого сертифицирована и прошла специальную регистрацию в Реестре средств измерений. В состав комплекса входят: магнитный структуроскоп КРМ-Ц, предназначенный для неразрушающего контроля физико-механических свойств ферромагнитных изделий; намагничивающее устройство УНМ-300/2000 для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов в узлах и деталях; намагничивающее устройство УН-5 с гибким магнитопроводом, которое применяется в условиях, когда невозможно использование электромагнитов, а подвод электроэнергии затруднен или исключен правилами техники безопасности. С его помощью можно выявлять поверхностные дефекты — трещины, волосовины, непровары и т.д. Для контроля качества используемых магнитных порошков и суспензий, различных материалов при магнитопорошковой дефектоскопии предназначен магнитный прибор МФ-10СП. Методика применения порошков и суспензий в этом комплексе различна и зависит от ряда факторов. Так, например, для обнаружения мелких дефектов при мокром методе используют магнитный порошок MI-GLOW № 850 и MI-GLOW № 850А в ультрафиолетовом и обычном освещении.Порошок MI-GLOW № 106 применяют при контроле в среде керосина или легкого масла для контроля при видимом свете. Используются в ряде процессов контроля концентрат CircleSafe № 820 на водной основе, содержащий ингибиторы коррозии, противопенные и смачивающие добавки, вещества, регулирующие рН-фактор; аэрозоль CircleSafe № 820А, представляющий собой комбинацию не- флюоресцирующих частиц и специального смачивающего средства. Для обнаружения очень мелких дефектов, встречающихся в изделиях после чистовой обработки, применяют смесь магнитного порошка и смачивающего вещества MIGLOW № 810 в водной среде. Контроль стальных заготовок с грубой обработкой поверхности осуществляется флюоресцентным порошком MI-GLOW № 218, изготовленным специально для работы в водной среде. Заготовки из чугуна с грубой поверхностью контролируются флюоресцентным магнитным порошком MI-GLOW № 118 в среде легкого масла или воды. Находят применение концентрат MIGLOW № 788 и аэрозоль CircleSafe № 778 А, которая представляет собой комбинацию флюоресцирующих частиц желто-зеленого цвета (в ультрафиолетовом свете) и черного (в обычном), а также специального смачивающего средства на водной основе, содержит ингибиторы коррозии, противопенные и смачивающие добавки.

Электромагнитный метод с использованием вихретоковых дефектоскопов ВД-12НФМ применяется для обнаружения поверхностных трещин в деталях из ферромагнитных материалов с грубой плоской и криволинейной поверхностями. Кроме того, при помощи данного дефектоскопа можно контролировать изделия из алюминиевых и латунных сплавов.

Ультразвуковой контроль в ряду проведения неразрушающего контроля ответственных деталей локомотивов и МВПС занимает особое место благодаря его преимуществам: возможности обнаружения внутренних дефектов металла, в том числе при изучении зон, закрытых для непосредственного доступа к поверхности детали, т.е. при неполной разборке узла. Согласно действующей нормативно- технической документации (технологическим инструкциям и техническим указаниям) ультразвуковая проверка элементов подвижного состава проводится вручную. Ультразвуковая дефектоскопия (метод отраженного излучения) основана на свойстве ультразвуковых колебаний (волн) распространяться в твердом или жидком теле и отражаться от границ раздела двух сред (воздух — металл, инородные включения — металл, жидкость — газ и т.д.).

Ультразвуковая дефектоскопия используется как для контроля отдельных деталей, так и деталей, находящихся в узле; для выявления глубинных пороков металлов (волосовины, трещин, усадочных раковин, пористости, шлаковых включений и непроваренных сварных швов), не выходящих на поверхность независимо от материала, из которого они изготовлены. Можно выявить дефекты подступичной части оси колесной пары, в болтах крепления полюсов электрических машин, в зубьях шестерен тяговых редукторов и т.д. Количество тестируемых ответственных деталей достигает нескольких десятков. В локомотивных депо и на ремонтных заводах используют главным образом ультразвуковые дефектоскопы УД-10П и УД-ЗОП. По виду изображения отраженных колебаний, полученному на экране монитора, судят о наличии дефекта в проверяемой детали. Коэффициент отражения зависит от размера и характера препятствия, встретившегося на пути распространения колебаний.

Отечественными и зарубежными производителями разработаны ультразвуковые дефектоскопы, ряд микропроцессорных приборов, отвечающих необходимым требованиям, к которым относятся небольшие габариты и масса, высокий уровень обеспечения регистрации и документирования результатов контроля, а также эффективная связь прибора с ПЭВМ, необходимая для его автоматизации. По анализу технических характеристик предпочтителен в эксплуатации отечественный дефектоскоп «Пеленг» УД2-102, в энергонезависимую память которого введен банк данных, содержащий 96 типовых вариантов (основных режимов контроля), реализующих все необходимые методики и схемы контроля деталей подвижного состава. Для проведения контроля специалисту необходимо набрать номер, вызвать из памяти дефектоскопа соответствующую настройку и просканировать контролируемую деталь. При наборе номера вызываемой настройки текстовая подсказка на жидкокристаллическом экране указывает проверяемую деталь (или ее зону), тип и зоны установки пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП), а также тип стандартного образца для определения уровня браковочной чувствительности. Если при сканировании контролируемой детали на экране в зоне контроля появляется эхо-сигнал с уровнем, превышающим уровень браковочной чувствительности, срабатывает звуковая сигнализация. В верхней части экрана отображаются координаты предполагаемого дефекта (в мм) и величина превышения браковочного уровня (в дБ). Эхо-сигнал, являющийся критерием браковки, фиксируют включением режима «Стоп-кадр».