Мероприятия по повышению безотказности: ТЭМ электровозов ВЛ 10к в депо Рыбное Московской железной дороги
|
Введение 8
1. Анализ надежности тяговых электродвигателей электровозов в депо Рыбное Московской Железной Дороги 10
1.1. Параметры надежности ТЭМ 10
1.2.Варианты повышения надежности ТЭМ 12
1.3. Расчет андежности ТЭМ электровозов серии ВЛ10 в депо Рыбное 31
2. Факторы, влияющие на надежность ТЭМ электровозов ВЛ10 48
2.1. Влияние метеорологических факторов на надежность ТЭМ 48
2.2. Степень и характер влияния эксплуатационных факторов на надежность ТЭМ 55
2.3. Меры предупреждения теплового старения изоляции 59
3. Методы измерения температуры изоляции ТЭМ 63
3.1. Необходимость контроля температуры тяговых двигателей 63
3.2. Косвенный метод измерения температуры ТЭМ 64
3.3. Определение температуры ТЭМ по температуре дополнительных полюсов 66
3.4. Методы тепловизионного контроля ТЭМ локомотивов 68
4. Разработка мероприятий повышения уровня надежности ТЭМ 72
4.1. Применение автоматического секционирования 72
4.2. Способы резервирования ВЛ идущие к ТЭМ 74
4.3. Замена конструкции щеток токосъемного узла 79
5. Экономическая выгода от использования системы температурного контроля УВТЗ-4Б 82
6. Анализ травматизма и мероприятия по обеспечению электробезопасности при ремонте и испытании электрического оборудования при ремонте локомотивов 89
6.1. Опасные и вредные факторы в работе локомотивных бригад электровозов 89
6.2. Особенности обеспечения безопасности и охраны труда локомотивной бригады электровоза ВЛ 10к 99
6.3. Защита от шума и вибрации кабины машиниста электровоза 107
Заключение 111
Список используемой литературы 113
Приложения 116
Приложение А – Динамика событий по системе АС РБ в абсолютных значениях по сериям локомотивов 116
Приложение В – Динамика событий по системе АС РБ в удельных значениях на 1млн. км пробега по сериям локомотивов 117
Приложение С – Динамика отказов технических средств 1, 2 категории в абсолютных значениях по сериям локомотивов 118
Приложение D – Динамика отказов 1, 2 категории на 1 млн. км. пробега по сериям локомотивов (для маневровых тепловозов – удельное на 10 тыс. ч. работы) 119
Приложение E – Динамика удельного количества отказов 3 категории на 1 млн. км. пробега по системе КАСАНТ по сериям локомотивов 120
Приложение F – Корректирующие мероприятия по снижению рисков возникновения случаев нарушения безопасности движения, отказов технических средств и неплановых ремонтов в Сервисном локомотивном депо Рыбное по результатам работы за декабрь месяц 2015 года 121
1. Анализ надежности тяговых электродвигателей электровозов в депо Рыбное Московской Железной Дороги 10
1.1. Параметры надежности ТЭМ 10
1.2.Варианты повышения надежности ТЭМ 12
1.3. Расчет андежности ТЭМ электровозов серии ВЛ10 в депо Рыбное 31
2. Факторы, влияющие на надежность ТЭМ электровозов ВЛ10 48
2.1. Влияние метеорологических факторов на надежность ТЭМ 48
2.2. Степень и характер влияния эксплуатационных факторов на надежность ТЭМ 55
2.3. Меры предупреждения теплового старения изоляции 59
3. Методы измерения температуры изоляции ТЭМ 63
3.1. Необходимость контроля температуры тяговых двигателей 63
3.2. Косвенный метод измерения температуры ТЭМ 64
3.3. Определение температуры ТЭМ по температуре дополнительных полюсов 66
3.4. Методы тепловизионного контроля ТЭМ локомотивов 68
4. Разработка мероприятий повышения уровня надежности ТЭМ 72
4.1. Применение автоматического секционирования 72
4.2. Способы резервирования ВЛ идущие к ТЭМ 74
4.3. Замена конструкции щеток токосъемного узла 79
5. Экономическая выгода от использования системы температурного контроля УВТЗ-4Б 82
6. Анализ травматизма и мероприятия по обеспечению электробезопасности при ремонте и испытании электрического оборудования при ремонте локомотивов 89
6.1. Опасные и вредные факторы в работе локомотивных бригад электровозов 89
6.2. Особенности обеспечения безопасности и охраны труда локомотивной бригады электровоза ВЛ 10к 99
6.3. Защита от шума и вибрации кабины машиниста электровоза 107
Заключение 111
Список используемой литературы 113
Приложения 116
Приложение А – Динамика событий по системе АС РБ в абсолютных значениях по сериям локомотивов 116
Приложение В – Динамика событий по системе АС РБ в удельных значениях на 1млн. км пробега по сериям локомотивов 117
Приложение С – Динамика отказов технических средств 1, 2 категории в абсолютных значениях по сериям локомотивов 118
Приложение D – Динамика отказов 1, 2 категории на 1 млн. км. пробега по сериям локомотивов (для маневровых тепловозов – удельное на 10 тыс. ч. работы) 119
Приложение E – Динамика удельного количества отказов 3 категории на 1 млн. км. пробега по системе КАСАНТ по сериям локомотивов 120
Приложение F – Корректирующие мероприятия по снижению рисков возникновения случаев нарушения безопасности движения, отказов технических средств и неплановых ремонтов в Сервисном локомотивном депо Рыбное по результатам работы за декабрь месяц 2015 года 121
Проблеме улучшения тяговых энергетических характеристик локомотивов в системе эксплуатации железнодорожного транспорта придаётся первостепенное значение. В соответствии с «Энергетической стратегией ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года», стратегической задачей является оздоровление локомотивного парка через заводские ремонты и модернизацию энергопотребляющих систем. При этом планируется проведение модернизации 35+38 % парка электровозов и 45+48 % тепловозов. Энергопотребляющими системами локомотивов, в первую очередь, являются тяговые силовые цепи и вспомогательное оборудование, обеспечивающее их работу.
Надежность электровоза закладывается при проектировании, на производстве и во многом зависит от способов эксплуатации. Для определения путей повышения надежности электровоза необходимо знать факторы, влияющие на надежность, и причины возникновения отказов.
В условиях эксплуатации железных дорог неисправность даже одного электровоза может вызвать срыв графика движения поездов и тем самым причинить убыток, значительно превышающий стоимость, необходимую для обнаружения и устранения самой неисправности электровоза. Поэтому к надежности электровозов, работающих особенно на грузонапряженных линиях, предъявляются повышенные требования.
В связи с применением на железных дорогах России прогрессивных методов эксплуатации на участке обращения электровоз находится в длительном безостановочном движении и, кроме того, надолго удаляется от пунктов осмотра и ремонта, что затрудняет своевременное выявление и устранение последствий случайных отказов.
Современные методы эксплуатации электровозов на участках обращения большой протяженности при сменном обслуживании локомотивными бригадами также требуют повышенной надежности оборудования электровозов.
Значение надежности очень велико, так как от нее в значительной степени зависит интенсивность использования оборудования, производительность труда, затраты на ремонт и в конечном счете себестоимость продукции.
В настоящее время наука о надежности позволяет сделать приближенные расчеты показателей надежности оборудования электровозов. Изучение теории надежности позволит правильно организовать ремонт, повысить эффективность - использования электровоза и т. д.
Практические расчеты надежности базируются на статистических и экспериментальных данных. Поэтому в локомотивных депо и на ремонтных заводах должен быть хорошо поставлен учет данных об отказах. Достаточно полная и достоверная статистическая информация о результатах эксплуатации электровозов позволяет: изучить влияние условной эксплуатации узлов на их надежность; применить обоснованные, решения о повышении качества и надежности, а также требуемой конструктивной доработки узлов электровозов.
Достоверность информации об отказах узлов электровозов может быть достигнута только при полном, учете всех без исключения отказов независимо от причины возникновения, места, последствий и трудоемкости их устранения. В целях определения количественных показателей надежности, о которых говорилось выше, необходимо иметь сведения о времени восстановления на линии или в депо (время поиска отказа, время ожидания ремонта, время устранения отказа и т. п.). Очень важно учитывать затраты на ремонт (в чел-ч) и стоимость расхода запчастей и материалов.
В данной работе ставится цель – разработать мероприятия по повышению безотказности ТЭМ электровозов ВЛ 10к по депо Рыбное Московской железной дороги. Предметом изучения есть электровоз серии ВЛ10к. Метод исследования – аналитически расчетный.
Надежность электровоза закладывается при проектировании, на производстве и во многом зависит от способов эксплуатации. Для определения путей повышения надежности электровоза необходимо знать факторы, влияющие на надежность, и причины возникновения отказов.
В условиях эксплуатации железных дорог неисправность даже одного электровоза может вызвать срыв графика движения поездов и тем самым причинить убыток, значительно превышающий стоимость, необходимую для обнаружения и устранения самой неисправности электровоза. Поэтому к надежности электровозов, работающих особенно на грузонапряженных линиях, предъявляются повышенные требования.
В связи с применением на железных дорогах России прогрессивных методов эксплуатации на участке обращения электровоз находится в длительном безостановочном движении и, кроме того, надолго удаляется от пунктов осмотра и ремонта, что затрудняет своевременное выявление и устранение последствий случайных отказов.
Современные методы эксплуатации электровозов на участках обращения большой протяженности при сменном обслуживании локомотивными бригадами также требуют повышенной надежности оборудования электровозов.
Значение надежности очень велико, так как от нее в значительной степени зависит интенсивность использования оборудования, производительность труда, затраты на ремонт и в конечном счете себестоимость продукции.
В настоящее время наука о надежности позволяет сделать приближенные расчеты показателей надежности оборудования электровозов. Изучение теории надежности позволит правильно организовать ремонт, повысить эффективность - использования электровоза и т. д.
Практические расчеты надежности базируются на статистических и экспериментальных данных. Поэтому в локомотивных депо и на ремонтных заводах должен быть хорошо поставлен учет данных об отказах. Достаточно полная и достоверная статистическая информация о результатах эксплуатации электровозов позволяет: изучить влияние условной эксплуатации узлов на их надежность; применить обоснованные, решения о повышении качества и надежности, а также требуемой конструктивной доработки узлов электровозов.
Достоверность информации об отказах узлов электровозов может быть достигнута только при полном, учете всех без исключения отказов независимо от причины возникновения, места, последствий и трудоемкости их устранения. В целях определения количественных показателей надежности, о которых говорилось выше, необходимо иметь сведения о времени восстановления на линии или в депо (время поиска отказа, время ожидания ремонта, время устранения отказа и т. п.). Очень важно учитывать затраты на ремонт (в чел-ч) и стоимость расхода запчастей и материалов.
В данной работе ставится цель – разработать мероприятия по повышению безотказности ТЭМ электровозов ВЛ 10к по депо Рыбное Московской железной дороги. Предметом изучения есть электровоз серии ВЛ10к. Метод исследования – аналитически расчетный.
В данном дипломном проекте рассмотрены мероприятия по обеспечению требуемого уровня надежности ТЭМ электровозов ВЛ-10к в депо Рыбное Московской Железной Дороги.
Во первой части приведен анализ надежности ТЭМ с использованием отчета и статистических материалов эксплуатационного локомотивного депо Рыбное Московской железной дороги в период с 2014 по 2015 годы. Анализ показывает, что параметр потока отказов двигателей зависит от степени использования электровоза и температуры окружающей среды. Также выявлено, что самым страдающим узлом ТЭМ является якорь и наибольшее число отказов происходит в осенне-зимне-весенний период времени, когда происходит интенсивное увлажнение изоляции обмоток ТЭМ со снижением диэлектрической прочности, наблюдается наибольшее количество пробоев изоляции.
В второй части проекта рассмотрена факторы, влияющие на надежность ТЭМ электровозов. Изменения параметра потока отказов ТЭМ в зависимости от метеорологических факторов. Выяснено, что в зимний период происходит перегрев изоляции ТЭМ по причине того, что выходные отверстия двигателя закрываются уплотнительными люками, что приводит к существенному изменению системы вентиляции двигателя. Доказана необходимость улучшения качества пропитки изоляции ТЭМ на средних и третьего объема ремонтах.
В третьей части, на основании расчета температуры добавочного полюса доказана необходимость внедрения бортовых систем контроля температуры и влажности, дающих информацию о тепловом состоянии оборудования и увлажненности непосредственно в эксплуатации, и обеспечивающих благодаря этому более полный и точный диагноз и прогноз состояния узлов ТЭМ.
В четвертой части рассматриваются мероприятия по повышению уровня надежности ТЭМ. В частности применение автоматического секционирования, способы резервирования ВЛ идущие к ТЭМ и замена конструкции щеток токосъемного узла. Это позволит повысить надежность работы как отдельных агрегатов, так и всего электровоза в целом.
В пятой части рассматриваются экономические вопросы. Рассчитан экономический эффект от внедрения системы температурного контроля ТЭМ электровозов ВЛ-10к. По результатам расчета следует, что годовой экономический эффект от внедрения системы непрерывного контроля температуры тяговых электродвигателей составляет 73,024 тыс. рублей, а срок окупаемости 2,6 года, что гораздо меньше нормативного срока окупаемости на железнодорожном транспорте.
В шестой части (Охрана труда) приведен анализ травматизма в Центральной дирекции по ремонту ТПС и рассмотрен вопрос о мероприятиях по обеспечению электробезопасности при ремонте и испытании электрического оборудования в депо Рыбное Московской Железной Дороги. Отмечено исключительно большое значение изолирующих полов и обуви.
Работа имеет большое практическое значение при рассмотрении аналогичных проектов.
Дипломный проект выполнен в полном объеме на 107 страницах с использованием 32 рисунков, 21 таблиц, 6 приложений и 22 литературных источников.
Во первой части приведен анализ надежности ТЭМ с использованием отчета и статистических материалов эксплуатационного локомотивного депо Рыбное Московской железной дороги в период с 2014 по 2015 годы. Анализ показывает, что параметр потока отказов двигателей зависит от степени использования электровоза и температуры окружающей среды. Также выявлено, что самым страдающим узлом ТЭМ является якорь и наибольшее число отказов происходит в осенне-зимне-весенний период времени, когда происходит интенсивное увлажнение изоляции обмоток ТЭМ со снижением диэлектрической прочности, наблюдается наибольшее количество пробоев изоляции.
В второй части проекта рассмотрена факторы, влияющие на надежность ТЭМ электровозов. Изменения параметра потока отказов ТЭМ в зависимости от метеорологических факторов. Выяснено, что в зимний период происходит перегрев изоляции ТЭМ по причине того, что выходные отверстия двигателя закрываются уплотнительными люками, что приводит к существенному изменению системы вентиляции двигателя. Доказана необходимость улучшения качества пропитки изоляции ТЭМ на средних и третьего объема ремонтах.
В третьей части, на основании расчета температуры добавочного полюса доказана необходимость внедрения бортовых систем контроля температуры и влажности, дающих информацию о тепловом состоянии оборудования и увлажненности непосредственно в эксплуатации, и обеспечивающих благодаря этому более полный и точный диагноз и прогноз состояния узлов ТЭМ.
В четвертой части рассматриваются мероприятия по повышению уровня надежности ТЭМ. В частности применение автоматического секционирования, способы резервирования ВЛ идущие к ТЭМ и замена конструкции щеток токосъемного узла. Это позволит повысить надежность работы как отдельных агрегатов, так и всего электровоза в целом.
В пятой части рассматриваются экономические вопросы. Рассчитан экономический эффект от внедрения системы температурного контроля ТЭМ электровозов ВЛ-10к. По результатам расчета следует, что годовой экономический эффект от внедрения системы непрерывного контроля температуры тяговых электродвигателей составляет 73,024 тыс. рублей, а срок окупаемости 2,6 года, что гораздо меньше нормативного срока окупаемости на железнодорожном транспорте.
В шестой части (Охрана труда) приведен анализ травматизма в Центральной дирекции по ремонту ТПС и рассмотрен вопрос о мероприятиях по обеспечению электробезопасности при ремонте и испытании электрического оборудования в депо Рыбное Московской Железной Дороги. Отмечено исключительно большое значение изолирующих полов и обуви.
Работа имеет большое практическое значение при рассмотрении аналогичных проектов.
Дипломный проект выполнен в полном объеме на 107 страницах с использованием 32 рисунков, 21 таблиц, 6 приложений и 22 литературных источников.
