Измерение активного сопротивления обмоток

Активное сопротивление обмоток двигателя проверяют методом вольтметра-амперметра, используя вольтметры M1106 и амперметры M1104 класса точности 0,2.

Увеличение активного сопротивления обмоток остова может быть вызвано выплавлением кабелей в патронах или наконечниках, обрывами жил кабелей, нарушениями контакта в межкатушечных соединениях, а также дефектами в полюсных катушках. Уточнить место повреждения можно, пропуская через проверяемую цепь ток, равный двойному часовому, в течение 5—10 мин. Поврежденное место будет иметь повышенный нагрев.

Контроль состояния якорных подшипников на собранном двигателе

Якорные подшипники служат для поддержания вала якоря.

Количество порч и неисправностей на 1 млн км пробега колеблется от 0,44 до 3,68 для якорных подшипников электровозов.

Большое количество порч и неисправностей якорных подшипников обусловлено тяжелыми условиями их работы. Тяжелые условия работы якорных подшипников определяются сравнительно высокими динамическими нагрузками, большим числом оборотов якоря, перекосами, возникающими вследствие отклонений, допускаемых при монтаже и изготовлении деталей, сопрягаемых с подшипниками, и в результате упругого прогиба вала якоря, а также нагревом деталей, обусловленным внутренним трением в самом подшипнике, притоком тепла от обмоток двигателя и другими факторами.

Важным условием, обусловливающим надежную работу подшипника, является посадка внутреннего кольца на вал с гарантированным натягом. Невыполнение этого условия приводит к тому, что при максимальном натяге внутренних колец на валах радиальный зазор может отсутствовать и возможно появление преднатяга в подшипнике. В этих случаях он греется, изнашивается, происходит разрушение сепаратора и заклинивание подшипника. Также следует учитывать, что на величину потерь трения и на тепловой режим подшипника весьма сильно влияет степень заполнения корпуса при постоянном объеме смазки. Избыток смазки так же, как и ее недостаток, всегда вызывает нагрев подшипников.

В якорных подшипниках некоторые дефекты появляются как следствие изнашивания и развития усталостных микротрещин. Износ возникает из-за проскальзывания тел качения по кольцу, что значительно возрастает при загрязнении, ухудшении качества смазки, ржавлении. Вследствие циклических нагрузок возникает явление усталости металла как на рабочих поверхностях внутреннего и наружного колец, так и на сепараторе подшипника. Периодические деформации приводят к образованию микротрещин и отслаиванию металла.

Для определения состояния подшипников в локомотивных депо используются методы виброакустической диагностики.

Вибрация, возбуждаемая подшипниками качения, обусловлена в первую очередь дефектами изготовления и монтажа, а также дефектами, возникающими в процессе эксплуатации.

Физическим носителем информации о состоянии элементов подшипника в виброакустической диагностике служат упругие волны, которые возбуждаются в подшипнике соударением этих элементов.

Наряду с методами виброакустической диагностики используется способ акустической эмиссии в ультразвуковой полосе частот.

На этом принципе работает индикатор ресурса подшипников ИРП-12, который предназначен для проверки на работающем оборудовании технического состояния подшипников качения:

• — степени износа подшипников в режимах экспресс контроля;
• — наличие смазки в подшипниковых узлах;
• — правильность сборки подшипниковых узлов при изготовлении и ремонте.

Прибор состоит из пьезоэлектрического датчика, присоединительного кабеля со штекером, измерительного блока, корпус которого изготовлен из алюминиевого сплава. На корпусе измерительного блока имеется гнездо, кнопка «включено — выключено», кнопка ПИК для фиксации наибольших показаний на дисплее, отсек источников питания с крышкой. Масса прибора (без источника питания) не более 0,4 кг. Устройство и принцип работы прибора иллюстрируется функциональной схемой (рисунок 32).

Схема обеспечивает обработку ультразвуковых сигналов от дефектов всех частей подшипника и оценку их совокупного значения в виде обобщенного критерия степени износа подшипника в балльной форме. Критерии степени износа подшипников в цифровой форме выводятся на дисплей. Оценка состояния износа определяется путем сравнивания фактического показания дисплея при проверке технического состояния подшипника с данными, полученными экспериментально по различным дефектам якорных подшипников.

Рисунок 32 — Функциональная схема прибора ИРП-12.

Зависимость между техническим состоянием (степенью износа якорного подшипника) и показанием дисплея D прибора ИРП-12 от времени работы при номинальной нагрузке подшипника представлена на рисунке 33.

Рисунок 33 — Зависимость между состоянием подшипника и показаниями дисплея прибора ИРП-12.

Кривая Dm-a-b-c-d-e в координатах D (показания дисплея) и Т (суммарное время работы в часах с момента установки подшипника при рабочей нагрузке оборудования) показывает степень износа подшипника от времени. Точки кривой соответствуют следующим состояниям подшипника (если дефекты смазки и…

— точка d — вероятное разрушение сепаратора.

Oбласть кривой Dm-a определяет зону устойчивой работы подшипника, a-c — область возможной эксплуатации, а переход показаний прибора в зону c-e сигнализирует о недопустимости дальнейшей эксплуатации. Для каждого конкретного подшипникового узла кривая D(T) снимается экспериментально. На ней устанавливают границы областей износа.

Прибор работает следующим образом. Пьезодатчик включенного прибора прикладывается к наружной поверхности подшипникового узла в месте нахождения подшипника. Акустико-эмиссионный сигнал от работающего подшипника в полосе частот 20—300 кГц, несущий информацию об износных дефектах подшипника, после обработки в балльной цифровой форме выводится на дисплей.

С использованием компьютерных технологий работают диагностические комплексы ВЕКТОР-2000, ВЕКТОР-2 (ПРИЗ) и ПРОГНОЗ-1.

Программно-методические комплексы виброакустической диагностики (ПМК-ВД), ВЕКТОР-2000, ВЕКТОР-2 (ПРИЗ) предназначены для:

• — контроля технического состояния подшипников качения после их монтажа на локомотиве и в процессе эксплуатации;
• — раннего обнаружения дефектов подшипниковых узлов с определением вида и величины всех 12 возможных дефектов подшипника;
• — контроля за развитием дефектов вплоть до предаварийного состояния или замены подшипника с максимально возможными интервалами между измерениями;
• — экспресс-прогноза технического состояния подшипников качения по однократным или периодическим измерениям вибрации для назначения сроков технического обслуживания или ремонта;
• — накопления и хранения информации о состоянии подшипников качения в процессе эксплуатации.

Программно-методическое обеспечение виброакустического комплекса позволяет производить:

• — автоматическую обработку результатов измерений вибрации виброанализатором с определением значений диагностических параметров и выводом их на экран монитора;
• — автоматическую идентификацию всех обнаруженных из 12 основных дефектов подшипников качения с указанием их глубины;
• — автоматическое определение рекомендованных пороговых значений для каждого вида дефекта с возможностью их коррекции по результатам анализа накопленной пользователем информации;
• — автоматическое определение гарантированного срока эксплуатации подшипника до 20% от его среднего ресурса (при отсутствии опасных дефектов);
• — выдачу рекомендаций по устранению дефектов или замене подшипника при обнаружении опасных дефектов;
• — диагностирование неограниченного количества подшипников, формирование и корректировку баз данных;
• — ввод в базу данных информации о подшипниках с ее автоматической корректировкой;
• — автоматический поиск ошибок и проверка совместимости результатов периодических измерений вибрации;
• — детальное диагностирование подшипника в автоматическом режиме с выводом промежуточных результатов на экран монитора;
• — подробный анализ спектров огибающей в неавтоматическом режиме;
• — внесение в базу данных дополнительной информации;
• — вывод на экран монитора или печатающее устройство необходимой документации;
• — коррекцию данных подшипников с их последующим автоматическим или ручным передиагностированием по имеющимся в базе данных спектрам огибающей вибрации.

Структура программно-методического комплекса виброакустической диагностики представлена на рисунке 34.

Для организации виброакустического комплекса необходимы следующие аппаратные средства: спектроанализаторы — сборщики данных типа PL-36, 2526 «Брюль и Къер», ВЕКТОР-2000 (комплекс на базе компьютера Portable, персональный компьютер IBM PC/AT не менее 486), акселерометр.

Рисунок 34 — Программно-методический комплекс виброакустической диагностики: 1 — испытуемый объект; 2 — спектроанализатор; 3 — персональный компьютер с программным обеспечением; 4 — акселерометр В отделе ЭВМ Центра внедрения новой техники и технологий «Транспорт» МПС России (г. Омск) совместно с ЗАО «ВАСТ» (г. Санкт-Петербург) в 1997 г. был разработан комплекс оперативной вибродиагностики роторных механизмов Прогноз-1. Комплекс предназначен для определения технического состояния и остаточного ресурса подшипников качения и зубчатых передач путем измерения, обработки, регистрации и анализа сигналов вибрации и частоты вращения механических узлов после проведения одного цикла измерений. В состав комплекса вибродиагностики входит IBM PC совместимый компьютер типа Portable (для переносного варианта) или компьютер с монитором на электронно-лучевой трубке для стационарного варианта, имеющий процессор 486 DX или выше, плата L1250f, адаптер L1250f, датчик вибрации, датчик оборотов, электронный ключ, разъемы и соединительные кабели.

Плата L1250f обеспечивает:

• — установку дискретных значений коэффициента усиления тракта: 1, 2, 5;
• — преобразование сигнала в цифровую форму;
• — цифровую обработку входных сигналов (быстрое преобразование Фурье (БПФ), фильтрацию, выделение огибающей);
• — обмен информацией с компьютером.

Адаптер обеспечивает:

• — подключение датчика вибрации к расположенному на плате усилителю заряда;
• — подключение датчика оборотов;
• — подключение питания и коммутаций восьми датчиков вибрации со встроенными усилителями;
• — дискретную установку значений коэффициента усиления: 1, 10, 100;
• — фильтрацию входного сигнала для устранения эффекта наложения спектральных составляющих сигнала при его преобразовании в цифровую форму.

Датчики вибрации (пьезоэлектрические акселерометры) со встроенными усилителями типа АП57у и датчик оборотов с согласующими устройствами служат для измерения и синхронизации входных сигналов.

Комплекс решает следующие задачи:

• — коммутацию измерительных каналов;
• — регистрацию выборок виброизмерительной информации;
• — преобразование аналогового сигнала в цифровую форму.

В локомотивных депо применяются и другие аппаратные средства, выполняющие аналогичные функции.