Использование эндоскопов ори диагностике и ремонте локомотивов
Современные тенденции развития ж.-д. транспорта связаны с усложнением конструкции тягового подвижного состава, высокой интенсивностью движения поездов и, соответственно, большой ценой каждого отказа оборудования локомотива. Важным фактором в обеспечении высокой надежности и безотказности тягового подвижного состава (ТПС) является высокоэффективное ремонтное производство и техническое обслуживание. Эффективность ремонтного производства определяется в свою очередь снижением затрат на ремонт и обслуживание, что возможно при переходе на систему ремонта по фактическому состоянию с использованием средств технической диагностики (ТД) и безразборных технологий. Применяемые средства ТД должны обеспечивать достоверность контроля, измерений или обследования объектов и позволять определить предполагаемые объемы ремонта оборудования на этапе диагностирования локомотива.
Одним из видов ТД является НК деталей ТПС, который выявляет зарождающиеся дефекты в деталях на ранней стадии. Система НК должна являться обязательной и неотъемлемой частью технологии ремонта и техобслуживания ТПС. Далее изложены предварительные сведения о возможностях оптического метода контроля с применением эндоскопов: особенности их использования в локомотивном хозяйстве, возможные объекты контроля, перспективы метода и существующих средств оптического контроля.
При эксплуатации ТПС основным типом дефекта, приводящим к выходу оборудования из строя, являются усталостные трещины, которые начинают развиваться на поверхности деталей. К дефектам также относятся закоксованность или загрязненность отверстий, клапанов, места ненормированного трения деталей и т. д. Для их выявления оптимален визуальный (оптический) контроль. Однако для осмотра труднодоступных узлов и деталей необходима полная или частичная разборка агрегата или узла, что понижает надежность изделия и приводит к дополнительным затратам.
С учетом зарубежного опыта перспективным является использование жестких и гибких эндоскопов. Их применение не требует особой подготовки и квалификации контролирующего персонала, а также увеличивает количество узлов и агрегатов, контролируемых по безразборной технологии, обеспечивая достаточную достоверность и информативность контроля. Это, в свою очередь, уменьшает простой локомотива на ремонте, повышает надежность агрегатов и узлов за счет исключения приработки деталей после ревизии, объективизацию определения объемов ремонта. Все эти факторы ведут к снижению эксплуатационных расходов на содержание ТПС. Рассмотрим возможности применения эндоскопов при контроле различных объектов локомотивов.
Детали электровозов ВЛ10 (в/и), 11 (в/и)
Экипажная часть
Колесные центры коробчатого сечения колесных пар в процессе эксплуатации воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки от массы электровоза, моменты вращения от тяговых электродвигателей, усилия, связанные с торможением локомотива, и т. д. В ТЧ-7 Октябрьской ж. д. за 2001 г. было выявлено порядка 60 - 80 случаев возникновения трещин в колесных центрах. Большинство дефектов имели такие размеры, что их устранение требовало обязательной выкатки колесных пар из-под электровоза с целью качественной заварки. Применение эндоскопов позволяет выявлять трещины на поверхности колесного центра на ранней стадии, в том числе - в местах, закрытых для внешнего осмотра.
Косозубая двусторонняя тяговая передача (редуктор) воспринимает вращающий момент от вала якоря двигателя и передает его на колесный центр. На поверхности зубьев (боковая рабочая поверхность, впадина, вершина) возникают поверхностные контактно-усталостные трещины, а также сколы, повышенный износ. Редуктор снаружи защищен кожухом из стеклопластика или стали. Зазоры между кожухом и зубчатыми колесами также являются нормированными. Применение эндоскопов значительно сократит трудозатраты и повысит надежность редукторного узла, так как исключается вероятность неисправности из-за неправильного монтажа кожухов.
Рессорное подвешивание у электровозов двухступенчатое, имеется два исполнения: люлечное и через опоры во второй ступени. Визуальный контроль первого затруднений не вызывает, а второй является труднодоступным вследствие конструкционного исполнения охватывающей рамы электровоза. Необходим контроль минимальных и максимальных зазоров, трещин, состояния пружин, состояния опор, наличия смазки, отсутствия контакта с другими деталями.
Ударно-тяговый аппарат состоит из автосцепки и поглощающего аппарата. Он воспринимает тяговые, тормозные продольные и ударные нагрузки при движении поезда, прицепке и отцепке электровоза от состава и т. д. Контролю необходимо подвергать детали автосцепки (внутри корпуса) и детали поглощающего аппарата.
Автотормозное оборудование
Детали и узлы компрессора КТ6Эл подвергаются воздействию механических и термических сил, что приводит к возникновению в них поверхностных контактно-усталостных трещин, повышенному и ненормальному износу деталей и нештатному их соприкосновению, отсутствию смазки и т. д. Применение эндоскопов позволяет осуществлять контроль без разборки компрессора.
Элементы системы пневматического торможения (трубопроводы, тормозные цилиндры и резервуары) подвергаются воздействию давлением сжатого воздуха до 10 кГс/см2, вибрации, запыленности и т. д. При контроле необходимо выявлять трещины, сквозные отверстия, повышенный и ненормальный износ, засоренность внутренних каналов, попадание посторонних объектов во внутренние полости, ржавчину.
Электрические аппараты силовых цепей
Электрическая часть электропневматических контакторов (губки контакторов, дугогасительные катушки и камеры) испытывают механическое и тепловое воздействие, в результате чего происходит оплавление поверхности губок из-за возникновения электрической дуги при разрыве цепи, механический износ деталей контактора, ослабление крепежа губок контакторов. Использование эндоскопов позволит осмотреть закрытые детали контакторов без съема дугогасительных камер.
Электрические машины в зависимости от их размещения в электровозе (под электровозом) испытывают механическое, электромагнитное и тепловое воздействие, на их состояние влияют влажность, температура, запыленность и т. д. Результатом являются усталостные трещины, повышенный и ненормальный износы, пробой изоляции обмоток, загрязненность, попадание посторонних предметов и т. д. Выявление этих дефектов визуальным осмотром без применения эндоскопов в некоторых случаях практически не-возможно (например, лобовые части обмоток с противоколлекторной стороны двигателя).
Контроль деталей тепловозов
Дизель
На деталях дизеля (втулка цилиндра, клапанные отверстия, клапаны) в процессе эксплуатации возникают усталостные трещины, они подвержены повышенному и ненормальному износу, осаждению продуктов сгорания топлива (закоксованность) и т. д. Наибольшую потенциальную опасность представляют дефекты втулки и клапанов цилиндра, тронка поршня, клапанных отверстий, то есть дефекты, возникающие во внутренней полости цилиндра. Применение эндоскопов позволит проводить контроль, не снимая клапанной коробки, - достаточно выкрутить форсунку и через нее осмотреть состояние деталей.
Наиболее часто возникающими дефектами в гидромеханическом редукторе являются трещины трубок, и как следствие, не поступление масла в колокола, износ подшипников. Применение эндоскопов позволит контролировать состояние масляной системы, косвенно состояние подшипников.
Электрические машины должны контролироваться так же, как аналогичные объекты электровозов серии ВЛ10 (в/и).
Автотормозное оборудование
Детали и узлы компрессора К2-Лок-1 тепловозов серии ЧМЭ3 (в/и), элементы системы пневматического торможения (трубопроводы, тормозные цилиндры и резервуары) должны контролироваться так же, как аналогичные объекты электровозов серии ВЛ10 (в/и).
Заключение
Использование эндоскопов при ремонте локомотивов даст существенный технический эффект за счет:
• повышения надежности локомотива благодаря выявлению дефектов на ранней стадии развития;
• изменения периодичности проведения ремонтов в сторону увеличения межремонтных пробегов;
• применения безразборной технологии, отсутствия в программе ремонта операций по разборке узлов и агрегатов;
• снижения количества перебраковок, исключения разборки исправных узлов и агрегатов.
В зависимости от объекта и типа контроля требуется использование различных эндоскопов:
• жесткие (для наружного осмотра труднодоступных деталей механической части на ТО и электрооборудования на ТР и ТО);
• гибкие неуправляемые (для контроля трубопроводов на ТР);
• гибкиеуправляемые(для контроля оборудования с высокими требованиями к техническому состоянию - втулки дизеля, гидромеханический редуктор, тормозные цилиндры, внутренние полости компрессоров и т. д.).
Современные тенденции развития ж.-д. транспорта связаны с усложнением конструкции тягового подвижного состава, высокой интенсивностью движения поездов и, соответственно, большой ценой каждого отказа оборудования локомотива. Важным фактором в обеспечении высокой надежности и безотказности тягового подвижного состава (ТПС) является высокоэффективное ремонтное производство и техническое обслуживание. Эффективность ремонтного производства определяется в свою очередь снижением затрат на ремонт и обслуживание, что возможно при переходе на систему ремонта по фактическому состоянию с использованием средств технической диагностики (ТД) и безразборных технологий. Применяемые средства ТД должны обеспечивать достоверность контроля, измерений или обследования объектов и позволять определить предполагаемые объемы ремонта оборудования на этапе диагностирования локомотива.
Одним из видов ТД является НК деталей ТПС, который выявляет зарождающиеся дефекты в деталях на ранней стадии. Система НК должна являться обязательной и неотъемлемой частью технологии ремонта и техобслуживания ТПС. Далее изложены предварительные сведения о возможностях оптического метода контроля с применением эндоскопов: особенности их использования в локомотивном хозяйстве, возможные объекты контроля, перспективы метода и существующих средств оптического контроля.
При эксплуатации ТПС основным типом дефекта, приводящим к выходу оборудования из строя, являются усталостные трещины, которые начинают развиваться на поверхности деталей. К дефектам также относятся закоксованность или загрязненность отверстий, клапанов, места ненормированного трения деталей и т. д. Для их выявления оптимален визуальный (оптический) контроль. Однако для осмотра труднодоступных узлов и деталей необходима полная или частичная разборка агрегата или узла, что понижает надежность изделия и приводит к дополнительным затратам.
С учетом зарубежного опыта перспективным является использование жестких и гибких эндоскопов. Их применение не требует особой подготовки и квалификации контролирующего персонала, а также увеличивает количество узлов и агрегатов, контролируемых по безразборной технологии, обеспечивая достаточную достоверность и информативность контроля. Это, в свою очередь, уменьшает простой локомотива на ремонте, повышает надежность агрегатов и узлов за счет исключения приработки деталей после ревизии, объективизацию определения объемов ремонта. Все эти факторы ведут к снижению эксплуатационных расходов на содержание ТПС. Рассмотрим возможности применения эндоскопов при контроле различных объектов локомотивов.
Детали электровозов ВЛ10 (в/и), 11 (в/и)
Экипажная часть
Колесные центры коробчатого сечения колесных пар в процессе эксплуатации воспринимают вертикальные и горизонтальные нагрузки от массы электровоза, моменты вращения от тяговых электродвигателей, усилия, связанные с торможением локомотива, и т. д. В ТЧ-7 Октябрьской ж. д. за 2001 г. было выявлено порядка 60 - 80 случаев возникновения трещин в колесных центрах. Большинство дефектов имели такие размеры, что их устранение требовало обязательной выкатки колесных пар из-под электровоза с целью качественной заварки. Применение эндоскопов позволяет выявлять трещины на поверхности колесного центра на ранней стадии, в том числе - в местах, закрытых для внешнего осмотра.
Косозубая двусторонняя тяговая передача (редуктор) воспринимает вращающий момент от вала якоря двигателя и передает его на колесный центр. На поверхности зубьев (боковая рабочая поверхность, впадина, вершина) возникают поверхностные контактно-усталостные трещины, а также сколы, повышенный износ. Редуктор снаружи защищен кожухом из стеклопластика или стали. Зазоры между кожухом и зубчатыми колесами также являются нормированными. Применение эндоскопов значительно сократит трудозатраты и повысит надежность редукторного узла, так как исключается вероятность неисправности из-за неправильного монтажа кожухов.
Рессорное подвешивание у электровозов двухступенчатое, имеется два исполнения: люлечное и через опоры во второй ступени. Визуальный контроль первого затруднений не вызывает, а второй является труднодоступным вследствие конструкционного исполнения охватывающей рамы электровоза. Необходим контроль минимальных и максимальных зазоров, трещин, состояния пружин, состояния опор, наличия смазки, отсутствия контакта с другими деталями.
Ударно-тяговый аппарат состоит из автосцепки и поглощающего аппарата. Он воспринимает тяговые, тормозные продольные и ударные нагрузки при движении поезда, прицепке и отцепке электровоза от состава и т. д. Контролю необходимо подвергать детали автосцепки (внутри корпуса) и детали поглощающего аппарата.
Автотормозное оборудование
Детали и узлы компрессора КТ6Эл подвергаются воздействию механических и термических сил, что приводит к возникновению в них поверхностных контактно-усталостных трещин, повышенному и ненормальному износу деталей и нештатному их соприкосновению, отсутствию смазки и т. д. Применение эндоскопов позволяет осуществлять контроль без разборки компрессора.
Элементы системы пневматического торможения (трубопроводы, тормозные цилиндры и резервуары) подвергаются воздействию давлением сжатого воздуха до 10 кГс/см2, вибрации, запыленности и т. д. При контроле необходимо выявлять трещины, сквозные отверстия, повышенный и ненормальный износ, засоренность внутренних каналов, попадание посторонних объектов во внутренние полости, ржавчину.
Электрические аппараты силовых цепей
Электрическая часть электропневматических контакторов (губки контакторов, дугогасительные катушки и камеры) испытывают механическое и тепловое воздействие, в результате чего происходит оплавление поверхности губок из-за возникновения электрической дуги при разрыве цепи, механический износ деталей контактора, ослабление крепежа губок контакторов. Использование эндоскопов позволит осмотреть закрытые детали контакторов без съема дугогасительных камер.
Электрические машины в зависимости от их размещения в электровозе (под электровозом) испытывают механическое, электромагнитное и тепловое воздействие, на их состояние влияют влажность, температура, запыленность и т. д. Результатом являются усталостные трещины, повышенный и ненормальный износы, пробой изоляции обмоток, загрязненность, попадание посторонних предметов и т. д. Выявление этих дефектов визуальным осмотром без применения эндоскопов в некоторых случаях практически не-возможно (например, лобовые части обмоток с противоколлекторной стороны двигателя).
Контроль деталей тепловозов
Дизель
На деталях дизеля (втулка цилиндра, клапанные отверстия, клапаны) в процессе эксплуатации возникают усталостные трещины, они подвержены повышенному и ненормальному износу, осаждению продуктов сгорания топлива (закоксованность) и т. д. Наибольшую потенциальную опасность представляют дефекты втулки и клапанов цилиндра, тронка поршня, клапанных отверстий, то есть дефекты, возникающие во внутренней полости цилиндра. Применение эндоскопов позволит проводить контроль, не снимая клапанной коробки, - достаточно выкрутить форсунку и через нее осмотреть состояние деталей.
Наиболее часто возникающими дефектами в гидромеханическом редукторе являются трещины трубок, и как следствие, не поступление масла в колокола, износ подшипников. Применение эндоскопов позволит контролировать состояние масляной системы, косвенно состояние подшипников.
Электрические машины должны контролироваться так же, как аналогичные объекты электровозов серии ВЛ10 (в/и).
Автотормозное оборудование
Детали и узлы компрессора К2-Лок-1 тепловозов серии ЧМЭ3 (в/и), элементы системы пневматического торможения (трубопроводы, тормозные цилиндры и резервуары) должны контролироваться так же, как аналогичные объекты электровозов серии ВЛ10 (в/и).
Заключение
Использование эндоскопов при ремонте локомотивов даст существенный технический эффект за счет:
• повышения надежности локомотива благодаря выявлению дефектов на ранней стадии развития;
• изменения периодичности проведения ремонтов в сторону увеличения межремонтных пробегов;
• применения безразборной технологии, отсутствия в программе ремонта операций по разборке узлов и агрегатов;
• снижения количества перебраковок, исключения разборки исправных узлов и агрегатов.
В зависимости от объекта и типа контроля требуется использование различных эндоскопов:
• жесткие (для наружного осмотра труднодоступных деталей механической части на ТО и электрооборудования на ТР и ТО);
• гибкие неуправляемые (для контроля трубопроводов на ТР);
• гибкиеуправляемые(для контроля оборудования с высокими требованиями к техническому состоянию - втулки дизеля, гидромеханический редуктор, тормозные цилиндры, внутренние полости компрессоров и т. д.).
