Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Диагностика электромеханических систем транспортного комплекса. Контактная сеть. Учебное пособие
.pdf
транспортного средства одним из
с
т
,S
с
уст
b
Рис. 2.10. Схема инерционного
мостов на стенд доводят окружную
скорость колес до 30…60 км/ч, а
затем резко тормозят. Так как тормозной силе, стремящейся остановить колесо, противодействует кинетическая энергия вращающегося
маховика, то каждое колесо остановится через определенное количество оборотов, пропорциональное тормозному пути.
Система датчиков позволяет измерять в процессе испытаний тор-
мозной путь на стенде
величину
замедления каждого из колес на
стенде
и другие параметры.
Можно, в частности, измерять тормозную силу по значению реактивного крутящего момента, возникающего на валу между маховиком и
роликами стенда, времени торможения, а также времени появления
тормозной силы от момента нажа-
роликового тормозного стенда
тия тормозной педали.
Типовая схема силового тормозного стенда показана на рис. 2.11.
После установки колес испытываемого транспортного средства на
стенд запускается электродвигатель 8, который раскручивает колесо до
заданной частоты вращения (обычно до линейной скорости 3…5 км/ч).
После стабилизации частоты вращения колес водитель нажимает тормозную педаль, вследствие чего посредством сил сцепления на роликах создается сила сопротивления (реактивный момент) действию приводного двигателя, пропорциональная тормозной.
Чувствительным элементом, реагирующим на эту силу, обычно являются балансирные динамометры. В качестве последних применяют
балансирный приводной электродвигатель или редуктор либо электродвигатель и редуктор на одной общей балансирной плите.
В схеме с балансирным редуктором (рис. 2.11) реактивный момент,
стремящийся повернуть его вокруг оси, измеряют посредством датчика
51
3, воспринимающего действие балансирного редуктора. Датчик обыч-
1
2 3 4
5
12 11 10 9 8 7
6
А
А
В
А-А
Вид В
но электрический или комбинированный электрогидравлический.
Для отсчета времени с момента сжатия тормозной педали на нее
устанавливают специальное переносное контактное устройство. На
силовых роликовых стендах можно определить значение установившейся тормозной силы каждого колеса и время ее нарастания с момента сжатия тормозной педали.
Рис. 2.11. Схема силового тормозного стенда:
1 – измерители тормозных сил; 2 – световые извещатели блокировки колес;
3 – датчик тормозной силы; 4 – вспомогательный автоблокировочный ролик;
5 – цепная передача; 6 – измеритель давления на педаль; 7 – датчик давления
на педаль тормоза транспортного средства; 8 – электродвигатель; 9 – редук тор; 10 – подшипники; 11 – ролики; 12 – рама
Исследования показали, что площадочные тормозные стенды не
могут быть рекомендованы для троллейбусов, так как погрешность
измерения достигает 35 %, Применение таких стендов требует неоправданно больших площадок для установки самого стенда и размещения площадки для разгона. Эффективность использования стенда
существенно снижается из-за необходимости проводить дополнительные манёвры для повторных испытаний после регулировочных работ.
Сопоставительные исследования инерционных и силовых роликовых стендов показали, что более приемлемы для троллейбусов силовые
стенды с малой скоростью вращения (4…5 км/ч) с учётом их следующих преимуществ: меньшие габариты, масса, затраты энергии при испытаниях, простота конструкции, большая безопасность для персонала.
Для контроля параметров механических тормозов всех эксплуатируемых типов троллейбусов НИКТИ ГХ разработан силовой тормозной стенд СКТ. Он состоит из двух идентичных блоков роликов (для
52
левого и правого колеса троллейбуса), пульта управления и выносного
1 2 3 4 5 6
7
контактного датчика нажатия тормозной педали. Блоки роликов идентичны по конструкции. На рис. 2.12 показана схема одного из блоков.
Он состоит из двух роликов 5, кинематически связанных между собой
цепью 4, измерительного устройства 3, врезанного в вал 2, редуктора 1
и электродвигателя 7, обеспечивающих вращение роликов с линейной
скоростью 4 км/ч и крутящим моментом до 3 кН м. Для возможности
съезда со стенда предусмотрена выталкивающая площадка 6.
Рис. 2.12. Блок роликов стенда контроля
тормозов типа СКТ
Ролики 5 стенда СКТ выполнены с продольной нарезкой, что позволяет реализовать на стенде высокий коэффициент сцепления даже
при мокрых шинах – 0,65…0,75.
Вместе с тем дорожные испытания остаются и будут одним из основных методов экспресс-диагностики тормозных систем троллейбуса.
Именно дорожные испытания эффективности тормозов троллейбусов
предусмотрены действующими «Правилами технической эксплуатации троллейбусов». Поэтому уточнение их режимов и методов так же
актуально, как и создание методов и средств стендового контроля.
Задачу оперативного диагностирования тормозного оборудования
способен решить автоматизированный диагностический комплекс. Он
предусматривает контроль за состоянием тормозной системы вагона
путем определения длины тормозного пути с заданной скорости начала торможения и величины тормозного замедления, а также регистрацию удельного основного сопротивления движению.
53
В основу работы рассматриваемого устройства положен метод
Процессор
определения диагностируемых параметров путем регистрации разности скоростей вагона при движении на испытательном полигоне
(участке пути на территории депо).
Рис. 2.13. Структурная схема измерительного комплекса
Структурная схема измерительного полигона на рис. 2.13 аналогична описанной в [3]. Датчики Д1–Д6, устанавливаемые на испытательном
полигоне, образуют две различные группы: первая группа (Д1–Д3) фиксирует моменты прохождения участков полигона при движении вагона
выбегом; вторая (Д4–Д6) моменты прохождения контрольных точек
полигона при торможении вагона. Согласно алгоритму измерения вагон
движется в пределах полигона вначале в режиме выбега при прохождении первого контрольного участка, затем переходит в режим торможения. Информация с датчиков через блок сопряжения поступает в
устройство подготовки данных, где фиксируется время прохождения
участков полигона. Точность регистрации временных интервалов обеспечивается кварцевым генератором с нестабильностью опорных интервалов времени 10–7 с. Блок управления через устройство ввода переписывает информацию из устройства подготовки данных в процессор, где
производятся необходимые арифметические вычисления. Результаты
вычислений поступают в оперативное запоминающее устройство и на
блок индикации. Результаты измерений отображаются на цифровом
табло в удобной для пользования форме.
54
Глава 3. ДИАГНОСТИКА СИСТЕМЫ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Системы электроснабжения электрического транспорта городов и
регионов условно подразделяются на два крупных образования: внешнее и внутреннее электроснабжение. В систему внешнего электроснабжения входят элементы, перерабатывающие энергию различных
источников (горючих материалов, водных ресурсов, воздушных потоков, солнечного излучения и т. д.) в электрическую и доставляющие её
потребителю, в качестве которого на транспорте выступают тяговые
подстанции.
Основные элементы системы внутреннего электроснабжения:
тяговые подстанции, служащие для преобразования электриче-
ской энергии трёхфазного переменного тока в однофазный либо в постоянный ток требуемого уровня напряжения;
контактные и кабельные сети, по которым электрическая энергия
подаётся потребителю (подвижному составу);
рельсовые сети, выполняющие роль токоотводящего элемента с
минусовым потенциалом в сетях электроснабжения на постоянном токе, либо нулевого потенциала в сетях однофазного переменного тока.
Поскольку тяговые подстанции не взаимодействуют непосредственно с подвижным составом, вопросы диагностики элементов подстанций не включены в материал пособия.
3.1. Система электроснабжения
как объект диагностирования
Сравнивая два из трёх оставшихся элементов системы электроснабжения с позиций эксплуатационной надёжности и износостойкости, необходимо отметить, что контактные и кабельные сети наиболее
55
подвержены воздействию как взаимодействующего в первую очередь с
контактной сетью подвижного состава, так и окружающей среды.
Под контактной сетью (КС) понимается совокупность линейных
токоведущих, изолирующих, поддерживающих и опорных элементов,
которые служат для подведения электроэнергии непосредственно к
токоприемникам подвижного состава. Контактная сеть, как правило,
находится под напряжением, опасным для окружающих при прикосновении. Поэтому она располагается на недоступной высоте.
В случае применения воздушной контактной сети токосъём осуществляется с контактного провода, натянутого на безопасной высоте
над подвижным составом. Система подвешивания контактных проводов линии к поддерживающим конструкциям называется контактной
подвеской.
В зависимости от того, каким образом поддерживается натяжение
контактного провода и его подвешивание, различают несколько типов
контактных подвесок. Здесь необходимо заметить, что проекция провода на горизонтальную плоскость представляет собой не прямую, а
ломаную зигзагообразную линию.
На городском транспорте до сих пор распространена простая подвеска, при которой контактный провод непосредственно закреплен на
необходимой высоте с помощью специальных поперечных устройств,
связывающих его с поддерживающими конструкциями.
Жесткой простой подвеской называется система непосредственного крепления контактного провода к неупругим опорно-поддерживающим конструкциям, лишенная возможности смещения точек подвешивания при прохождении токоприемников. Токосъём улучшается,
если точка крепления контактного провода допускает смещение. В зависимости от размера этого смещения различают полужесткую и эластичную контактную подвески.
Полужёсткой простой подвеской считается система непосредственного крепления контактного провода к относительно упругим
поддерживающим конструкциям, обеспечивающим незначительный
отжим провода в точке подвешивания при прохождении токоприемника подвижного состава. Такая подвеска обладает эластичностью, так
как позволяет перемещаться контактному проводу в точке подвеса.
Эластичной простой подвеской считается система подвешивания
контактного провода к поддерживающим конструкциям посредством
промежуточных упругих звеньев, отклоняемых от своего статического
положения при отжиме провода токоприемником.
56
Контактная сеть постоянно находится под воздействием внешней
среды. При изменении температуры изменяется длина контактного
провода, что ведет к изменению стрел его провеса. Для автоматического поддержания постоянного усилия натяжения контактного провода
применяют грузовые компенсаторы. При использовании в конструкции подвески грузовых компенсаторов она называется простой компенсированной подвеской.
При маятниковой подвеске струны, поддерживающие провод, располагаются под углом к вертикали таким образом, чтобы вектор действующих в них усилий компенсировал результирующую векторов сил
от веса контактного провода и горизонтальной силы, действующей на
провод в точке излома контактного провода (в вершине зигзага).
Цепная подвеска состоит из несущего троса, который непосредственно подвешивают к поперечным конструкциям, и контактного
провода, подвешиваемого к несущему тросу с помощью струн. В цепной подвеске возможно глухое закрепление в конце контактной сети
как контактного провода, так и несущего троса. В этом случае цепная
подвеска называется некомпенсированной цепной подвеской. При
применении компенсатора в контактном проводе при глухом закреплении несущего троса цепная подвеска называется полукомпенсированной цепной подвеской; если компенсаторы установлены как в контактном проводе, так и в несущем тросе, цепная подвеска называется
полностью компенсированной.
Контактные провода являются основным элементом контактной
сети. Материал контактных подвесок должен обладать высокими механическими и электрическими свойствами: прочностью, износоустойчивостью, термоустойчивостью и электропроводностью. Высокая
прочность позволяет реализовать большие натяжения проводов, что
повышает ветроустойчивость подвески, стабилизирует её работу в течение всего периода эксплуатации, обеспечивает высокое качество токосъёма. Высокая износоустойчивость означает незначительный износ
провода в процессе эксплуатации и длительный срок службы контактной сети. Термоустойчивость характеризует способность провода сохранять прочность и достаточную твердость при повышении температуры, противостоять воздействию электрической дуги. Высокая электропроводность снижает потери электроэнергии в контактной сети.
При движении токоприёмников вследствие износа, коррозии и атмосферных воздействий в контактной сети появляются изменения, которые могут вызвать её неисправность и повреждение отдельных эле-
57
ментов. Наибольшее количество повреждений возникает по следующим причинам: неисправность токоприёмников, нарушение правил
ведения подвижного состава, неудовлетворительное состояние рельсового пути или дорожного покрытия, неисправность элементов контактной сети.
Серьёзные трудности в создании средств диагностики КС в значительной степени вызваны её особенностями как объекта диагностики.
Контактная сеть – сложное инженерное сооружение значительной
протяжённости с периодической структурой, предназначенное для непрерывного электроснабжения подвижного состава посредством
скользящего контакта.
Основное требование к КС как элементу системы технического обслуживания и ремонта – постоянное соответствие основных параметров необходимому уровню надёжности, условиям эксплуатации и интенсивности использования. Такое соответствие может быть достигнуто, если фактические показатели надёжности КС, как и параметры системы технического обслуживания и ремонта, формируются на основе
объективной информации о её техническом состоянии с учетом использования.
Для правильной организации системы диагностирования большое
значение имеет структура блочно-функциональной декомпозиции КС.
Вариант такой декомпозиции, произведённой по вертикали и горизонтали, представлен на рис. 3.1.
Вертикальная декомпозиция приводит к построению иерархии связей составляющих её компонентов. В этой иерархии выделено четыре
уровня:
секционный, включающий в себя секцию контактной сети;
системный, включающий поддерживающие, несущие, фиксиру-
ющие, линейные токоведущие, опорные устройства, устройства компенсации температурных удлинений, сопряжения и специальные части;
подсистемный, включающий в себя отдельные сборочные еди-
ницы;
элементный, включающий неразборные детали.
Такая декомпозиция предопределяет форму соподчинения диагностических целей и алгоритмов.
Горизонтальная декомпозиция КС позволяет выделить отдельные
составляющие по основному характеру физического процесса, функциональному назначению или принципу технического исполнения.
58
Секция контактной сети
Опорные
конструкции
Поддерживающие
конструкции
Фиксирующие
устройства
Компенсаторы
температурных
удлинений
Специальные
части
Линейные
токоведущие
устройства
Кронштейны и консоли
Тросы (с изоляторами, седлами)
Струновые узлы (струны, изоляторы,
зажимы)
Подвесы
Опоры с изоляторами
Стенные крючки с шумоглушителями
Фиксирующие поперечины
Фиксаторы с зажимами и изоляторами
Температурные винты (байдраты,
натяжные муфты)
Грузовые компенсаторы (грузы, блоки)
Стрелочное слияние КП
Пересечение
Секционные изоляторы
Байдраты (с байдратными зажимами)
Стыковые клеммы
Контактный провод
Элементы и детали
Рис. 3.1. Блочно-функциональная композиция
Диагностирование каждого из объектов этой системы, как правило,
можно выполнять с использованием нескольких физических методов,
среди которых всегда можно выделить доминирующий.
Взаимосвязь на системном уровне для наиболее распространенных
типов контактной сети ГЭТ показана на рис. 3.2. Анализ связей позволяет составить функциональную диагностическую модель контактной
сети (рис. 3.3).
Полная оценка технического состояния КС может быть получена
по результатам измерения большого числа входных, внутренних и выходных параметров. Практически для получения оценки состояния достаточно выделить совокупность прямых и косвенных диагностических признаков и параметров, отображающих наиболее вероятные
59
неисправности, связанные со снижением работоспособности и возник-
()
i
S
Поддерживаю-
щее
устройство
Опорные
конструкции
Фиксирующие
конструкции
Устройства
компенсации
температурных
удлинений
Устройства
сопряжения
Контактный провод
Токоприёмник Токоприёмник
Опорные
конструкции
Опорные
конструкции
Фиксирующие
конструкции
Фиксирующие
конструкции
Поддерживающее устройство
Контактный провод
Токоприёмник Токоприёмник
Опорные
конструкции
Устройства
сопряжения
Устройства
компенсации
температурных
удлинений
новением отказов. Пользуясь функциональной моделью, можно задать
всё множество состояний КС. При этом мощность множества состоя-
ний
определяется числом возможных состояний функциональных
элементов модели.
a
Рис. 3.2. Взаимосвязь элементов контактной сети на системном уровне:
а – простая подвеска; б – цепная подвеска
б
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]