МІНІСТЕРСТВО Освіти і науки УКРАЇНИ

Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту

імені академіка В. Лазаряна

Кафедра «ЕРС залізниць»

Курсова робота

з дисципліни „Технологія ремонту ЕРС”

на тему «Ремонт дугогасної камери

швидкодіючого вимикача БВП-5-02 при

проведенні ПР-3 електровоза»

Виконав: ст. гр. 251м

Орлов А.О

Перевірив: к.т.н., доцент Михайленко Ю.В.

Дніпропетровськ 2015

Зміст

Вступ

1 Аналіз конструкції вузла і умов роботи

2 Аналіз зносу деталей

3Аналіз технологічнх методів ремонту

4 Розробка комплекту документів на технологічний процес

5 Обладнення і оснастка

6 Охорона праці

Список використаної літератури

Вступ

Чітка і безперебійна робота електрорухомого складу на лінії можлива тільки при його технічно справному стані, який є однією з важливих умов повної безпеки руху поїздів.

Швидкодіючий вимикач призначений для захисту тягових двигунів від струмів короткого замикання в режимі тяги і рекуперації.

На затяжних підйомах двигуни споживають велику кількість енергії, це буде викликати протікання високих струмів через контакти швидкодіючого вимикача. При протіканні високих струмів потрібно забезпечити надійну роботу швидкодіючого вимикача, а саме: надійне струмопротікання , велика швидкість включення і відключення, висока температура нагріву контактів призводять до прискорення процесу зношування як самих контактних поверхонь, так і деталей рухомої системи.

Режим рекуперації є не менш напруженим ніж режим тяги, оскільки підвищення напруги на тягових двигунах (вище за напругу контактної мережі), а відповідно на контактах швидкодіючого вимикача, приводить до погіршення їх роботи.

Підвищення напруги приводить до погіршення умов розриву дуги. Часті розриви електричної дуги при відносно високій напрузі приводять до вигорання і зменшення товщини стінок і перегородок дугогасниних камер, обгоранню ізоляторів і ізоляційних стрижнів, стійок дугогасниних рогів.

На сьогоднішній день на новому електрорухомому складі широке застосування знайшли вакуумні вимикачі, які здатні витримати протікання високих струмів, відповідно і їх розрив завдає набагато менших зношень, час спрацювання в десять раз менший і можуть розривати електричну дугу при вищій напрузі. ніж швидкодіючі вимикачі.

Однак оскільки існує досить велика кількість електрорухомого складу зі швидкодіючим вимикачем типу БВП-5-02 , то актуальність даного курсогвого проекту не може викликати питаннь.

1 Аналіз конструкції вузла і умов робот

Швидкодіючий вимикач БВП-5-02 призначений для розриву силового кола і його захисту від струмів короткого замикання.

Особливістю роботи швидкодіючого вимикача є те, що через нього проходить весь тяговий струм, який єдиномоментно може бути перерваний. При цьому породжуються великі перенапруження від самоіндукції, що в свою чергу призводить до зношення контактів через перенос матеріалу від контакту до контакта. Ці електричні навантаження від перехідних процесів налягають на дугогасну систему вимикача, зокрема на такий його елемент як дугогасна камера. При розриві кола під струмом магнітне поле дугогасної котушки виштовхує дугу в дугогасну камеру. Всередині її знаходиться велика кількість азбестових перегородок, які викривляють форму дуги, роблячи її довшою, а отже більш схильною до згасання. Врешті решт дуга зникає, адже стає досить довгою, а також через те. що іде теплообмін дуги зі стінками дугогасної камери, і дуга охолоджується. При цьому досить сильно нагріваються стінки камери, азбест якої починає при цьому вигорати. Крім того, дугогасні роги, будучи тілами, які направляють дугу до камери, теж піддаються зносу через те, що на їх поверхні також відбувається процес горіння. З часом експлуатації електровоза азбесту перегородок стає все менше, а на рогах з'являється окалина. Ці дефекти мають бути усунені. Даний курсовий проект акцентує увагу на процесі відновлення не лише дугогасної камери взагалі, а й саме дугогасних рогів.

Рисунок 1- Дугогасна камера БВП-5-02 (а) та дугогасний ріг (б)

Технічні дані швидкодіючого вимикача наступні:

Граничний струм, що відключається , А, при U = 4000 В і індуктивності 5—7 мГн……………………………………………………………...20 000

Номінальний струм, А………………………………………………...................1 850

Номінальна напруга, В……………………………………………………………..3 000

Струм уставки, А………………………………………………………………..

Номінальний тиск повітря в циліндрі, кПа………………………………………500

Власний час спрацьовування, с……………………………………………0,0015—0,003

Номінальна напруга кола (ланцюга) управління, В………………………………50

Струм утримуючої катушки при 50 В, А………………………………………..1,18

Номінальний струм допоміжних контактів, А………………………………………5

Розхід головних контактів, мм……………..………………………………………….35—40

Натиснення головних контактів, Н, не менше………………………………………..220

Розхід допоміжних контактів, мм ………………………………………………………3—4

Провал допоміжних контактів, мм…………………………………………………..1,5—2

Натиснення допоміжних контактів, Н, не менше………………………………………18

Лінія зіткнення силових контактів %, не менше………………………….....................85

Площа поверхні прилягання важеля якоря до полюса рами %, не менше………………………………………………………………………...75

Число допоміжних контактів:

замикаючих…………………………………………………………………………………4

розмикаючих ………………………………………………………………………………4

Зазор між лівим рогом камери і слідом руху рухомого контакту, мм………………3—6

Найменший тиск стислого повітря для нормальної роботи пневматичного приводу при напрузі на зажимах вентиля і утримуючої катушки 30 В, кПа ……………………………………………………..375

Напруга змінного струму частотою 50 Гц для випробування ізоляції протягом 1 хв, В: силового кола (ланцюга) із знятою камерою ……………………………………15 000 ланцюги управління ……………………………………………………………………1 500

Опір ізоляції між дугогасними рогами камери, МОм, не менше……………………….5

Маса, кг …………………………………………………………………………………….228

Дугогасна камера лабіринтно-щільового типу складається з двох азбестоцементних боковин 4 з уклеєними перегородками 2. Зверху на камеру встановлюється деіонна решітка 3. Усередині камери закріплені дугогасні роги 7. Один з них при надяганні з'єднується з нерухомим контактом, інший зв'язаний зі сталевим кронштейном. Перегородка 5 служить для розділення дуги і збільшення її довжини та швидкості (с 1961 р. на камерах не встановлюється). Кронштейн 6 служить для приєднання дугогасної камери до апарату.

Апарат працює в умовах постійних вібрацій та ударів з боку залізничного полотна, а також в умовах перевищення нормальних напруг і допустимого значення сили струму, які можуть різко змінюватися. Із зовні в апарат може потрапляти волога та пил, що при низьких температурах може утворювати іній та конденсат, які в свою чергу можуть призвети до зниження опору і збільшення провідності всередині камери. Це призводить до погіршення її роботи, зменшення її ролі в гасінні дуги. Негативно підвищює електропровідність і наявність пилу у внутрішній порожнині камери.

Механічні дій викликають підвищений знос болтових і шпилькових з'єднань камери, призводять до появи тріщин стінок та перегородок, розбовтують кріплення рогів.

Основу камери складає крихкий матеріал азбестоцемент, що вимагає акуратного поводженння з ним при ремонті. Крім того, олов'яний покрив мідних дугогасних рогів сильно вигорає при відключення ШВ під струмом.

Сам дугогасний ріг виконаний з міді, покритий шаром олова (рисунок 2б). Це вимагатиме при виконанні ремонту розробки технології її нанесення на поверхню деталі. Крім того, ріг має такий специфічний елемерт як різьба.

2 Аналіз зносу деталей

Складні умови роботи електрорухомого складу викликають прискорену появу зносу у деталей різного виду, який приводить до зміни геометрії деталей, збільшення між ними зазорів, появі місцевого виривання металу, зміні поверхневої або внутрішньої структури. Найбільш характерний зносу дугогасній камері є електроерозійний і корозійний.

Термічний знос виникає унаслідок часткового поглинання елементами електричних кіл електричної енергії, що супроводжується їх нагрівом. Тепло виділяється в дугогасних пристроях при гасінні електричної дуги. При протіканні по колах струмів, що короткочасно перевищують розрахункові значення, можуть відбуватися місцеве (внутрішнє) обгорання стінок камери, часткове випаювання олова з поверхні рогів.

Для дугогасноі камери характерні такі зноси:

-зноси різьбових з'єднань від механічного впливу та термічної дії дуг ( рисунок 2);

Рисунок 2 - 1 -тріщина напруження на опорній поверхні головки; 2 -тріщина напруження під головкою на круговій поверхні; 3 -тріщина напруження на ребрі шестигранника; 4 -тріщина напруження в поперечному напрямку; 5 -тріщина напруження у впадині різьби; 6 -тріщина напруження на вершині різьби; 7 -поперечна тріщина напруження на торці головки;8 -тріщина напруження в повздовжньому напрямку; 9 -тріщина напруження з радіальним проникненням; 10 - тріщина в головці

- тріщини в стінках і перегородках, відколи (рисунок 3);

Рисунок 3 - Тріщини та відколи стінок дугогасної камери

- прогари стінок та перегородок (рисунок 4)

Рисунок 4 - прогари стінок та перегородок: 1 - прогорілі стінки, 2 - перегородки з термічною виробіткою в кінці

–оплавлення дугогаснго рогу, термічна виробітка (рисунок 5);

Рисунок 5 – Оплавлення дугогасного рогу

З часом експлуатації з ладу виходять також такі елементи як шунт, шарніри, контактні елементи, полюси. Шунти слугують для підводу електричного струму до контакних елеметнів камери. Зроблені вони з міді і пропускають через себе досить великі струми. Це означає , що в процесі роботи вони піддаються впливу великих температур і можуть оплавлятися.

Шарніри піддаються великим механічним навантаженням. Через це вони розбовтуються, міцність кріплення погіршується. Це в свою чергу призводить до хитань камери, виникає ризик її завалу. Міцність кріплення камери визначається якістю затяжки болта та гайки на позиції 6 ( рисунок 1). При ремонті ці болт та гайка підлягають ретельному затягуванню.

Контактні елементи безпосередньо розривають дугу і піддаються найсильнішим струмовим, а отже і тепловим перевантаженням. Оскільки від них горіння дуги передається на дугогасні роги, то і характер їхнього зносу ідентичний. Вони оплавляютья, підгоряють.

Від механічного вливу з боку колії розхитуються також полюси. Їх кінці можуть відклеїтися від стінок дугогасної камери, що вимагає підклейки при ремонті. Крім того, зносу підлягає шар емалі на поверхні полюсу. Емаль може відколюватися від нього.