Доклад на девятой научно-практической конференции

 

Фирма «КОМПРО» занимается разработкой, изготовлением и внедрением на предприятиях УКРЗАЛІЗНИЦІ технологического оборудования для ремонта подвижного состава. Успешное внедрение универсальных стендов марки «Баланс» по диагностике и балансировке карданных валов и муфт сцепления, позволило значительно продлить их межремонтный пробег, снизить динамические нагрузки на подшипники качения генераторов и редукторов и в итоге повысить безопасность эксплуатации редукторно-карданных приводов в условиях увеличения скоростей подвижного состава. Следующим этапом после ремонта всех элементов редукторно-карданного привода является проверка их на прочность. Для этого ремонтным предприятиям УКРЗАЛІЗНИЦІ необходимо иметь современное испытательное оборудование, на котором условия проведения испытаний были бы близки к эксплуатационным. На сегодняшний день фирма «КОМПРО» по заказу Донецкой и Одесской железных дорог разработала, изготовила и готовит к внедрению новинки такого испытательного оборудования:

- вибрационно-испытательный стенд для карданных валов ТРКП и МАБ-2;

- стенд для обкатки и испытаний редукторов типа МАБ II, ВБА 32/2 от средней части оси колесной пары.

В реальных условиях эксплуатации карданные валы, муфты сцепления и редуктора подвергаются вибрационным динамическим нагрузкам, следовательно, технологическое оборудование для их испытаний тоже должно быть вибрационным. При создании конструкций стендов и алгоритма испытаний, были использованы рекомендации и требования государственных стандартов ГОСТы: 17167-71, 16962-71, 19118-73, а также руководства по ремонту УКРЗАЛІЗНИЦІ [1]. Все стенды фирмы «КОМПРО» оснащены современными измерительными системами, которые управляются с ПК, а все испытания проходят в автоматическом режиме по заданному алгоритму, что позволяет исключить влияние работающего персонала на результаты испытаний. Полученные результаты испытаний выводятся на экран монитора, заносятся в базу данных ПК и оформляются в виде ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАСПОРТА, который передается на вагон. Введение обязательной маркировки и формы учета технической информации в виде технологических паспортов для всех без исключения элементов редукторно-карданного привода позволяет отслеживать их межремонтный пробег, а поставленная личная подпись слесаря-ремонтника на таком документе, в случае аварии, влечет за собой его персональную ответственность за качество выполненного ремонта. Таким образом, удалось покончить с обезличиванием проводимых ремонтных работ.

Стенд марки «ВИК-4000» предназначен для вибрационного испытания карданных валов после деповского ремонта на вибропрочность по методу качающейся частоты [2]. Сущность этого метода заключается в циклическом прохождении заданного диапазона (0÷4000 мин^-1)  частот от нижней частоты до верхней и обратно при постоянстве заданных параметров вибрации в течение определенного времени. На вагоне карданный вал соединяет между собой выходной вал редуктора и выходной вал подвагонного генератора через муфту сцепления, каждый из которых имеет свою амплитуду вибрации. Следовательно, карданный вал находится под воздействием переменной по амплитуде вибрационной нагрузки. Статистика и теоретические выводы подтверждают, что обрывы карданных валов происходят именно из-за резкого увеличения, действующих на них динамических нагрузок. Известно также [3], что переменную по амплитуде динамическую нагрузку при испытаниях механической системы можно получить при возникновении явления резонанса. Поэтому, конструкция стенда (принципиальная схема стенда показана на Рис.1) была выполнена таким образом, чтобы в циклическом прохождении заданного диапазона частот 0÷4000 мин^-1 от нижней частоты до верхней и обратно карданный вал обязательно испытал бы явление резонанса. Таким образом, для испытания карданных валов мы искусственно создали самые невыгодные, критические условия, которые могут возникнуть в эксплуатации. Заданные нами условия проведения испытаний являются более жесткими, чем рекомендуемые Руководством по ремонту [1], а значит, и уровень безопасности карданных валов, прошедших вибрационные испытания через наш стенд, будет более высоким (фото2,3).

В процессе испытаний карданного вала на прочность в течение 15 минут измеряются в заданном диапазоне (0÷4000 мин^-1) и сравниваются с допускаемыми величинами следующие параметры(фото4):

- величина эксплуатационного дисбаланса с учетом технологических допусков для присоединительных фланцев в гр·см [4];

- величина эксплуатационной динамической нагрузки от карданного вала на подшипники качения выходного вала редуктора и вала подвагонного генератора в н;

- величина амплитуды вибрации (радиальное биение) вала в мм;

- величина частоты проводимых испытаний с фиксацией резонансной частоты в мин^-1;

- величина К.П.Д. карданной передачи при углах излома крестовин 0°и 5° в %.

Вторая новинка (фото5) - Стенд для обкатки и испытаний редукторов типа МАБ II, ВБА 32/2 от средней части оси колесной пары марки «ВИР-1500», может изготавливаться в трех вариантах:

1)      для испытаний «под нагрузкой» (40 кВт) только редукторов типа МАБ II, ВБА 32/2 от средней части оси колесной пары, т.е. 1 в 1,

2)      с возможностью проведения испытаний «под нагрузкой» (40 кВт) не только редукторов, но и карданных валов, т.е. 2 в 1,

3)      с возможностью проведения испытаний «под нагрузкой» (40 кВт) не только редукторов  карданных валов типа МАБ II, ВБА 32/2 от средней части оси колесной пары, а также  испытаний «под нагрузкой» (10 кВт) малых редукторов и карданных валов ТК-2, ТРКП привода генератора ЭГВ.01.У1 от торца оси, т.е. 4 в 1.

Во втором варианте базовый стенд (по 1 варианту) оснащается дополнительными: измерительными датчиками, приборами, электронным блоком управления и соответствующим новым пакетом программного обеспечения. При этом стоимость его увеличивается, примерно, на 20% от базового стенда.

В третьем варианте к базовому стенду добавляется еще отдельный Стенд для обкатки и испытаний редукторов и карданных валов ТК-2, ТРКП привода генератора ЭГВ.01.У1 от торца оси, но при этом часть оборудования от базового стенда используется совместно, например, шкафы нагрузки генератора, силовой шкаф управления электроприводом, шкаф управления нагрузкой генератора, стол оператора с блоком управления, аварийной защиты и видеонаблюдения и т.п. Его сможет обслуживать один рабочий-оператор, а универсальность приобретаемого технологического оборудования является всегда выгодной для заказчика в тех случаях, когда не требуется высокая производительность самого оборудования. Суммарная стоимость одного универсального стенда всегда ниже, чем набор отдельных стендов для выполнения заданного технологического процесса. Точную стоимость мы сможем подсчитать только после получения Технического задания на его разработку, но в любом случае она не превысит 50% от базового.

Программа проведение испытаний редукторов от средней части оси колесной пары по базовому варианту изготовления стенда предусматривает:

·          измерение перемещения (биения, вибрации, центровки при монтаже) корпуса редуктора относительно оси колесной пары на одном обороте (с точностью до 0,01мм), установленных в фиксированном положении неподвижно относительно корпуса редуктора в мм;

·         измерение величины динамической нагрузки на упорный хвостовик от вибрации редуктора из-за нарушения условий центровки его на оси в н;

·         Измерение температуры в двух местах (под подшипниками) редуктора в град.;

·         Измерение температуры окружающей среды до начала процесса обкатки редуктора в град;

·         Измерение температуры корпуса редуктора (масла) перед началом испытаний в град;

·         Измерение уровня шума шумомером направленного действия от редукторной пары шестерен в dB;

·         Измерение подводимой мощности к приводному электродвигателю в %.

4.      Измерение пирометрами в двух точках (под подшипниками) редуктора текущую температуру через фиксированные промежутки времени в град.;

5.      Измерение выходной температуры корпуса редуктора (масла) в конце испытаний с помощью бесконтактного датчика температуры (пирометра) в град.;

·         Измерение уровня шума шумомером направленного действия от пары шестерен в dB;

·         Измерение подводимой мощности к электродвигателю привода и выходной мощности на генераторе и расчет К.П.Д. редуктора в %.

Полученные результаты испытаний выводятся на экран монитора (фото 6), заносятся в базу данных ПК и оформляются в виде ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАСПОРТА, который передается на вагон, где установлена колесная пара с редуктором. Стенд по требованию Заказчика может дополнительно оснащаться современными средствами аварийной звуковой и световой сигнализацией, видеонаблюдением, защитными ограждениями.

 

Литература

1.      Руководство по ремонту Р 4684 РВ. Редуктроно-карданные приводы вагонных генераторов пассажирских ЦМВ. М.: МПС, 1986. 276 С.

2.      Справочник под редакцией Клюева В.В. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара. Том 2. М.: Машиностроение, 1978. 139 С.

3.      Левит М.Е., Рыженков В.М. Балансировка деталей и узлов. – М.: Машиностроение. 1986. 248 С.

4.      Боряк К.Ф., Силкин В.И., Калашник В.А., Ткаченко Ю.Г. Мифы и реальность о существующих методах настройки балансировочных станков. Д.: Технопарк ДонГТУ «УНИТЕХ». «Вибрация машин: измерение, снижение, защита». 2007. №2 (9). 51-57 С.