. недостаточно смазки, повреждение подшипника;
. попадание влаги в тяговый двигатель, перенапряжение, грязный изолятор или кронштейн щеткодержателя;
. механическое повреждение изоляции, старение изоляции, снижение изоляционных свойств, вследствие частых перенапряжений;
. щетки слишком сильно прижаты к коллекторным пластинам;
. замыкание между секциями обмоток якоря или коллекторными пластинами;
. размотаны бандажи якоря и часть обломков отброшена в сторону вентиляционных отверстий;
. неправильный монтаж проводов.
Способ устранения неполадок тягового электродвигателя:
1. приработать щетки к коллекторным пластинам при малых скоростях движения, продорожить зачистить и отшлифовать коллектор. Заменить щетки, отрегулировать нажатие щеток, проточить и отшлифовать коллектор. Заменить щетки, изоляторы, отремонтировать обмотку в деповских условиях, отыскать поврежденную катушку дополнительного полюса и заменить её (в депо). Обеспечить свободный ход щетки, очистить коллектор, отремонтировать якорь в деповских условиях;
. снять потеки и наблюдать за подшипниковым узлом. Если повреждение повториться, снять тяговый двигатель с тележки, разобрать подшипниковый узел и заменить подшипник. Устранить перекос, подтянув болты крышки подшипника;
. добавить смазку. Снять тяговый двигатель с тележки, разобрать подшипниковый узел, заменить подшипник и смазку;
. протереть тяговый двигатель чистой салфеткой, смоченной бензином, заменить изолятор или кронштейн щеткодержателя;
. устранить повреждения в депо;
. отключить тяговый двигатель, по прибытии в депо устранить повреждение;
. установить нормальное нажатие щеток;
. отключить тяговый двигатель, по прибытии в депо отремонтировать якорь;
. отключить тяговый двигатель, по прибытии в депо отремонтировать;
. пересоединить концы тягового двигателя.
Для диагностирования тяговых электродвигателей используются основные методы диагностирования: неразрушающий контроль и разрушающий контроль.
Неразрушающий контроль включает в себя: электрический, вихретоковый, тепловой, радиоволновой, ультразвуковой методы, виброакустический.
Неразрушающий контроль - последняя и в ряде случаев единственно возможная технологическая операция, позволяющая выявлять недопустимые дефекты в технических объектах и тем самым предотвращать возникновение чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте.
Техническая диагностика - область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов.
Техническое диагностирование - процесс установления технического состояния объекта с указанием места, вида и причин возникновения дефектов и повреждений.
Надёжностью является наиболее полной оценкой качества объектов (изделий). Под надёжностью понимают свойство объекта (изделия) сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, Характеризующих способность его выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надёжность - сложное свойство, состоящее из сочетания таких свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.
Безотказность - это свойство объекта (изделия) непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.
Долговечность - свойство объекта (изделия) сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при - установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность - свойство объекта (изделия), заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, а также поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём проведения технического обслуживания и ремонтов.
Ультразвуковая дефектоскопия
Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых волн проникать в металл на большую глубину и отражаться от находящихся в нем дефектных участков. В процессе контроля пучок ультразвуковых колебаний от вибрирующей пластины вводится в контролируемый шов. При встрече с дефектным участком ультразвуковая волна отражается от него и улавливается другой пластиной, которая преобразует ультразвуковые колебания в электрические. Эти колебания после усиления подаются на экран электронно-лучевой трубки дефектоскопа, свидетельствуя в виде импульса о наличии дефектов. При контроле щуп перемещают вдоль шва, прозвучивая таким образом различные по глубине зоны шва. По характеру импульсов судят о протяженности дефектов и глубине их залегания.
К преимуществам ультразвуковой дефектоскопии относятся: возможность обнаружения внутренних дефектов, большая проникающая способность, высокая чувствительность, возможность определения места и размера дефекта. Вместе с тем, метод имеет ряд отрицательных особенностей. К ним относится необходимость специальных методик контроля отдельных типов изделий, высокой чистоты поверхности детали в месте контроля, что особенно затрудняет дефектоскопию наплавленных поверхностей. Поэтому указанным методом контролируются детали, для которых разработаны необходимые технологии, регламентирующие зоны и чувствительность контроля; места ввода ультразвуковых волн в изделие; тип дефектоскопа; тип искательной головки.
Вихретоковая дефектоскопия
Метод вихретоковой дефектоскопии дает возможность обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов. Он основан на использовании действия вихревых токов, возникающих в поверхностном слое контролируемой детали от пронизывания его магнитным потоком, на первичную или особую измерительную катушку.
Сущность метода состоит в следующем. Если к контролируемой поверхности приблизить катушку, по которой протекает переменный ток, то в металле возникнут замкнутые вихревые токи. Величина этих токов зависит от частоты возбуждающего тока, электропроводности и магнитной проницаемости материала изделия, относительного расположения катушки и детали, от наличия на поверхности дефектов типа нарушения сплошности. Магнитное поле вихревых токов направлено против основного магнитного потока и несколько гасит его, что может быть измерено величиной полного сопротивления генерирующей катушки. В случае изменения вихревых токов, изменяется и полное сопротивление. Изменение величины вихревых токов может быть обнаружено с помощью другой (измерительной) катушки.
Виброакустический метод
Виброакустическая метод - это наиболее эффективный из известных методов технической диагностики двигателей. Метод позволяет на работающем двигателе вести обнаружение ключевых дефектов, определяющих его надежность и ресурс, проводить локацию местоположения дефектов, контролировать и управлять их развитием.
Предварительно двигатель очищают снаружи вручную с помощью скребков и ветоши. Для окончательной очистки двигатель обмывают в специальных моечных (одно- или двухкамерных) машинах.
Двухкамерная моечная машина состоит из двух герметически закрывающихся камер. В камере двигатель обмывают горячей (80- 90 °С) водой, которую насосом подают во вращающееся, от привода душевое устройство. Чтобы внутрь двигателя не попала влага, все вентиляционные и другие отверстия в остове тщательно закрывают специальными заглушками и крышками, а на место крышки верхнего коллекторного люка прикрепляют специальный патрубок, через который в двигатель подают от вентилятора воздух, создавая внутри него избыточное давление. После обмывки поднимают промежуточную дверь и перемещают двигатель на самоходной тележке в камеру 2, где при закрытой двери в течение 15-20 мин сушат его потоком нагретого от калорифера воздуха.
Частота вращения душевого и сушильного устройств 2 об/мин. Обе камеры могут работать одновременно.
Очищенную машину устанавливают на позицию для осмотра, где ее тщательно осматривают
Осмотр по выявлению внешних дефектов осуществляют визуально. Одновременно сверяют номера остова, подшипниковых щитов и шапок моторно-осевых подшипников.
Затем измеряют электрические параметры машины, определяют осевой разбег якоря, биение и износ коллектора, радиальные зазоры якорных подшипников и биение наружных колец.
Для выполнения перечисленных измерений ремонтная позиция оснащена необходимыми измерительными приборами, статическим преобразователем с колонкой выводов и индукционным нагревателем для снятия внутренних колец подшипников и лабиринтных колец.
Сопротивление изоляции тяговых двигателей измеряют мегаомметром на 2,5 кВ. (Для исключения дополнительной погрешности сопротивление изоляции следует измерять мегаомметрами на соответствующее напряжение.)
При измерении сопротивления изоляции соединяют начало (или конец) цепи главных полюсов с началом (или концом) другой цепи - добавочных полюсов и якорной обмотки. К этим выводам подсоединяют зажим «Л» мегаомметра. Второй его зажим «3» соединяют с корпусом машины. В процессе измерения необходимо следить, чтобы выводные концы контролируемых обмоток не касались пола или корпуса двигателя, в противном случае показания прибора будут неправильными. У исправных тяговых двигателей сопротивление изоляции должно быть не менее 5 МОм. Если оно окажется меньше, следует измерить сопротивление отдельных цепей (главных и добавочных полюсов, обмоток якоря) и выявить поврежденное место, имея в виду, что снижение сопротивления могло быть вызвано увлажнением или неисправностью кронштейнов, межкатушечных соединений.
Сопротивление изоляции измеряют до обмывки двигателя.
Сопротивление изоляции вспомогательных машин должно быть не менее 3 МОм. Способы проверки и выявления дефектных мест в изоляции для вспомогательных машин те же, что и для тяговых двигателей.
Активное сопротивление обмоток электрических машин измеряют обычно мостом МД6 (или УМ13) и сравнивают с установленным для машины данного типа значением. Увеличение активного сопротивления может быть вызвано дефектами в полюсных катушках, выплавлением кабелей в патронах или наконечниках, обрывом жил выводных кабелей или межкатушечных соединений и нарушением контакта в этих соединениях.
Для выявления причины увеличения сопротивления подозреваемую обмотку машины подключают к статическому преобразователю и устанавливают в ней ток, равный удвоенному значению ее тока часового режима. Дефектное место выявляют на ощупь по повышенному нагреву.
Затем при вращении двигателя под напряжением 220-400 В без нагрузки проверяют работу якорных подшипников, вибрацию двигателя, биений коллектора и работу щеточного аппарата.
Якорные подшипники проверяют по их нагреву и на слух при вращении якоря двигателя с частотой около 700-750 об/мин в течение 5-10 мин в каждую сторону. Исправный подшипник должен работать без треска, щелчков, заеданий и в режиме холостого хода машины не перегреваться относительно температуры окружающей среды более чем на 10 °С.
Вибрацию двигателя проверяют также при его работе на холостом ходу при частоте вращения 700 об/мин. Измеряют вибрацию ручным вибрографом ВР-1. Место приложения вибрографа к корпусу двигателя может быть любым. Если вибрация двигателя окажется более 0,15 мм, якорь необходимо балансировать.
Биение коллектора измеряют индикаторов, который подводят к коллектору через коллекторный люк и закрепляют струбциной на кромке остова. Биение замеряют по средней части рабочей длины коллектора и на расстоянии 10-20 мм от его наружного среза. Если оно превысит предельно допустимое значение, то коллектор подлежит обточке.
Биение коллектора можно измерять и с помощью приспособления, корпус которого закрепляют на кронштейне щеткодержателя. Переместив ползунок на рабочую часть коллектора, устанавливают индикатор на нуль и при вращении коллектора определяют биение.
Выработку (износ) рабочей части коллектора можно измерить, также используя это приспособление. Для этого ползунок вначале отводят на нерабочую часть коллектора, устанавливают индикатор на нуль, а затем при неподвижном коллекторе перемещают ползунок по всей рабочей части коллектора и фиксируют по индикатору наибольшее значение выработки.
При отсутствии описанного приспособления выработку можно измерить шаблоном или щупом и линейкой.
Шаблон устанавливают на коллектор и удерживают рукой так, чтобы колодка приспособления располагалась строго параллельно коллекторным пластинам, а ее торец совпадал с концом коллектора. Вращая поочередно головки микрометров, определяют выработку в двух точках по длине коллектора.
Для определения выработки щупом и линейкой, линейку устанавливают узким ребром на коллекторную пластину и щупом по всей ее длине измеряют зазор между нижней кромкой линейки и рабочей поверхностью пластины. Такие замеры делают в нескольких местах по окружности коллектора.
Коммутацию машины оценивают по степени искрения под щетками. Если при визуальной оценке искрение под щетками окажется более 1.5 балла, а у щеточно-коллекторного узла дефектов выявлено не будет, то необходима тщательная проверка магнитной системы машины, ее отдельных узлов и настройка коммутации.
Радиальные зазоры якорных подшипников проверяют пластинчатыми щупами на неподвижной машине. Для этого снимают наружные крышки и лабиринтные кольца подшипников щитов и проверяют щупом зазор между роликом и внутренним кольцом подшипника в его нижней части. Для тяговых двигателей большинства типов он должен находиться в пределах 0,09-0,22 мм.
Биение наружных колец подшипников является следствием их перекосов при установке на двигатели. Такие перекосы приводят к значительному повышению напряжений на краю дорожки качения, повышенному износу и повреждениям сепараторов, к радиальному или осевому защемлению роликов, а иногда и к разрушению подшипников.
Выявить перекос колец можно специальным прибором, разработанным ВНИИЖТом. Прибор имеет кольцо, которое надевается на вал двигателя до упора во внутреннее кольцо подшипника и закрепляется на нем тремя центрирующими винтами. На кольце закреплена стойка с индикатором. Шток индикатора должен упираться своим концом в наружное кольцо подшипника.
Для измерения вертикального перекоса прибор закрепляют на валу и устанавливают индикатор в верхнем положении на нуль. Затем поворачивают индикатор относительно вала на 180° и определяют биение торца (с учетом знака отклонения стрелки). Таким же образом определяют биение и в горизонтальной плоскости. Значение биения определяют как максимальную разность в показаниях индикатора. У правильно установленного подшипника биение торца наружного кольца не должно превышать 0,12 мм.
Осевой разбег якоря измеряют индикатором. Для этого якорь сдвигают до упора в одну сторону, а с противоположной стороны закрепляют на специальной стойке индикатор и прижимают его к торцу вала якоря или коробки (на двигателях электровозов ЧС2) так, чтобы стрелка головки стояла на нуле. Затем якорь перемещают до упора в другое крайнее положение. Отклонение стрелки индикатора укажет осевой разбег. У тяговых двигателей с прямо- и косозубой передачами он должен быть соответственно не более 0,2-0,8 и 5,9-8,4 мм, у вспомогательных машин - 0,6-0,15 мм.