Повышение надежности вспомогательных машин электровозов на основе использования данных вибродиагностики

Авторы

  • Анатолий Валерианович Лукьянов Иркутский государственный университет путей сообщения
  • Евгений Витальевич Каимов Иркутский государственный университет путей сообщения

Ключевые слова:

вспомогательные машины электровозов, мотор-вентиляторы, входной и выходной виброконтроль при ремонте, среднеквадратическое значение виброскорости, вибродиагностика, снижение вибрации оборудования электровозов

Аннотация

Статья посвящена актуальному исследованию массива вибрационных параметров вспомогательных машин грузовых электровозов ВЛ-85, полученных при проведении входного вибрационного контроля многоканальной аппаратурой виброизмерительных блоков, разработанной в Иркутском государственном университете путей сообщения. Измерения проводились в ремонтном локомотивном депо «Нижнеудинское» перед входом электровозов на текущий и средний ремонт. Проведена статистическая обработка массива данных более 1 300 виброизмерений мотор-вентиляторов электровозов ВЛ-85. Установлено, что уровень вибрации большинства мотор-вентиляторов существенно превышает предельно допустимый по существующему ГОСТ ИСО–10816-3-2002. Проведено разбиение массива на зоны надежности по виброскорости. Доказано, что плотность распределения вероятности среднеквадратических значений виброскорости и виброускорения подчиняется логнормальному закону. Вычислены параметры этого закона (математическое ожидание, среднеквадратическое отклонение). Данные анализа показали, что более 50 % мотор-вентиляторов нуждаются в ремонте по существующим нормативам допустимой вибрации. Предложен алгоритм поэтапного уменьшения вибрации и повышения межремонтного пробега мотор-вентиляторов путем временного снижения нормативных требований на допустимую вибрацию, обеспечения равномерной загрузки ремонтного производства и неукоснительного выполнения требования государственного стандарта по допустимому среднеквадратическому значению виброскорости на выходе из ремонта. Повышения качества ремонта можно добиться при более полном использовании возможностей входного и выходного вибрационного контроля подшипников, балансировки ротора, контроля обмоток электродвигателя мотор-вентилятора и его внешнего магнитного поля. Проведено численное моделирование предложенного алгоритма снижения вибрации массива обслуживаемых мотор-вентиляторов при их ремонте за счет повышения его качества с учетом неравномерной скорости износа (повышения вибрации) при эксплуатации мотор-вентиляторов, которая была принята подчиняющейся нормальному закону распределения вероятности. Определено, что степень загрузки ремонтных служб будет переменной, но в допустимых границах. Установлено также, что через три года ремонта по принятому алгоритму математическое ожидание виброскорости уменьшится до до нормативного уровня (2,5 мм/с). Количество мотор-вентиляторов с превышением предельно допустимого уровня (4,5 мм/с) будет находиться в пределах 40–45 ед., что обеспечит равномерную загрузку ремонтного производства. Таким образом, результаты численного моделирования предложенного алгоритма снижения вибрации и повышения межремонтного пробега мотор-вентиляторов подтвердили его осуществимость и эффективность.

Биографии авторов

Анатолий Валерианович Лукьянов, Иркутский государственный университет путей сообщения

Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры физики, механики и приборостроения

Евгений Витальевич Каимов, Иркутский государственный университет путей сообщения

Кандидат технических наук, доцент кафедры строительства железных дорог, мостов и тоннелей

Библиографические ссылки

Коробейников А.Б., Сарваров А.С. Анализ существующих методов диагностирования электродвигателей и перспективы их развития // Электротехнические системы и комплексы. 2015. № 1 (26). C. 4–9.

ГОСТ ИСО 10816-3-2002. Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращаю-щихся частях. Ч. 3. Промышленные машины номинальной мощностью более 15 кВт и номинальной скоростью от 120 до 15 000 мин-1. Введ. 2007–11–01. М. : Стандартинформ, 2007. 14 с.

Неразрушающий контроль : справочник. / под ред. В.В. Клюева. Т. 7, кн. 1-2. М. : Машиностроение. 2006. 829 с.

Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. Л. : Энергоатомиздат, 1986. 208 с.

Лукьянов А.В. Проблемы управления техническим состоянием локомотивов по данным неразрушающего контроля и диагностики // Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте : материалы Всерос. науч.-техн. конф. с между-нар. участ. Красноярск, 2005. Т. 2. С. 464–472.

Русов В.А. Диагностика дефектов вращающегося оборудования по вибрационным сигналам. Пермь : Вибро-Центр, 2012. 198 с.

Ширман А.Р., Соловьёв А.Б. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. М. : Наука, 1996. 276 с.

Лукьянов А.В., Понаморёва Ю.В. Исследование вибрации вспомогательных машин пассажирских электровозов // Мо-лодая наука Сибири. 2020. № 4 (10). С. 248–256. URL: https://mnv.irgups.ru/sites/default/files/articles_pdf_files/ponamoreva_lukyanov.pdf (дата обращения 26.05.2023).

Петухов В.С., Соколов В.А. Диагностика состояния электродвигателей. Метод спектрального анализа потребляемого тока // Новости электротехники. 2005. № 1 (31). URL : http://www.news.elteh.ru/arh/2005/31/11.php (Дата обращения 26.05.2023).

Барков А.В., Борисов А.А. Современные возможности диагностирования машин с электроприводом по току двигателя // Металлургические процессы и оборудование. 2013. № 1 (31). С. 61–65.

Вольдек А.И. Электрические машины. Л. : Энергия, 1978. 832 с.

Воробьёв Н.П., Суханкин Г.В., Герцен Н.Т. Методы и приборы диагностирования изоляции асинхронных двигателей // Ползуновский Вестник. 2011. № 2-2. С. 261–269.

Бобров В.В., Хомутов С.О. Использование метода вихретокового контроля для определения технического состояния асинхронных электродвигателей // Ползуновский Вестник. 2011. № 2-2. С. 65–71.

Сурков Д.В. Электромагнитные способы определения эксцентриситета и несимметрии короткозамкнутой клетки ротора асинхронных двигателей : дис. … канд. техн. наук. Оренбург, 2008. 126 с.

Диагностика и прогнозирование состояния асинхронных двигателей на основе использования параметров их внешнего электромагнитного поля / А.Ю. Алексеенко, О.В. Бродский, В.Н. Веденеев и др. // Вестник Алтай. гос. техн. ун-та им. И.И. Ползунова. 2006. № 2. С. 24–27.

Исследование внешнего магнитного поля асинхронного электродвигателя / В.Е. Вавилов, Д.Ю. Пашали, И.Ф. Саяхов и др. // Вестник УГАТУ. 2016. Т. 20. № 1 (71). С. 122–127.

Лукьянов А.В., Мухачев Ю.С., Бельский И.О. Исследование комплекса параметров вибрации и внешнего магнитного поля в задачах диагностики асинхронных электродвигателей // Системы. Методы. Технологии. 2014. № 2 (22). С. 61–69.

Герцен Н.Т. Акустическая диагностика изоляции обмоток асинхронных двигателей в сельскохозяйственном производ-стве : дис. ... канд. техн. наук. Барнаул, 2007. 152 с.

Опубликован

2023-08-11

Как цитировать

Лукьянов, А. В., & Каимов, Е. В. (2023). Повышение надежности вспомогательных машин электровозов на основе использования данных вибродиагностики. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, (2(78), 115-126. извлечено от https://ojs.irgups.ru/index.php/stsam/article/view/1295

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)