НЕИСПРАВНОСТИ ТЯГОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ИХ АНАЛИЗ

НЕИСПРАВНОСТИ ТЯГОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ИХ АНАЛИЗ

НЕИСПРАВНОСТИ ТЯГОВОЙ ПЕРЕДАЧИ И ИХ АНАЛИЗ

В данном разделе анализ неисправностей тяговой передачи производим с точки зрения их влияния на работу резинокордовой муфты.

Анализ данных эксплуатации тяговых передач электропоездов с механической частью типа ЭР2, ЭР9, ЭР2Р И ЭР2Т

Количество неисправностей по тяговому приводу класса II составляет более 50 % от всех неисправностей по механическому оборудованию. Анализ количества неисправностей, приходящихся на 1 миллион километров пробега, взятых по годам в течении ряда лет [2, с.8], показывает, что существенной тенденции к снижению их числа не наблюдается, несмотря на то, что появляется новые, более совершенные серии электропоездов (см. рис. 1.1).

Так, например, новые серии электропоездов ЭР2Р и ЭР2Т с вновь разработанными тяговой муфтой и тяговым редуктором имеют, в среднем тот же уровень неисправностей, что ЭР9П, ЭР2 и ЭР9.

Для того, чтобы выяснить причины такого положения, необходимо рассмотреть структуру видов неисправностей, а так же учесть такой фактор как влияние времени года на появление ряда неисправностей.

Как уже говорилось выше, в 1962 году РВЗ стал выпускать электропоезда серии ЭР2, а с 1964 года - электропоезда ЭР9, у которых тяговый привод имел резинокордовую муфту и серповидную подвеску редуктора. Совершенствование конструкции этих электропоездов продолжалось до 1971 года, когда стали выпускаться электропоезда с тяговой передачей, имеющей резинокордовую муфту и подвеску редуктора в виде стержня с резиновыми амортизаторами в местах крепления к раме тележки и корпусу редуктора.

Количество неисправностей Км по тележке и приводу на 1 млн.км пробега

Рис.1.1

В период с 1964 по 1975 годы была выпущена партия электропоездов серии ЭР22 и их модификации ЭР22М и ЭР22В, на которых впервые была применена стержневидная подвеска редуктора. С 1964 года по 1976 год РВЗ выпускает серию электропоездов ЭР9П для железных дорог, электрифицированных на переменном токе. Тяговый привод этих электропоездов был аналогичен электропоездам ЭР2, но имел серповидную подвеску редуктора.

По данным эксплуатации электропоездов серии ЭР9 и ЭР9П в тяговой передаче появилась группа неисправностей, которая в настоящее время стала преобладающей для всех электропоездов - разрушение болтов на фланцах резинокордовой муфты - 23,48 % от всего числа неисправностей по тяговой передаче.

Обычно, при разработке новой серии электропоездов вносились изменения в конструкцию тяговой передачи с целью устранения ненадёжных узлов. Так была устранена кулачковая муфта электропоездов серии ЭР1 и замена на резинокордовую муфту, изменена конструкция подвески корпуса редуктора электропоездов ЭР2, ЭР22 и ЭР9М, изменена схема подшипникового узла шестерни на электропоездах ЭР22М и ЭР22В. В этом узле был применён шариковый подшипник, который воспринимал осевые силы, действующие на вал шестерни, и препятствовал таким образом выдавливанию крышек шестерни. Удачная эксплуатация одного из редукторов на электропоезде ЭР22В (приблизительно 1,5 млн.км пробега без разборки) стала основанием для применения подобной схемы на новых сериях электропоездов ЭР2, ЭР2Т и ЭД9Т.

При разработке рабочего проекта был внесён ряд изменений в конструкцию. При изготовлении электропоездов были поставлены подшипники, несоответствующие железнодорожным техническим условиям (сборные сепараторы вместо литых), которые после месяца эксплуатации стали выходить из строя. Это привело к массовым переборкам узла шестерни с предварительным демонтажем муфты. Конструкция в целом оказалась не ремонтопригодной. Это сказалось на большом количестве неисправностей в 1984 году (см. рис. 1.1).

Разработка модифицированного варианта узла шестерни и модификация редуктора привели к появлению серии ЭР2Т, а доводка конструкции происходила до 1986 года.

В настоящее время накопился фактический материал по эксплуатации электропоездов ЭР2Р и ЭР2Т, что бы можно было сравнить эту серию с самой распространённой серии ЭР2 по эксплуатационной возможности тяговой передачи. Это сравнение произведено [2].

Анализ неисправностей проведён на фактическом материале депо Брянск-1 (ЭР9П), депо Железнодорожная (ЭР2Р) и депо Апрелевка (ЭР2).

Электропоезда ЭР2Р начали поступать в депо Железнодорожная в 1983 году. В таблице 1.1. показано количество электропоездов и электросекций, вводимых по годам (1993 - 1998г.г.) в эксплуатацию, что необходимо учитывать при анализе количества неисправностей по годам.

Таблица 1.1

Ввод в эксплуатацию электропоездов и электросекций в депо Железнодорожная

Год

Количество

1993

1994

1995

1996

1997

1998

Введено электропоездов

3

2

22

11

1

0

Введено электросекций

15

10

112

59

24

25

Работает электропоездов

3

5

27

27

39

39

Работает электросекций

15

25

137

137

220

235

Для анализа неисправностей колёсно-редукторных блоков использованы материалы технологического сектора депо. Анализ отказов проводился начиная с 1996 года, так как количество электропоездов было достаточно для проведения обобщений.

В результате анализа фактического материала по неисправностям за 1996 - 1998 годы все виды неисправностей были сгруппированы следующим видом:

  • 1. Неисправности резинокордовой муфты:
  • 1.1 Обрыв болтов упругой муфты;
  • 1.2 Вырыв упругой оболочки из её крепления.
  • 2. Неисправности узла малого зубчатого колеса (шестерни):
  • 2.1 Осевой люфт вала шестерни сверх допустимого,
  • 2.2 Обрыв болтов крышки подшипникового узла шестерни,
  • 2.3 "Выдавливание" крышки подшипникового узла шестерни (ослабление всех болтов).
  • 3. Неисправности корпуса редуктора:
  • 3.1 Трещины в тарелке корпуса редуктора,
  • 3.2 Трещины в корпусе редуктора,
  • 3.3 Обрыв болтов, скрепляющих верхнюю и нижнюю части корпуса редуктора.
  • 4. Неисправности опорного подшипникового узла редуктора:
  • 4.1 Разрушение опорных подшипников,
  • 4.2 Обрыв и ослабление болтов крышек опорного узла.

На рис. 1.2 приведены круговые диаграммы из [2, стр.9], дающие представление о соотношении различных неисправностей при условии, что общее количество неисправностей за год принято за 100%.

Изменение соотношения неисправностей по годам

ЭР2 Р

1996 г. 159 = 100%

1997 г. 337 = 100%

1998 г. 1004 = 100%

где:

Болты упругой муфты Узел малой шестерни Упругая оболочка

Корпус редуктора Болты редуктора Опорный подшипник

Рис. 1.2

Из сравнения диаграмм видно, что происходит не только относительный, но и абсолютный рост обрывов упругой муфты.

Анализ влияния времени года на количество неисправностей показал ряд закономерностей. Количество неисправностей были сгруппированы по месяцам, сходным по климатическим условиям, и представлены на рис. 1.3..

Сезонные изменения количества неисправностей n болтов упругой муфты

1997 г.

1998 г.

Рис. 1.3

Сравнение гистограмм на рис.1.3 позволяет сделать вывод о том, что болты упругой муфты разрушаются в период интенсивных перевозок - летом, когда муфта работает в условиях повышенных расцентровок и больших тяговых и тормозных моментов.

Анализ количеств неисправностей в зависимости от пробега электропоездов (рис.1.4) позволяет заключить следующее:

  • 1. количество неисправностей по разрыву и вырыву упругой оболочки распределяется равномерно в периоде эксплуатации от ТР-2 до ТР-3, что говорит о конструктивном недостатке этого узла;
  • 2. болты упругой муфты выходят из строя в наибольшей степени после ТР-3.

Зависимость количества неисправностей муфты n от пробега L за 1996 - 1997 годы ЭР2Р

Рис. 1.4

Здесь заметим, что для электропоездов с механической частью типа ЭР2 (в том числе и для поездов ЭР9П) РВЗ в соответствии с инструкцией МПС "Правила деповского ремонта электропоездов и секций" ЦТ-2614 установил следующие виды и периодичность технического обслуживания (см. табл. 1.2). Эти же сроки применялись первоначально и для обслуживания ЭР2Р [3, стр. 7].

Таблица 1.2

Виды и периодичность осмотров и ремонтов

Вид ремонта в соответствии с правилами

Межремонтые пробеги

Периодичность

ЦТ-3972

ЦТ-2614

Техническое обслуживание

ТО-1

Технический осмотр

-

ежесуточно

ТО-3

Профилактический осмотр

-

4 суток

Текущие ремонты

ТР-1

Малый периодический ремонт

22 тыс.км

45 суток

ТР-2

Больший периодический ремонт

175 тыс.км

1 год

ТР-3

Подъёмочный ремонт

300-350 тыс.км

2 года

Капитальные ремонты

КР-1

Заводской ремонт первого объёма

600-700 тыс.км

4 года

КР-2

Заводской ремонт второго объёма

1800-2000 тыс.км

12 лет

Исходя из опыта эксплуатации, и в соответствии с Правилами текущего ремонта и технического обслуживания электропоездов ЦТ-3972 РВЗ установил новые сроки технического обслуживания и величины межреморнтых пробегов электропоездов [4, стр. 76], которые приведены в таблице 1.3.

Объём каждого из видов технического обслуживания (ремонта) установлен соответствующими Правилами МПС, а так же руководствами и инструкциями по эксплуатации заводов изготовителей как для электропоезда в целом, так и для отдельных узлов и аппаратов.

Выкатка колёсной пары с редуктором из-под тележки, а следовательно и разборка резинокордовой муфты (это может делаться так же и длоя снятия тягового электродвигателя с тележки), может производиться при необходимости при ТР-2 и обязательно производиться при ТР-3, КР-1 и КР-2 [4, стр.88-130].

Таблица 1.3

Виды и периодичность осмотров и ремонтов электропоездов ЭР2Т

Вид ремонта

Срок или пробег

Техническое обслуживание

ТО-1

Ежедневно

ТО-2

24-48 часов

ТО-3

5 суток

Текущий ремонт

ТР-1

50 суток

ТР-2

150 тыс.км

ТР-3

300 тыс.км

Капитальный ремонт

КР-1

600 тыс.км

КР-2

1800 тыс.км

В соответствии с Правилами текущего ремонта и технического обслуживания электропоездов ЦТ-3972 величина пробега при постановке электропоезда в ремонт может быть принята в пределах +10% от указанной в руководстве по эксплуатации, для равномерной загрузки ремонтных цехов и заводов.

Анализ отказов тяговых передач электропоездов ЭР2 по депо Апрелевка показал устойчивый характер выхода из строя, в частности резинокордовых муфт по обрыву болтов и разрушению корда. В 1998 году из 298 случаев отказа эти составляли 42,3%, а в 1999 году из 285 случаев - 42,1 %. В месте с обрывом сочленяющих болтов корпуса редуктора и осевым разбегом вала малой шестерни с выдавливанием крышки малой шестерни, эти три группы неисправностей являются основными и составляют 95% всех неисправностей.

Нужно заметить, что в данном случае большое количество неисправностей и устойчивая их группировка вызваны большим общим износом тяговых передач, так как поезда в этом депо были старыми.

Анализ неисправностей по месяцам одного года показывает сезонную зависимость количества выходов из строя по неисправности муфты. Нарастание числа неисправностей происходит с началом летнего графика движения (см. рис 1.5).

Сезонные изменения количества неисправностей n болтов упругой муфты электропоездов ЭР2

N1998 = 126 N1999 = 120

  • --------- - 1998 год;
  • - - - - - - 1999 год.

Рис. 1.5

Зависимость числа неисправностей от пробега после последнего деповского ремонта (ТР-2 или ТР-3) показывает, что неисправности по узлу малой шестерни и по муфте имеют близкий характер распределения (см.рис.1.6) с максимумом около 100 тыс.км пробега, что указывает на их низкую надёжность и необходимость неплановых ремонтов (2, стр.10-21).

Анализ причин неисправностей показан ниже.

Зависимость количества отказов n болтов упругой муфты электропоездов ЭР2 от пробега L

а) N1998 = 74 N1999 = 84

б) N1998 = 126 N1999 = 120

  • -------- - 1998 год;
  • - - - - - - - 1999 год.
  • а) осевой разбег вала малой шестерни;
  • б) обрыв болтов резинокордовой муфты.

Рис. 1.6

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎