Контроль нагрева МОПа
В 2009 году в эксплуатации электровозов проявилась проблема, ранее себя почти не проявлявшая. Она сразу привела к серьезнейшему происшествию, только по счастливой случайности не повлекшему за собой тяжких последствий.
21 сентября 2009 года в 6 часов 47 минут на 6989 километре (пикет 9) нечетного пути перегона Германовский – Семиозерный двухпутного электрифицированного участка Уруша – Могоча Забайкальской железной дороги в поезде № 2701 (вес 5135 тонн, 55 вагонов, 220 осей) при скорости 50 километров в час произошел сход левого колеса девятой колесной пары по ходу движения третьей секции электровоза серии 3ЭС5К № 061 приписки эксплуатационного локомотивного депо Смоляниново.
При выяснении причин произошедшего было установлено множество факторов, которые могли стать причиной инцидента. Но конкретного ответа получено не было, удалось только локализовать неисправность. Cпустя полгода, несмотря на принятые НЭВЗом и эксплутационщиками меры, продолжаются отказы мотороно-осевых подшипников электровозов серии «Ермак». Более того, проблема обнаружена на только что изготовленных электровозах, прибывших с завода и ещё не участвовавших в поездной работе. Дело в том, что узел моторно-осевого подшипника в электровозах серии ЭС5К претерпел некоторые изменения в конструкции по сравнению с конструкцией применяемой ранее в электровозах серии ВЛ80. А главное, изменились условия эксплуатации. Время простоя уменьшилось, а движения – увеличилось. Поэтому, для прояснения сложившейся ситуации между руководством завода, ОАО «РЖД» и ДВГУПС было достигнуто соглашение. Согласно нему, учёными ДВГУПС был создан уникальный многоканальный измерительный комплекс для измерения температур различных устройств и узлов подвижного состава. Он отвечает следующим требованиям:
· контроль нагрева вкладышей МОП
· контроль ускорений действующих на МОП
· контроль местоположения электровоза и скорости его движения
· обработка получаемых данных в режиме реального времени
· легкодоступное для заинтересованных лиц отображение результатов
· соблюдение конфиденциальности информации
Для контроля нагрева вкладышей МОП были изготовлены датчики специальной конфигурации, с широким диапазоном измеряемых температур (-50…150 ̊С), большой длиной сигнального кабеля (для возможности измерения температур узлов других локомотивов в сплотке), высокой помехозащищённостью. Датчики устанавливаются непосредственно на вкладыши МОП, как можно ближе к точке контакта оси КП с антифрикционным слоем.
Контроль ускорений осуществляется для того, что бы оценить уровень ударных нагрузок на контролируемый узел. Используется поверенный и сертифицированный двухосевой акселерометр.
В апреле 2010 года измерительный комплекс будет установлен в полностью автономную работу на электровоз для пересылки с Новочеркасского завода (Ростовская область) до депо Хабаровск-2 (Хабаровский край), – а это более 10 000 километров пути. В дороге не будет возможности произвести какие либо действия с оборудованием, поэтому к измерительному оборудованию применяются высочайшие требования по надёжности. Обработку значений измеряемых температур осуществляет специальный, высокопроизводительный программируемый контроллер, выполненный в промышленном исполнении. Его задача – записывать информацию в энергонезависимую память без сбоев и перерывов в течение нескольких недель пересылки электровоза, а так же в течение последующей эксплуатации.
Для контроля за местоположением и скоростью электровоза, предусмотрена установка навигационного приёмника GPS (имеется возможность использования ГЛОНАСС).
Измеряемые температуры узлов обрабатываются и передаются на специально созданный веб-сайт www.locotest.ru. Для соблюдения конфиденциальности информации предусмотрен механизм авторизации. Авторизовавшись, пользователь получает возможность просмотреть информацию о местоположении электровоза, его скорости, о температурах вкладышей МОП, а так же различную статистическую информацию.
В процессе создания измерительного комплекса было решено множество проблем, связанных со спецификой железнодорожного транспорта, а именно:
· измерительное и коммуникационное оборудование имеет сверхнизкий уровень энергопотребления на уровне 15-20 Вт. Такой уровень позволит работать в полностью автономном режиме около 20-30 дней, питаясь от штатной батареи электровоза.
· широкий диапазон питающего напряжения: от 36 до 72 В.
· широкий диапазон рабочих температур, от -40 до +80 ̊С.
· модульная конструкция, позволяющая уменьшить количество сигнальных проводов, снизить энергопотребление, повысить надёжность.
В марте 2010 года измерительным комплексом был пройден эксплуатационно-наладочный этап. По согласованию с руководством Хабаровского отделения Дальневосточной железной дороги, был частично оборудован электровоз 2ЭС5К №144 приписки эксплуатационного депо Хабаровск-2.
В течение двух недель были выявлены и полностью устранены некоторые недочёты в работе оборудования. Для контроля за напряжением на АКБ электровоза установлен отдельный датчик, оптимизирован алгоритм работы программного обеспечения. На веб-сайте разработаны приложения производящие статистическую обработку информации.
Такой механизм контроля за температурой вкладышей МОП, позволит своевременно, задолго до процесса фатального разрушения материалов, выявить неисправный узел. А изучив такой вкладыш, можно будет выявить причины нагрева, дать конкретные рекомендации изготовителям и эксплуатационникам. В ДВГУПС имеется всё необходимое оборудование и квалифицированный персонал для того что бы провести следующие виды анализа:
· структурно-молекулярный анализ материалов вкладыша МОП
· химический анализ состава материалов вкладыша МОП
· анализ состава смазочных материалов
· анализ частиц износа в смазочных материалах
· прогнозирование состояния и надёжности используемых деталей
Согласно заключенному договору, мониторинг состояния моторно-осевых подшипников будет производиться до ТР-2 контролируемого электровоза. За этот период удастся выявить все дефекты проблемного узла, и тем самым избежать серьёзных материальных потерь для ОАО «РЖД».
http://locotest.ru/demo
