Пока не были достаточно точно известны причины повреждения сварных конструкций рам тележек, имитировали воздействие механических нагрузок, создавая синусоидальные колебания. Выбор амплитуды и частоты их следования 20 40 Гц определялся, с одной стороны, простотой реализации такого воздействия, а с другой стремлением получить необходимый статистический материал для оценки долговечности испытуемых конструкций в короткие сроки.В дальнейшем была изучена вибрационная надежность не только механической части, но и электрооборудования эпс с учетом случайных вибрационных воздействий. Ускоренные испытания выполнялись одновременно с климатическими при различных температурах охлаждающего воздуха и различной запыленности. Были разработаны уникальные конструкции испытательных комплексов (рис. 1.5), которые позволили перейти к ресурсным испытаниям элементов электрического и электронного оборудования. Рис. 1.5. Структурная схема испытательного комплекса электрооборудования эпс Комплекс для ускоренных испытаний тяговых двигателей Выбор кинематической схемы испытательного стенда. Тяговые двигатели являются дорогостоящими изделиями; на проведение их ресурсных испытаний в полном объеме требуются большие затраты времени, средств и энергии. Поэтому в зависимости, от поставленных целей комплексы, предназначенные для ускоренных испытаний, создают либо универсальными, либо специализированными.Специализированные комплексы предназначены для ускоренных испытаний модернизированных узлов двигателей с учетом предварительных результатов ресурсных, испытаний головных образцов двигателей данной серии. Например, рассматривается замена литых остовов сварными. В этом случае требуется оценить только долговечность остова, которая может быть выявлена в процессе вибрационных испытаний, проводимых с учетом отрицательных температур окружающей среды; проводить же ресурсные испытания в полном объеме при этом нет необходимости.Универсальный комплекс для ускоренных испытаний тяговых двигателей обычно имеет в своем составе следующее испытательное оборудование: установки, моделирующие механические воздействия; нагрузочные устройства, регулирующие в необходимых пределах ток двигателя, уровень напряжения, частоту вращения его якоря с учетом случайного характера возмущений и разбросов, параметров двигателей; систему независимой вентиляции двигателя с устройствами регулирования параметров охлаждающего воздуха, его температуры, влажности, запыленности; камеру холода, в которой можно изменять температуру от 60 до +50 `С; информационно-измерительную систему. Помимо этого, испытательный стенд имеет оснастку для крепления испытуемых двигателей.Специализированные испытательные комплексы разнообразны по назначению. Основные из них предназначены для оценки виброустойчивости и вибропрочности тяговых двигателей в целом или их отдельных узлов и деталей; проверки теплоустойчивости, холодоустойчивости, способности противостоять быстрой смене температур; влагостойкости; определения износоустойчивости; оценки-устойчивости работы двигателей при внезапном исчезновении и восстановлении питающего напряжения; проверки степени искрения и оценки коммутации; установившихся значении температуры нагрева обмоток двигателя; количества охлаждающего воздуха и т. п.Подавляющее большинство специального испытательного оборудования универсальных и специализированных комплексов отечественная промышленность не выпускает или выпускаемое оборудование по своим техническим данным не удовлетворяет требованиям грузоподъемности, диапазона частот, действующих сил, объема рабочих камер и т. п. Поэтому ряд организаций и в первую очередь Московский институт инженеров железнодорожного транспорта. Всесоюзный научно-иссле]до]ва]тельский тепловозный институт, Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения, научно-исследовательский институт завода «Электротяжмаш», используя имеющуюся в их распоряжении материально-производственную базу, разработали и создали уникальное испытательное оборудование для проведения ресурсных испытаний тяговых двигателей.Во всех испытательных комплексах применяется стенд взаимной нагрузки тяговых двигателей, объединенный с вибрационным стендом. Ряд динамических явлений при работе вибростендов и почти, все вибрационные процессы являются принципиально нелинейными. Поэтому при выборе параметров вибрационного стенда использовали основные положения теории колебаний и методы исследования устойчивости нелинейных систем с разрывными условиями, в частности метод последовательных приближений, метод малого параметра, припасовывания и др. Однако накопленный опыт показал, что в инженерной практике при выборе параметров вибрационного стенда и оценке энергетических показателей колебании можно ограничиться в первом приближении математической моделью, описываемой дифференциальным уравнением второго порядка с постоянными коэффициентами
Основные технические данные и характеристики существующих стендов. Некоторые предельно допустимые параметры современных промышленных испытательных стендов приведены на рис. 1.4. В 1959 г. в лаборатории «Динамика и прочность эпс кафедры «Электрическая тяга» МИИТа были созданы вибрационные стенды с электромагнитными возбудителями колебаний для ускоренных испытаний рам тележек и других конструкций механической части подвижного состава на усталость, а в дальнейшем разработаны комплексы для испытаний тяговых двигателей, тяговых трансформаторов и электронного оборудования при одновременном действии случайных вибраций, электрических и тепловых нагрузок в различных сочетаниях.
В первых вибрационных установках применялись механические способы создания вибрации платформы; фиксированные частоты были преимущественно низкими: ниже 50 Гц. Такие установки применяли для воспроизведения вибраций, возникающих у плохо сбалансированных двигателей, имеющих низкую частоту вращения. С развитием техники возникла необходимость в механических испытаниях на надежность при более высоких частотах. Понадобились новые испытательные установки, с помощью которых можно было бы моделировать изменяемые в широком диапазоне частот временные функции, характеризующие эксплуатационные нагрузки. Примерно четверть века назад были разработаны методы моделирования эксплуатационных нагрузок эквивалентными синусоидальными вибрациями с плавно изменяющимися частотами при постоянной амплитуде, а в последнее время со случайными законами изменения амплитуд и частот. Для проведения этих испытаний созданы испытательные установки с механическими, электромагнитными, электродинамическими, гидравлическими и пьезоэлектрическими возбудителями колебаний.
1.2. Классификация испытательных установок Принципы классификации. К настоящему времени сложилась система стендовых испытаний, которая в определенной мере себя оправдывает. Новые виды испытаний и новые стенды должны быть увязаны с существующими; цель их внедрения приближение условий испытания электрооборудования на стенде к условиям его работы в эксплуатации. В ГОСТ 2682 81 намечены первые шаги в этом направлении; введены новые виды испытаний тяговых машин на вибропрочность и климатические испытания.Опыт показывает, что существенные технические и методологические трудности возникают при создании испытательных, комплексов для исследования виброустойчивости, вибропрочности, тепло- и холодоустойчивости оборудования подвижного состава, поскольку необходимо учитывать случайный характер действующих факторов в их взаимосвязи. Выбор режима стендовых испытаний и конструкция стенда определяется следующим условием: эффект одновременного действия моделируемых в процессе стендовых испытаний факторов должен быть в отношении надежности эквивалентен их действию в эксплуатации.На надежность электрооборудования в эксплуатации влияет много разнообразных факторов и их различные сочетания, зависящие от скорости движений подвижного состава, состояния пути и т. п. В силу сложности происходящих при этом процессов, до сих пор не изученных полностью, фактическую надежность оборудования оценивают по результатам испытаний на воздействие только тех факторов, которые, исходя из опыта эксплуатации,, оказывают на нее наиболее сильное влияние, а именно на воздействие электрических нагрузок, вибраций и ударов, тепла, запыленности, влажности и температуры охлаждающего воздуха.Комплекс технических средств для ускорения испытаний электрооборудования обычно состоит из вибрационного стенда, камеры холода, системы вентиляции с устройством регулирования запыленности и влажности охлаждающего воздуха, устройств регулирования электрической нагрузки, уровня напряжения испытуемого объекта и информационно-измерительной системы. В процессе стендовых испытаний эксплуатационные нагрузки не воспроизводят, а моделируют на основе статистических характеристик эксплуатационных нагрузок и выбранных критериев подобия. Для вновь разрабатываемого электрооборудования исходным материалом при моделировании нагрузок, могут служить в первом приближении данные об эксплуатационной надежности электрооборудования, близкого по конструктивным параметрам к проектируемому. Чтобы получить значения параметрических показателей надежности испытываемого оборудования, необходимо иметь возможность, моделировать на стендах как весь комплекс действующих факторов, так и его отдельные составляющие. Например, опыт эксплуатации электрооборудования эпс показывает, что особое внимание на этапе проектирования должно, быть уделено исследованию влияния динамических нагрузок на его надежность. Именно такие нагрузки представляют собой одну из важнейших специфических особенностей эксплуатации эпс, а учесть их влияние, на показатели его надежности аналитически на этапе проектирования достаточно сложно. В основу классификации установок для ускоренных испытаний (рис. 1.3) целесообразно положить, во-первых, назначение испытаний и, во-вто]рых, принцип моделирования влияния внешних факторов на работоспособность электрооборудования. Такой принцип классификации не только отражает существующую систему испытаний электрооборудования, во и показывает пути их совершенствования. Рис. 1.3. Классификация испытательных установок электроподвижного состава
Комментариев нет:
Отправить комментарий