Эксплутационная работа

Ученые отраслевых вузов - транспорту


Иркутский государственный университет путей сообщения

На кафедре «Электроподвижной состав» под общим руководством заведующего кафедрой доцента В.В. Макарова разрабатываются методы диагностики и совершенствования ремонта электровозов. Большое значение для энергосбережения и устранения электромагнитного загрязнения окружающей среды имеют разработанные коллективом научной школы профессора Л.А. Астраханцева полупроводниковые преобразователи входного электрического сопротивления технологических установок при управлении энергетическими процессами в системах энергетики, электротермическими процессами, электроприводом, электротехнологическими процессами и установками. Для технической модернизации ОАО «РЖД» предложено разработать структуру асинхронного тягового электропривода с полупроводниковыми преобразователями входного электрического сопротивления высокоскоростных электровозов нового поколения. При модернизации электровозов, оборудованных ВИП, это позволит повышать напряжение в контактной сети за счет устранения уравнительных токов при рекуперативном электрическом торможении, экономить электрическую энергию на тягу поездов, усиливать тяговое электроснабжение и повышать пропускную способность железных дорог. Для этого вырабатывается новый алгоритм управления тиристорами ВИП в режиме работы инвертора и создается полупроводниковый преобразователь для плавного управления электрическим торможением.

Группа молодых ученых под руководством доцента О.В. Мельниченко в 2008 г. разработала и внедрила в локомотивных депо Вихоревка Восточно-Сибирской железной дороги и Белогорск Забайкальской железной дороги портативное устройство комплексной диагностики электрических цепей электровоза под нагрузкой со значительным расширением функций (на проверку ВУВ, выходных сигналов МСУД, тиристоров системы ослабления возбуждения, электрических цепей на замыкание, «землю» и обрыв). Использование устройства исключает необходимость в проверках после ремонта под контактным проводом в обкатках и проверках с поездами. Реализуется проект «Повышение эффективности и энергетических показателей режима рекуперативного торможения электровозов переменного тока», занявший призовое место в конкурсе ОАО «РЖД» «Новое звено».

***

На кафедре «Технология ремонта транспортных средств и материаловедение» под руководством профессора С.С. Черняка ведутся работы по совершенствованию состава и свойств высокомарганцевой стали. На основе нового минерала, содержащего щелочноземельные металлы (кальций, барий и стронций), разработаны и внедрены уникальные технологии модифицирования сталей. Введение модификатора в жидкий металл от 2 до 5 кг на тонну позволяет снизить содержание вредных примесей, уменьшить газонасыщенность, улучшить процессы структурообразования и повысить весь комплекс механических и технологических свойств. Например, модифицирование высокомарганцевой стали 110Г13Л (крестовины, рабочие органы путевых машин) повышает ударную вязкость в полтора раза; обработка низколегированных сталей 20Г1ФЛ-20ФЛ, 20ФЛ (детали автосцепного устройства, колесные центры и другие детали подвижного состава) на 20-30% повышает ударную вязкость, смещая порог хладноломкости в область более низких температур. Внедрение новых технологий позволило повысить качество и надежность металла ответственных деталей, сэкономить дефицитные ферросплавы, снизить затраты, повысить стабильность свойств.

Одной из важнейших задач повышения эксплуатационной стойкости рельсов в условиях Сибири и Крайнего Севера является разработка оптимальной технологии их изготовления, обеспечивающей надежность и долговечность в экстремальных условиях. Совместно с ЦКЛК Новокузнецкого металлургического комбината проводятся работы по изысканию оптимального химического состава и корректировке технологического процесса. Были изготовлены рельсы с дополнительным модифицированием рельсовой стали хромом, ванадием, ниобием, бором, щелочноземельными и редкоземельными металлами. Откорректированный технологический процесс производства стали, заключающийся в переходе на электродуговые печи в комплексе с непрерывной ее разливкой, значительно улучшил структуру и комплекс механических и эксплуатационных свойств. Проведенные испытания опытных рельсов показали повышение эксплуатационной стойкости в 1,5-2,5 раза по сравнению с рельсами, изготовленными по обычно принятой на КМК технологии.

***

В научно-исследовательской лаборатории «Техническая диагностика и механика» кафедры «Теоретическая и прикладная механика» под руководством профессора А.В. Лукьянова с привлечением специалистов других вузов с 2001 г. реализован ряд НИОКР, связанных с разработкой и внедрением новых средств безразборного контроля и диагностики технического состояния подвижного состава. В частности, разрабатывались методы вибрационного и теплового контроля и диагностики машинного и электрического оборудования электровозов, тепловозов и вагонов.

Автоматическая вибродиагностика дефектов мотор-вентиляторов (МВ) при входном контроле на ТР, внедренная в 2008 г. в депо Нижнеудинск, с помощью программы «Вибродефект-2008» позволяет определять дефекты МВ и в зависимости от вида дефекта корректировать виды и содержание ремонтных технологических операций. Этого удалось добиться за счет разработки и внедрения беспроводной многоканальной виброаппаратуры, регистрирующей вибрацию при одновременной прокрутке мотор-вентиляторов под контактной сетью при поступлении электровоза на ТР, программы автоматической диагностики дефектов вспомогательных машин, технологии входного контроля и ремонта мотор-вентиляторов с учетом данных вибродиагностики, методики балансировки мотор-вентиляторов в собственных подшипниках в двух плоскостях.

Расчетный экономический эффект за счет сокращения внеплановых и плановых ремонтов мотор-вентиляторов для локомотивного депо ст. Нижнеудинск составляет 2491 тыс. руб. (18,8 тыс. руб. на 1 электровоз). Эти меры, наряду с использованием имеющихся в депо систем виброконтроля КМБ «Вектор» и «Прогноз-1», позволяют создать рациональную по эффективности и стоимости замкнутую двухуровневую систему виброконтроля всего электровоза при ремонте, что позволит снизить уровень его виброактивности, увеличить межремонтный пробег вспомогательных машин и их надежность, корректировать объем и содержание ремонта вспомогательных машин в зависимости от их фактического состояния.

В депо Нижнеудинск внедрена также тепловизионная диагностика оборудования электровоза. Разработчиками в результате многочисленных экспериментальных исследований установлено, что на электровозах при помощи тепловизионного контроля можно выявлять такие повреждения, как межвитковые замыкания, нарушение и пробой изоляции, ослабления соединений, задевания подвижных элементов о кожухи, дефекты радиаторов и щеточно-коллекторных узлов, чрезмерный нагрев и дефекты подшипников тяговых электродвигателей, дефекты тяговых трансформаторов, выпрямительных установок, цепей управления, крышевого и низковольтного оборудования и т.д. Цель достигнута за счет разработки термооптического устройства на базе тепловизора, совмещенного с цифровой фотокамерой, методики и программы совмещения синхронных термо- и фотоизображений, методики калибровки термооптического устройства, рекомендаций по допустимым температурам и коэффициентам излучений типовых деталей и узлов электровоза, методов и режимов испытаний электровозов, выявляющих максимальное количество дефектов, технологии термодиагностики электровозов при ТО и ТР. Диагностика включена в технологический процесс сборки и испытаний электровоза после ремонта.

***

Инженерный центр (научный руководитель доцент В.Г. Мышков) в 2000-2007 гг. подготовил проектно-сметную документацию для реконструкции линейных предприятий профильных служб Восточно-Сибирской и Улан-Баторской железных дорог. Сегодня центр осуществляет разработку технологической и конструкторской документации на нестандартное технологическое оборудование, принимает участие в работах по исследованию безопасных режимов движения поездов. Под руководством доцента Н.О. Тютрина разработана установка для ремонта пружинных противоугонов методом холодной правки. Ее внедрение на Алзамайском ремонтно-механическом заводе только за первые 8,5 мес. эксплуатации позволило отремонтировать почти 19 тыс. деталей с экономическим эффектом более 500 тыс. руб.

Подготовил Н.Н. Ляхов