Перспективы развития технологии и технологического оборудования для ремонта тяговых электрических машин

Основой концепции совершенствования и развития электромашинного производства должно послужить более четкое и обоснованное формулирование целей. Основными направлениями при этом должны быть

- повышение ресурса электрических машин;

- повышение эффективности электромашинного производства.

При этом каждая новая внедряемая технология и соответствующее технологическое оборудование должны соответствовать этим критериям, одновременно решать обе задачи.

При этом в части эффективности производства должны рассматриваться не только снижение себестоимости продукции и соответствующее увеличение прибыли, но и уменьшение косвенных издержек производства.

Это улучшение условий труда и связанных с этим выполнение требований промышленной санитарии. А как следствие снижение показателей по профессиональной заболеваемости, уменьшение расходов на приобретение средств индивидуальной защиты, увеличения количества аттестованных рабочих мест и многое другое

Это снижение затрат связанных с экологией и природопользованием

Это в конечном результате повышение культуры производства, появление нематериальных мотивирующих стимулов труда, и улучшение конкурентоспособности предприятия на рынке труда.

Существующая технология электромашинного производства сложилась примерно в 80-х годах и являлась одним из результатов реализации комплексной программы совершенствования конструкции и технологии.

На сегодняшний день имеется достаточно большой задел по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам, позволяющий реально разработать и осуществить современную комплексную программу модернизации электрических машин и электромашинного производства.

Остановимся на некоторых моментах

Переход на новые системы изоляции.

Тяговые электрические двигатели, применяемые на выпускаемых сегодня локомотивах ведущих мировых фирм, имеют заявленный ресурс срока службы изоляции до 20 лет. Он в основном достигается применением системы изоляции класса нагревостойкости «С», с предельной температурой t = 220 С.

Основным компонентом системы являются пропиточные компаунды, имеющие синтетическую основу. Отечественные предприятия выпускают подобные компаунды с большим объемом экспортных поставок. Эти компаунды предназначены для производства оборудования трансформаторных подстанций большой мощности. Осуществить разработку, испытания и приступить к серийным поставкам подобного компаунда для создания изоляционных конструкций тяговых электрических машин, по заверениям разработчиков, не потребует много времени и ресурсов.

Помимо повышения ресурса системы изоляции системы электрических машин, внедрение компаундов может обеспечить основательное совершенствование технологии их производства и ремонта.

Принципиальные отличия лаков и компаундов состоят в самой структуре материала. Если в пропиточном лаке доля летучих связующих, которые испаряются в процессе сушки и полимеризации, составляет до 45- 50% от общей массы. То в компаундах их доля составляет 4-5%, а в некоторых случаях доходит до 0,5%.

Это обстоятельство позволяет получить следующие преимущества.

- за счет уменьшения времени сушки и полимеризации существенно снижается расход электроэнергии на единицу продукции, а также уменьшается потребность в количестве печей;

- за счет уменьшения на порядок доли летучих связующих резко уменьшается вероятность образования взрывной концентрации их паров с воздухом, что позволяет вместо азота в качестве технологической среды использовать сжатый воздух, упростить стационарные системы пожаротушения, уменьшить количество выбросов в атмосферу.

Возможен вариант технологии, при котором в системе изоляции будет использованы однокомпонентные компаунды. При этом, отвердитель будет входить в состав изоляционных лент. По такому принципу создан компаунд ВЗТ-2. Подобную изоляцию целесообразно использовать при капитальном ремонте со сменой изоляции.

При среднем ремонте (без смены изоляции) достаточно использовать любой другой совместимый по химическому составу, температурным параметрам полимеризации и показателям теплопередачи лак или компаунд, задача которого, покрыть микротрещины изоляционной конструкции, восстановить ее герметичность. Для этого процесса можно будет обойтись пропиткой окунанием, без использования вакуум-нагнетательного оборудования.

Новое оборудование для сушильно-пропиточных работ

Имеются наработки по созданию технологического оборудования для СПО нового поколения. Это оборудование позволит в большей части автоматизировать технологический процесс, гарантировать соблюдение технологических режимов процесса.

Основные принципиальные особенности оборудования нового поколения

- совмещение вакуум – нагнетательной пропитки и сушки якорей в одном корпусе

- применение новых методов сушки и полимеризации

В одном из новых методов сушки источником тепла становится обмотка якоря, за счет наводимой э. д. с. При этом якорь жестко фиксируется внутри автоклава. Устройства фиксации одновременно соединяют все пластины коллектора, превращая якорь в короткозамкнутый ротор. В корпусе автоклава находится некое подобие статорной обмотки.

Особенностью метода является то, что тепло нагревает изоляционную систему не снаружи, а изнутри – непосредственно от проводников обмотки. Это позволяет осуществить быстрый и равномерный нагрев изоляционной системы.

Опытные работы по этому направлению проводил ВЭЛНИИ (г. Новочеркасск).

Сушильно-пропиточное оборудование нового поколения работает в электромашинном производстве ОАО «Электросила» (г. Санкт – Петербург).

Большой экономический эффект может дать переход на изготовление коллекторных пластин методом порошковой металлургии. В этом случае из меди выполняется лишь рабочая поверхность и петушок пластины. Хвостовик и основное тело пластины будет выполняться из стали. Это позволит при сохранении электрических характеристик, улучшить механические прочностные характеристики пластин. Подобные пластины выпускаются серийно для электрических машин малой мощности. Внедрение новой конструкции коллекторных пластин позволит отказаться от сложностей по заказу специального медного проката, ряда технологических операций по их изготовлению (штамповка пластин, их рихтовка, фрезерование шлицев). Соответственно отпадет надобность в ряде единиц оборудования.

Весьма трудоемкими являются операции изготовления катушек обмотки якоря, а также укладка обмотки якоря. В этих операция чрезвычайно велика доля ручного труда.

Решение этой задачи возможно при изменении самой конструкции якорной катушки. Катушка должна состоять из двух половин, соединяемых в лобовых частях скобой, которая может быть соединена пайкой или контактной сваркой непосредственно на якоре после укладки обмотки (аналогично конструкции якорных катушек генератора ГП311). Это позволит полностью механизировать процессы формовки катушек, наложение изоляции, частично укладку обмотки и ее осадку.

Это лишь некоторые направления дальнейшего совершенствования технологии электромашинного производства, которые позволят повысить экономическую эффективность производства, существенно улучшить показатели охраны труда и экологии, повысить уровень качества.

СПИСОК

РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. М.Д. Рахматуллин Технология ремонта тепловозов Учебник М. «Транспорт» 1983. 319 с.

2. В.А. Аксенов, Д.Г. Евсеев, В.А. Фомин Технологические процессы механической обработки и сборки при ремонте подвижного состава Учебник. Новосибирск Изд-во СГУПС, 2004. 248с.

3. М.И. Зунделевич, С.А. Прутковский Технология крупного электромашиностроения. В трех томах. Л. Энергоиздат. Леннигр. Отд-ние, 1981. 480с.

4. В.А. Четвергов, А.Д. Пузанков Надежность локомотивов Учебник. Маршрут. 2003. 415 с.

5. А.М. Маханько, С.В. Роговой Технологическое оборудование ремонтных предприятия железнодорожного транспорта (Часть 1) Методы и средства очистки деталей и узлов подвижного состава. Учебное пособие. М. МИИТ, 2006. 44с.

6. С.В. Роговой Технологическое оборудование ремонтных предприятий. Учебное пособие. М МИИТ, 2010.