Обкатка и испытание турбокомпрессора

 

После ремонта турбокомпрессоров тепловозных дизелей производят их «холодную» обкатку на стенде типа А1130 и при этом: спрессовывают водяную полость давлением 5 кгс/см², приводят во вращение воздухом ротор турбокомпрессора при давлении 5-6 кгс/см² и проверяют систему смазки подшипниковых узлов при давлении 4,5 кгс/см2.

Такая методика испытания турбокомпрессоров не обеспечивает объективный контроль качества их ремонта.

Это связано с тем, что воздушный привод ротора от магистральной сети депо, даже при давлении 4,5-10 Па, обеспечивает вращение ротора только до 3000-3500 мин^-1. При такой частоте вращения исключается эффективный контроль динамических параметров, зависящих от качества балансировки ротора и качества ремонта подшипников скольжения.

А также полностью исключается контроль производительности компрессора, зависящей от качества ремонта соплового аппарата ротора и других узлов компрессора.

Для устранения укачанных недостатков рекомендуется использовать стенд обкатки и испытания турбокомпрессоров с замкнутой воздухопроводной системой.

Стенд состоит из опорной рамы, воздушного компрессора роторного типа, нагнетательных и перепускных воздуховодов, воздушного ресивера, системы смазки подшипниковых узлов, системы водяного охлаждения, пульта и схемы управления в ручном и автоматическом режимах обкатки и испытания турбокомпрессора.

Для привода воздушного компрессора предусматривается асинхронный электродвигатель переменного тока мощностью 20-30 кВт, а для привода шестеренчатого масляного насоса - электродвигатель мощностью 1,6 кВт.

Перед обкаткой турбокомпрессора производят опрессовку водяной полости и прокачку масляной системы, прогретой до температуры 65-70 ^оС. Затем, при полностью открытом конусном клапане 8, включают роторный компрессор 1 и доводят частоту вращения ротора турбокомпрессора до 12-14 тыс. мин^-1. При холостом режиме работы турбокомпрессора производится обкатка в течении 40-60 мин. В процессе обкатки контролируют функционирование системы смазки подшипниковых узлов, вибродатчиками фиксируют вибрацию с правой и левой сторон корпуса в зоне расположения подшипниковых крышек, а также производится регистрация частоты вращения ротора и время его выбега после отключения

системы воздушного привода. По времени выбега контролируют качество ремонта лабиринтных уплотнений и подшипниковых узлов, а уровень вибрации корпуса свидетельствует о качестве динамической балансировки ротора.

После обкаточных испытаний контролируют качество ремонта соплового аппарата и качество сборки рабочего колеса компрессора. Для этого посредством конусного клапана 8 создают определенный подпор сброса воздуха в атмосферу, и производят раскрутку ротора до 12 тыс. мин^-1.

При такой, частичной нагрузке турбокомпрессора, фиксируют по образцовому манометру 13 статический напор воздуха в воздухоотводящем патрубке 14 и потребляемую мощность электродвигателя для привода роторного компрессора 1.

Окончательно качество ремонта соплового аппарата и качество сборки рабочего колеса, при прочих равных условиях, характеризуют по разности потребления мощности электродвигателем роторного компрессора в режиме свободного сброса воздуха в атмосферу и в режиме его подпора конусным клапаном. Для более полной оценки качества ремонта турбокомпрессора рекомендуется, наряду с перечисленными параметрами, фиксировать производительность компрессора путем изменения статического и динамического напора воздуха в воздухоотводящем патрубке 14.

При этом следует иметь в виду, что такие параметры, как частота вращения ротора и статический напор воздуха зависят от производительности выбранного роторного компрессора. Поэтому допустимые параметры рекомендуется устанавливать опытным путем при различных неисправностях соответствующего типа турбокомпрессора.

 

Монтаж турбокомпрессора

 

Монтаж турбокомпрессора производиться в следующей последовательности:

1)Турбокомпрессор снимают, с контователя ставят и закрепляют;

2)Выпускной коллектор к газовой улитке турбокомпрессора подсоединяют и закрепляют;

3)Ставят и закрепляют воздухопровод;

4)Трубы водяные промывают, протирают, осматривают, от прокладок очищают;

5)Трубу подвода воды к турбокомпрессору ставят и закрепляют;

6)Трубу отвода воды от турбокомпрессора ставят и закрепляют;

7)Трубопровод подвода масла к турбокомпрессору подсоединяют;

8)Прокладки меняют, трубопроводы слива масла продувают, ставят и закрепляют;

9)Трубопроводы отсоса воздуха из полости за лабиринтным уплотнением колеса турбокомпрессора ставят и закрепляют.

 

IV. Планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта тепловозов

 

Надежность тепловоза определяется совершенством его конструкции и технологии изготовления, а также уровнем технического обслуживания и ремонта. В процессе эксплуатации на тепловоз воздействуют различные факторы. Ему приходится работать при температуре наружного воздуха от -50 до +40° С, когда идет дождь, снег или проносится песчаная буря; на дорогах с хорошим и плохим состоянием пути; вести поезда по перевалистому пути; работать на горных участках, где воздух более разрежен, чем на равнине; часто останавливаться и вновь набирать нужную скорость.

Каждый из этих факторов дает о себе знать, по мере нарастания пробега механизмы тепловоза постепенно изнашиваются, в результате чего изменяются геометрические размеры и форма деталей, характер посадки сопряженных деталей и качество их поверхностей. Прочность многих деталей под влиянием высоких температур и значительных удельных нагрузок уменьшается, они теряют работоспособность и начинают разрушаться.

Изоляция токоведущих частей электрического оборудования постепенно стареет под воздействием токовых нагрузок и осаждения на замасленных и увлажненных поверхностях изоляции токопроводящих загрязнений. Резиновые детали теряют эластичность, покрываются сеткой трещин и разрушаются. Фильтры, предназначенные для очистки масла, топлива и воздуха, загрязняются и перестают выполнять свои функции. Многие детали и механизмы загрязняются, покрываются нагаром, накипью, коррозией, окислами и т.п.

Все это приводит к тому, что тяговые качества тепловоза ухудшаются, он становится менее надежным, часто начинает «болеть», расходы на его содержание возрастают. И если в процессе эксплуатации не принять своевременно нужных мер, то тепловоз, не достигнув предельного возраста, перестанет выполнять свои функции.

Известно, что износ или старение многих детален и механизмов можно значительно уменьшить, если вовремя очистить фильтры и добавить или заменить смазку, уменьшить чрезмерно увеличившийся зазор, восстановить регулировкой или ремонтом взаимное положение и нормальную посадку деталей, заменить износившуюся деталь, очистить детали от различных отложений.

То есть своевременно и качественно выполнять требования по техническому обслуживанию и ремонту тепловоза. Эти требования определены планово-предупредительной системой технического обслуживания и ремонта тепловозов.

Планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта тепловозов предусматривает:

технические обслуживания ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4, ТО-5;

текущие ремонты ТР.

Под техническим обслуживанием тепловоза понимают комплекс работ профилактического характера (по осмотру, очистке, смазке, креплению, регулировке и т. п.), цель которых предупредить возникновение неисправностей и уменьшить изнашивание деталей, а следовательно, постоянно поддерживать тепловоз в состоянии технической готовности к работе.

Однако даже своевременным и качественным выполнением работ профилактического характера можно лишь замедлить естественный износ или старение деталей, но нельзя его приостановить. Поэтому многие сопряжения деталей или отдельные детали в различные сроки требуют восстановления их работоспособности, т. е. ремонта.

Под ремонтом тепловоза понимают комплекс работ, направленных на восстановление нормального технического состояния тепловоза путем устранения повреждений и восстановления посадок деталей в соединениях, потерявших работоспособность. Техническому обслуживанию тепловоз подвергается, как правило, принудительно, а ремонту — при необходимости.

Технические обслуживания ТО-1, ТО-2 и ТО-3 предназначены для предупреждения появления неисправностей и поддержания тепловозов в работоспособном и надлежащем санитарно-гигиеническом состоянии, обеспечивающем их бесперебойную работу и безопасность движения поездов.

Техническое обслуживание ТО-4 предназначено для обточки бандажей колесных пар без выкатки их из-под тепловозов с целью поддержания оптимальной величины проката и толщины гребня.

Техническое обслуживание ТО-5 выполняется при подготовке тепловозов в капитальный ремонт, к постановке в запас ОАО "РЖД" или резерв железной дороги, при вводе их в эксплуатацию из запаса, прибывшим из завода постройки или ремонтного. Также выполняется при необходимости проверки теплотехнических параметров, обследовании технического состояния узлов, агрегатов средствами контроля и диагностирования.

Текущие ремонты предназначены для восстановления работоспособности тепловозов в заданных межремонтных периодах путем ревизии, ремонта или замены отдельных деталей, сборочных единиц, регулировки и испытания, а также частичной модернизации.

При техническом обслуживании ТО1, ТО2 и ТОЗ и частично при текущем ремонте ТР1 производят осмотр, проверку цельности и надежности крепления элементов оборудования тепловоза, особенно связанных с безопасностью движения, смазку трущихся деталей, проверку и регулировку отдельных узлов оборудования, в частности форсунок дизеля (при ТОЗ), очистку фильтров, мойку и очистку тепловоза.

При текущем ремонте ТР2, кроме работ, выполняемых при техническом обслуживании и текущем ремонте ТР1, снимают для ревизии и ремонта часть механического и электрического вспомогательного оборудования, аккумуляторную батарею для «лечебной» перезарядки; производят ревизию буксовых подшипников и тяговых редукторов, при необходимости обточку бандажей колесных пар без выкатки из-под тепловоза, реостатные испытания, периодическую ревизию оборудования общего назначения.

При текущем ремонте ТРЗ, кроме работ, выполняемых при текущем ремонте ТР2, ремонтируют: дизель, остальную часть механического вспомогательного оборудования, электрические машины и остальную часть электрического вспомогательного оборудования, тележки с выкаткой из-под тепловоза. Тепловоз подвергают реостатным и путевым испытаниям.

При капитальном ремонте восстанавливают эксплуатационные характеристики тепловоза ремонтом или заменой изношенных или поврежденных частей, восстановление неисправности и полного или близкого к полному ресурса тепловоза с заменой или ремонтом любых его частей, включая базовые, и их регулировкой.

Кроме того, проверяют техническое состояние остальных элементов оборудования с устранением обнаруженных неисправностей. При среднем ремонте может выполняться капитальный ремонт отдельных основных частей, например дизеля.

При КР может производиться средний ремонт отдельных частей тепловоза. Полный перечень работ, выполняемых при техническом обслуживании и ремонте каждой серии тепловозов, приведен в правилах ремонта.

 

Таким образом, ремонты КР, ТРЗ, ТР2 и частично ТР1 предназначены в той или иной мере для восстановления работоспособности элементов оборудования, а техническое обслуживание — для предупреждения неисправностей, уменьшения изнашивания деталей и обеспечения безопасности движения.

Работа профилактического характера, т. е. осмотр, проверку свободного «выбега» ротора, очистку масляного фильтра, измерение осевого разбега ротора и зазоров «на масло» в подшипниках выполняют при ТОЗ и ТР1. Демонтируют и разбирают турбокомпрессор 1 раз между ремонтами ТРЗ и при ремонте ТРЗ. Работоспособность турбокомпрессора чаще всего нарушается вследствие отложения нагара на поверхностях деталей газового тракта: на колесах турбины, сопловом аппарате и его кожухе, газоприемном корпусе. Слой нагара не только ухудшает теплоотдачу и вызывает перегрев и коробление деталей, но и заметно уменьшает проходные сечения соплового аппарата и турбинного колеса.

В качестве предупредительной меры в отдельных депо детали газового тракта очищают от нагара без демонтажа турбокомпрессора с тепловоза.

Надежная работа тепловозов зависит не только от системы технического обслуживания и ремонта, но и от качества топлива и смазочных материалов, их соответствия современным конструкциям, бережного отношения к тепловозам, квалифицированного ухода за ними, предупреждения перегрузок и соблюдения режимов работы оборудования в эксплуатации.

 

V. Требования ОАО «РЖД» к организации технологических процессов ремонта тепловоза (крупно-агрегатный метод ремонта)

Основой системы ремонта тепловозов является агрегатный метод, при котором ремонт выполняют путем замены изношенных агрегатов новыми или заранее отремонтированными.

Наиболее существенное сокращение простоя тепловозов в ремонте дает замена дизель – генераторной установки (как сменного агрегата).

Такой метод ремонта в отличие от агрегатного метода был назван крупноагрегатным. Непременным условием применения агрегатного или крупноагрегатного метода ремонта является взаимозаменяемость агрегатов, узлов и деталей тепловозов.

Все основные агрегаты тепловоза (дизель – генератор, вспомогательные электрические машины, тяговые электродвигатели, электрические аппараты, аккумуляторные батареи, турбокомпрессоры, тележки, редукторы, секции холодильника, тормозные компрессоры, вентиляторы) являются взаимозаменяемыми и могут устанавливаться на тепловоз, будучи заранее отремонтированными после снятия с другого тепловоза той же серии.

Взаимозаменяемые узлы и детали применяются при ремонте дизель – генераторов, электрических машин и аппаратов, тележек, редукторов, компрессоров и других агрегатов.

В локомотивных депо крупноагрегатный метод может быть применен при ТР-2 и ТР-3.

Перечень агрегатов, узлов и деталей, которые должны ремонтироваться агрегатным методом, определяют в результате составления сетевых графиков и карт технологического процесса, а также технико – экономических расчетов.

В первую очередь агрегатным методом ремонтируют те агрегаты, узлы и детали, продолжительность ремонта которых определяет простой тепловоза в ремонте.

Агрегатный метод приводит к значительному повышению производительности труда ремонтников и снижению себестоимости ремонта, улучшению качества работ, техники безопасности, культуры труда и эстетики производства; исключает непредвиденные задержки, вызываемые различным объемом работ по восстановлению отдельных узлов, что способствует выпуску тепловозов из ремонта точно по графику.

При агрегатном методе ремонта создается оборотный фонд узлов и деталей Ф _об, т. е. определенное их количество в запасе, необходимое для выполнения программы ремонта тепловозов.

Создают этот фонд за счет новых агрегатов, узлов, деталей и ремонта изношенных (дефектных), снятых с тепловозов, т. е. он состоит из неснижаемого фонда сменных агрегатов Ф _тех – так называемого технологического запаса, определяемого требованиями технологического процесса и программой ремонта.

Кроме того, в оборотном фонде должно быть неснижаемое количество запасных агрегатов (узлов, деталей) Ф _ст (страховой запас) для замены при неплановых (аварийных) ремонтах агрегатов, вышедших из строя, и для замены агрегатов, не подлежащих восстановлению или требующих для своего восстановления особых условий и времени больше нормативного

В депо часто выполняется несколько различных видов ремонта тепловозов (например, ТР-2 и ТР-3). При этом агрегаты (узлы, детали), снятые при одном виде ремонта, могут устанавливаться на тепловоз, который находится в другом виде ремонта.

Часть агрегатов как технологического, так и страхового запаса может ремонтироваться в централизованном порядке (в другом депо или на заводе). В этом случае время ремонта (с учетом времени на транспортировку) может увеличиваться до t '_3Ц и t ″_3Ц.

При переходе на агрегатный метод возрастают основные средства локомотивного депо на образование оборотного фонда агрегатов.

Однако при этом сокращается простой тепловозов в ремонте, повышается его качество и экономятся средства на ремонте и в эксплуатации, увеличивается пропускная способность ремонтных позиций (стойл). Экономический эффект от применения агрегатного метода с увеличением программы ремонта возрастает. Это подтверждает эффективность концентрации ремонта.