ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

ТЕХНОЛОГИЯ • ОБОРУДОВАНИЕ • ИНСТРУМЕНТЫ
Print ISSN: 1994-6309    Online ISSN: 2541-819X
English | Русский

Последний выпуск
Том 21, № 4 Октябрь - Декабрь 2019

Повышение надежности работы тяговых электродвигателей локомотивов за счет применения электроискровой обработки коллекторных пластин

Том 21, № 1 Январь - Март 2019
Авторы:

Титов Юрий Владимирович,
Белан Дмитрий Юрьевич,
Тодер Георгий Борисович,
Отраднова Анна Олеговна
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1994-6309-2019-21.1-16-24
Аннотация

Введение. Одной из важнейших задач локомотиворемонтного производства российских железных дорог является повышение срока службы подвижного состава: локомотивов и вагонов. В данной статье рассматривается применение новой методики ремонта коллекторно-щеточного узла электровоза, что позволит улучшить коммутационные характеристики, повысить надежность работы тяговых электродвигателей (ТЭД) и увеличить время эксплуатации всего электровоза в целом. Целью работы является повышение надежности работы и ресурса ТЭД-электровозов. Методы исследования. Для снижения коэффициента трения между пластинами коллектора и щетками и повышения срока службы коллекторно-щеточного узла предлагается выполнять науглероживание поверхностного слоя медных пластин коллектора методом электроискровой обработки (ЭИО). Метод электроискровой обработки, по сравнению с традиционными механическими методами ремонта тяговых электродвигателей, является более предпочтительным, так как позволяет повысить износостойкость контактной поверхности коллекторных пластин, что обеспечивает требуемые эксплуатационные свойства и повышает надежность работы коллекторно-щеточного узла. Результаты. В статье предложен технологический процесс выполнения ремонта коллектора электродвигателя, отличающийся применением электроискровой обработки с формированием углеродистого поверхностного слоя на контактной поверхности коллектора. Представлено устройство для формирования углеродистого слоя на рабочей поверхности коллектора тяговых электродвигателей посредством электроискровой обработки. Даны результаты атомно-эмиссионного спектрального анализа науглероженного медного образца, которые показали, что доля углерода в науглероженном медном образце повысилась на 0,1 % по сравнению с медной пластиной, не подвергавшейся электроискровой обработке. Представлена оценочная модель зависимости глубины композиционного слоя от напряжения, подаваемого на электроды. Обсуждение. Представленная в статье оценочная модель позволяет: 1) произвести предварительный оценочный расчет зависимости глубины и толщины слоев, образующих композиционную структуру поверхности, подвергшейся ЭИО, от подаваемого на электроды напряжения; 2) на основании этого расчета провести экспериментальную ЭИО поверхности коллектора ТЭД с регулированием толщины и глубины слоев посредством описанной методики; 3) экспериментально определить режимы обработки для исследуемых образцов.


Ключевые слова: тяговый электродвигатель, коллектор, генератор импульсов, углерод, электроискровая обработка

Список литературы

1. Распоряжение президента ОАО «РЖД» от 17.01.2005 № 3р «О системе технического обслуживания и ремонта локомотивов». – М.: ОАО «РЖД», 2005. – 8 с.



2. Распоряжение президента ОАО «РЖД» от 13.01.2006 № 181 «Дополнительные меры по повышению уровня обеспечения безопасности движения в локомотивном хозяйстве железных дорог ОАО «РЖД». – М.: ОАО «РЖД», 2006. – 7 с.



3. Поручение первого вице-президента ОАО «РЖД» от 26.08.2010 № П-ВМ-120 «Об оптимизации структуры и повышении эффективности локомотиворемонтного комплекса». – М.: ОАО «РЖД», 2010. – 6 с.



4. Авилов В.Д., Петров П.Г., Моисеенок Е.М. К вопросу о повышении коммутационной устойчивости коллекторных электрических машин постоянного тока [Электронный ресурс] // Извеcтия Транссиба. – 2010. – № 2 (2). – С. 2–6. – URL: http://izvestia-transsiba.ru/images/journal_pdf/2010-2(2).pdf (дата обращения: 01.02.2019).



5. Степанов Ю.С., Сотников В.И., Ткаченко А.Н. Экспериментальное исследование процесса комбинированной обработки точением и алмазным выглаживанием торцовых поверхностей деталей из меди [Электронный ресурс] // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2012. – № 8. – С. 43–48. – URL: http://www.mashin.ru/files/2012/utp8_12.pdf (дата обращения: 01.02.2019).



6. Трибологические характеристики покрытий, полученных электроискровым легированием с последующим лазерным упрочнением / Е.Э. Фельдштейн, М.А. Кардаполова, Р. Гайда, Б. Хородыски, О.В. Кавальчук // Трение и износ. – 2013. – Т. 34, № 2. – С. 175–180.



7. Влияние добавок нанодисперсного алмаза на свойства композиционного материала на основе бронзы / М.Н. Сафонова, П.П. Тарасов, А.С. Сыромятникова, А.А. Федотов // Металловедение и термическая обработка металлов. – 2013. – № 5 (695). – С. 3–6.



8. Коэффициенты трения покоя и скольжения для пар наиболее распространенных материалов [Электронный ресурс]. – URL: http://www.dpva.info/Guide/GuidePhysics/Frication/FrictionToVariousPairs (дата обращения: 01.02.2019).



9. Патент 137639 Российская Федерация, МПК H 01 R 43/06 (2006.01). Установка для электроискровой обработки с позиционированием электродов относительно поверхности коллектора электрической машины / А.А. Кузнецов, Д.Ю. Белан, А.О. Отраднова, Т.В. Отраднова, И.В. Отраднова. – № 2013132790/07; заявл. 15.07.2013; опубл. 20.02.2014, Бюл. № 5.



10. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. В 2 т. Т. 1. Обработка материалов с применением инструмента / под ред. В.П. Смоленцева. – М.: Высшая школа, 1983. – 247 с.



11. Sandeep K. Current research trends in electrical discharge machining: a review [Electronic resource] // Research Journal of Engineering Sciences. – 2013. – Vol. 2 (2) – P. 56–60. – URL: https://pdfs.semanticscholar.org/93e1/7a1521161a361dc1600aa61618166f8de5e7.pdf (accessed 01.02.2019).



12. Nishiwaki N., Hori S., Natsu W. Detection of electric discharge machining state by using ultrasonic technique [Electronic resource] // 17th World Conference on Nondestructive Testing, Shanghai, China, 25–28 October 2008. – Shanghai: Shanghai Exhibition Center, 2008. – P. 1–6. – URL: https://www.ndt.net/article/wcndt2008/papers/128.pdf (accessed: 01.02.2019).



13. Nonlinear servomotor in single pulse simulation of electrical discharge machining system modeling [Electronic resource] / H. Lee, A. Yahya, N.H. Khamis, S. Samion // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. – 2016. – Vol. 1, N 2. – P. 319–328. – URL: https://www.researchgate.net/publication/299433312_Nonlinear_Servomotor_in_Single_Pulse_Simulation_of_Electrical_Discharge_Machining_System_Modeling (accessed: 01.02.2019).



14. Equbal A., Sood A.K. Electrical discharge machining: an overview on various areas of research [Electronic resource] // Journal of Manufacturing and Industrial Engineering (MIE). – 2014. – Vol. 13, N 1–2. – P. 1–6. – URL: http://www.qip-journal.eu/index.php/MIE/article/view/339 (accessed: 01.02.2019).



15. Choudhary A.K., Chhabra K.K. Effect of control parameters in electrical discharge machining – a review [Electronic resource] // International Journal of R&D in Engineering Science and Management. – 2014. – Vol. 1, N 3. – P. 72–76. – URL: http://www.rndpublications.com/wp-content/uploads/2014/10/Paper_1oct.pdf (accessed: 01.02.2019).



16. Gupta S., Singh G. A review on fabrication of copper graphite composite material & its mechanical properties [Electronic resource] // International Journal of Advance Research and Innovative Ideas in Education. – 2017. – Vol. 3, iss. 3. – P. 537–543. – URL: http://www.ijariie.com/PastIssueSelected.aspx?VolumeId=18 (accessed: 01.02.2019).



17. Ojha K., Garg R.K., Singh K.K. MRR improvement in sinking electrical discharge machining: a review [Electronic resource] // Journal of Minerals & Materials Characterization & Engineering. – 2010. – Vol. 9, N 8. – P. 709–739. – URL: http://file.scirp.org/pdf/JMMCE20100800004_52519296.pdf (accessed: 01.02.2019).



18. Hsu W.-H., Chien W.-T. Effect of electrical discharge machining on stress concentration in titanium alloy holes // Materials. – 2016. – Vol. 9, iss. 12. – doi: 10.3390/ma9120957.



19. Reddy C.B., Reddy G.J., Reddy C.E. Growth of electrical discharge machining and its applications – a review [Electronic resource] // International Journal of Engineering Research and Development. – 2012. – Vol. 4, iss. 12. – P. 13–22. – URL: http://www.ijerd.com/paper/vol4-issue12/C04121322.pdf (accessed: 01.02.2019).



20. Singh A., Grover N.K., Sharma R. Recent advancement in electric discharge machining, a review [Electronic resource] // International Journal of Modern Engineering Research. – 2012. – Vol. 2, iss. 5. – P. 3815–3821. – URL: http://www.ijmer.com/papers/Vol2_Issue5/EN2538153821.pdf (accessed: 01.02.2019).



21. Banu A., Ali M.Y. Electrical discharge machining (EDM): a review // International Journal of Engineering Materials and Manufacture. – 2016. – N 1 (1). – P. 3–10. – doi: 10.26776/ijemm.01.01.2016.02.

Для цитирования:

Повышение надежности работы тяговых электродвигателей локомотивов за счет применения электроискровой обработки  коллекторных  пластин / Ю.В.  Титов,  Д.Ю.  Белан,  Г.Б.  Тодер,  А.О.  Отраднова // Обработка  металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 1. – С. 16–24. – doi:10.17212/1994-6309-2019-21.1-16-24.

For citation:

Titov Yu.V., Belan D.Yu., Toder G.B., Otradnova A.A. Improving the reliability of locomotive traction motors due to the use of electrical discharge machining of collector plates. Obrabotka metallov (tekhnologiya, oborudovanie, instrumenty) = Metal Working and Material Science, 2019, vol. 21, no. 1, pp. 16–24. doi 10.17212/1994-6309-2019-21.1-16-24. (In Russian).

Просмотров: 272