Меню
Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Эксплуатация и ремонт трамваев и троллейбусов

Восстановление качества изоляции токопроводящих элементов подвижного состава

Параметры сопротивления изоляции электрическому пробою под воздействием внешней среды, в результате старения, механических и химических воздействий, сопровождающих эксплуатацию, изменяются. Снижение качества изоляции токопрово-дящих элементов подвижного состава происходит медленно, и практически не удается регулярным контролем установить изменение ее состояния. В большинстве случаев нарушения изоляции выявляются в результате возникшей неисправности или отказа в работе оборудования. Поэтому важное значение в повышении надежности изоляции имеет систематический и технологически правильный уход за ней во время эксплуатации и восстановление ее защитных свойств при ремонте подвижного состава.

Во время эксплуатации необходимо своевременно удалять с изоляции пыль, грязь и не допускать попадание влаги и масел на ее поверхность, исключать случаи механических повреждений от перетирания, предотвращать перегрев и выполнять другие мероприятия, способствующие продлению срока ее службы. В процессе ремонта восстановление качества изоляции достигается пропиткой, компауидировкой и установкой дополнительных защитных оболочек, позволяющих предотвратить механические и химические воздействия на изоляционные покрытия. Пропитка или компаундировка служат для заполнения пор и пустот в материале изоляции составами, имеющими хорошие изоляционные свойства. Результатом пропитки является повышение диэлектрической и механической прочности изоляции, влагостойкости и стойкости против агрессивных сред и, в конечном итоге, повышение надежности изоляционных покрытий. Качество операции пропитки или компаундировки зависит от объема выполненных работ и технологического режима, обеспечивающих заполнение пор и пустот изоляции пропитывающим составом, исключающего проникновение воздуха и влаги в изоляционный материал и придающего слоям и элементам монолитную, прочную структуру. Композиция пропитывающего состава зависит от класса изоляции, конструктивного исполнения, эксплуатационного назначения изоляции и технологичности операций пропитки. В качестве пропитывающего состава используют специальные пропитывающие лаки, имеющие в своем составе твердую термореактивную смолу и легкоиспаряющийся растворитель. Поэтому при пропитке лаком необходимо многократное повторение операций с целью повышения степени заполнения пор и пустот смолой. Компаунды содержат незначительное количество летучих веществ и поэтому допускают одноразовую пропитку, но применение компаундов ограничено их низкой теплостойкостью. С повышением температуры компаунды переходят в жидкое состояние и вытекают из пустот изоляционного материала. На пропитку изделие подается очищенным от пыли и грязи, препятствующей нормальному ходу заполнения пор и пустот пропитывающим составом и их прочному сцеплению с поверхностью изоляционных материалов.

Технологическая операция пропитки начинается с .сушки для удаления из изоляции влаги. Температурный режим, при котором идет сушка, зависит от количества влаги, содержащейся в изоляции, размеров и формы изделия, подвергаемого сушке, конструктивного исполнения изоляции, кратности обмена воздуха в камере сушки и других факторов, влияющих на результаты процесса. Во всех случаях температурный режим должен быть таким, чтобы пары влаги, удаляясь из ее пор и пустот, не расслаивали изоляцию. Расслоение изоляции может происходить при высокой температуре в камере сушки и обильном насыщении влагой пустот и пор изоляции.

Сушка обычно ведется в сушильных камерах, оборудованных принудительной вентиляцией, с системой обогрева, позволяющей регулировать температуру сушки. Камера имеет хорошую теплоизоляционную оболочку. Режим сушки подбирается опытным путем, подвергается корректировке при изменении условий сушки, типа изделий и их насыщения влагой. Образец камеры для сушки показан на рис. 47.

После сушки осуществляется процесс пропитки. Пропитка может вестись погружением изделия в емкость с пропитывающим составом при атмосферном давлении, погружением в пропитывающий состав с последующим повышением воздушного давления в емкости (пропитка под давлением) и погружением в пропитывающий состав после вакуумной обработки пропитываемого изделия (вакуумная пропитка). Применяют также режимы, комбинирующие вышеизложенные способы. Время выдержки в емкости с пропитывающим составом определяется экспериментальным путем, так как оно зависит от вязкости состава и его пропитывающей способности, от температуры пропитывающего состава и изделия, структуры и конструкции изоляции. Ориентировочное время пропитки при нормальном атмосферном давлении около 5 мин, что соответствует прекращению выделения пузырьков воздуха из пропитывающего состава. Пропитка при нормальном атмосферном давлении ведется маловязкими пропитывающими составами. Разогретое в результате сушки изделие, погруженное в емкость с пропитывающим составом, несколько охлаждается, вследствие чего понижается уровень давления воздуха в порах и пустотах изоляции; это облегчает проникновение пропитывающего состава в поры. Вместе с тем прн контакте пропитывающего состава с разогретым изделием снижается вязкость состава н возрастает его проникающая способность. Нормальное протекание режима пропитки нарушается, если изделие перед пропиткой было перегрето, так как высокая температура вызывает активное испарение летучих составляющих пропитывающего состава, в результате чего возрастает его вязкость и, следовательно, уменьшается проникающая способность. Извлеченное из емкости изделие выдерживается над ней 10 15 мин до завершения стекания с изделия пропитывающего состава. После пропитки необходима повторная сушка для испарения

.летучих компонентов и отвердения смолистой основы пропитывающего состава. Температура в сушильной камере поддерживается около 7080° С, что обеспечивает нормальное испарение. Более высокая температура сушильной камеры может вызвать бурное испарение, сопровождающееся вытеснением смоляной основы из пор изоляции и образованием твердой поверхности оболочки, препятствующей выходу летучих компонентов. Сушка при нормальном процессе испарения длится около 1 ч.

Затем для ускорения процесса и активного отвердения смоляной основы пропитывающего состава температура в камере повышается до безвредного для состояния изоляции уровня: 120 130°С для изоляции класса А; 150160°С для изоляции класса В и 190200° С для кремнийорганической изоляции. Более производительным процессом, обеспечивающим повышенное качество восстановительных работ, является пропитка изоляции компаундным составом. Компаунды создаются на основе продуктов переработки нефти с включением полимеризованного льняного масла и канифоли. Компаундные композиции термостойки, в достаточной степени текучи и вязки, имеют необходимые параметры смачиваемости, прилипания и твердения. Расплавленный компаундный состав, проникая в поры и пустоты, прн остывании не уменьшает своего объема и поэтому полностью их заполняет, быстро твердеет, обеспечивая высокую влагостойкость, механическую прочность и монолитность изоляционного слоя. Возможности пропитки изоляции компаундным составом ограничены сложностью применяемого для процесса пропитки оборудования и трудностями при повторных восстановительных работах. Кроме того, при высоких температурах компаундный состав плавится и течет, а центробежные силы, возникающие во вращающихся деталях, интенсифицируют процесс выброса компаундной массы. Пропитка изоляции компаундным составом (рис. 48) выполняется в автоклавах, куда загружается изделие. После сушки изделия, которая ведется при пониженном давлении, в автоклав из смесителя нагнетается расплавленная компауидная масса. Смеиа вакуума (0,4 кгс/см2) при сушке на избыточное давление (6 8 кгс/см2) во время пропитки обеспечивает принудительное проникновение компаунда в поры н пустоты изоляции. После пропитки оставшуюся компаундную массу перегоняют в смеситель, а изделие, с которого стекали излишки компаундной массы извлекается из автоклава и остывает иа стеллажах-подставках. Перед загрузкой изделия в автоклав оно обматывается хлопчатобумажной лентой, которая после компаундной пропитки удаляется. 36. способы повышения долговечности деталей улучшением физико-механических свойств поверхности Материал, из которого изготовляют детали, обычно выбирают, учитывая условия эксплуатации напряженное состояние, условия трения, температурный режим, состояние окружающей среды. Соответствующая обработка поверхностей деталей (термическая обработка, наклеп, диффузионная металлизация) способствует улучшению свойств и долговечности эксплуатации этих деталей. Термическая обработка деталей, изготовленных из стали и чугуна, является эффективным н распространенным способом улучшения свойств их поверхности. Этот способ основывается на том, что путем нагрева детали, некоторой выдержки при данной температуре н последующего охлаждения с различной интенсивностью можно добиться того, что поверхностный слой металла примет структуру с желаемыми свойствами. Все виды термической обработки подразделяют на отжиг первого или второго рода, закалка, отпуск и химико-термнческая обработка.

частота колебаний, Гц. В табл. 10 указаны ориентировочные параметры частоты, необходимые для достижения соответствующей глубины слоя закалки. Отпуск заключается в нагреве закаленной детали до невысокой температуры с целью стабилизации процесса изменения структуры металла после закалкн. Различие между отжигом и отпуском заключается в том, что прн отжиге нагреву подвергается металл, неустойчивое состояние структуры которого наступило в результате механического воздействия на поверхности детали, тогда как отпуску подвергается металл детали, прошедшей термическую обработку.

Химико-термическая обработка заключается не только в улучшении структуры, но и в насыщении поверхностного слоя металла детали элементами, активно изменяющими его химический состав и свойства. Разогрев металла детали активизирует процесс насыщения этими элементами. Цементация является процессом насыщения поверхности стали углеродом. Для получения оптимальных свойств поверхностного слоя необходимо добиться содержания углерода в нем в пределах 0,81,0%. Насыщение может вестись с использованием углерода, содержащегося в твердых композициях (твердая цементация), н углерода, содержащегося в газообразной среде (газовая цементация). Глубина цементированного слоя выбирается с учетом условий эксплуатации детали, так как с ростом глубины слоя цементации снижается предел выносливости поверхностного слоя. Азотирование (нитрирование) представляет собой процесс насыщения стальной поверхности детали азотом. Азотированный слой обладает высокой твердостью, износостойкостью, хорошо сопротивляется воздействию агрессивных сред и знакопеременным нагрузкам. Азотированию поддаются все марки сталей, в том числе специальные и легированные. Азотирование является заключитель

ной операцией при изготовлении деталей и поэтому после этого процесса детали могут подвергаться только притирке или доводке. В процессе азотирования размеры деталей несколько увеличиваются и поэтому азотирование можно использовать как способ восстановления прецезионных деталей. Цианирование является процессом насыщения поверхностного слоя детали углеродом и азотом одновременно. При насыщении в газовой среде процесс носит название нитроцемеитации; он является самым прогрессивным, позволяющим при сокращении времени насыщении повысить износостойкость и предел ваносливости поверхностного слоя детали.

После нитроцемеитации, как и после цементации, производят закалку и низкий отпуск, что снижает деформации, возникающие при термической обработке, и поверхность деталей получается светлой. Соотношением азота и углерода в насыщенном поверхностном слое регулируют характеристики полученного упрочнения. Цианирование проводят в расплавах солей, содержащих цианистый натрий или цианистый кальций. Предельная глубина цианирован-иого слоя около 1 мм. Цианирование позволяет значительно повысить износостойкость и предел выносливости поверхностного слоя деталей. Алитирование (алюмииирование) является процессом насыщения стального поверхностного слоя детали алюминием. Алитирование позволяет повысить окалииостойкость и стойкость против коррозии. Концентрация алюминия в поверхностном слое может достигнуть 7580%. В окислительной среде на поверхности детали в результате алитирования образуется тонкая, прочная защитная пленка окиси алюминия. Борирование процесс насыщения поверхностного слоя бором. Борированные детали хорошо сопротивляются абразивному износу и воздействию кислот. Хромирование методом поверхностного насыщения повышает кислотостойкость, коррозионную стойкость, твердость и износостойкость. Хромирование ведется в порошковых, обмазочных и газовых средах.

Силицирование происходит при насыщении поверхностного слоя кремнием, что повышает коррозионную стойкость, сопротивление износу и усталостному разрушению. Однако после силицирования поверхность детали ие поддается механической обработке и становится хрупкой. Цинкование выполняется гальваническим способом для защиты деталей от атмосферной коррозии. Срок службы цинкованных покрытий зависит от толщины покрытия и условий эксплуатации. Скорость разрушения цинкованного покрытия в загрязненной промышленными газами атмосфере 6-8 мк/г. Для деталей, работающих в условиях треиия, цинкованное покрытие непригодно, так как цинк активно вступает в реакцию с неорганическими и органическими кислотами, щелочами, сернистыми соединениями и увлажненным углекислым газом. Кадмированные поверхности обладают большей химической стойкостью, чем цинкованные. Кадмироваииый слой не растворяется в щелочах и медленнее вступает в реакцию с кислотами. В среде сернистых газов прочность покрытия кадмием резко падает. Электролитический слон кадмия является высокопластичным и поэтому используется для защиты от коррозии резьбовых и сопряженных деталей, работающих в узлах с плотной сборкой. Оксидирование представляет собой процесс получения окисиой пленки на поверхности детали для защиты ее от коррозии. Покрытие оксидированных поверхностей смазочными или лаковыми материалами увеличивает эффективность их применения. Оксидные покрытия можно получать термическим, химическим нли электрохимическим способами. Термическое оксидирование (воронение) достигается путем погружения разогретой детали в растительное масло, щелочные растворы или расплавленную селитру. При химическом оксидировании обработка поверхности ведется в подогретом концентрированном растворе едкой щелочи, содержащей окислители, или в растворе ортофосфориой кислоты с окислителями. Электрохимическое оксидирование ведется в гальванических ваннах с раствором едкого натра. Оксидированию подвергаются и цветные металлы: алюминий, магний, медь и их сплавы. Оксидные пленки обладают большой прочностью, хорошими электроизоляционными свойствами, значительной стойкостью против истирания, однако они хрупки и при изгибе на них появляются трещины. Фосфатирование достигается получением на поверхности защитной пленки из нерастворимых солей фосфорной кислоты; применяется для защиты от коррозии деталей из черных и цветных металлов. Фосфатирование ведется химическим и электрохимическим способами. Фосфатные пленки стойки против коррозии в атмосферных условиях, бензине, масле и керосине. В кислотах и щелочах фосфатные пленки разрушаются; они ие проводят электрического тока, ие допускают паяния, хрупки и не обладают стойкостью против истирания. Как правило, в процессе эксплуатации разрушение деталей начинается с поверхности. Поверхностные слои подвергаются неблагоприятным воздействиям окружающей среды, воспринимают основную нагрузку, находятся в сложном напряженном состоянии (изгиб, кручение) и концентраторы напряжений в большинстве случае располагаются на поверхности деталей. Поэтому упрочнение поверхностного слоя деталей является действенной мерой повышения усталостной прочности. Применяются следующие основные виды поверхностного упрочнения металла (рис. 49). Значительный эффект от упрочнения поверхностного слоя деталей, имеющих концентраторы напряжений, работающих в условиях циклических нагрузок, в коррозионной среде, в местах тугих посадок, достигается поверхностным иаклепом. Дробеструйный наклеп вызывает пластическое деформирование поверхностного слоя в результате восприятия кинетической энергии потока дроби. Глубину наклепанного слоя определяет величина кинетической энергии Дроби и длительность протекания процесса. Ударное воздействие дроби на поверхностный слой детали снижает чистоту поверхности, но устраняет дефекты, возникшие в результате механической обработки (риски, надрывы, подрезы и трещинки). Дробеструйный наклеп повышает твердость поверхностных слоев деталей.

Существенное уменьшение вредного влияния концентраторов напряжений на долговечность работы, на усталостную прочность деталей может быть достигнуто поверхностно-пластическим деформированием (ППД) металла детали, получаемым при обработке поверхности обкатками различного рода. Обкатка роликом или шариком поверхности детали при высоких удельных давлениях повышает усталостную прочность. Правильный выбор режима обкатки (давление, подача, частота вращения детали, число проходов) и геометрия обкатного ролика определяют результат упрочнения и технико-экономическую эффективность способа упрочнения. Обкаткой можно предотвратить появление усталостных трещин, увеличить долговечность, повысить

до зоны охлаждения зависит от скорости перемещения заготовки v и температуры нагрева материала. Если ТМО осуществляется в процессе волочения (рис. 50, б), то заготовка 2 получает деформации и разогревается, проходя через фильер 5; когда заготовка попадает в зону интенсивного охлаждения 6, структура ее стабилизируется.

В некоторых случаях разогретую заготовку 2 пропускают через вальцы 7 и 8 (рис. 50, в), в которых оиа подвергается обжатию и затем подается в зону охлаждения.

Наибольшее распространение получила ТМО при изготовлении заготовок штамповкой (рис. 50, г). Элементы штампа 9 и //, формируя заготовку 2 давлением, разогревают ее, а быстрое охлаждение осуществляется с помощью спрейера 10 после завершения обработки давлением. Хороший эффект ТМО достигается при деформировании в процессе выдавливания (экструзии). Заготовка 2 (рис. 50, д) помещается в матрицу 13, откуда она выдавливается через отверстие 14 формующего инструмента матрицы под давлением, создаваемым пуансоном 12. Выдавленная заготовка интенсивно охлаждается устройством 15. Глубина упрочненного слоя заготовки, которая достигается способом ТМО, составляет 47 мм, что обеспечивает повышенную прочность поверхности детали.

Реклама