3、常用的绝缘材料分类:
(1) 无机绝缘材料:石棉、陶瓷、玻璃、大理石等。 (2) 有机绝缘材料:橡胶、变压器油、树脂、棉布、纸等。 (3) 混合材料:石棉纸、人造云母板、玻璃丝带等。 二、 绝缘材料的耐热等级和耐压强度
绝缘材料在正常运用条件下允许的最高工作温度等级。 绝缘材料有Y、A、E、B、F、H和C七个耐热等级,它们的最高允许工作温度分别为90℃、105℃、120℃、130℃、155℃、180℃和180℃以上。
第二节 绝缘漆和绝缘油
一、绝缘漆
主要用来浸渍电机、电器线圈或涂覆在工件、材料表面。
二、浸渍漆
主要用来浸渍电机、电器的线圈和绝缘零部件,以填充其间隙和微孔,并使线圈粘结成一个结实的整体,提高绝缘结构的耐潮性、导热性、击穿强度和机械强度。
1、三聚氰胺醇酸浸渍漆
型号1032,绝缘等级B,具有较好的干透性、耐热性、耐油性和较高的电气性能。供浸渍B级电机、电器线圈用。 2、醇酸浸渍漆
型号1030,绝缘等级B,具有较好的耐油性、耐电弧性,干燥迅速,漆膜平滑有光泽。供浸渍在油中工作的线圈和绝缘零部件用。 3、涂覆漆
包括覆盖漆、硅钢片漆、漆包线漆。
第四章 电力机车损伤和故障的形成
能够正常工作的机车零部件,其工作能力下降的现象,称为零部件受到损伤;机车零部件的工作能力缓慢或突然下降到不能维持正常工作状态的现象,称为零部件发生故障。
损伤和故障发生的主要原因:自然原因、人为原因。
电力机车及其零部件的主要损伤包括磨损、电气磨损、金属腐蚀、电气绕组和电子元件损伤等。
第一节 磨损
组成摩擦副的零件接触表面,由于摩擦而发生尺寸、形状和表面质量变化的现象,称为磨损。 一、摩擦
互相接触的两物体在接触面上发生阻碍相对运动的现象,称为摩擦。固态物质外表面的摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦;液态气态物质内部之间的摩擦,则称为内摩擦。
1、干摩擦:完全没有润滑剂和其它介质时发生的摩擦,称为干摩擦。
2、液体摩擦:固体接触表面之间由润滑油隔开,摩擦副零件表面之间不发生直接接触的摩擦,称为液体摩擦。
3、边界摩擦:摩擦副零件表面之间只有极薄的一层润滑油膜时的摩擦,称为边界摩擦。
4、半液体摩擦:当加在摩擦副中大部分载荷由润滑剂所承受,而小部分载荷由吸附油膜所承受时所产生的摩擦,称为半液体摩擦。
5、半干摩擦:摩擦副接触表面之间只有个别接触点由听附油膜隔开,其余接触点上既没有吸附油膜,更没有润滑剂,这时发生的摩擦称为半干摩擦。 二、磨损
磨损与摩擦力的关系极为密切。 三、磨损的分类
1、机械磨损:由于摩擦表面的微观不平度而相互刮碾引起的磨损,称为机械磨损。
2、磨料磨损:由于摩擦表面之间存在硬质微粒发生刮削作用而引起的磨损,称为磨料磨损。
3、粘附磨损:摩擦副在重载荷工作条件下,由于摩擦表面间润滑不良,单位压力过大,加之摩擦速度高,使摩擦副中产生大量摩擦热而来不及散失,这些热量便传导入零件内部深层。高温使材料软化,甚至使个别接触点上的微粒熔化和熔合。由于分子引力作用,这些熔化的微粒从这一摩擦表面粘附到另一摩擦表面上,当熔接强度超过材料内部强度时便发生深层撕扯现象,从而引起剧烈磨损,使摩擦表面更加粗糙不平。
4、疲劳磨损:在交变载荷条件下工作的摩擦副,由于表面的变形是反复变化的,从而引起表面冷作硬化或产生微裂纹,最后导致表层金属剥落而形成的磨损,称为疲劳磨损。
5、腐蚀磨损:分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 四、磨损规律
1、不同摩擦形式在稳定工况下的零件特性曲线。
2、摩擦零件在机车起动---运转---停车1个周期内的磨损特性曲线。 3、摩擦零件工作全过程的磨损曲线。 五、减轻磨损的措施
第二节 电气磨损
一、磨损与电气磨损
摩擦件表面由于受到接触电阻热、电弧热和电动力的作用而发生金属熔化、粘附、脱落现象,称为电气磨损。 二、电气磨损过程
第一阶段为开始阶段。这时触头副由紧压闭合到失去弹力即将分离,由于接触压力开始减小,触头之间接触电阻便开始增大,触头接触面上因高热而使部分金属变软或熔化。
第二阶段为金属桥阶段。这时动静触头之间从失去压力到分离成一条小缝隙,不仅接触电阻热达到很大程度,而且可能伴随出现少量电弧,接触面上有较多金属被加热而熔化,并且填满触头之间的间隙,好象在两触头之间架起一座熔融的桥梁。温度越高,熔化的金属越容易滴落而散失;如果电器带有灭弧装置的话,则由于电动力的作用,会加速熔化金属的散失,从而发生电气磨损。
第三阶段为电弧阶段。这时动、静触头拉断金属桥继续分离,在触头之间产生电弧,电弧对断裂金属桥继续加热,熔化的金属剧增,熔化金属散失更多,电气磨损也就更加严重。
触头的电气磨损主要指触头的烧损。电刷和换向器之间的磨损,一般情况下发生机械磨损和轻微电气磨损。 三、减轻电气磨损的措施
1、在检修中,要认真检查触头弹簧,更换不合格的触头弹簧,正确调整触头的接触压力、开距和超程等参数,特别是要耐心地调整调压开关上整排触头副的参数接近于一致,以消除触头的振源。
2、在机车运用中注意维护触头的清洁卫生,在机车检修中注意检查触头的
接触状态和触头表面的光洁度。
3、设计方面,减小触头振动的方法有:增加触头副的初压紧力、增加触头弹簧刚度、减小触头闭合运动的角速度、减小触头系统的质量及转动惯量等。
4、在设计中选用适当灭弧装置,同时选用耐电气磨损的触头材料。
第三节 金属腐蚀
金属腐蚀是指金属受到周围介质的化学作用和电化学作用而发生的损伤现象。
一、两种腐蚀 1、化学腐蚀:金属表面与外界腐蚀介质接触而发生化学反应,生成新的化合物,这一现象称化学腐蚀。
2、电化学腐蚀:金属与电解液起化学作用的破坏过程就是电化学腐蚀。 在一般情况下,这两种腐蚀同时发生,只是电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多。 二、影响腐蚀的因素
1、金属的化学特性:金属的化学活泼性越高,其标准电位越低,也就越易受到腐蚀。
2、金属的化学成份:金属杂质越多,抗腐蚀能力越差。
3、金属零件表面:零件表面粗糙度越高、表面形状越复杂,抗腐蚀能力越差。 4、环境温度和介质:温度越高、金属和腐蚀介质的化学活泼性越大,腐蚀便加快。
三、减轻腐蚀的主要措施 1、选用耐蚀材料 2、金属表面加覆盖层 3、电化学保护 4、介质处理
第四节 零件变形
一、零件变形的种类 1、弹性变形 2、塑性变形 3、弹性后效
二、零件变形的原因
1、零件毛坯在热加工中发生了残余应力,在较长时间以后,残余应力会逐渐减小,但变形也就因此而产生。
2、零件在机械加工中因切削热的作用也会产生残余应力,因而引起变形。 3、零件经过焊接修理因局部加热而产生残余应力,也可能引起变形。
4、个别零件因受到过大载荷的作用,或者因组装时引起抗劲现象,都会发生变形。
三、减小零件变形的措施
1、对经过热加工、冷加工和焊修的零件,应根据具体情况,在精加工前进行适当的人工时效处理,以消除零件的残余应力。 2、修复零件时,注意不采用已变形的表面作为机械加工的定位面,组装部件时,注意不要引起零件新的变形。
3、机车运转中,避免超负荷工作,防止个别零件受到高温升的影响而发生不不正常的变形。
第六节 电气线圈损伤与故障
一、绝缘层损伤
1、自然老化:由于自然环境因素的第期作用,高分子化合物的机械性能和电气性能逐渐变坏的过程,称为自然老化。
影响绝缘材料老化的因素有:电、光、氧、湿度、温度和机械力作用等。 绝缘材料自然材料老化的表现:颜色变化;线圈的外包绝缘层膨胀、分层、变形;材料变脆,产生电裂现象,甚至撕裂或脱落;绝缘电阻降低。
绝缘材料的功能
2、机械损伤:导体的绝缘层在周围零件的摩擦力作用下,发生局部摩擦或磨破的现象。
二、导线故障
断路、闪络、击穿、短路、接地。 三、减小线圈或绕组损伤的措施 1、选择适当等级的绝缘材料
2、完善对线圈或绕组的检测手段,掌握绝缘层的损伤程度,及时处理已出现的故障。
3、对固定螺栓采用防松措施,加强检查紧固件的松动情况并及时处理,防止线圈或绕组受到机械擦伤。
4、对电枢绕组、主极绕组等采用一体化浇注工艺,不仅提高了绝缘强度,更主要的是杜绝了绕组受到机械擦伤的可能性。
5、及时清除线圈和绕组表面的灰尘、铜粉等可导电的物质,始终保持其表面处于清洁、干燥状态。
6、在设计上还应用机车动力学研究成果,减小轮轨之间动作用力,牵引电动机以架承式代替目前采用的轴悬式,缓和振动。
第六节 电子元器件损伤与故障
一、电力机车的电子元件:
晶体二极管、稳压管、晶体二极管、场效应管、晶闸管、集成电路 二、电子元器件的损伤及故障形式 三、元器件的故障率分为三个阶段:
第一阶段故障率随时间的增加而迅速降低,称为早期故障期。
第二阶段故障率随时间的增加而维持恒定不变,而且延续时间较长。它属于使用过程,持续的时间越长越好,称为偶发故障期。
第三阶段故障率随时间的增加而迅速上升,它是元器件达到使用寿命的后期阶段,称为耗损故障期。
第五章 电力机车修理工艺简介
第一节 电力机车分解
机车分解是指将机车上的零、部件拆卸下来的过程。 为了做好机车的分解工作,要注意下列几点: