Способ и устройство для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей на комплексное воздействие механических и климатических нагрузок

Авторы патента:

Василенко Денис Юрьевич (UA)

Карпенко Владимир Владиславович (UA)

Сулима Александр Иванович (UA)

G01N3/20 - путем приложения постоянных изгибающих моментов (G01N 3/26,G01N 3/28 имеют преимущество)

G01N3/18 - при высокой или низкой температуре

Владельцы патента RU 2753176:

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "ЗАВОД "ЭЛЕКТРОТЯЖМАШ" (UA)

Группа изобретений относится к способу и устройству для испытаний кабелей тяговых электрических двигателей на комплексное воздействие механических и климатических нагрузок. Способ для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей на комплексное воздействие механических и климатических нагрузок, заключающийся в том, что кабели испытываются в климатической камере при имитации нижнего значения температуры среды, действующей при эксплуатации, с одновременной имитацией действующих при эксплуатации механических нагрузок, причем механические нагрузки имитируются устройством для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей, обеспечивающим углы перегиба и закручивания кабелей, амплитуду колебаний во время испытаний, которые равны эксплуатационным, а количество циклов колебаний кабеля (N) во время испытаний определяется по формуле N=f×t, где f - частота колебаний в минуту, t - время испытаний, установленное в нормативно-технической документации на кабель. Устройство для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей на комплексное воздействие механических и климатических нагрузок содержит климатическую камеру, асинхронный привод с коленчатым валом, к которому жестко закрепляются кабели с одного конца, две накладки с резиновыми втулками, в которых кабели закрепляются и уплотняются с другого конца, панель, к которой кабели подсоединяются, причем устройство выполнено с возможностью обеспечения углов перегиба и закручивания кабелей, амплитуды колебаний во время испытаний, которые равны эксплуатационным. Технический результат - выявление некоторых недостатков и слабых мест кабелей (изломы жил в стренгах и изоляционной оболочки у наконечников, которые присоединены к ящику выводов), которое стало возможно при одновременном применении испытательной установки с климатическими нагрузками, приближении режимов испытания кабелей к реальным нагрузкам и условий эксплуатации, обеспечение необходимого уровня достоверности результата испытания. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Данное техническое решение относится к испытательной технике для железнодорожного транспорта.

Известен способ испытания на прочность к действию верхнего и нижнего рабочего значения температуры среды при эксплуатации (метод 201 - 1.2 ДСТУ 8280 - 2015 (ГОСТ 30630.2.1-2013), 203 - 1 ГОСТ 20.57.406-81 - испытание тепловыделяющих изделий в камере без электрической нагрузки), и испытания на прочность к действию влажности (метод 207-1 ДСТУ 8280 - 2015 (ГОСТ 30630.2.2-2001)), который используется в производстве.

Недостаток этого способа в том, что он не учитывает одновременное действие на выходные кабели тяговых электрических двигателей климатических и механических факторов в условиях эксплуатации. Дополнительно нужно проводить проверку кабелей в эксплуатационных условиях, которая сможет дать ответ о работоспособности и надежности в течение достаточно длительного времени, сдерживает и удорожает внедрение в производство новых разработок.

Известен способ и устройство проверки устойчивости к изгибу кабелей согласно ГОСТ 12182.8-80. Для испытаний приведены две схемы: схема стенда для проверки устойчивости к простому изгибу и схема стенда для проверки устойчивости к сосредоточенному изгибу. Цикл испытания заключается в сгибании образца на заданный угол вправо и влево от исходного положения. Обе схемы предусматривают сгибание образца в одной плоскости без закручивания.

В основу группы изобретений поставлена задача усовершенствования способа и устройства для испытаний выходных кабелей тяговых электродвигателей (ТЭД) с практически полной имитацией эксплуатационных, механических и климатических воздействий на ответственный узел ТЭД со значительной (по сравнению с эксплуатацией) интенсификацией испытательных режимов при существенном сокращении времени испытаний.

Поставленная задача решается тем, что кабельные соединения (далее - кабель 1 (фиг. 1, 2) и кабель 2 (фиг. 1, 2)) с одной стороны закрепили в испытательной установке, которая обеспечивает их сгибание с осевым кручением с обратно-поступательным движением в горизонтальной плоскости вертикальной углом закручивания рад (согласно требованиям НТД на кабельные изделия). С другого конца кабеля уплотнены резиновыми втулками 3 (фиг. 1, 2), зажатые между двумя накладками 4 (фиг. 1, 2), подключенные к панели 5 (фиг. 1, 2). Количество циклов сгибания во времени регулируется скоростью вращения асинхронного привода испытательной установки 6 (фиг. 1) и должно быть не более 100 цикл / мин согласно ГОСТ 12182.8-80.

Испытательная установка с закрепленными кабелями, показанная на фиг. 1, 2, размещенная в испытательной климатической камере, позволяющей создавать для кабелей климатические нагрузки: температуру и влажность воздуха в диапазоне допустимых значений. Также предусмотрена подача при испытаниях на кабеле испытательного напряжения согласно ГОСТ 2990-78 и контроль сопротивлению изоляции.

Количество циклов колебаний кабеля (N) во время испытаний определяется по формуле

N=f×t,

где f - частота колебаний в минуту, t - время испытаний, установленное в НТД на кабель.

Оценку результатов испытаний проводят в соответствии с требованиями НТД на кабельные изделия.

На фиг. 3 показан внешний вид кабелей ТЭД после испытаний.

Данные испытаний выявили наличие некоторых недостатков и слабых мест кабелей (изломы жил в стренгах (фиг. 3 а)) и изоляционной оболочки у наконечников, которые присоединены к ящику выводов (фиг. 3 б))), которое стало возможным при применении испытательной установки, приближении режимов испытания кабелей к реальным нагрузкам и условиям эксплуатации, что обеспечивает необходимый уровень достоверности результата испытания.

Таким образом, данная группа изобретений, позволяет повысить достоверность, информативность и эффективность испытаний кабелей тягового электродвигателя и быстро дать ответ об их работоспособности в конкретных климатических условиях эксплуатации.

1. Способ для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей на комплексное воздействие механических и климатических нагрузок, заключающийся в том, что кабели испытываются в климатической камере при имитации нижнего значения температуры среды, действующей при эксплуатации, с одновременной имитацией действующих при эксплуатации механических нагрузок, причем механические нагрузки имитируются устройством для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей по п.2, обеспечивающим углы перегиба и закручивания кабелей, амплитуду колебаний во время испытаний, которые равны эксплуатационным, а количество циклов колебаний кабеля (N) во время испытаний определяется по формуле N=f×t, где f - частота колебаний в минуту, t - время испытаний, установленное в нормативно-технической документации на кабель.

2. Устройство для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей на комплексное воздействие механических и климатических нагрузок, содержащее климатическую камеру, асинхронный привод с коленчатым валом, к которому жестко закрепляются кабели с одного конца, две накладки с резиновыми втулками, в которых кабели закрепляются и уплотняются с другого конца, панель, к которой кабели подсоединяются, причем устройство выполнено с возможностью обеспечения углов перегиба и закручивания кабелей, амплитуды колебаний во время испытаний, которые равны эксплуатационным.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в машиностроении, авиастроении, судостроении при определении деформационных свойств полимерных композиционных материалов. Сущность: каждый исследуемый объект закрепляют консольно и при нагружении прикладывают к его свободному концу статически сосредоточенное усилие фиксированной величины.

Система для испытаний прочности при изгибе ледяных консольных балок на плаву воздействием вверх // 2740473

Изобретение относится к оборудованию и измерительной технике и может быть применено для определения характеристик прочности при изгибе воздействием вверх консольных балок, изготовленных в ровном ледяном покрове. Система содержит нагрузочное устройство, динамометр, ледошурупы.

Способы оценки эксплуатационной работоспособности профилированного листа из полимерных композитных материалов // 2733106

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств изделий на основе профилированного листа (ПЛ) различного назначения из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Сущность: проводят испытание на трехточечный изгиб образца листа нагрузкой до близких к разрушающим значениям нагрузки и прогиба и сравнения этих показателей с соответствующими расчетными значениями.

Способ оценки эксплуатационной работоспособности профилированного листа из полимерных композитных материалов // 2730124

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств изделий на основе профилированного листа (ПЛ) различного назначения из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Сущность: проводят испытания образца листа нагрузкой до фактически разрушающих значений нагрузки и прогиба и сравнения этих показателей с соответствующими расчетными значениями, в т.ч.

Система для испытаний прочности при изгибе ледяных консольных балок на плаву // 2727064

Изобретение относится к оборудованию и измерительной технике и может быть применено для определения характеристик прочности консольных балок при изгибе воздействием вниз, изготовленных в естественном ледяном покрове. Система содержит нагрузочный рычаг, динамометр, датчик перемещения и ледошуруп.

Способ определения упруго-диссипативных характеристик древесины // 2715222

Изобретение относится к области определения упругих инерционных и диссипативных свойств образцов из твердых материалов и может быть использовано при исследовании их физико-механических свойств. При осуществлении способа возбуждают колебания образца гармоническим воздействием в диапазоне низших и средних частот, регистрируют амплитудно-частотные характеристики образцов и выявляют их спектр колебаний, на заданной частоте возбуждаются гармонические колебания образца и регистрируется кривая затухающих колебаний, цифровая обработка этой кривой позволяет определить амплитудные значения виброперемещений (Ai) и декремент колебаний для j-й собственной частоты.

Приспособление для исследования процессов деформирования резиноподобных материалов при изменении температуры // 2710921

Использование: для исследования процессов деформирования резиноподобных материалов при изменении температуры. Сущность изобретения заключается в том, что приспособление для исследования процессов деформирования резиноподобных материалов при изменении температуры содержит два ползуна, которые могут смещаться вдоль горизонтального основания, причем к этим ползунам прикреплены детали, на которых при испытаниях базируется исследуемый образец, предназначенный для испытаний при трехточечном изгибе, в средней части образца на образец сверху вниз воздействует сила, при этом приспособление содержит длинные, легкие, жесткие на растяжение две тяги, ползуны снабжены направленными вниз деталями для шарнирного крепления к ним этих тяг, причем горизонтальное основание имеет длинную прорезь, при перемещении каждого из двух ползунов вдоль этой прорези детали для шарнирного крепления этих тяг перемещаются в этой прорези, кроме того, приспособление содержит два куска гибкой, прочной, жесткой на растяжение нити, которая предназначена для того, чтобы несколько раз обматывать образец и зацепляться с другим концом тяги, а для нагружения образца, при его изгибе, в центральной части образца устанавливают подвес, на этом подвесе подвешивают груз, с помощью которого нагружают образец при его изгибе, таким образом, система представляет собой подвешенный образец.

Универсальное приспособление сравнения жесткости лопастей несущих или рулевых винтов вертолётов на изгиб в плоскости тяги // 2704753

Изобретение относится к области авиации, в частности к средствам определения жесткостных характеристик лопастей с целью сравнения жесткости лопастей несущих или рулевых винтов вертолетов на изгиб в плоскости тяги при серийном производстве в соответствии с техническими условиями (ТУ) в области авиастроения.

Устройство для создания и измерения разрушающей нагрузки // 2696070

Изобретение относится к области исследования прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических нагрузок, а именно к устройствам для измерения разрушающей нагрузки при испытании материалов. Устройство содержит станину, привод, столик с установочными опорами для крепления испытываемых образцов, а также узел измерения разрушающей нагрузки.

Способ и устройство прогнозирования разрушения // 2694312

Изобретение относится к способу и устройству прогнозирования разрушения. Сущность: осуществляют этапы, на которых получают эффективную ширину в направлении, включающем в себя точечносварной участок и пересекающем направление нагрузки на плоской поверхности, на которой предоставляется точечносварной участок элемента, вычисляют каждый предварительно определенный временной интервал, эффективную ширину, изменяющуюся в соответствии с изменением нагрузки, и прогнозируют разрушение точечносварного участка с использованием вычисленной эффективной ширины.

Способ электросиловой термографии пространственных объектов с зашумленной поверхностью и устройство для его осуществления // 2740183

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для оценки надежности сложных пространственных конструкций. Способ включает силовое нагружение изделия, регистрацию образовавшегося на поверхности в результате внутренних термомеханических процессов температурного поля, выявление внутренних дефектов по анализу температурного поля, перед силовым воздействием через изделие пропускают электрический ток до его разогрева, регулируют величину электрического тока таким образом, чтобы температура изделия не превышала допустимую, осуществляют регистрацию температурного поля поверхности и измеряют величину и координаты его аномальных участков, прикладывают к изделию механическую нагрузку, осуществляют повторную регистрацию температурного поля поверхности изделия, по разности двух термограмм поверхности изделия до и после приложения механической нагрузки определяют наличие внутренних избыточных напряжений и дефектов, нагрев изделия электрическим током осуществляют до температуры, на 3-10°С превышающей температуру окружающей среды.