Способ и устройство для испытаний выходных кабелей тяговых электрических двигателей на комплексное воздействие механических и климатических нагрузок Российский патент 2021 года по МПК G01N3/20 G01N3/18 

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.

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.

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.