RU2671548C1 - Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых двигателей электровозов и устройство для его реализации - Google Patents
Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых двигателей электровозов и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671548C1 RU2671548C1 RU2017122709A RU2017122709A RU2671548C1 RU 2671548 C1 RU2671548 C1 RU 2671548C1 RU 2017122709 A RU2017122709 A RU 2017122709A RU 2017122709 A RU2017122709 A RU 2017122709A RU 2671548 C1 RU2671548 C1 RU 2671548C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- coating
- insulation coating
- windings
- adhesive strength
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title abstract description 4
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 17
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 claims description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
- G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проведении испытаний адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток электродвигателей локомотивов. Сущность: осуществляют воздействие на образец с износостойкими покрытиями деформирующей нагрузки до разрушения покрытия и оценку результатов испытаний. Воздействие на образец осуществляют вибрационными колебаниями, возбуждаемыми звуковым давлением, причем увеличивают интенсивность звуковых колебаний до разрушения образца и оценку прочности дают по результатам сравнения с эталонным образцом износостойкого покрытия, после чего делают заключение о состоянии изоляционного покрытия. Устройство содержит высокочастотный акустический динамик с присоединенными к нему генератором частот и усилителем звука для регулирования вибрационного воздействия. Динамик закреплен сверху относительно исследуемого образца на специальном штативе, на основании установлена подставка с захватами для образца, причем видеокамера имеет возможное перемещение, осуществляемое посредством манипулятора по нескольким степеням свободы. Технический результат: возможность оценить остаточный ресурс изоляционного покрытия, показать опасные места на изоляционном покрытии. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проведении испытаний адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток электродвигателей локомотивов.
В современных условиях развития экономики возникает необходимость повышения сроков доставки грузов и формирования устойчивых грузопоток. В связи с этим инфраструктура железнодорожного транспорта испытывает большие нагрузки, связанные с увеличением веса поездов и скоростей движения при неизменности технических характеристик тягового подвижного состава.
Результатом таких перегрузок становится усиление ряда негативных факторов, влияющих на тяговые свойства электродвигателей локомотивов. Основными возникновения режимов неустойчивой работы являются электрические и механические воздействия.
Основное внимание при испытаниях на влияние электрических воздействий уделяется значениям электрического сопротивления обмоток тягового двигателя, тем самым выявляется наличие «пробоев», ведущих к потере их изоляционных свойств. Целью механических испытаний в основном является проверка прочности крепления обмоток. Для этого применяется длительное вибрационное воздействие на двигатель в целом.
При этом влияние вибрационного поля и звуковых воздействий, возникающих в самом двигателе, в большинстве своем не принимается во внимание, однако адгезионная прочность изоляционного покрытия при длительной работе ухудшается.
Предлагается способ и устройство для оценки надежности изоляционного покрытия, основанный на испытаниях адгезионной прочности лакокрасочной пленки к подложке при помощи вибрационных воздействий, генерируемых высокочастотных звуковым динамиком.
В процессе патентного поиска выявлен ряд часть изобретений-аналогов.
Известен способ [Некрасов А.И., Борисов Ю.С., Некрасов А.А., Марчевский С.В., Ефимов А.В., «Способ эксплуатационного контроля состояния изоляции и ресурса обмоток электродвигателей», патент RU 2491560 С2, МПК G01R 31/00, опубл. 27.08.2013], при котором путем проведения измерений и расчетов определяют состояние изоляции и ресурс обмоток электродвигателей технологического оборудования, отличающийся тем, что контроль состояния изоляции и прогнозирование ресурса обмоток электродвигателей осуществляют в эксплуатационных условиях с учетом параметров окружающей среды производственных помещений, в которых эксплуатируются электродвигатели, режима работы электродвигателей и величины сопротивления изоляции обмотки в момент ввода электродвигателя в эксплуатацию, при этом измеряют и учитывают температуру, влажность, концентрацию в воздухе агрессивных примесей, а также степень загрузки и число пусков электродвигателей в сутки, причем все измерения выполняют в конце технологических пауз перед пуском электродвигателей технологического оборудования в работу, по результатам полученных измерений, после их статистической обработки, получают математические уравнения (зависимости) изменения электрического сопротивления изоляции и ресурса обмоток электродвигателей во времени, при этом для заданного сочетания эксплуатационных факторов определяют коэффициенты этих уравнений, по полученным уравнениям, исходя из первоначальной величины сопротивления изоляции, строят для данного сочетания эксплуатационных факторов окружающей среды и режима работы электродвигателей графические зависимости изменения сопротивления изоляции и расхода ресурса обмоток электродвигателей во времени, по этим графическим зависимостям определяют в процессе эксплуатации ожидаемое сопротивление изоляции и ресурс обмоток электродвигателей на данный момент времени, на основании которых принимают решение о продолжении использования в работе, проведении мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту для поддержания и работоспособности или замене электродвигателей.
Основным недостатком данного изобретения является отсутствие проверки адгезионной прочности изоляционного покрытия.
Известно устройство [Илюшкин М.В., Филимонов В.И., Филимонов А.В., «Устройство для испытания покрытия на отслоение», патент RU 37221, U1, МПК G01N 19/04, опубл. 10.04.2004], включающий в себя нагружение изделий, включающий в себя нагружение изделий индектором, регистрацию сигналов акустической эмиссии одновременно с нагружением, контроль физико-механических свойств по параметрам сигналов, отличающийся тем, что в качестве параметра принимают энергию импульсов сигналов, а контроль производят по критерию, определяемому по зависимости Kp=(Ес/τ2), где Ес - энергия импульса, b2 с; τ - длительность импульсов, с.
Недостатками данного изобретения являются отсутствие визуального контроля над обследуемым покрытием и проверки адгезионной прочности покрытия на стойкость вибрационным возмущениям.
К известным изобретениям также относится способ [Борисенко А.А. «Способ определения адгезионной прочности», патент RU 2019817 С1, МПК G01N 19/04, опубл. 15.09.1994], заключающийся в том, что на подложке формируют покрытие, прикладывают к нему сдвигающее усилие и по величине разрушающей нагрузки определяют адгезионную прочность соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения адгезионной прочности соединений спаянных, склеенных или обожженных материалов, формирование покрытия осуществляют методом "сидячей" капли, сдвигающее усилие создают с помощью пластины с отверстием, в котором располагают каплю, диаметр которого выбирают в 5-10 раз больше исходного диаметра капли, а величину Т сдвигающего усилия выбирают из условия T/F ≅ 150 МПа, где F - площадь контакта капли с подложкой.
К недостаткам данного изобретения можно отнести отсутствие внимания к стойкости покрытия к вибрационным возмущениям.
За прототип взят способ [Бочкарев С.В., Цаплин А.И., Петроченков А.Б., Галиновский А.Л., Барзов А.А., Проваторов А.С., Павлов A.M., Елисеев А.Н., Хафизов М.В., Абашин М.И., «Способ контроля и диагностики устойчивости покрытия к действию внешних нагрузок», патент RU 2583332, С1, МПК, G01N 3/60, G01N 19/04, опубл. 10.05.2016], включающий воздействие индентором на образец с износостойкими покрытиями деформирующей нагрузкой до разрушения покрытия и оценку результатов воздействия, отличающийся тем, что воздействие осуществляют с помощью высокоскоростной струи жидкости, используемой в качестве индентора, со скоростью 300…1000 м/с на образцы, предварительно прошедшие циклическое нагружение, имеющее волновой нестационарный характер, а оценивают результаты воздействия по скорости струи, при которой начинается интенсивное разрушение покрытия, или по скорости подачи сопловой головки относительно поверхности диагностируемого образца или изделия, при которой начинается интенсивное разрушение покрытия, или по длине гидрокаверны от точки начала воздействия до точки полного разрушения покрытия или по глубине и ширине гидрокаверны.
К недостаткам данного изобретения можно отнести приложение воздействия в точке, а не к образцу в целом, в также отсутствие фиксации хода испытаний.
Задачей предлагаемого способа является сообщение звуковых колебаний исследуемому на адгезионную прочность образцу изоляционного покрытия при помощи высокочастотного динамика.
Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых электродвигателей транспортных средств, включающий воздействие на образец с износостойкими покрытиями деформирующей нагрузки до разрушения покрытия и оценку результатов воздействия, отличающийся тем, что воздействие осуществляют с помощью вибрационных колебаний, возбуждаемых звуковым давлением различной степени интенсивности, которую регулируют при помощи генератора частот и усилителя звука, а оценивают результаты по времени и силе воздействия, при котором начинается интенсивное разрушение покрытия, контроль за ходом испытания осуществляют при помощи перемещаемой видеокамеры, результаты фиксируют по окончанию этапа испытаний и сравнивают с эталонным первоначальным образцом и делают заключение о состоянии изоляционного покрытия.
Устройство оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых электродвигателей транспортных средств, содержащее высокочастотный акустический динамик с присоединенными к нему генератором частот и усилителем звука для регулирования вибрационного воздействия, причем динамик закреплен сверху относительно исследуемого образца на специальном штативе, устройства крепления для фиксации образца на основании, видеокамеру, перемещаемую при помощи манипулятора по нескольким степеням свободы.
Суть предлагаемого изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена горизонтальная проекция испытательной установки. Высокочастотный динамик 1 закреплен на штативе 2 над исследуемым образцом 3, закрепленном при помощи креплений 11 на подставке 4 и представляющим собой часть изоляционного покрытия. Динамик 1 присоединен к генератору частот 5, соединенному с усилителем звука 6, на котором установлен блок управления 7. Также предусмотрена видеокамера 8, закрепленная на манипуляторе 9 с возможностью движения по нескольким степеням свободы. Подставка 4 с исследуемым образцом 3 жестко закреплена на основании 12 при помощи скоб 11. На фиг 2 показана вертикальная проекция испытательной установки, где отмечены фигуры Хладни 10.
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.
При помощи блока управления 7 генератору частот 5 задается требуемый режим воздействия, после чего происходит включение динамика 1. При необходимости увеличения звукового воздействия используется усилитель звука 6. Также блок управления 6 позволяет соединять и накладывать («микшировать») друг на друга различные звуковые воздействия для получения требуемых возмущений различной природы. Динамик 1 располагается сверху относительно исследуемого образца и закреплен на штативе 2 с возможностью перемещения динамика 1 после завершения испытаний. Звуковое воздействие, передаваемое на исследуемый образец 3, возбуждает его колебания, что позволяет оценить адгезионную прочность изоляционного покрытия образца, жестко зафиксированного устройствами крепления 11 на подставке 4. При помощи видеокамеры 7, закрепленной на манипуляторе 8, производится контроль за ходом испытаний, осуществляющийся после их окончания с возможностью записи визуальных результатов изменения структуры покрытия. Для исключения влияния на процесс неудерживающих связей исследуемый образец 3 на подставке 4 жестко присоединен к основанию 12 скобами 10.
У изоляционного покрытия при длительном воздействии различного характера, в том числе моделировании рабочих частот тягового электродвигателя, а также звуковых записей его работы, может снизиться адгезионная прочность, что приведет к образованию различных дефектов, в том числе трещин, вспучиваний, отрывов и т.д. Поэтому представленный способ после анализа результатов испытаний позволит оценить остаточный ресурс изоляционного покрытия, показать опасные места на изоляционном покрытии.
Claims (2)
1. Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых электродвигателей транспортных средств, включающий воздействие на образец с износостойкими покрытиями деформирующей нагрузки до разрушения покрытия и оценку результатов испытаний, отличающийся тем, что воздействуют на образец вибрационными колебаниями, возбуждаемыми звуковым давлением, причем увеличивают интенсивность звуковых колебаний до разрушения образца и оценку прочности дают по результатам с эталонным образцом износостойкого покрытия, после чего делают заключение о состоянии изоляционного покрытия.
2. Устройство для оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых электродвигателей транспортных средств, отличающееся тем, что содержит высокочастотный акустический динамик с присоединенными к нему генератором частот и усилителем звука для регулирования вибрационного воздействия, причем динамик закреплен сверху относительно исследуемого образца на специальном штативе, на основании установлена подставка с захватами для образца, причем видеокамера имеет возможность перемещения, осуществляемого посредством манипулятора по нескольким степеням свободы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017122709A RU2671548C1 (ru) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых двигателей электровозов и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017122709A RU2671548C1 (ru) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых двигателей электровозов и устройство для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2671548C1 true RU2671548C1 (ru) | 2018-11-01 |
Family
ID=64103523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017122709A RU2671548C1 (ru) | 2017-06-27 | 2017-06-27 | Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых двигателей электровозов и устройство для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2671548C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1718023A1 (ru) * | 1989-12-11 | 1992-03-07 | Калининградский государственный университет | Способ исследовани демпфирующих свойств материалов со слоем покрыти при поперечных колебани х |
| RU2208236C2 (ru) * | 2001-03-06 | 2003-07-10 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Способ контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя |
| JP2009115505A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 巻線の検査装置及び検査方法 |
| RU2583332C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-05-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ контроля и диагностики устойчивости покрытия к действию внешних нагрузок |
-
2017
- 2017-06-27 RU RU2017122709A patent/RU2671548C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1718023A1 (ru) * | 1989-12-11 | 1992-03-07 | Калининградский государственный университет | Способ исследовани демпфирующих свойств материалов со слоем покрыти при поперечных колебани х |
| RU2208236C2 (ru) * | 2001-03-06 | 2003-07-10 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Способ контроля состояния изоляции обмоток электродвигателя |
| JP2009115505A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Mitsubishi Electric Corp | 巻線の検査装置及び検査方法 |
| RU2583332C1 (ru) * | 2015-01-12 | 2016-05-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ контроля и диагностики устойчивости покрытия к действию внешних нагрузок |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2020057270A1 (zh) | 材料微裂纹扩展尺寸的超声无损检测方法 | |
| US9851331B2 (en) | Structure analyzing device and a structure analyzing method | |
| US20150114121A1 (en) | Structure analyzing device and a structure analyzing method | |
| JPH02212734A (ja) | 構造部材の構造的完全性変化を検出する装置および方法 | |
| US5777228A (en) | Method and apparatus for measuring change in state of object to be measured using flexural and torsional vibrations | |
| JP2009537835A (ja) | 振動解析による構造体の非破壊検査装置 | |
| RU2671548C1 (ru) | Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия обмоток тяговых двигателей электровозов и устройство для его реализации | |
| CN111122085B (zh) | 一种基于功率分布特性的结构装配质量的评价方法 | |
| JP6061767B2 (ja) | コンクリート内部の剥離探査方法およびその装置 | |
| Luk et al. | Rapid evaluation of tile-wall bonding integrity using multiple-head impact acoustic method | |
| CA2485982A1 (en) | Method and device for detecting changes or damages to pressure vessels while or after undergoing a hydraulic pressure test | |
| JP2017090057A (ja) | アンカーボルト健全度評価判定方法 | |
| RU2671547C1 (ru) | Способ оценки надежности изоляционного покрытия на обмотках тяговых электродвигателей транспортных средств и устройство для его реализации | |
| Zhang et al. | Experimental study of normal contact force between a rolling pneumatic tyre and a single asperity | |
| RU2681277C2 (ru) | Способ оценки несущей способности железнодорожных опор | |
| RU138042U1 (ru) | Устройство контроля физического состояния железобетонной опоры контактной сети железной дороги | |
| RU2387987C1 (ru) | Способ контроля качества сборки и надежности сборочной единицы | |
| RU176976U1 (ru) | Передвижное устройство для оценки несущей способности железобетонных опор | |
| JP6893161B2 (ja) | トンネル内重量物の取付治具の非破壊診断方法 | |
| RU2676218C1 (ru) | Способ оценки адгезионной прочности изоляционного покрытия электродвигателей и устройство для его реализации | |
| RU2358244C1 (ru) | Способ поверки пьезоэлектрического вибропреобразователя без демонтажа с объекта контроля | |
| JP6338282B2 (ja) | Ｐｃ構造物の診断方法 | |
| RU2805106C1 (ru) | Устройство для измерения прочности бетона | |
| Carboni et al. | A study on the performance of acoustic emission and low frequency vibration methods to the real-time condition monitoring of railway axles | |
| Nagy | The response of railroad wheels to continuous excitation and impact |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200628 |