Повышение эксплуатационных качеств тепловоза путём модернизации бортовой системы диагностики
Частотные датчики для измерения неэлектрических величин на основе LC-генераторов. Способы измерения давления. Жидкостные U-образные, дифференциальные, двухстрелочные и электрические дистанционные манометры. Схемы включения электрических термометров.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.02.2012 |
| Размер файла | 1,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
С помощью кронштейна 2 к магнитопроводу логометра прикреплен циферблат 6. На циферблате 6 нанесена шкала с углом размаха 210°. В диапазоне от 10 до 110° С цена деления шкалы равна 5° С. Знак Х10°С обозначает, что при отсчете показания прибора необходимо умножить на 10.
Указатель ТУЭ-8А:
а -- общий вид; б --схема расположения резисторов
Рис.4.6
Логометр указателя ТУЭ-8А
Рис.4.7
Корпус 1 указателя стальной, имеет четыре отверстия с резьбой М3,5 для крепления указателя в месте установки. Допустимая величина вибрации -- не более lg в диапазоне частот от 15 до 80 Гц. Температура внешней среды от --40 до +40° С.
Логометр указателя ТУЭ-8А показан на рис. 18 разделенным на два узла, что позволяет яснее представить его устройство. В собранном виде плоскость А соприкасается ' с плоскостью Б. Узлы крепят винтами 6, которые ввертывают в отверстия магнитопровода 2.
Магнитная система логометра состоит из постоянного магнита 1 цилиндрической формы с профилированным полюсным наконечником 3, магнитопровода 2 и сердечника 17. В воздушном зазоре между полюсным наконечником 3 и сердечником 17 перемещаются две прямоугольные подвижные рамки 7, жестко закрепленные на оси 18 под углом 32° относительно друг друга. Рамки 7 охватывают сердечник 17, форма которого позволяет подвижной системе .поворачиваться вокруг оси на угол 210°.
Кроме рамок, с осью 18 жестко связаны изоляционная пластина 16, указательная стрелка 14 и балансировочные грузики 15, служащие для уравновешивания подвижной системы.
Ось 18 имеет с обеих сторон керны, которые опираются на корундовые подпятники, расположенные в металлических оправках 12 и 20, закрепленных в отверстиях консоли 5. Подпятники амортизированы пружинами, воспринимающими осевые нагрузки, которые действуют на подвижную систему при сотрясениях и вибрации. При этом подвижная система перемещается в осевом направлении до тех пор, пока сила инерции не будет уравновешена усилием сжатой пружины.
Спиральные «безмоментные» пружины 8, 9, 19 служат для подвода тока к рамкам 7 и возвращения подвижной системы в исходное положение при выключенном литании. Одним концом пружины 8 и 9 соединены с токопроводящими шинками 10 и 13, которые закреплены на неподвижном изоляционном основании 11. Вторые концы пружин закреплены в разных точках на изоляционной пластине 16. К этим точкам подходят проводники от рамок 7 и соединяются с пружинками. Спиральная пружина 19 одним концом соединена с металлической пластиной, на которой закреплены рамки 7 и припаяны вторые выводы рамок. Второй конец пружины 19 соединен с токопроводящей шиной (на рисунке не видна), закрепленной на неподвижной изоляционной пластине 4. Провода, подходящие к логометру от резисторов (см. рис.4.4), припаивают к шинкам в точках а, б, в.
На тепловозах указатели термометров обычно устанавливают на пультах управления в кабинах машиниста. Приемники -- на масляных, топливных и водяных трубопроводах (рис.4.8). В месте измерения температуры в трубопроводе 1 сверлят отверстие и приваривают грибок 2, в который ввертывают штуцер приемника 4. Для герметизации соединения устанавливают медную, медноаcбестовую или фибровую прокладку 3. На штепсельный разъем 5 надевают резиновый чехол 6, предохраняющий его от загрязнения. Чехол 6 крепят бандажом 7 из ниток. Приемник и штепсельный разъем контрят проволокой, используя их отверстия.
Загрязнение электрических соединений приводит к искажению показаний термометра. Поэтому все провода должны соединяться пайкой без кислоты, тщательно изолироваться и иметь надежную защиту от загрязнения. Контактные соединения в штепсельных разъемах должны быть чистыми и плотными.
Требования к расположению приемников внутри трубопровода такие же, как для гильз ртутных термометров.
4.5 Термоэлектрические термометры
Принцип действия этих термометров основан на термоэлектрическом эффекте, сущность которого заключается в следующем. Если два проводника А к Б (рис.4.9) из разнородных металлов или сплавов соединить так, чтобы они образовали замкнутую электрическую цепь, а затем изменять температуру одного из мест соединения проводников, например, спая 1, то в цепи возникнет электродвижущая сила (е) и будет протекать электрический ток (t).
Величину этой э.д.с., называемой термоэлектродвижущей силой (т-э-д.с.), можно измерить с помощью электроизмерительного, прибора, например, милливольтметра mV (рис.4.10).
Установка приемника термометра сопротивления на тепловозе
Рис.4.8
Термоэлектрическая цепь
Рис.4.9
Схема включения милливольтметра в цепь термопары
Рис.4.10
Проводники А и Б, обеспечивающие получение т.э.д.с., образуют термопару и называются электродами. Спай 1 с более высокой и переменной температурой называют рабочим концом термопары, или горячим спаем; концы 2 и 3 термопары называют свободными концами или холодным спаем. Положительным электродом считают тот, по которому ток течет от рабочего конца термопары к свободному. По ГОСТ 2729--68 на схемах положительный электрод обозначают тонкой линией, а отрицательный -- утолщенной.
Величина т.э.д.с. зависит от материалов электродов и пропорциональна разности температур рабочих и свободных концов термопары. От длины и диаметра электродов т.э.д.с. не зависит. Если температуры свободных концов поддерживать одинаковыми и постоянными, то величина т.э.д.с., измеряемая милливольтметром, будет пропорциональна температуре рабочего конца термопары.. Шкалу милливольтметра в этом случае можно градуировать непосредственно в градусах Цельсия.
Для изготовления термопар можно использовать большое количество металлов и сплавов. Однако широкое практическое применение нашли только несколько типов термопар, называемых стандартными. Выбраны они были потому, что в наибольшей степени отвечали следующим требованиям:
возможности, изготовления электродов с одинаковой величиной т.э.д.с., что необходимо для их взаимозаменяемости;
химической и механической стойкости электродов в зоне температур, при которых .используется термопара;
легкости механической обработки (протяжки) электродов;
малой стоимости.
В табл. 5 приведены величины т.э.д.с. для ряда стандартных термоп-ар при температурах рабочего конца: 100°С, максимальной длительно допустимой и максимальной кратковременно допустимой. Температура свободных концов 0°С. В названии термопары, первым указан положительный электрод.
Характеристики всех термопар, кроме платино-родий -- платиновой, практически линейны. Металлы для термопар берут высокой степени чистоты. Сплавы имеют следующие составы: платино-родий -- 90% Pt+>10% Rh; хромель -- 89% Ni + 10% Cr+l%Fe; алюмель --94,83% № + 2% Al+2% Mn + 1% Si+0,17% Fe; копель -- 56% Си+44% №.
Для защиты от механических повреждений и вредного химического воздействия испытуемой среды термопары помещают в жесткие защитные оболочки (медные, стальные, нихромовые или фарфоровые. Свободные концы подключают к зажимам, расположенным в головке термопары.
Если милливольтметр подключить к такой термопаре с помощью обычных медных проводов, то погрешность измерения температуры будет очень большой, так как головка термопары находится вблизи нагретых частей ib зоне переменной температуры. Поддерживать температуру головки термопары и, следовательно, свободных концов постоянной в этом случае довольно трудно. Поэтому с помощью компенсационных проводов свободные концы термопары выносят в зону, где температура ниже и меньше изменяется. Такой зоной может быть, например, место установки милливольтметра. Если провода между зажимами 2--4 и 3--5 (рис.4.10) компенсационные, то свободными концами термопары будут зажимы 4 и 5 милливольтметра. Для получения высокой точности измерения их температуры должны быть одинаковыми и постоянными, а температура зажимов 2 и 3 может быть переменной. Чтобы компенсационные провода обладали такими свойствами, их изготовляют из материалов, обладающих теми же термоэлектрическими характеристиками, что и термопары, с которыми они применяются. Это значит, что при равных температурах соединенные между собой компенсационные провода должны развивать такую же т.э.д.с., как и основная термопара.
Для термопар из неблагородных (недорогих) металлов (медь -- копель, железо -- копель, яромель -- копель) компенсационные провода изготовляют из тех же материалов, что и электроды термопары, но меньшего сечения. При этом температуры зажимов 2 и 3 могут быть не только переменными, (пределы колебаний не ограничивают), но и разными -- на показаниях милливольтметра это не скажется.
Для термопар из благородных (дорогих) металлов (платино-родий -- платина) изготовлять компенсационные провода из тех же материалов невыгодно.
Таблица 4.4
|
Материал термопары |
Температура рабочего конца, °С; Термоэлектродвижущая сила, мВ; |
|||||
|
т. э. д. с. При 1000°С |
Максимальная длительная температура |
т э.д.с. |
максимальная кратковременная температура |
т. э. д. с. |
||
|
Платинородий -- платина (ПП) |
0,64 |
1300 |
13,16 |
1600 |
16,77 |
|
|
Хромель -- алюмель (ХА) |
4,1 |
900 |
37,37 |
1100 |
45,16 |
|
|
Хромель -- копель (ХК) |
6,95 |
600 |
49,02 |
800 |
66,42 |
|
|
Железо -- копель (ЖК) |
5,75 |
600 |
37,41 |
800 |
51,17 |
|
|
Медь -- копель (МК) |
4,75 |
300 (350) |
16,49 |
500 (600) |
30,16 |
Поэтому в этом случае применяют недорогие материалы, «о подбирают такие пары, которые в пределах возможного изменения температуры свободных концов (примерно от 0 до 100° С) развивают такую же т.э.д.с., что и основная термопара. При этом температуры зажимов 2 и 3 должны быть одинаковыми и не выходить из пределов 0--100° С. Равенство температур зажимов 4 и 5 здесь также должно выполняться. Компенсационные провода для термопары платино-родий -- платина изготовляют из меди (положительный электрод) и сплава,., состоящего из 99,4% Си+0,6 № (отрицательный электрод).
Для хромель-алюмелевых термопар компенсационные провода изготовляют из меди (положительный электрод) и константана -- сплава, состоящего из 60 Си+40% № (отрицательный электрод). В тех случаях, когда по условиям эксплуатации не: представляется возможным иметь одинаковые температуры зажимов 2 и 3 или диапазон изменения температуры свободных концов термопары превышает 0--100°С, компенсационные провода выполняют из хромеля и алюмеля.
Термопары обладают рядом положительных качеств: простотой устройства; малыми размерами рабочего конца, что позволяет размещать их в трубопроводах малого диаметра с небольшой толщиной стенок; возможностью измерения температур в широких пределах с передачей показаний на достаточно большие расстояния; незначительной тепловой инерцией. Недостаток термопар -- низкая точность измерения температур меньших 100-- 200° С.
На тепловозах термоэлектрические термометры применяют для измерения температуры газов в цилиндрах дизеля. Называют их термоэлектрическими дизельными комплектами. Большинство тепловозов, находящихся в эксплуатации, оборудовано термоэлектрическими дизельными комплектами типа ТКД-50М. В комплект ТКД-50М входит милливольтметр типа МКД-50М со шкалой 0-- 600°С, переключатель на 11 точек измерения, встроенный в общий корпус с милливольтметром, хромель-копелевые термопары типов ТХК-400М, ТХК-401М и ТХК-402М. Погрешность показаний комплекта не превышает ±2,5% от верхнего предела показаний при температуре окружающего воздуха +20±5°С.
Вместо комплекта ТКД-50М применяют термоэлектрический дизельный комплект типа ТКД-018. Устройство комплектов во многом аналогично. Термокомплект ТКД-018 обеспечивает возможность измерения в пределах от 0 до 900° С. Погрешность измерения не (превышает ±2,5% от верхнего предела шкалы. Допустимая температура окружающего воздуха от 0 до +60° С, Комплект ТКД-018 состоит из милливольтметра mV (рис.4.11) магнитоэлектрической системы типа МКД-018, переключателя П, встроенного в общий корпус с милливольтметром, уравнительных катушек Rук, хромель-алюмелевых термопар Т типа ТХА-410 (для упрощения показаны только две термопары) и медь -- константановых компенсационных проводов КП. Переключатель П имеет одно холостое положение (обозначено 0), при котором он шунтирует милливольтметр, и одиннадцать рабочих положений, при которых к милливольтметру поочередно могут подключаться 11 термопар. Милливольтметр дает правильные показания только при определенной величине внешнего сопротивления. Поскольку длины компенсационных проводов могут быть разными, для получения требуемого внешнего сопротивления устанавливают уравнительные катушки (добавочные резисторы) Rук. Для комплекта ТКД-018 внешнее сопротивление, равное сумме сопротивлений термопары, компенсационных проводов и уравнительной катушки, должно быть равно 5+0,5 Ома (для комплекта ТКД-50М внешнее сопротивление должно быть равно 10±0,ГОма). При транспортировке л монтаже прибора на клеммы А устанавливают перемычку, т. е. осуществляют электрическое арретирование, которое защищает подвижную систему милливольтметра от механических повреждений. При арретировании милливольтметр замкнут накоротко. Следовательно, при перемещении подвижной системы (например, под действием вибрации или толчков) в рамке милливольтметра, перемещающейся в поле постоянного магнита, будет наводиться э.д.с., а в замкнутой накоротко цепи протекать электрический ток. В результате возникнет тормозной момент, противодействующий перемещению подвижной системы. При монтаже прибора важно правильно выполнить электрические соединения.
Принципиальная электрическая схема термоэлектрического дизельного комплекта ТКД-018
Рис.4.11
Для этого зажимы термопары, наконечники компенсационных проводов и зажимы милливольтметра* имеют маркировку «+» или «+» и «--». Термопара ТХА-410 (рис.4.12) имеет два электрода, выполненные из хромелевой (положительный электрод) ,и алюмелевой (отрицательный электрод) проволоки диаметром 1,2мм. Рабочий конец 23 выполняют путем скручивания электродов и последующей сварки. Электроды размещены внутри защитной арматуры 20 из стали Х17Н13М2Т и изолированы от нее двухканальными фарфоровыми изоляторами 21. Рабочий конец 23 изолирован фарфоровым колпачком 22, который является хорошим изолятором, но резко увеличивает тепловую инерцию термопары. Свободное пространство внутри защитной арматуры 20 заполнено порошком безводной окиси алюминия и в верхней части загерметизировано огнеупорной замазкой 17.
Корпус 16 и крышка 11 головки термопары выполнены из прессматериала АГ-4В. В корпус 16 армированы зажимы 14. Концы электродов и компенсационных проводов вставляют в отверстия зажимов. Электроды в отверстиях запаивают, а компенсационные провода зажимают винтами 12, которые контрят гайками 13. У зажима положительного электрода на корпусе головки термопары имеется знак « + » (см. вид А). Крышку 11 ввинчивают в корпус 16. Место соединения уплотняют прокладкой 15.
Компенсационные провода 2, кроме электрической изоляции, имеют защитную металлическую оплетку 6, припаянную по концам к втулкам 8 и 5. Место ввода компенсационных проводов в головку термопары уплотняют с помощью резинового уплотнительного кольца 10, шайбы 9 и штуцера 7. С противоположной стороны компенсационных проводов имеется накидная гайка 3 и прокладка 4 для соединения с одним из вводов милливольтметра. На концах проводов припаяны наконечники 1. Наконечник медного провода, соединяемого с положительным электродом, маркируют знаком « + ».
В месте установки термопары делают установочное гнездо (см. рис. 23). Термопару крепят в нем с помощью подвижного штуцера 18 и контргайки 19.
Принципиальная электрическая схема термоэлектрического дизельного комплекта ТКД-018
Рис.4.12
Длина погружаемой части L может быть равна 80, 100, 120 и 160 мм. Компенсационные провода изготовляют длиной от 2,5 до 18 м с интервалом 0,5 м. Термоэлектродвижущая сила термопары при различных значениях температуры имеет величины приведённые в (табл. 4.5)
Таблица 4.5
|
Температура, °С |
. |
. |
. |
0 |
100 |
200 |
400 |
600 |
800 |
900 |
|
|
Т. э. д. с., мВ |
. |
. |
. |
0 |
4,1 |
8,13 |
16.4 |
24,91 |
33,32 |
37,37 |
Погрешность термопары ТХА-410 для температур до 300°С не превышает ±4° С, а для температур больше 300° С не превышает ±1% от измеряемого значения т.э.д.с.
Измерительный механизм 2 (рис.4.13) милливольтметра МКД-018 встроен в водозащищенный корпус 1 вместе с переключателем термопар 3. На лицевой стороне корпуса расположены циферблат милливольтметра, циферблат переключателя, ручка переключателя и накидная гайка 4 корректора (назначение корректора будет рассмотрено ниже).
В отдельном отсеке корпуса, закрытом съемной крышкой 8Г расположена панель 6 с зажимами для подключения компенсационных проводов. Зажимы имеют маркировку с указанием полярности провода и номера подключаемой термопары (например, + 1, --1). К зажимам крепят также уравнительные катушки 5, представляющие собой изоляционные каркасы, на которые манганиновым проводом намотаны сопротивления определенной величины.
В нижней части корпуса 1 имеется одиннадцать вводов 7 для компенсационных проводов. Для крепления милливольтметра на тепловозе используют четыре отверстия диаметром 11 мм в приливах корпуса 1.
Измерительный механизм 12 милливольтметра (рис.4.14) монтируют на плате 8, которая установлена внутри кожуха 7 на трех резиновых амортизаторах 1, 3, 13 и закреплена винтами. Чтобы уменьшить влияние внешнего магнитного поля на показания милливольтметра, кожух 7 изготовляют из низкоуглеродистой стали.
Милливольтметр МКД-О18 со встроенным переключителем
Рис.4.13
Измерительный механизм милливольтметра:
общий вид; подвижная система; магнитная система
Рис.4.14
На переднем фланце кожуха 7 имеется шесть отверстий для крепления его к корпусу 1 (см. рис.4.13). На задней стороне кожуха установлены два зажима 9 (см. рис.4.14) для подключения проводов от переключателя. Циферблат 6 закреплен на двух стойках винтами 4. Знак XI00° С обозначает, что при отсчете показания милливольтметра необходимо умножить на 100, цена деления 20° С.
В крайних положениях стрелки имеются упоры 2. Градуировка шкалы милливольтметра должна быть такой же, как термопары. Чтобы исключить ошибки, условное обозначение градуировки (в данном случае «ХА») наносят на циферблате милливольтметра, и на термопаре. Величину внешнего сопротивления (5 Ом) также указывают на циферблате милливольтметра.
Милливольтметр -- прибор магнитоэлектрической системы с неподвижной магнитной системой и подвижной рамкой. Магнитная система состоит из прямоугольного постоянного магнита 26, полюсных наконечников 24 и стального цилиндрического сердечника 25. Постоянный магнит закреплен между полюсными наконечниками с помощью немагнитной скобы 27. Полюсные наконечники и сердечник создают в зазоре равномерное машинное поле. Для подгонки градуировки милливольтметра установлен магнитный шунт 23.
В зазоре между сердечником 25 и полюсными наконечниками 24 вращается рамка 19 с укрепленной на ней стрелкой 18 и уравновешивающими грузиками 22. К рамке прикреплены также две полуоси, заканчивающиеся кернами. Керны опираются на подпятники 10 и 11. Подпятник состоит из опорного камня и металлической оправки, в которую он завальцован. Внутри оправки опорный камень амортизирован пружинкой. Применение пружинных подпятников и резиновых амортизаторов 1, 3, 13 необходимо для получения виброустойчивости милливольтметра.
Цепь для протекания электрического тока в подвижной системе следующая: контакт а, спиральная пружинка 17, проводники рамки 19, спиральная пружинка 20, биметаллический корректор 21, контакт 6. Таким образом спиральные пружинки и корректор, кроме их прямого назначения (описано ниже), используют для подвода тока в рамку.
В результате взаимодействия между магнитным потоком, создаваемым постоянным магнитом, и электрическими проводниками (рамки, по которым протекает постоянный ток под действием т.э.д.с. термопары, возникает вращающий момент, стремящийся повернуть рамку по часовой стрелке.
Величина вращающего момента зависит от величины тока в проводниках рамки, который, в свою очередь, определяется т.э.д.с. термопары и, следовательно, измеряемой температурой. Чем выше измеряемая температура, тем больший вращающий момент действует на рамку. Возникший вращающий момент уравновешивается противодействующим моментом, который создают спиральные пружинки 17 и 20, изготовленные из упругого немагнитного материала. Противодействующий момент спиральных пружинок увеличивается пропорционально углу поворота рамки. Если измеряемая температура увеличилась, увеличится вращающий момент, действующий на рамку, и она начнет поворачиваться по часовой стрелке. Однако по мере увеличения угла поворота будет увеличиваться противодействующий момент пружинок. Когда противодействующий момент станет равен вращающему, перемещение рамки прекратится, а стрелка укажет значение измеряемой температуры.
При уменьшении измеряемой температуры ток b рамке и вращающий момент уменьшаются. Под действием момента пружинок рамка поворачивается против часовой стрелки. При этом противодействующий момент пружинок уменьшится. Когда движущий и противодействующий моменты станут равны, перемещение рамки вновь прекратится. Рамку изготовляют из большого числа витков медной проволоки малого сечения, изолированной тонким слоем эмали. Для уменьшения веса рамку делают без каркаса, склеивая витки рамки специальным лаком.
Большое количество витков и малое удельное электрическое сопротивление меди позволяют получить большой вращающий момент. Однако величина сопротивления медного провода существенно зависит от температуры. Поскольку на практике температура воздуха в месте установки прибора в определенных пределах изменяется, то будет изменяться сопротивление рамки, что может внести большую погрешность в показания.
Чтобы уменьшить величину погрешности, последовательно с рамкой включают добавочный резистор 5 из манганина. Введение добавочного резистора дает не только положительные (уменьшение погрешности), но и отрицательные последствия, так как приводит к уменьшению тока и, следовательно, вращающего момента рамки. В связи с этим в милливольтметре применяют мощный постоянный магнит, т. е. стремятся увеличить вращающий момент за счет увеличения магнитного потока.
Прибор на заводе-изготовителе градуируют при определенной температуре свободных концов термопары, в данном случае при U Vj.
Во время эксплуатации прибора температура свободных концов, расположенных на зажимах 6 (см. рис.4.13), не только отличается от 0° С, но изменяется в некоторых пределах. Для введения поправок на температуру свободных концов термопары в милливольтметре имеется, механический корректор (поправка вводится вручную) и биметаллический корректор (поправка вводится автоматически). Если поправка введена правильно, то милливольтметр в отключенном положении (переключатель стоит на отметке «О») должен показывать температуру окружающего воздуха, т. е. температуру свободных концов.
Механический корректор состоит из вилки 15 (см. рис.4.14), связанной через изоляционную вставку 16 со спиральной пружинкой 17, и винта 14 с эксцентриком. При повороте винта 14 эксцентрик поворачивает вилку 15, благодаря чему изменяется момент пружинки 17 и происходит поворот рамки 19. Автоматически поправка вводится с помощью биметаллического корректора 21, выполненного в виде спирали, один конец которой соединен с пружинкой 20, а второй неподвижен. Спираль изготовлена из двух металлов с разными линейными коэффициентами расширения. При изменении окружающей температуры спираль закручивается или раскручивается. Это вызывает изменение момента пружинки 20 и перемещение рамки со стрелкой на требуемый угол.
Работу 'биметаллического корректора необходимо периодически проверять следующим образом. Ртутным термометром измеряют температуру воздуха вблизи милливольтметра. Рукоятку переключателя устанавливают в нулевое положение (цепь милливольтметра при этом замкнута накоротко, см. рис.4.11) и определяют температуру по шкале милливольтметра. Если показания ртутного термометра и милливольтметра совпадают, биметаллический корректор работает правильно. Бели не совладают, необходимо с помощью механического корректора, поворачивая винт 14, установить стрелку милливольтметра на температуру окружающего воздуха.
Погрешность милливольтметра МКД-018 не превышает ±1,5% от (верхнего предела измерения, выраженного в единицах напряжения. На тепловозах милливольтметры обычно устанавливают в машинном помещении. Если число цилиндров дизеля больше десяти, то используют два термоэлектрических комплекта.
5. Схемы включения электрических манометров и термометров
Источниками питания вспомогательных цепей и цепей управления на тепловозе служат аккумуляторная батарея и вспомогательный генератор.
Аккумуляторная батарея имеет напряжение 64 В и работает в режиме достоянного подзаряда от вспомогательного генератора (напряжение 75 В). На новых тепловозах (ТЭ109, ТЭП70, 2ТЭ116) напряжение вспомогательного генератора 110В, а аккумуляторной батареи 85--96В (в зависимости от типа батареи).
Требуемое для электрических манометров и термометров напряжение питания составляет 27 В, т. е. значительно ниже, чем у тепловозных источников литания. Это потребовало разработки таких схем включения манометров и термометров, которые обеспечили бы уменьшение напряжения питания до необходимого уровня.
На (рис.5.1,а) показана схема включения электрических манометров и термометров, примененная на тепловозах ТЭ3, а затем и на ряде других тепловозов. Для упрощения на схеме показан один манометр и один термометр, хотя количество этих приборов на тепловозе больше. Цепи приборов включены на часть аккумуляторной батареи через кнопку Ки с ручным возвратом и общий предохранитель Пр. Эта схема не обеспечивает удовлетворительной защиты приборов при возможных повреждениях в электрических цепях.
Рассмотрим в качестве примера довольно часто встречающиеся в эксплуатации случаи замыкания .на «землю» в цепях, соединяющих указатели и приемники приборов, в сочетании с замыканием па «землю» плюсового полюса аккумуляторной батареи (или - любой точки цепи управления, соединенной с «плюсом» батареи). Если замыкание на «землю» произошло в точках а и б, то аккумуляторная батарея оказывается замкнутой накоротко. Ток короткого замыкания (к. з.) через предохранитель Пр не протекает, поэтому электрическая цепь и батарея не защищены от повреждения.
Если от тока к. з. перегорит провод на участке между точкой б и минусом батареи, то цепь указателя на участке между контактами 2 и 3 окажется под напряжением 64--27 = 37 В. При этом ток, протекающий по цепи: «плюс» батареи, «земля», точка б, указатель электротермометра, Пр, Кн, батарея, может быть достаточен для повреждения указателя, но недостаточен для перегорания предохранителя Пр, рассчитанного на протекание суммарного тока приборов. При замыкании на «землю» в точках а и в приемник термометра окажется под напряжением 64 В, а цепь указателя между контактами 1 и 3 под напряжением 37 В. Аналогично при замыканиях в точках а, г и а, д.
Схема (рис. 26,б), применявшаяся - на тепловозах ТЭП60, устраняет часть недостатков предыдущей схемы. Диоды Д1 и Д2 не влияют на протекание тока в цепях приборов в нормальном режиме работы, но при рассмотренных замыканиях на «землю» они не пропускают ток через указатели, тем самым защищая их от повреждения. Предохранители Пр2 и ПрЗ включены в минусовую цепь каждого прибора и поэтому выбраны на меньший ток, чем предохранитель Пр1. Они обеспечивают защиту приемников. В условиях эксплуатации перегоревшие плавкие вставки часто заменялись медными жилками, поэтому случаев повреждения прибора было много. Общий недостаток схем (рис.5.1, а и б) -- разная степень разряда элементов батареи, что ухудшает ее работу.
На тепловозах ТЭ10, 2ТЭ10, ТЭП10, опытных тепловозах ТГП50 и газотурбовозах Г1 и ГП1 применялась схема, представленная на (рис.5.1, в). При этой схеме приборы питаются от одноякорного преобразователя постоянного тока в переменный типа ПО-300 или ПО-1000, предназначенного для питания цепей радиостанции, либо от колец вспомогательного генератора. Напряжение понижают до требуемой величины трансформатором Тр и выпрямляют мостом ВМ.
Цепи приборов электрически отделены от цепей управления и аккумуляторной батареи, поэтому заземление в точках б, в, г, д не приводит к повреждению приборов. Недостатком схемы является необходимость в источнике переменного тока со стабильным напряжением.
В последнее время на тепловозах применяют более совершенную схему включения приборов (рис.5.1, с), где цепи приборов включены до резистора заряда батареи СЗБ на напряжение вспомогательного генератора 75 или 110 В через автоматический выключатель АВ и добавочные резисторы R. Величину R выбирают такой, чтобы напряжение на приборе было в пределах допуска 27 В±10%. Для манометров ЭДМУ и термометров ТП-2 требуемые величины R очень близки, поэтому их берут одинаковыми. На разных типах тепловозов принятые величины R несколько отличаются друг от друга. Например, на тепловозах 2Т310Л величину R приняли равной 470 Ом, а на ТЭП60 она равна 510 Ом.
Если цепи управления имеют напряжение МО В, то величину R следует принять равной 910 Ом. Благодаря тому, что добавочные резисторы включены и в плюсовой, и в минусовой цепях прибора, при любом замыкании на «землю» в точках а, б, в, г, д-один из добавочных резисторов ограничивает ток до некоторой допустимой для прибора величины.
Схемы включения электрических манометров и термометров
Рис.5.1
6. Техника безопасности и охрана труда на производстве
6.1 Пожарная безопасность
6.1.1 Горение и пожароопасные свойства веществ
Пожар - это горение, в результате которого бесполезно и безвозвратно уничтожаются или повреждаются материальные ценности, создаётся опасность для жизни и здоровья людей. Горением называется протекающий химический процесс окисления или соединения горючего вещества и кислорода воздуха, сопровождающийся выделением газа, тепла и света. Известно горение и без кислорода воздуха с образованием тепла и света. Таким образом, горение представляет собой не только химическую реакцию соединения, но и разложения.
Различают собственно горение, взрыв и детонацию. При собственно горении скорость распространения пламени не превышает десятков метров в секунду, при взрыве - сотни метров в секунду, а при детонации - тысячи метров в секунду. С наибольшей скоростью горение происходит в чистом кислороде. По мере снижения концентрации кислорода процесс горения замедляется, и наименьшая скорость горения при содержании кислорода в воздухе 14-15%. Для горения необходимы горючие материалы, окислитель и источник поджигания. В практике различают полное и неполное горение. Полное горение достигается при достаточном количестве кислорода, а неполное - при недостатке кислорода. При неполном горении, как правило, образуются едкие, ядовитые взрывоопасные смеси. Расчетами установлено, что для сгорания 1 кг древесины необходимо 5,04 куб. м воздуха, а для 1 кг нефтепродукта - 11,6. Во время пожара расходуется воздуха в два - три раза больше. При длительном горении устанавливается равновесие между скоростью горения, площадью и формой пламени. Процесс горения на практике рассматривается в условиях поджигания горючего вещества. Самовоспламенение (тепловой взрыв) возникает при внутреннем подогреве горючего вещества в результате химических процессов. Температура самовоспламенения зависит от различных факторов: состава и объёма горючей смеси, давления и др. Большинство газов и жидкостей воспламеняется при температуре 400 - 700 С, а твёрдых тел (дерева, угля, торфа и т. п.) - 250 - 450 С. Следует иметь в виду, что увеличение содержания кислорода в веществах и уменьшение содержания углерода снижают температуру самовоспламенения. Пожарная опасность горючих веществ характеризуется периодом индукции или временем запаздывания самовоспламенения.
Период индукции для одного и того же вещества неодинаков и зависит от состава смеси, температуры и давления. Следует иметь в виду, что чем ниже температура нагрева горючего вещества при самовоспламенении, тем больше период индукции. Поэтому часто за температуру самовоспламенения принимают температуру воздуха, при которой период индукции максимален. Период индукции имеет важное значение для воспламенения веществ от маломощных источников. Индукция наблюдается и для твёрдых веществ, однако она проходит более длительное время (часы, дни, месяцы). Это объясняется небольшой поверхностью окисления и переносом кислорода к твёрдым веществам за счёт диффузии, а также большой теплоёмкостью. Для горения и воспламенения важное значение имеет концентрация газов и паров в воздухе. Диапазон горения и воспламенения характеризуются нижним и верхним пределами взрываемости. Они являются важнейшей характеристикой взрывоопасности горючих веществ. Нижний предел взрыва характеризуется наименьшей концентрацией газов и паров воздуха, при котором возможен взрыв. При резком сжатии горючей смеси в ней создаётся ударная волна за счёт увеличения давления, которая вызывает воспламенение горючего вещества. Это необходимо учитывать при оценке взрывоопасности горючих веществ. При взрывах некоторых газов, паров и смесей горение переходит в особую его форму - детонацию. При этом скорость распространения пламени достигает 1000 - 4000 м/с, что превышает распространение звука. Детонация, как правило, происходит в трубах, имеющих достаточный диаметр и длину. Она может возникать при определённом подогреве смеси и сильной ударной волне, а также при специальном поджигании взрывоопасного вещества. Детонация имеет верхний и нижний концентрационные пределы. Все горючие жидкости пожароопасны. Они горят в воздухе при определённых условиях, зависящих от концентрации их паров. Горючие жидкости постоянно испаряются, образуя над сваей поверхностью насыщенные взрывоопасные пары. По температуре вспышки горючие жидкости делятся на два класса. К первому классу относятся (бензин, керосин, эфир и др.), вспыхивающие при температуре менее 45 С, ко второму классу - жидкости (масла, мазуты и др.), имеющие температуру вспышки более 45 С. В практике первый класс жидкостей принято называть легковоспламеняющимися (ЛВЖ), второй - горючими (ГЖ). Пыли и пылевоздушные смеси горючих веществ пожароопасны. В воздухе они могут образовывать взрывоопасные смеси. Увеличение влажности воздуха и сырья, из которого образуется пыль, а также повышение скорости движения воздуха, уменьшают концентрацию пыли в воздухе и снижают пожароопасность.
Взрывоопасными являются пыль сахара, крахмала, нафталина при концентрации в воздухе до 15 г/м3; торфа, красителей и т. п. при концентрации от 15 до 65 г/м3. Особо важное значение в противопожарном отношении имеет правильная эксплуатация электрических сетей и приборов. Электрическая сеть в эксплуатационном отношении должна отвечать противопожарным требованиям. При её устройстве устанавливают специальные автоматические выключатели и плавкие предохранители, защищающие её от перегрузки и от воспламенения изоляции. В практике эксплуатации электрической сети не допускается применение «жучков» вместо калиброванных вставок или защитных средств, так как это приводит к перегрузке в линии, высыханию изоляции, возникновению короткого замыкания и пожара на предприятии.
Объекты по степени возгораемости делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. По степени пожарной опасности предприятия классифицируются на пять категорий: А, Б, В, Г, Д, (СНиП, П - 14, 2 -83).
К категории А относятся склады и другие предприятия, предназначенные для хранения, приёма и выполнения технологических операций с жидкостями, имеющими температуру вспышки до 28 С К таким предприятиям относятся склады красок и лаков, горючих газов и других материалов.
К категории Б - склады и предприятия для жидкостей с температурой вспышки 28 - 120 С. Сюда относятся хранилища и цеха, в процессе работы выделяются взрывоопасные смеси.
К категории В - склады и предприятия, связанные с хранением текстильных, трикотажных, обувных товаров, а также пиломатериалов, бумаги и других материалов.
К категории Г - склады и предприятия, связанные с переработкой и хранением несгораемых веществ в горячем состоянии, а также со сжиганием твердого, жидкого или газообразного топлива.
К категории Д - склады и предприятия по хранению несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии, например, мясных, рыбных и других продуктов.
6.1.2 Противопожарная профилактика в зданиях и на территории предприятий
Противопожарная защита обеспечивается: правильным выбором степени огнестойкости объекта и пределов огнестойкости отделочных элементов и конструкций; ограничением распространение огня в случае возникновения очага пожара; применением систем противодымной защиты; обеспечением безопасной эвакуации людей; применением средств пожарной сигнализации, извещения и пожаротушения; организацией пожарной охраны. Противопожарная профилактика - комплекс организационных и технических мероприятий по предупреждению, локализации и ликвидации пожаров, а также по обеспечению безопасной эвакуации людей и материальных ценностей в случае пожара. Наиболее частными причинами пожаров являются нарушения правил пожарной безопасности и технологических процессов, неправильная эксплуатация электросети и оборудования, грозовые разряды. Основные вопросы пожарной безопасности объектов (предприятий) изложены в Строительных нормах и правилах. Противопожарная защита объектов зависит от назначения зданий, их огнестойкости и режима эксплуатации, количества людей, одновременно находящихся в помещении, количества горючих материалов и веществ, находящихся на предприятиях, и других факторов. Противопожарная защита зданий имеет важное значение для борьбы с пожарами и недопущением распространения огня. Распространение огня может быть линейным и объёмным. При линейном пламя перемещается по поверхности горючих веществ. Основными характеристиками линейного распространения огня являются его линейная скорость и площадь. Под линейной скоростью понимается перемещение фронта пламени в данном направлении в единицу времени. Для линейной скорости распространения огня характерна неравномерность, что необходимо учитывать в борьбе с пожарами. Она зависит от свойств горючих материалов, интенсивности передачи тепла и других условий. Наибольшей скоростью распространения горения обладают газы, а также жидкие, легковоспламеняющиеся вещества. Размеры пожаров определяются площадью зоны горения. Площадь поверхности горения имеет важное значение для тушения пожара, так как от неё зависит расход огнегасительных веществ, необходимых для тушения пожара. Под объёмным распространением пожара понимают возникновение новых очагов огня на расстоянии огня является передача его различными способами (Теплопроводностью, излечением и т. д.). Эффективной мерой против распространения пожаров являются противопожарные разрывы (таб. 6.1) и преграды, а также продуманная внутренняя планировка зданий и устройство различных противопожарных преград и отсеков, изолированных несгораемыми конструкциями.
Таблица 6.1
|
Степень огнестойкости одного здания |
Степень огнестойкости другого здания |
||||
|
І, ІІ |
ІІІ |
ІV |
V |
||
|
Разрывы, м |
|||||
|
І, ІІ ІІІ ІV V |
6 8 10 10 |
8 8 10 10 |
10 10 12 15 |
10 10 15 15 |
При помощи противопожарных преград (противопожарных стен, перекрытий, дверей) можно в пределах одного здания или сооружения изолировать пожароопасные помещения от других, тем самым не допуская распространения огня. Существенное значение для проведения противопожарных мероприятий имеет генеральная планировка территории предприятий и организаций. При этом важно предусмотреть размещение отдельных зданий и сооружений и взаимосвязь между ними с соблюдением установленных противопожарных норм и правил. На территории предприятий должны быть основные и вспомогательные дороги, позволяющие свободный подъезд ко всем зданиям, сооружениям и другим объектам. Нормами установлена ширина проезда основной (6 м) и вспомогательной (4 м) дорог. Для противопожарной профилактики все здания и сооружения оборудуются молниезащитными устройствами. Согласно СНиП для защиты объектов от прямых ударов молнии устраивают молниеотводы. Большую опасность для возникновения пожаров представляет отопление помещений и сооружений. Согласно СНиП предприятия, как правило, должно быть оборудованы системой центрального водяного, парового или калориферного отопления. Установка печей в складских помещениях допускается только в том случае, когда невозможно устроить центральное отопление, а хранимые в них товары требуют поддержания определённой температуры. При этом топки печей должны быть вынесены в подсобные помещения или коридоры. Во всех случаях устройство отопления на складах и других предприятиях должно быть согласовано с органами
Государственного пожарного надзора. Противопожарными правилами и нормами при устройстве отопления предусмотрены защита стен и перегородок в местах примыкания к ним печей и дымоходов негорючими теплоизоляционными материалами, применение качественного кирпича для кладки печей, устройство надёжных фундаментов и др. Запрещается устройство горизонтальных дымоходов и прочистных отверстий в дымовых трубах. Дымовые трубы в зданиях со сгораемыми кровлями следует оборудовать искроуловителями. Дымовые и вентиляционные каналы необходимо выполнять строго вертикально, с перегородками между ними толщиной не менее чем полкирпича с тщательным швов раствором. Система вентиляции и кондиционирования воздуха в противопожарном отношении должны изготавливаться из материалов, исключающих образование искр, и иметь надёжное заземление. Для каждого объекта устанавливается определённый противопожарный режим - совокупность определённых мер и требований пожарной безопасности, установленных для объекта и подлежащих обязательному выполнению всеми работниками данного объекта. Он определён правилами, инструкциями, приказами и распоряжениями руководителя предприятия. Противопожарный режим включает содержание помещений и рабочих мест в чистоте и порядке, установление и соблюдение правил хранения товарно - материальных ценностей, выполнение технологических операций, выделение мест для отдыха и курения, порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы, содержание путей и порядок эвакуации людей и материальных ценностей в случае пожара и т. д.
Подобные документы
Краткая характеристика датчиков контрольных сигналов и аварийных режимов. Датчики сигнализаторов аварийного давления масла в автомобиле. Контактные, контактно-транзисторные, бесконтактные (электронные), микропроцессорные системы искрового зажигания.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 11.02.2013Ключевая система беспилотного автомобиля робота и ITS - интегрированной системы, которая является бортовым компьютером. Датчики бортового компьютера. Интегрированная навигационная система и задачи которые она решает. Система глобального позиционирования.
реферат [235,5 K], добавлен 20.05.2009Работа датчика давления топлива. Отклонение давления топлива от заданной величины. Срабатывание регулирующего клапана в топливной рампе. Датчик давления в шинах. Основной элемент системы прямого контроля давления. Основные виды датчиков давления масла.
презентация [943,9 K], добавлен 29.11.2016Устройство и принцип работы термометрических приборов на хладотранспортных средствах, методы их проверки и настройки. Виды термометров, применяемых на хладотранспорте. Схемы измерения температуры. Размещение датчиков температуры в подвижном составе.
лабораторная работа [712,0 K], добавлен 10.05.2011Линии пути, используемые в навигации. Системы отсчета высоты полета, учет ошибок барометрического высотомера, расчет высоты полета. Способы измерения высоты полета. Способы измерения курса. Зависимость между курсами. Навигационный треугольник скоростей.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.02.2014Общие сведения об электрических цепях электровоза. Расчет показателей надежности цепей управления. Принципы микропроцессорной бортовой системы диагностирования оборудования. Определение эффективности применение систем диагностики при ремонте электровоза.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 14.02.2013Расчет параметров элементов схемы измерения крена автомобиля. Основные принципы работы датчиков положения, измерителей крена и акселерометров. Анализ и моделирование принципиальных схем с помощью программы схемотехнического моделирования Micro-CAP 9.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 08.06.2012Назначение и условия работы форсунки Д50 топливной системы тепловоза. Основные ее неисправности, причины их возникновения и способы предупреждения; осмотр и контроль технического состояния. Технология ремонта деталей и необходимое для этого оборудование.
курсовая работа [501,2 K], добавлен 14.01.2011Касательная полезная мощность. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза. Определение передаточного числа зубчатой передачи. Выбор и обоснование основных элементов экипажной части. Определение критической скорости движения тепловоза.
курсовая работа [830,1 K], добавлен 04.01.2014Скоростная, магнитная и тормозная характеристики электрической передачи мощности тепловоза. Разработка схемы регулирования мощности генератора. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза по рабочих характеристикам тягового электродвигателя.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 06.01.2017
