Разработка способа прогнозирования остаточного ресурса электрощеток тяговых электродвигателей

Abstract

Актуальность исследования определяется необходимостью повышения надежности работы подвижного состава (карьерных самосвалов), обеспечивающего добычу угля открытым способом. Такую же актуальность данная проблема имеет в отрасли железнодорожных перевозок - на подвижном составе железных дорог. Безотказность работы подвижного состава определяется надежностью функционирования его отдельных узлов. Как известно из анализа отказов подвижного состава транспортных средств с коллекторными тяговыми электродвигателями, одним из критичных элементов для них является щеточный аппарат. Известные способы прогнозирования не используют в полной мере возможности современных бортовых систем мониторинга режимов работы тяговых электродвигателей. Следовательно, актуальной задачей является повышение точности прогнозирования остаточного ресурса электрощеток за счет учета показателей режимов работы, фиксируемых бортовой системой мониторинга. Цель: разработка способа прогнозирования остаточного ресурса электрощеток тяговых электродвигателей карьерных самосвалов с учетом показателей режимов работы, получаемых от бортовой системы мониторинга. Объект: электрощетки тяговых электродвигателей карьерных самосвалов. Методы: проведение математического анализа данных бортовых систем мониторинга, математическое моделирование процесса изнашивания электрощеток, синтез способа прогнозирования остаточного ресурса щеток тягового электродвигателя. Результаты. Разработан способ прогнозирования остаточного ресурса щеток тяговых электродвигателей, позволяющий учесть показатели режимов работы в условиях реальной эксплуатации. Повышена точность определения остаточного ресурса электрощеток за счет применения в процессе прогнозирования массивов данных, полученных от бортовой системой мониторинга. Разработан алгоритм прогнозирования, который может быть применен в бортовых электронных системах подвижного состава для индикации остаточного ресурса электрощеток.

The relevance of the research is caused by the need to improve the rolling stock (quarry dump trucks) operation reliability, providing openpit coal mining. This problem is also relevant in the railway transportation industry - on the rolling stock of railways. The reliability of the rolling stock is determined by the reliability of the functioning of its individual components. As it is known from the analysis of failures of rolling stock of vehicles with collector traction motors, one of the critical elements for them is the brush machine. The known methods of forecasting do not fully use the capabilities of modern on-board systems for monitoring the operating modes of traction motors. Therefore, an urgent task is to increase the accuracy of predicting the residual life of electric brushes by taking into account the indicators of the operating modes recorded by the on-board monitoring system. The main aim of the research is to develop a method for predicting the residual life of electric brushes of traction electric motors of mining dump trucks, taking into account the indicators of operating modes obtained from the on-board monitoring system. Objects: electric brushes of traction electric motors of mining dump trucks. Methods: mathematical analysis of data from on-board monitoring systems, mathematical modeling of electric brushes wear, synthesis of a method for predicting the residual life of traction motor brushes. Results. A method for predicting the residual life of the brushes of traction motors has been developed, which allows taking into account the indicators of the operating modes in real operation conditions. The accuracy of determining the residual life of electrical panels is increased due to the use of data arrays obtained from the on-board monitoring system in forecasting. The authors have developed the prediction algorithm that can be used in on-board electronic systems of rolling stock to indicate the residual life of electric brushes.