Условия работы буксового узла на тепловозе. Неисправности буксы тепловоза М62, их причины и способы предупреждения

Нагреватель включается в сеть переменного тока напряжением 220 В с помощью трехжильного переносного провода и магнитного пускателя. Третья жила провода используется для заземления нагревателя. Включение и выключение нагревателя дистанционное с помощью выключателя, расположенного на ручке нагревателя.

5.2 Основные технические данные и характеристики

Техническая характеристика нагревателя ПР1550

- напряжение - 220 В;

- частота - 8000 Гц;

- наибольший потребляемы ток  - 120 А;

- вес нагревателя - 33 кг;

- габаритные размеры, мм:

1) длина - 564;

2) ширина - 147;

- малый внутренний диаметр магнитопровода - 196 мм.

5.3 Работа индуктора

Поверхностный эффект, глубина проникновения тока. Индукционный нагрев осуществляется вихревыми токами, индуктированными в нагреваемом теле. Индукционным способом можно нагреть только электропроводящие материалы. Вихревые токи возникают в проводнике, если его поместить в переменное магнитное поле, создаваемое индуктором. В практике используется большое количество разнообразных конструкций и форм индукторов. В нашем случае  индуктор представляет собой катушку.

Если пропускать по индуктору переменный ток, то возникнет магнитное поле. Когда направление переменного магнитного потока индуктора совпадает с направлением оси, говорят, что индукционный нагрев осуществляется в продольном магнитном поле. Нагрев может быть осуществлен и в поперечном поле, когда направление магнитного потока перпендикулярно оси.

Сила тока, а следовательно, и мощность, выделяемая в проводнике, зависит от напряженности магнитного поля, определяемой ампервитками индуктора. Плотность вихревых токов по сечению проводника распределяется неодинаково: она уменьшается от поверхности к центру. Это явление носит название магнитного поверхностного эффекта. Явление поверхностного эффекта наблюдается и при пропускании переменного тока по проводнику (шинам, кабелю и др.) - это электрический поверхностный эффект. При заданных свойствах материала проводника (удельное электрическое сопротивление и относительная магнитная проницаемость поверхностный эффект проявляется тем сильнее, чем больше размеры проводника и чем выше частота тока. Поверхностный эффект имеет место при любой форме проводника.

5.4 Расчет специального технологического оборудования

Расчет основных характеристик индуктора

Эффективная полезная мощность индуктора, рассчитывается по формуле

                                           (5.1)

где   с – теплоемкость металла, принимаем с = 0,16 кал/град;

T₂ – температура нагрева заготовки, принимаем T₂= 120 ºC;

T₁ – температура окружающей среды, принимаем Т₁ = 20 ºC;

G – вес заготовки, принимаем G= 1,35 кг;

t – время нагрева заготовки, принимаем t=8 c

 кВт.

Активное сопротивление цилиндрического индуктора, рассчитывается по формуле

                                               (5.2)

где R₁ – радиус индуктора, принимаем R₁ = 9,8 см;

q – удельное сопротивление, принимаем ;

l₁ – длина индуктора, принимаем l₁ = 14,7 см;

Δ – параметр глубины проникновения тока, принимаем Δ = 0,076 см;

k – коэффициент увеличения сопротивления, принимаем k= 0,917

.

Индуктивное сопротивление индуктора рассчитывается по формуле

                                       (5.3)

где f – частота тока индуктора, f = 8000 Гц;

k – коэффициент, учитывающий конечные размеры, принимаем k= 0,45

Активное сопротивление заготовки, рассчитывается по формуле

                                      (5.4)

где R₂– внутренний радиус заготовки, принимаем R₂  = 9 см;

q₂ – удельное сопротивление заготовки, принимаем ;

k – коэффициент увеличения сопротивления, принимаем k= 0,84;

l₂ – длина заготовки, принимаем l₂ = 8,6 см;

Δ – параметр глубины проникновения тока, принимаем Δ = 0,64 см;

                   М – функция сопротивления, принимаем М = 0,9

.

Индуктивное сопротивление заготовки, рассчитывается по формуле

                                           (5.5)

где k_x – коэффициент учитывающий конечные размеры, принимаем

k_x= 0,78;

N – функция сопротивления, N =0,97

Активное сопротивление нагрузки, определяется по формуле

                                              ( 5.6)

Индуктивное сопротивление нагрузки, определяется по формуле

Полное сопротивление нагрузки, определяется по формуле

                                           (5.6)

Число витков, определяется по формуле

                                          (5.7)

где  U – напряжение на вторичной обмотке трансформатора