Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт электровозных и тепловозных аккумуляторных батарей

ёДепартамент  по  делам  казачества  и  кадетских   учебных  заведений

Ростовской  области

Государственное  бюджетное  образовательное  учреждение

Начального  профессионального  образования

Ростовской  области

Сальский  казачий  кадетский  профессиональный  лицей

 

Выпускная письменная

экзаменационной работы

по профессии 190623.03 слесарь по ремонту и обслуживанию подвижного состава

 

на тему: Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт электровозных и тепловозных аккумуляторных батарей

 

 

 

Руководитель - преподаватель спец.дисциплины Леонова С.Д.

Выполнил обучающийся гр.52 курс 3 Мишуковский И.А.

 

 

 

г. Сальск

2014 год

 

Содержание

Задание…………………………………………………………….……. ………2

План ………………………………………………………………….…..… …...3 
1. Введение…………………………………………………………….………...4

2. Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт электровозных и тепловозных аккумуляторных батарей

2.1. Назначение локомотивных  аккумуляторных батарей………….……..…6

2.2 Устройство  аккумуляторных батарей НК – 125..……………………..…11

2.3 Характерные повреждения и их причины…………………..………….…16

2.4 Ремонт локомотивных  аккумуляторных батарей……………….………...21

3. Техника безопасности при ремонте аккумуляторной батареи…………….25

4.Заключение…………………………………………………………………….28

5. Отзыв на письменную  экзаменационную работу…………………………..29

6. Список литературы..…………………………………………………………..30

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          

                                                    План

1. Введение

2. Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт электровозных и тепловозных аккумуляторных батарей

2.1. Назначение локомотивных  аккумуляторных батарей

2.2 Устройство  аккумуляторных батарей НК – 125

2.3  Характерные повреждения  и их причины

2.4 Ремонт локомотивных  аккумуляторных батарей

3. Техника безопасности при ремонте аккумуляторной батареи

4.Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               1.Введение

Идея создания нового типа локомотива взамен паровоза появилась в России еще в начале прошлого века. К тому времени двигатели внутреннего сгорания, имеющие значительно более высокий  КПД, повсеместно стали вытеснять паровые. В качестве источника мощности был предложен двигатель с самовоспламенением впрыскиваемого топлива, известный как двигатель Рудольфа Дизеля.  В этом двигателе удачно сочетались высокий КПД и надежность работы. Приспособить дизельный двигатель к требованиям тяговой службы пытались как сам изобретатель двигателя – Дизель, так и отечественные ученые В.И.Гриневецкий и его ученик А.Н.Шелест. Попытка Дизеля построить тепловоз с непосредственной передачей тягового момента от дизеля к колесным парам окончилось неудачно. Не нашла применения и идея тепловоза с газогенератором А.Н.Шелеста.  Успехом завершилось лишь создание тепловоза с дизелем и электрической передачей.

Электрическая тяга в отличии от автономной тяги (с применением тепловозов), обладает следующими преимуществами.

Коэффициент полезного действия(КПД) электрической тяги выше, чем КПД автономной тяги(КПД тепловоза составляет 28 /30%). Если энергия для питания электрифицированной железной дорого и поступает от тепловой электростанции, то КПД электрической тяги составляет 30/35%. Если энергия поступает от ГЭС или АЭС, то КПД электрической тяги составляет 60/65%.

Применение электрической тяги позволяет повысить эффективность использования природных ресурсов за счет сжигания на тепловых электростанциях низкосортного дешевого топлива (уголь, торф, газ), непригодного для работы тепловозов

Электрическая тяга оказывает меньше вредного воздействия на окружающую среду.

Позволяет экономить энергетические ресурсы за счет применения рекуперации электрической энергии (т.е. выработки и возврата электрической энергии в контактную сеть при движении на спусках).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Назначение, устройство, техническое обслуживание и ремонт электровозных и тепловозных аккумуляторных батарей

 

2.1. Назначение локомотивных аккумуляторных батарей и их основные узлы

Устанавливаемые на тепловозах аккумуляторные батареи предназначены для питания тягового генератора или стартера при пуске дизеля, а также питания цепей управления и освещения при неработающем дизеле.

Наибольшее распространение на маневровых тепловозах получили свинцовые аккумуляторные батареи. Работа аккумуляторной батареи

основана на способности электрической энергии преобразовываться в химическую и, наоборот, химической энергии — в электрическую. Простейший свинцовый аккумулятор представляет собой две свинцовые пластины (электроды), погруженные в электролит (раствор серной кислоты). Под действием серной кислоты пластины покрываются слоем сернокислого свинца. При подключении источника постоянного тока к аккумулятору ток от положительной пластины проходит через электролит к отрицательной пластине и сернокислый свинец на отрицательной пластине восстанавливается в губчатый свинец, а на положительной — превращается в двуокись свинца. В растворе образуется кислота, и плотность электролита повышается. При подключении аккумулятора к потребителю тока на пластинах вновь образуется сульфат свинца, а плотность электролита уменьшается. Поэтому для восстановления батареи ее необходимо периодически подзаряжать.

Обычно в кислотных аккумуляторах отрицательные пластины выполняют в виде решетчатого каркаса из свинца с примесью сурьмы (5%), придающей пластинам прочность. Активным материалом для них служит губчатый свинец, которым заполняется каркас. Между пластинами, соединенными между собой, устанавливаются сепараторы, изготавливаемые из дерева, резины или другого материала, для предохранения разноименных пластин от соприкосновения . Положительные пластины делают из чистого свинца. Активным материалом для

них является двуокись свинца Электролитом служит раствор химически чистой серной кислоты в дистиллированной воде.

Каждый элемент батареи состоит из блоков 19 положительных и 20 отрицательных пластин, размещенных в эбонитовом бачке с электролитом. Пластины имеют внизу ножки, которыми они опираются на выступы бачка, а в верхней части — контактные ушки. Пластины соединены баретками в положительные и отрицательные полублоки, к которым припаяны контакты. Каждая положительная пластина помещается между двумя отрицательными. Один из сепараторов, разделяющих разноименные пластины, выполнен из листового пористого полихлорвинила толщиной 0,45 мм, другой — из стекловойлока или перфорированного винипласта.

Плотность электролита заряженной батареи должна быть 1,24—-1,25, а зимой до 1,26 г/см3. Зарядный ток нормально равен 150 А, напряжение элемента в конце заряда 1,75 В. После окончания заряда и отключения батареи напряжение элемента снижается до 1,4—1,5 В. Масса ящика с четырьмя элементами 160 кг.

На тепловозах ЧМЭ2 и ЧМЭЗ используются щелочные аккумуляторные батареи типов NifeKD25 и Nife-HJ-15 соответственно. Батарея NifeKD25 состоит из 80 элементов и имеет номинальное напряжение 150 В. Емкость батареи 250 А-ч при 4-часовом разряде. Элементы батареи собраны в ящики по 5 шт. в каждом. Батарея Nife-HI-15 состоит из 75 элементов и имеет емкость 150 А-ч при разряде током 30 А в течение 5 ч. Положительные пластины заполнены активной массой из гидрооксида никеля, смешанного для увеличения электропроводности с графитом. Эта масса помещена в тонкие стальные оболочки с мелкой перфорацией. Отрицательные пластины железокадмиевые. Элемент наполнен электролитом на 25—30 мм выше верхнего края пластин. Электролитом служит водный раствор едкого кали (КОН) плотностью 1,19 г/см3, масса элемента 15 кг.

Концентрация раствора едкого кали, т. е. плотность электролита щелочных аккумуляторов, при разряде практически не изменяется. Поэтому напряжение щелочных аккумуляторов почти не зависит от плотности электролита и определяется степенью окисления активной массы. Кроме того, в щелочных аккумуляторах отсутствует дефицитный свинец. Они имеют меньшую склонность к саморазряду, большую механическую прочность и малую чувствительность к перезаряду и недозаряду, а также к большим разрядным токам. Срок службы их в несколько раз больше, чем свинцовых аккумуляторов.

Недостатками щелочных аккумуляторов являются малое напряжение элемента (1,2 В вместо 2,2 В у кислотного элемента), большой вес аккумуляторной батареи и низкие значения коэффициентов отдачи по емкости и энергии. Кроме того, щелочные аккумуляторы более чувствительны к низким температурам и емкость их при понижении температуры уменьшается. Поэтому на некоторых тепловозах с щелочными аккумуляторами в зимнее время ящики батареи или помещение обогревают теплой водой от дизеля.

На тепловозах ВМЭ1 установлена щелочная аккумуляторная батарея типа 2SK310 емкостью 310 А-ч при 3-часовом разряде током 103,3 А. Батарея состоит из 40 последовательно соединенных элементов, смонтированных в 20 деревянных ящиках. Ящики размещены в двух боковых

отсеках машинного отделения и в зимнее время обогреваются горячей водой дизеля

Устройство элементов аналогично рассмотренному выше. Номинальное напряжение батареи 50 В.

Кислотные аккумуляторные батареи типов 6СТЭН-140 и 6СТЭН-140М, установленные на тепловозах ТГМЗ, ТГМЗА, ТГМЗБ и ТГМ4, состоят из десяти секций, соединенных в две параллельные группы по пять секций, соединенных последовательно в каждой. Каждая секция состоит из шести аккумуляторов, соединенных последовательно. Номинальное напряжение каждой секции равно 12 В, а емкость при 20-часовом разряде 140 А-ч. Таким образом, емкость батареи при 20-часовом разряде равна 280 А-ч, номинальное напряжение 60 В. Емкость батареи 6СТЭН-140М равна 252 А-ч при 10-часовом разряде, а остальные параметры такие же, как и батареи 6СТЭН-140.

Кислотные батареи типа 6СТ-128, установленные на тепловозах ТГМ1 и ТГМ23, состоят из шести последовательно соединенных элементов с номинальной емкостью 128 А-ч и напряжением 12 В. Емкость батареи при 10-часовом разряде и средней температуре электролита 30°С составляет 112 А-ч. На тепловозах ТГМ1 до № 1960 установлено шесть батарей 6СТ-128 (36 элементов), соединенных по две последовательно в три параллельные цепи на общую номинальную емкость 384 А-ч и напряжение 24 В. На тепловозах ТГМ1 с номерами выше 1960 и на тепловозах ТГМ23 установлено четыре батареи 6СТ-128 (24 элемента), соединенных по две последовательно в две параллельные цепи на общую номинальную емкость 256 А-ч и напряжение 24 В.

 

Здесь батарею используют как автономный источник тока для питания цепей низкого напряжения при неработающем генераторе, следовательно, нет никакого потребления энергии. Для этих цепей выбирают аккумуляторы емкостью 100-200 А/ч.

На контактно-аккумуляторном поезде, обслуживающем электрифицированные направления железных дорог и примыкающие к ним не электрифицированные участки, аккумуляторная батарея работает в специфическом режиме. Электрическая схема поезда предусматривает возможность заряда батареи от контактного провода через специальное зарядное устройство.

Наконец, аккумуляторная батарея применяется для освещения и поддержания микроклимата в вагонах пассажирских поездов.

Большая часть пассажирских вагонов имеет автономную систему электроснабжения - от генератора с приводом, от колесной пары и аккумуляторной батареи. Мощность генераторов 3,5-6 кВт. Щелочные аккумуляторные батареи имеют напряжение 50 В.

В зависимости от условий работы аккумуляторных батарей применяют несколько конструкций аккумуляторов.

Правильная организация и совершенная технология ремонта локомотивов, как показывает опыт передовых локомотивных депо (Кандалакша, Кемь и др.) и железных дорог (Октябрьская и др.) позволяют содержать их в исправном состоянии при минимальных трудовых и материальных затратах. Большое значение при этом имеет значение ремонтных баз и их освещенности.