Датчик угла поворота

Челябинский институт путей  сообщения -

филиал федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального  образования

«Уральский государственный  университет путей сообщения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

 

                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Проверил  преподаватель:

      _____

      _____________________

      Выполнил  студент

      группы: __

      _____

                                                                                        _____________________

      “14”   сентября 2012  г.

 

 

 

 

 

 

 

                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 
1. Назначение, конструкция и принцип действия

 

 

1. Общие сведения об аппаратуре КЛУБ

    КЛУБ-У 36991-00-00 предназначен для применения в составе комплексной унифицированной системы для регулирования и обеспечения безопасности движения поездов КУРС-Б с целью повышения безопасности движения поездов в поездной и маневровой работе, автоматизации процесса расшифровки результатов записи параметров движения поездов и обеспечения достоверности расшифровки. КЛУБ-У предназначен для применения на участках железных дорог с автономной и электрической тягой постоянного и переменного тока, оборудованных путевыми устройствами АЛСН, АЛС-ЕН, САУТ, системой координатного регулирования движения поездов на базе цифрового радиоканала, а также на станциях, оборудованных системой МАЛС, для работы на всех типах локомотивов, МВПС, тягового подвижного состава и несъемных самоходных подвижных единиц  на  железнодорожном ходу.

КЛУБ-У состоит из множества  различных блоков, одним из основных блоков является датчик угла поворота универсальный (ДПС-У).

 

 

     1.2 Назначение, конструкция  и принцип действия ДПС-У

    Датчик угла поворота универсальный ДПС-У (в дальнейшем -  датчик) предназначен для преобразования угла поворота оси колесной пары в пропорциональное количество импульсов,

 

используемых в измерительных  системах, контролирующих

направление движения, пройденный путь, скорость и ускорение подвижного состава железнодорожного транспорта при скорости вращения оси модулятора датчика не менее 2123 об/мин.

    Датчик устанавливается на буксах колесных пар подвижного            состава. Датчик климатического исполнения У категории размещения 1 по ГОСТ 15150 допускает эксплуатацию в диапазоне температур от минус 60 до плюс 60 °С. Степень защиты JР56 по ГОСТ 14254 предусматривает защиту от проникновения пыли и при длительном погружении в воду. Датчик соответствует следующим классификационным группам, установленным ГОСТ 32.146:

- по воздействию климатических  факторов К4.1;

- по воздействию механических  нагрузок ММ3.

  1.2 Технические параметры  ДПС-У

    Техническими параметрами датчика являются:

а) максимальная угловая скорость вращения оси модулятора датчика не менее 2123 об/мин. Связь оси модулятора с осью колесной паpы локомотива осуществляется без pедуктоpа;

б) направление вращения модулятора датчика произвольное;

в) количество каналов датчика - два;

г) угол поворота оси модулятора датчика, соответствующий N периодам импульсов датчика, (8,57·N±1,30)°;

д) угол поворота оси модулятора датчика, соответствующий длительности импульса датчика, (4,28±0,90)°;

е) угол поворота оси модулятора датчика, соответствующий интервалу между фронтами, между спадами, между фронтами и спадами импульсов разных каналов датчика (2,14±0,80)°;

ж) длительность фронта и спада импульсов датчика при отсутствии реактивных элементов в линиях связи должна быть не более 20 мкс;

и) количество импульсов за один оборот оси модулятора датчика - 42;

к) падение напряжения на открытом ключе каждого канала датчика  при токе (100±20) мА, протекающем через ключ, не более 1,3 В;

л) напряжение питания (18-75) В.

 

3. Работа датчика

Датчик имеет два идентичных канала. Сигналы каждого канала сдвинуты между собой на угол, соответствующий по времени четверти периода следования импульсов. Период следования определяется скоростью вращения колесной паpы. Два канала необходимы для определения направления движения локомотива. Преобразование угла поворота в количество импульсов происходит в результате модуляции оптического потока, излучаемого светодиодом. Диск-модулятор вращается синхронно с колесной парой. Фототранзистор, находящийся на одной оси со светодиодом, пpеобpазует оптический поток в электрический сигнал. При подаче напряжения питания на датчик светодиод будет постоянно излучать световой поток в инфракрасном диапазоне. Фототранзистор будет его принимать только тогда, когда щель диска войдет в область диаграммы направленности фототранзистора. Таким образом, при вращении диска на коллекторе фототранзистора будет формироваться импульсная последовательность с количеством импульсов за один оборот диска, равным количеству его щелей.

Так как световой поток, падающий на фототранзистор, из-за широких диаграмм направленности светового потока светодиода и фототранзистора при вращении диска изменяется плавно, то и импульсы получаются колоколообразной формы. Для получения импульсной последовательности со стабильными во времени

длительностями импульса и периода  служит формирователь фронтов импульсов, состоящий из транзисторного ключевого каскада и компаратора. Кроме того, компаратор обеспечивает ограничение импульсной последовательности по низу на уровне порогового напряжения, тем самым предотвращает появление "паразитных"

импульсов, которые могут формироваться  из-за флюктуаций, возникающих на выходе фототранзистора.

    С выхода компаратора импульсная последовательность поступает на схему подавления дребезга, выполненную на триггерах и логических компонентах.

   Формирователь питающих напряжений при помощи линейных стабилизаторов преобразует напряжение (18-75) В в 12 В, которое используется для питания светодиодов. Питание остальных элементов схемы осуществляется напряжением 9 В,

сформированным из 12 В.

 

4. Конструкция ДПС-У

Датчик состоит из фланца, крышки, подшипникового узла

вращения  с валом вращения. Hа  вал с одной стороны установлена

полумуфта, с другой стороны закреплен  диск с системой пазов. Диск

входит в паз кронштейна. Закрепление датчика на объекте осуществляется болтами через отверстия на фланце.

 

 При этом палец, закрепленный  эксцентрично на оси колесной  пары, входит в паз полумуфты. Электрическая связь датчика с аппаратурой осуществляется с помощью кабеля, распаянного непосредственно на плате, а с другой стороны заканчивается соединителем  или клеммными наконечниками.

Рисунок 1.

 

2. Основные неисправности и способы их устранения.

Большая часть неисправностей случается из за человеческого фактора(т.е  неправильной эксплуатации прибора), основными  неисправностями датчиков пути и  скорости(ДПС-У) являются:

- Выход из строя оптопары. Неисправная оптопара заменяется на исправную в контрольно ремонтном пункте по ремонту приборов безопасности.

-Излом полумуфты, из  за неправильной установки датчика.  Неисправная полумуфта заменяется  в контрольно ремонтном пункте  по ремонту приборов безопасности.

-Обрыв кабеля датчика.  Прозвонить кабель, найти обрыв  проводов, если длинна провода  позволяет укоротить его, то  обрезать провод и присоединить  его к датчику.

-Недостаток смазки или  избыток смазки. Добавить или  изъять смазку.

 

3. Средства автоматизации  и механизации.

-Станок электрический

-Компьютер

-Автоматизированный стенд  для проверки датчиков

-Осцилограф

4.План цеха(смотреть Рисунок  2)

1) Стол обеденный

2) Шкаф для документации

3) Шкаф для инструментов

4) Металлические полочки  для исправных приборов

5) Верстак

6) Стенд для испытания ДПС-У (УКПД-М)

7) Стол с персональным  компьютером

 

8) Стенд для ремонта  ДПС-У

9) Станок

 

 

 

 

 

5. Штатное расписание

Ремонтом приборов безопасности, в том числе и ДПС-У, в депо занимается участок по ремонту приборов безопасности под руководством старшего мастера участка. Сам производственный участок состоит из трех частей:

-Участок по ремонту  приборов безопасности

-Отделение по обслуживанию  и ремонту поездной радиосвязи

-Отделение электроники

Контрольно ремонтный  пункт по ремонту ДПС-У входит в состав участка по ремонту приборов безопасности. В его состав входит:

-Поверитель. 1 человек.

-Электромеханик по средствам  автоматики и приборма технологического  оборудования. 2 человека.

Они работают по графику 5 дней в неделю:

7-55 Плановое собрание

8-00 Начало работы

12-00 Обед

13-00 Окончание обеда- Продолжение  работы

17-00 Конец рабочей смены.

 

6. Охрана труда в цехе.

6.1 К ремонту и техническому обслуживанию  электрооборудования машин допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, специальное обучение, практическую подготовку и имеющие соответствующее удостоверение. Периодические медицинские освидетельствования персонал  по ремонту электрооборудования машин должен проходить 1 раз в 24 месяца.

6.2 К самостоятельным работам по ремонту и техническому обслуживанию  электрооборудования допускается персонал, прошедшие инструктаж по технике безопасности и усвоившие безопасные приемы работы.

Персонал по ремонту и  электрооборудования  при самостоятельном выполнении работ на электрооборудовании напряжением  до 1000 В должен иметь не ниже III группы по технике безопасности.

6.3 В процессе работы, в установленные на предприятии сроки, персонал по ремонту электрооборудования должен пройти инструктаж по технике безопасности, курсовое обучение по 18-ти часовой программе и сдать экзамены на знание правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

6.4 Персонал  по ремонту электрооборудования должен знать сроки испытания защитных средств и приспособлений, правила эксплуатации и ухода за ними, и уметь пользоваться. Не разрешается использовать защитные средства и приспособления с просроченным периодом проверки.

6.5 .Персонал по ремонту электрооборудования машин в период работы должны пользоваться средствами индивидуальной защиты (спецодежда, спецобувь, рукавицы, очки и др.), выдаваемыми администрацией предприятия.

6.6 Персонал по ремонту электрооборудования  несет ответственность за нарушение требований данной инструкции согласно правил внутреннего трудового распорядка, если его действия не влекут за собой уголовной ответственности.

6.7 В процессе работы могут действовать след. опасные факторы;

-электрический ток.

-подвижные части оборудования.

-выполнение работ вне помещения  при неблагоприятных атмосферных явлениях.

 

7. Технологическая карта

№	Наименование  работ	Технические требования	Применяемый инструмент
	Наружный осмотр.	После очистки отыскание неисправностей подшипника заключается в его  осмотре, проверке “хода”, т. е. легкости и равномерности вращения, определении  износа и деформации деталей. При осмотре для более тщательного контроля поверхностей качения однорядные радиально-упорные, роликовые и другие подшипники разъемной конструкции разбирают, а у двухрядных сферических подшипников внутренние кольца вместе с сепараторами и шариками (роликами) поворачивают на 90° относительно наружного кольца; у радиальных однорядных шарикоподшипников  с одной или двумя защитными  шайбами последние снимают. О  “ходе” подшипника судят по издаваемому  им шуму при вращении от руки, степени торможения и “отдачи в руку”. В случае ненормального вращения подшипник промывают вторично и вновь проверяют. “Ход” проверяемого подшипника сравнивают с вращением эталонного (нового) подшипника.              Годными для  повторного использования считают  подшипники с ровным, без заеданий “ходом” и незначительным шумом, а также с нормальными зазорами и размерами.
	Разборка датчика.
	Расшплинтовать болты  крепления крышки датчика (ДПС)		Плоскогубцы;
	Открутить болты крепления  крышки и снять ее.		Гаечный ключ 10 ´ 8;
	Отвинтить винты  крепления  привода и кронштейна разъема  и вынуть привод вместе со жгутом и  разъемом из корпуса. Это обеспечит  доступ к элементам схемы.		Отвертка;
	Разборка привода.
	Снять плату, вынуть шплинт и отвинтить гайку на валу привода;		Гаечный ключ 12 ´ 13;
	Разборка подшипникового узла.	Узлы с подшипниками качения  надо разбирать очень осторожно, соблюдая требования по разборке прессовых  соединений. Перед демонтажем тяжело нагруженных подшипников, например якорных подшипников тягового электродвигателя, букс колесных пар и т. п., необходимо пометить положение, занимаемое наружным кольцом относительно корпуса.
	Ремонт.	Мелкие вмятины, риски, слабую коррозию с поверхностей качения и с  мест посадки деталей подшипников  устраняют зачисткой мелкой шкуркой  или пастами. Устранение других повреждений, ремонт подшипников с заменой отдельных деталей с целью восстановления нормальных посадок выполняют согласно ГОСТ 6275—57 и отдельным технологическим указаниям МПС. Не допускаются к дальнейшей эксплуатации подшипники имеющие: отколы металла или трещины на поверхности качения (на кольцах, шариках или роликах); цвета побежалости и следы заклинивания на поверхности качения деталей вследствие перегрева; выбоины и отпечатки удара на беговых дорожках колец (или на поверхностях цапф) от тугой посадки или ударной нагрузки; выкрашивание или шелушение  металла, мелкие раковины, большое число точек на поверхностях качения деталей; раковины коррозионного и некоррозионного характера; глубокие риски, забоины на поверхности качения деталей; повреждение сепараторов: надлом, трещины, срезы и ослабление заклепок, выработка гнезд до выпадания роликов; зазор между стальными штампованными сепараторами и буртом внутреннего кольца шарикоподшипника с диаметром отверстия до 30 мм менее 0, 2 мм, с диаметром отверстия более 30 мм — менее 0, 3 мм; предельный износ и деформация деталей, т. е. когда осевой или радиальный зазор, разность диаметров шариков или роликов и т. д. более допускаемых норм. при наличии в одном подшипниковом гнезде или сборочной единице двух и более подшипников качения и в случае замены одного из них должны быть, как правило, заменены и другие, т. е. произведена комплектная замена подшипников, например в крестовинах кардана, грузах регулятора частоты вращения и т. д.     Допускаются к дальнейшей эксплуатации подшипники имеющие: царапины и риски на посадочных поверхностях колец, появившиеся вследствие ослабления посадки; забоины, вмятины, следы коррозии на сепараторе, не препятствующие нормальному движению шариков и роликов; темные пятна коррозионного характера на поверхностях качения деталей, устраняемые зачисткой; матовую поверхность качения деталей как следствие нормального износа; деформацию и износ гнезд сепаратора сферического роликового подшипника, устраняемые обжатием сепаратора; риски и коррозию на поверхностях качения и в местах посадки деталей подшипников допускается устранять зачисткой вручную мелкой шлифовальной шкуркой. Устранение других повреждений и ремонт подшипников качения с заменой деталей с целью восстановления нормальных посадок производить согласно требованиям ОСТ 37. 006. 003—76 и технических указаний, утвержденных ЦТ МПС.
1.5	Проверить исправность  печатной платы.	Проводник, имеющий трещину, следы окисления, отслоения от платы  требуется заменить или отремонтировать. Детали имеющие механические повреждения  выводов или корпуса следует  выпаять и заменить на однотипные	Тестер (авометр), паяльник, припой;
2.	Сборка датчика.
2.1	Сборка подшипникового узла.	До монтажа у всех подшипников, бывших в эксплуатации, проверить  равномерность хода и зазора между  деталями. Степень допустимого шума и неравномерность хода определять сравниванием с эталонным подшипником  данного типа. Годными для повторного использования  считать подшипники, имеющие ровный, без заедания ход и незначительный шум, а также установленные зазоры и размеры. Восстановление установленной  посадки колец подшипников на валах или в подшипниковых гнездах производить одним из способов, указанных в п. 2. 3. 10.   При сборке сборочной единицы  с подшипниками качения соблюдать  следующие основные требования: натяг в соединениях выдерживать  согласно требованиям чертежа. При  этом если вращается вал, то внутреннее кольцо подшипника должно иметь неподвижную посадку, а наружное кольцо в гнезде - подвижную (кроме случаев, оговоренных особо). Если вращается гнездо (корпус), то наружное кольцо подшипника должно иметь неподвижную посадку, а внутреннее кольцо - подвижную (кроме случаев, оговоренных особо); овальность или биение шеек валов  в местах монтажа внутренних колец  подшипников качения не должны превышать  допустимое значение овальности или  биения для новых аналогичных  деталей более чем на 0,02 мм (кроме  случаев, оговоренных особо); чтобы нагружение беговых дорожек  наружных колец не приходилось каждый раз на одну и ту же зону, наружные кольца перед монтажом в корпус поворачивать на 45 или 90° относительно положения, которое они занимали ранее (до разборки сборочной единицы); .монтаж  подшипника на вал выполнять  с предварительным нагревом до  температуры 60-100 °С подшипника  или внутреннего кольца, с охлаждением  вала или при помощи пресса. В последнем случае применять приспособления (оправки), обеспечивающие действия усилия запрессовки по оси кольца. Если подшипники монтируются одновременно на вал и в гнездо, оправка должна упираться одновременно в торцы обоих колец подшипников. Запрещается нагревать подшипники (или кольца) открытым огнем, монтировать  и демонтировать подшипник (кольцо) ударами, наносимыми непосредственно по подшипнику. Подшипник после монтажа на вал должен упираться в его заплечник или в деталь, указанную на чертеже сборочной единицы, при посадке в корпус - в бурт гнезда. В случае нагрева деталей индукционным нагревателем детали после запрессовки размагнитить; качество сборки сборочной единицы  с подшипниками качения контролировать по легкости вращения вала, наличию осевого разбега у вала с шарикоподшипником, радиального зазора между роликами и кольцами у роликовых подшипников. Эти величины должны быть в пределах установленных норм; после сборки подшипников, работающих на пластичной (консистентной) смазке, подшипники смазать в соответствии с требованиями Инструкции по ремонту узлов с подшипниками качения. Разрешается Щели между роликами и шариками заполнять смазкой до монтажа подшипника. Запрещается смешивать различные сорта смазок для смазки подшипников одной сборочной единицы. Осевой разбег вала контролируют индикаторным приспособлением, а радиальный зазор в роликовом подшипнике можно проверить индикаторным приспособлением и щупом.
2.2	Смазка.	Недостаток твердой смазки, как  и ее излишек, одинаково вредны для  подшипника качения. Если смазки много  и заложена она в корпус очень  плотно , то ролики или шарики будут сминать ее. Это вызовет нагрев смазки, ее вытекание и, в конечном счете, работу подшипника “всухую”. Твердой смазкой заполняют щели между роликами и шариками и не более 50% объема корпуса (гнезда) подшипника. Нельзя закладывать в один и тот же подшипник различные сорта смазки.
2.3	Закрепить подшипниковый  щит.		Отвертка;
2.4	Произвести сборку разъема  датчика.	Винты крепления кронштейна разъема стопорить краской.
2.5	Запломбировать блок.		Пломбир;
3.	Настройка и проверка ДПС.
3.1	Проверить и при необходимость  настроить пороги компаратора.		Вольтметр В7-35;
3.2	Проверить и при необходимости  настроить период, длительность импульсов, задержки между спадами сигналов 1ДПС и 2ДПС.	Приведенные к углу поворота в град.: а) период-(8.57±2.5); б) длительность импульсов- (5.2 ±1.0); с) задержки между спадами- (1.68±1.0).	Осциллограф;
3.3	Проверить и при необходимости  настроить уровни сигналов 2ДПС-1 и 1ДПС-1.	Низкий уровень сигнала  должен быть (0.5±0.5 В.), высокий- Uпит.- 1.0 В. Примечание 1	Вольтметр В7-35;