Министерство профессионального образования и занятости населения Приморского края КГБ ПОУ «Колледж машиностроения и транспорта» 23.01.09 Машинист локомотива УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УПР _____________/И.В. Журавлева/ «____» ______________ 2024 г. ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА УСТРОЙСТВО, РАБОТА И РЕМОНТ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ЭД9 Работу выполнил студент 040 группы: _______________ А.А. Кружилин Руководитель работ: ___________/ К.Ф. Канин/ «____»________________2024 г. Председатель методической комиссии: _____________ /К.В. Луцковская/ «____»_________________2024 г. Владивосток 2024 Министерство профессионального образования и занятости населения Приморского края КГБ ПОУ «Колледж машиностроения и транспорта» СОГЛАСОВАНО Председатель методической комиссий специальных дисциплин _____________/К.В. Луцковская/ «___»_____________2024 г. УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УПР КГБ ПОУ «КМТ» __________________/И.В. Журавлева/ «___»_____________2024 г. ЗАДАНИЕ для письменной экзаменационной работы Студент: Кружилин Андрей Александрович Профессия: 23.01.09 Машинист локомотива Профессия по ОК: Помощник машиниста электровоза, Помощник машиниста электропоезда, Слесарь по ремонту подвижного состава Тема задания: УСТРОЙСТВО, РАБОТА И РЕМОНТ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ЭД9 Дата выдачи задания: «___»____________2024 г. Срок сдачи работы: «___»_____________2024 г. Перечень вопросов, подлежащих разработке: 1. Устройство аккумуляторной батареи ЭД9 2. Работа аккумуляторной батареи ЭД9 3. Ремонт аккумуляторной батареи ЭД9 4. Техника безопасности при ремонте аккумуляторной батареи электропоезда ЭД9 Перечень графической части, или заменить её, отдельное задание: 1. Презентация письменной экзаменационной работы Работа состоит из: 1. Пояснительной записки; 2. Схемы, таблицы по задания; 3. Презентации. Задание выдал преподаватель: _____________/К.Ф. Канин/ «___»____________2024 г. Министерство профессионального образования и занятости населения Приморского края КГБ ПОУ «Колледж машиностроения и транспорта» ОТЗЫВ О выполнении письменной экзаменационной работы Студент(ка): Кружилин Андрей Александрович Профессия: 23.01.09 Машинист локомотива Профессия по ОК: Помощник машиниста электровоза, Помощник машиниста электропоезда, Слесарь по ремонту подвижного состава Тема задания: УСТРОЙСТВО, РАБОТА И РЕМОНТ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ ЭД9 Общая характеристика письменной экзаменационной работы ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 1. Соответствие заданию по объёму и степени разработки основных разделов письменной экзаменационной работы ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2. Положительные стороны работы ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 3. Недостатки в письменной записке и её оформление ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 4. Характеристика графической (творческой) части работы ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 5. Степень самостоятельности студента при разработке вопросов темы ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Оценка работы руководителем ________________________________________________________________________________ Руководитель работы ____________ /К.Ф. Канин/ «____»_______________2024 г. Оглавление Введение…………………………………………………....................................5стр. 1. Устройство, работа и ремонт…...…...…………………………………….....6стр. 1.1. Устройство………………………………………………….……..……...... 6стр. 1.2. Работа………………………………………………….……………….........7стр. 1.3. Ремонт…………………………………………………..……………….…10стр. 2. Техника безопасности……………………………………………………….12стр. Заключение…………………………………………….…………………..….. 14стр. Список используемых источников…….……………………………………. .15стр. Введение Для перевозки пассажиров на линиях пригородного сообщения предназначены электропоезда постоянного тока. Внедрение электрической тяги на железных дорогах началось в 1926 году. С 1929 года отечественная промышленность поставляла электросекции постоянного тока Св и Сд. В дальнейшем в связи с электрификацией железных дорог на переменном токе и необходимостью повышения скоростей пригородного движения началась разработка новых типов электропоездов. В 1959 - 1961 гг. были построены опытные электропоезда переменного тока ЭР7 с ртутными выпрямительными установками. Опыт эксплуатации этих поездов показал сложность их конструкции и низкую надежность работы на электроподвижном составе этих выпрямительных установок. В 1962 году Рижский вагоностроительный завод и Рижский электромашиностроительный завод освоили производство электропоездов переменного тока ЭР9 с кремниевыми выпрямителями. Главная особенность электропоездов переменного тока по сравнению с поездами постоянного тока заключается в применении на каждом моторном вагоне полупроводниковой однофазный переменного выпрямительной тока установки, промышленной частоты преобразующей в постоянный (пульсирующий). Управляемые кремниевые вентили открыли перспективу дальнейшего совершенствования электроподвижного состава переменного тока: создание электросекций с бесколлекторными тяговыми двигателями, реостатным и рекуперативным торможением, с более совершенными системами управления. 1. Устройство, работа и ремонт аккумуляторной батареи электропоезда ЭД9 1.1 Устройство аккумуляторной батареи электропоезда ЭД9 Наиболее распространены никель-железные и никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы. На электропоездах применяют батарею 90НК-55, состоящую из 90 последовательно соединенных никель-кадмиевых аккумуляторов емкостью 55 А·ч. Номинальное напряжение всех щелочных аккумуляторов 1,2 В. В никель-железных и никель-кадмиевых аккумуляторах активная масса положительного электрода в заряженном состоянии состоит из гидрата окиси никеля NiOООН, к которому добавляют графит и окись бария. Графит увеличивает электропроводность активной массы, а окись бария – срок службы электрода. Активная масса отрицательного электрода никель-железного аккумулятора состоит из порошкового железа Ре и его окислов с добавкой сернокислого никеля и сернистого железа, а никель-кадмиевого аккумулятора – из смеси порошков кадмия Cd и Cd и железа Fe. Электролитом служит 20% раствор едкого калия КОН с примесью моногидрата лития (20-30 г/л). Эта примесь увеличивает срок службы аккумулятора. Промышленность выпускает никель-железные аккумуляторы и никелькадмиевые. Оба электрода в этих аккумуляторах изготовляют в виде стальных никелированных рамок, в пазы которых впрессованы наполненные активной массой пакеты из никелированной жести с большим количеством мелких отверстий для доступа электролита к активной массе. В аккумуляторах НК каждая отрицательная пластина расположена между двумя положительными, в аккумуляторах НЖ каждая положительная пластина – между двумя отрицательными. Для предотвращения короткого замыкания между ними устанавливают сепараторы, выполненные в виде эбонитовых стержней или полихлорвиниловых сеток. В аккумуляторах ТПНЖ и ТПНЖК применяют панцирные положительные пластины. Каждая такая пластина заключена в специальный панцирь. 1.2. Работа аккумуляторной батареи электропоезда ЭД9 На каждой секции электропоезда установлены щелочные аккумуляторные батареи, состоящие из 90 элементов типа НК-55, номинальным напряжением 112,5 В. Все аккумуляторные батареи поезда соединены параллельно поездным проводом 56 "Плюс". На головных вагонах в цепи установлен предохранитель П36, который защищает цепи аккумуляторной батареи от токов короткого замыкания. Для приведения электропоезда в рабочее состояние необходимо включить аккумуляторные батареи на головных и прицепных вагонах выключателем батареи, при этом минус аккумуляторной батареи соединится с проводом 30 "минус" через предохранитель П15, контакт выключателя батареи и измерительный шунт амперметра. Кроме того, после контакта выключателя батареи от провода 15К через предохранитель П33, получит питание провод 22 (секционное питание защиты). От второй трети аккумуляторной батареи, через предохранитель П39, нормально замкнутый контакт БК, контакт выключателя батареи получит питание провод 78Г (основное питание устройств безопасности), минус устройства безопасности получают по проводу 30("минус" цепей управления). Напряжение питания между проводами 78Г (+) и 30 (–) составляет 75 В. От первой трети аккумуляторной батареи через предохранитель П31, нормально замкнутый контакт БК получает питание провод 78РС – питание устройств оповещения и радиостанции. Напряжение питания между проводами 15 (+) и 78РС (–) составляет 75 В. Диод Д1 служит для сглаживания провалов напряжения в цепях постоянного тока при переключениях батарейного контактора БК. Недостатком схемы является отсутствие диодных развязок между батареями соседних секций. При коротком замыкании отдельных банок батареи одной секции поезда по проводу 56 ("плюс" аккумуляторной батареи) будет протекать уравнительный ток, который вызовет разряд остальных аккумуляторных батарей с более высоким уровнем напряжения заряда. Разряд и заряд аккумуляторных батарей При разряде щелочного аккумулятора гидрат окиси никеля NiOOН на положительном электроде, взаимодействуя с ионами электролита, переходит в гидрат закиси никеля Ni(ОН)2, а железо или кадмий отрицательного электрода превращается соответственно в гидрат окиси железа Fe(ОН)2 или гидрат окиси кадмия CdOH2. Между электродами возникает разность потенциалов около 1,45В, обеспечивающая протекание тока по внешней цепи и внутри аккумуляторов. Положительным качеством щелочного аккумулятора является то, что все компоненты, образующиеся в процессе заряда и разряда, практически нерастворимы в электролите и не вступают в какие-либо химические реакции. Электролит в процессе электрохимических реакций не расходуется, поэтому плотность его не изменяется. Это позволяет обходиться сравнительно небольшими количествами электролита, что делает эти аккумуляторы более компактными, чем кислотные. Полностью заряженный аккумулятор имеет э.д.с. около 1,45 В. Вследствие большого внутреннего сопротивления его напряжение при разряде значительно меньше этого значения, а при заряде значительно больше. При разряде напряжение аккумулятора довольно быстро падает до 1,3В, а затем медленно уменьшается до 1В, при этом напряжении разряд следует прекращать. Среднее расчетное напряжение при разряде составляет 1,25В. Разряжать щелочные аккумуляторы ниже установленного конечного напряжения нельзя, так как это приведет к безвозвратной потере емкости и уменьшению срока службы. При заряде напряжение с 1,55В быстро поднимается до 1,75В, а затем медленно повышается до 1,8В. Заряд щелочного аккумулятора ведут до тех пор, пока не будет сообщено требуемое количество ампер часов. Заряд щелочного аккумулятора осуществляется током, равным 1/4 его номинальной емкости, при этом аккумулятору сообщается 150% емкости. Особенности эксплуатации Уход за щелочными аккумуляторами в принципе такой же, как и за кислотными. Необходимо периодически проверять уровень электролита и степень заряженности аккумулятора. Аккумуляторы должны содержаться в чистоте и периодически заряжаться. Щелочные аккумуляторы имеют ряд преимуществ перед кислотными. Они могут долгое время находиться в полузаряженном и даже в полностью разряженном состоянии, что совершенно недопустимо для кислотных. Кроме того, щелочные аккумуляторы не выходят из строя вследствие действия низких температур. Щелочные аккумуляторы имеют большую перегрузочную способность, т. е. могут работать с большими токами при разрядах и зарядах. Благодаря большому внутреннему сопротивлению кратковременное короткое замыкание и глубокие разряды не выводят из строя эти аккумуляторы. Для них характерны большая механическая прочность, большая, чем у кислотных, энергия на единицу массы, больший срок службы и срок хранения. У щелочных аккумуляторов саморазряд при отключенном состоянии очень мал (после 9 месяцев хранения они теряют лишь 20% емкости). В то же время у кислотных аккумуляторов суточный саморазряд составляет около 0,50,7% емкости, т. е. в течение месяца они теряют 15-21% емкости. При эксплуатации щелочных аккумуляторов не происходит вредных выделений паров и газов, что характерно для кислотных аккумуляторов. По указанным причинам они в эксплуатации значительно надежнее, чем кислотные, и требуют значительно меньшего ухода. Однако щелочные аккумуляторы имеют ряд недостатков. Напряжение щелочного аккумулятора при разряде значительно ниже (почти на 40%), чем кислотного, вследствие чего при одном и том же напряжении количество аккумуляторов в щелочной батарее будет больше, чем в кислотной. Внутреннее сопротивление щелочного аккумулятора значительно выше, чем у кислотного, следовательно, его напряжение, падает гораздо быстрее и при очень интенсивном разряде аккумуляторной батареи резко уменьшается. 1.3. Ремонт аккумуляторной батареи электропоезда ЭД9 Щелочные аккумуляторы надежны в работе, а поэтому их обслуживание заключается в проверке надежности соединений всех аккумуляторных элементов, в смене электролита, проверке на внутреннее короткое замыкание, контрольной проверке сохранения емкости батареи. Аккумуляторные батареи должны содержаться сухими и чистыми. Никелированные, не покрытые лаком детали аккумуляторные и межэлементные соединения (шины) батареи должны быть всегда смазаны техническим вазелином или другим равноценным по защите от коррозии смазочным материалом, не содержащим кислот. Обнаруженную на аккумуляторной батарее ржавчину следует счистить ветошью, смоченной керосином. Очищенное место вновь покрыть битумным или любым щелочестойким лаком. Для очистки наружных частей аккумуляторов от пыли и солей следует пользоваться чистой влажной ветошью, намотанной на деревянную палочку. При работе гаечным ключом и другим металлическим инструментом нельзя одновременно прикасаться к разноименным выводным контактам аккумуляторов. Также нельзя оставлять на батарее инструмент и металлические детали. Перед каждым зарядом и разрядом необходимо проверить состояние контактов и подтянуть гайки крепления клемм проводов. Необходимо следить за состоянием уплотнительных резиновых колец пробок и в случае повреждения заменять их. Следует периодически прочищать отверстия пробок, а также проверять, нет ли короткого замыкания между аккумуляторами в батарее. Запрещается оставлять для дальнейшей работы элементы щелочной батареи с напряжением на клеммах менее 1 В. Протрите доступные поверхности банок элементов, проверьте состояние и крепление банок. Очистите межэлементные соединения и, убедившись в их исправном состоянии и надежном креплении, смажьте техническим вазелином ОСТ 38.1.56-74. При текущем ремонте ТР-1 очистите от солей и протрите открытую поверхность аккумуляторных банок, перемычки, пробки и поверхность ящика. Замерьте напряжение каждого элемента нагрузочной вилкой, замените элементы, имеющие трещины или выпучивания банок, а также элементы с напряжением на клеммах щелочной батареи менее 1 В. Проверьте состояние резиновых чехлов и прокладок, устраните возможность соприкосновения банок между собой и с металлическими частями ящика. Выявите надежность крепления выводных концов и перемычек. Осматривая выводные провода, обратите особое внимание на состояние изоляции в месте вывода и исключите возможность замыкания на корпус ящика. Замерьте уровень и плотность электролита каждого элемента и при необходимости долейте банку дистиллированной водой или электролитом. Осмотрите пробки и вставьте их в отверстия банок. Во время текущего ремонта ТР-2 аккумуляторную батарею снимите и направьте в аккумуляторный цех. Взамен снятой установите исправную заряженную батарею. Промывку и ремонт элементов снятой аккумуляторной батареи проведите в соответствии с Инструкцией по ремонту и содержанию аккумуляторных батарей. При текущем ремонте ТР-3 очистите ящик аккумуляторной батареи от грязи и старой краски, осмотрите его состояние, а также крепление к кузову вагона. Разъединенные или поломанные доски замените. Зазоры между досками ящика зашпаклюйте, трещины металлического ящика заварите или приварите накладку внахлестку. Крышки плотно пригоните к корпусу ящика, замки отремонтируйте. Вентиляционные патрубки очистите от грязи, наконечники выводных проводов пропаяйте, уложите в резиновую трубку с внутренним диаметром, соответствующим наружному диаметру резиновых трубок уплотните изоляционной лентой. проводов, концы 2.Техника безопасности при ремонте аккумуляторной батареи электропоезда ЭД9 При работе с аккумуляторными батареями обслуживающему персоналу необходимо помнить, что отравляющее действие на организм свинца и его окислов, раздражающее действие на слизистую оболочку и дыхательные пути аэрозолей серной кислоты, агрессивность серной кислоты при попадании на кожу, взрывоопасность гремучего газа, возможность поражения током при работе с электроустановками требуют строгого соблюдения правил техники безопасности. К работе с аккумуляторными батареями допускаются специально обученные лица, изучившие руководство, правила техники безопасности и сдавшие зачет. Помещение для заряда аккумуляторных батарей должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей 6...8-кратный обмен воздуха в час. Вентиляция должна включаться перед началом заряда батарей и отключаться не менее, чем через 1,5 ч после его окончания. Перед постановкой аккумуляторных батарей на заряд необходимо вывернуть пробки, чтобы не допустить скопления внутри аккумуляторов большого количества гремучего газа. Аккумуляторные батареи, подготовленные к заряду, должны соединяться посредством плотно обеспечивающих прилегающих надежный зажимов электрический или контакт и наконечников, исключающих возможность искрения. В помещении для заряда аккумуляторных батарей запрещается курить и пользоваться открытым огнем. Нельзя допускать искрения электроаппаратуры и другого оборудования, а также коротких замыканий выводов аккумуляторов металлическими предметами. Категорически запрещается проверять состояние батарей коротким замыканием "на искру". Техника безопасности при техническом обслуживании аккумуляторных батарей При техническом обслуживании, разборке и ремонте аккумуляторных батарей во избежание ожогов и загрязнения рук соединениями свинца необходимо надевать кислотостойкий костюм, резиновые сапоги, резиновые химически стойкие перчатки и фартук из кислотостойкого материала. При работе с расплавленным свинцом, сварке свинцовых деталей, приготовлении заливочной мастики и заливке ею аккумуляторных батарей необходимо дополнительно надевать защитные очки и брезентовые рукавицы. Перед разборкой аккумуляторную батарею сначала необходимо разрядить, а затем слить электролит. При удалении заливочной мастики нельзя пользоваться открытым пламенем, например паяльной лампой, для ее размягчения. Мастику следует удалять только с помощью электропаяльника с насадкой или нагретой металлической лопатки. Плавка свинца и сварка свинцовых деталей разрешается только на рабочих местах, оборудованных вытяжной вентиляцией. Обслуживающий персонал должен пользоваться респираторами, а при электросварке деталей еще и защитными очками с темными светофильтрами. При добавке металлического свинца в тигель с расплавленным свинцом необходимо надевать защитные очки с бесцветными светофильтрами и опускать свинец плавно и осторожно, не допуская его выброса, что может привести к ожогам лица и глаз. При попадании влаги и масла в расплавленный свинец или в заливочные формы горячий свинец может разбрызгиваться. Поэтому при отливке свинцовых деталей категорически запрещается охлаждать их водой, а также заливать расплавленный свинец в сырые непрогретые формы. Во время приготовления заливочной мастики и заливки ею аккумуляторных батарей во избежание ожогов следует надевать защитные очки с бесцветными светофильтрами и брезентовые рукавицы. Заключение В процессе выполнения настоящей работы я подробно изучил назначение устройства аккумуляторной батареи ЭД9, его работу, технику обслуживания и ремонт. Считаю, что работа над письменной экзаменационной работой и производственная практика помогли мне закрепить теоретические знания, полученные в колледже, и подготовится к самостоятельной работе. Список используемых источников 1) https://scienceforum.ru/2019/article/2018011827 - Аккумуляторы подвижного состава. 2) https://ozlib.com/878401/tehnika/ekspluatatsiya_elektropoezdov - Эксплуатация электропоездов. 3) Справочник по http://www.pomogala.ru/books/el_poezda_perem_toka_zvet.html - https://prolokomotiv.ru/rukovodstvo-po-remontu - деповскому ремонту электропоездов. 4) Руководство по устройству электропоездов серии ЭД9М, ЭД9Т, ЭД9П. 5) http://scbist.com/ - железнодорожный форум. 6) http://www.pomogala.ru - сайт для студентов железнодорожных институтов Приложение Рис. 1. Аккумуляторная батарея: а - общий вид батареи; б - аккумуляторный элемент (банкка); 1- аккумуляторный элемент (бака); 2 -межэлементное соединение; 3 - выводы пластин; 4 - пробка; 5 - изолирующий стержень; 6 - сепаратор; 7 - корпус; 8 - пластины. Рис. 2. Полублоки отрицательных и положительных пластин и общий вид никель-железного аккумулятора ТПНЖ, применяемого на тепловозах.
