Для чего нужен токоприемник

Для чего нужен токоприемник

Токоприемник служит для передачи электрической энергии от контактного провода к оборудованию электропоезда.

На электропоездах установлены токоприемники ТЛ-13У1-01, состоящие из следующих основных узлов:

-основания 6 (рис. 2.1);

-подвижной системы, состоящей из нижних 1 и верхних 2 трубчатых рам;

— верхнего узла, состоящего из полоза 8 и кареток 9;

— механизма подъема и опускания токоприемника.

На основании закреплены четыре кронштейна 5 с изоляторами 4, через которые токоприемник крепят на крыше вагона. Перестановкой кронштейнов на основании обеспечивают размер (1450×1980 мм), необходимый для установки токоприемника.

При подаче сжатого воздуха в цилиндр пневмопривода 5 (рис. 2.2) поршни 11 привода расходятся, сжимая опускающие пружины 10 и поворачивая валы 8. При этом валы 8 через тяги 7 поворачивают валы 9, на которые дополнительно действует усилие поднимающих пружин 2. Поворачиваясь под действием поднимающих пружин и поршней, валы 9 поднимают нижнюю и верхнюю рамы токоприемника с полозом. Усилие прижима полоза поднятого токоприемника к контактному проводу зависит только от усилия поднимающих пружин 2. При падении давления сжатого воздуха в цилиндре пневмопривода сжатые опускающие пружины 10 сдвигают поршни 11, преодолевая при этом усилие поднимающих пружин 2, и, поворачивая валы 8, опускают рамы токоприемника. Для уменьшения износа полоза токоприемника и контактного провода на полозе 5 (рис. 2.3) установлены угольные вставки 2, которые заменяют по мере износа. Вставки 2 крепятся на полозе 5 болтами с помощью прижимных планок 1. Чтобы исключить попадание контактного провода за полоз при проходе воздушных стрелок, на концах полоза 5 имеются концевые скосы 4.

Для смягчения ударов полоза 8 (см. рис. 2.1) о контактный провод при подъеме

Рис. 2.1. Токоприемник ТЛ-13У-01:

Рис. 2.2. Привод токоприемника:

Технические характеристики токоприемника ТЛ-13У1-01

Длительно допустимый ток, А:

Максимальная высота подъема от сложенного состояния, мм, не менее 2100

Величина усилия статического нажатия на контактный провод, Н (кгс):

активного, не менее. 60 (6)

Давление сжатого воздуха, МПа (кгс/см2 ):

минимальное. 0,35 (3,5)

Разность между максимальным и минимальным усилиями прижима при одностороннем движении токоприемника

в рабочем диапазоне, Н (кгс), не более. 10(1)

Масса (без изоляторов), кг. 290

токоприемника полоз крепят к верхним рамам 2 с помощью кареток 9. Каретка (рис. 2.4) представляет собой систему шарнирно связанных рычагов, обеспечивающих вертикальное перемещение полоза относительно рамы токоприемника в пределах 50 мм.

лия нажатия Р от высоты подъема Н полоза показано на рис. 2.5.

Характеристики токоприемника проверяют в следующей последовательности:

1.В цилиндр подают воздух. При этом токоприемник поднимается.

2. Закрепив динамометр, уравновешивают полоз токоприемника поочередно на высоте 400, 1000, 1500, 1900 мм.

3. Постепенно ослабляя натяжение динамометра в каждой точке, измеряют

Рис. 2.3. Полоз токоприемника:

Рис. 2.4. Каретка токоприемника:

усилие нажатия в начале движения полоза вверх, а затем, увеличивая натяжение динамометра, усилие нажатия в начале движения полоза вниз.

Регулируют усилие нажатия поднимающими пружинами, вращая их на штырях, укрепленных на главных валах токоприемника. Сезонную регулировку характеристик токоприемника выполняют перед зимним и летним периодом эксплуатации, что устанавливается нормативными документами МПС и дороги, где эксплуатируются электропоезда.

Техническое обслуживание. Надежность работы токоприемника обеспечивается прежде всего прочностью рам и полозов, состоянием контактных накладок на полозах, величиной трения в шарнирах подвижных рам, четкостью работы пневматического привода и пружин, состоянием электрической изоляции.

Рис. 2.5. Статическая хараыерис гика токоприемника:

Возможные неисправности токоприемника, их причины и способы

Посіє подачи воздуха в привид подвижная система не остается на нужной высоте, а медленно

Нарушена герметичность привода

Осмотреть привод и заменить изношенные манжеты

Характеристика усилия статического нажатия и иеет «завалы » в рабочем диапазоне высоты

Нарушена регулировка усилия статического нажатия

Поднимающие пружины имеют остаточную деформацию

Отрегулировать усилие Заменить пружины

Длина трещин или сколов на изоляторе более 20% возможного пути перекрытия током

Повреждения изолятора в эксплуатации

После подачи воздуха токоприемник не поднимается

Лопнул или отсоединился рукав подачи воздуха в цилиндр пневмопривода

Замерзание или обледенение шарнирных узлов

Присоединить или заменить поврежденный рукав

Поднимать токоприемник методом раскачки (подъем опускание несколько раз)

Угольная вставка полоза перемещается в одном ти нескольких направлениях

Ослаблено крепление вставки

Подтянуть болты крепления, заменить прижимные планки. При сильном износе заменить вставку

Повышенный износ подвижных деталей каретки

Отсутствует смазка в сочленениях каретки Имеются перекосы элементов каретки

Проверить правильность сборки деталей. Устранить перекосы

Повышенный износ шунтов

Шунты неправильно установлены при сборке

Проверить, чтобы шунты не терлись о другие детали. Изношенные шунты (повреждено 25% жил) заменить

Токоприемник захоОит на воздушной стрелке за контактный провод

Ослаблены винты крепления контактных пластин на скосах каркаса полоза

Нарушена симметрия токоприемника относительно вертикальной оси

Затянуть винты, запилить пластины

Погнута или лопнула синхронизирующая тяга. Тягу заменить.

Ослабло крепление рычага синхронизирующей тяги. Крепление подтянуть

При каждом виде ремонта и технического обслуживания токоприемника проверяют состояние подвижных рам и полоза. Накладки полоза должны быть надежно закреплены, подплавы и поджоги на их поверхности зачищены. Полозы, имеющие толщину угольной вставки менее 10 мм, заменяют. Если на угольных вставках имеются поперечные трещины в количестве не более двух на каждую и они не ослабляют крепление, вставки можно эксплуатировать далее. Не заменяют также вставки со сколами, если ширина скола на поверхности трения не превышает 15 мм, а глубина — 5 мм. Плавная волнистость рабочей поверхности вставки не является браковочным признаком.

Зазор между угольными вставками, смонтированными на полозе со сторо-

ны контактной поверхности, не должен превышать 0,5 мм. Стыки вставок и накладок друг с другом и с торцами металлических концевых скосов полоза тщательно запиливают для обеспечения плавного перехода провода по стыку.

Контролируют надежность крепления вставок на полозах. При необходимости болты, крепящие вставки и прижимные планки, подтягивают. При одностороннем износе угольных вставок допускается переворачивание полоза в горизонтальной плоскости другой стороной. Изношенные по диаметру более чем на 1 мм оси крепления полоза к кареткам заменяют новыми.

Детали токоприемника, имеющие трещины или изломы, заменяют. Не допускается заедание шарнирных соединений. Смазочный материал на полозы.

в цилиндры и шарнирные соединения токоприемника добавляют в соответствии с картой смазки. Опорные изоляторы и полихлорвиниловые трубки воздушной магистрали очищают от грязи.

Перекосы в креплении рычагов кареток устраняют, пружины кареток в случае уменьшения жесткости заменяют. Проверяют состояние шплинтов.

Время подъема и опускания токоприемника регулируют редуктором (дроссельным клапаном) клапана токоприемника, установленного в шкафу № I моторного вагона.

Величину опускающей силы и максимальную высоту подъема регулируют изменением длины тяги пневматического привода, имеющей для этой цели по концам правую и левую резьбу. Перед регулировкой контргайки на тяге отпускают, после регулировки надежно затягивают.

В зимнее время с полозов токоприемников удаляют снег и лед, подвижные трубы покрывают антигололедной смазкой.

Источник

Токоприемники

Назначение и параметры токоприемников. Токоприемники служат для создания электрического соединения между контактным проводом или контактным рельсом и электрическими цепями э.п.с. Конструкция токоприемников определяется расположением контактного провода или рельса относительно локомотива, током нагрузки, скоростью движения подвижного состава, характером изменения расстояния между основанием токоприемника и контактным проводом, условиями управления подъемом и опусканием токоприемников.

На каждом электровозе установлено по два токоприемника (кроме электровоза ЧС200, имеющего четыре токоприемника); в работе обычно находится только один, задний по ходу токоприемник. Второй токоприемник является запасным, его поднимают в тех случаях, когда необходимо уменьшить искрение между полозом и контактным проводом при трогании или во время гололеда На электровозах ЧС200 одновременно в работе участвуют два токоприемника. На моторном вагоне электропоезда устанавливают по одному токоприемнику, так как эти вагоны работают по системе многих единиц и на их крышах смонтированы на высоковольтных изоляторах шины для соединения токоприемников при параллельной работе

Пантографные токоприемники обеспечивают надежный контакт с контактным проводом при больших скоростях движения и токах, не требуют перестановки в случае изменения направления движения, удобны для дистанционного управления.

Применяемые токоприемники различных типов значительно отличаются друг от друга, но все они в основном состоят из одних и тех же элементов: основания 1 (рис. 153, а), укрепленного на изоляторах 8, установленных на крыше 9 электровоза или моторного вагона, системы подвижных рам 2 и 3, которая независимо от высоты контактной сети обеспечивает прилегание одного или двух полозов 5, снабженных контактными пластинами (накладками), скользящими по контактному проводу; рабочих пружин 6, обеспечивающих подъем подвижных рам вместе с полозами и необходимое давление в контакте; пружин 4 кареток, механизма управления, позволяющего поднимать или опускать токоприемник. Для дистанционного управления токоприемники снабжают пневматическим приводом 7, состоящим из одного или двух цилиндров с поршнями.

По способу действия привода различают токоприемники, опускающиеся и поднимающиеся при подаче сжатого воздуха в цилиндры привода. В первых пневматический привод действует против подъемных пружин и производит опускание токоприемника В опущенном состоянии токоприемник удерживает специальная защелка, снабженная электромагнитным приводом. Подъем происходит при включении цепи управления привода защелки. Такой механизм позволяет произвести подъем токоприемника при отсутствии на электровозе сжатого воздуха, не создает опасности для обслуживающего персонала,так как возможен самопроизвольный подъем токоприемника при различных неисправностях. Поэтому преимущественно, а в СССР исключительно применяют токоприемники, поднимающиеся при подаче сжатого воздуха в цилиндры привода.

Нажатие полоза токоприемника на контактный провод при движении локомотива определяется в общем виде выражением

1 Это условная масса, сосредоточенная в точке соприкосновения полоза и контактного провода и оказывающая такое же воздействие на контактный провод, как и реальный токоприемник, она изменяется в зависимости от высоты подъема полоза.

Оптимальное значение статического нажатия зависит от многих факторов: длительного тока, конструкции контактной сети и токоприемника, материала и размеров контактных элементов полоза (или полозов), климатических условий и др

Аэродинамическая составляющая Р_у зависит от конструкции токоприемника,

Рис. 153. Принципиальная схема токоприемника (а), схема его замещения (б)

Рис. 154 Статические характеристики при подъеме и опускании токоприемников типов ТЛ-13У и ТЛ-14М (кривые А), П-1В (кривые Б) и П-5А (кривые В)

Оптимальная приведенная масса токоприемника определяется конструкцией его подвижных частей, высотой подъема полоза и подвески контактной сети В верхнем положении полоза небольшое изменение высоты сопровождается значительными перемещениями подвижных рам и приведенная масса имеет наибольшее значение, в нижнем положении изменение высоты сопровождается меньшими перемещениями рам и приведенная масса меньше. Гра ик изменения приведенной массы в зависимости от высоты полоза называют динамической характеристикой токоприемника.

Уменьшение приведенной массы улучшает токосъем. Ее минимальное значение обусловлено необходимостью обеспечить определенную токопроводность и прочность токоприемника.

Угольные вставки изготовляют из угольно-графитовых обожженных композиций. Срок службы угольных вставок превосходит срок службы медных накладок Однако угольные вставки имеют относительно высокое удельное сопротивление. Это вызывает увеличение потерь энергии в контакте и повышает опасность пережога контактного провода при коротких замыканиях на э.п.с. во время стоянки, когда происходит местный нагрев провода. Поэтому угольные вставки применяют лишь при надежной и достаточно быстродействующей защите контактной сети от токов к.з. По той же причине затруднено применение угольных вставок на пассажирских электровозах постоянного тока при питании от токоприемника цепей электроотопления поезда, когда во время стоянки неподвижный контакт нагружается током 200-300 А и более.

В Японии широко применяют метал локерамические вставки на медной основе, которые также являются самосмазы-вающимися и существенно снижают износ контактного провода, хотя и несколько уступают в этом угольным.

Вставки из самосмазывающегося материала полируют контактную поверхность провода, что и обеспечивает наименьший износ контактного провода, увеличивая срок его службы в несколько раз, и снижают уровень радиопомех. Существенным преимуществом угольных вставок является уменьшение на 1% ежегодных потерь энергии и резкое снижение помех радиоприему, вызываемых работой токоприемников.

Медные накладки нарушают полировку провода, вызывая повышенный износ провода и угольных или металлокерамических вставок при совместной работе на одном участке э.п.с. с разными вставками. Поэтому эксплуатация э.п.с с медными накладками и вставками из само-смазываюшихся материалов ие допускается Угольные вставки можно эксплуатировать совместно с металлокерамическими. Это позволяет применить металлокерамические вставки на токоприемниках пассажирских электровозов с тем, чтобы исключить возможность пережога провода во время их стоянки, и угольные вставки на токоприемниках грузовых электровозов и электропоездов.

В Советском Союзе создан специальный скоростной токоприемник Сп-бМ для поездов ЭР200 и электровозов ЧС200, который имеет малую приведенную массу при обычной разности рабочих высот Высокие динамические качества его получены благодаря двухступенчатой кинематической схеме (рис. 155, г). Верхняя ступень представляет собой легкий пан-тографный токоприемник со своими подъемными пружинами и главным валом, рабочая разность высот которого всего 900 мм. Нижняя ступень, состоящая из системы рычагов 20, служит для регулирования высоты основания верхней ступени и перемешается под действием пневматического привода Такая система позволила снизить приведенную массу динамически активной верхней ступени до 24,5 Н-с 2 /м в наиболее тяжелом токоприемнике для э п.с. постоянного тока.

Токоприемник любого э.п.с. должен обладать также малой парусностью, т е под воздействием сильного ветра не подниматься самопроизвольно и не вызывать опасного отжатия контактного провода Необходимые аэродинамические характеристики зависят от формы полоза и профилей рам токоприемника, формы крыши электровоза особенно ее лобовой части, которая определяет направление струй воздуха, омывающих токоприемник Важное значение имеет боковая устойчивость, или жесткость, токоприемника

В токоприемниках отечественного производства (рис. 156, а) при впуске сжатого воздуха в цилиндр 10 поршень его перемещает шток 11 влево, передвигая в этом направлении рычаг 6 В результате этого пружина 13 сжимается, благодаря чему натяжение наружных пружин 3 и 9 перестает уравновешиваться. Стремясь сжаться, наружные пружины поворачивают валы 14 и 15, закрепленные в подшипникамх 1, и поднимают подвижные рамы 4 и 7 вместе с полозом. При выпуске сжатого воздуха из цилиндра 10 пружина 13, разжимаясь, перемешает вправо рычаг 6, передавая нажатие через ролик рычага 5 на кри-

Рис. 156 Схемы подъемно-опускающнх механизмов токоприемников ДЖ-5, П-1Б, П-3 (а);

П-7, Л-13У, Л-14М (б) и Сп-бМ (в)

вошипный рычаг 12, и вал 14 поворачивается по часовой стрелке Вращение вала 14 тягами 2 и 8 передается валу 15, в результате чего противодействие пружин 3 и 9 преодолевается и подвижная система вместе с полозом опускается; нажатие полоза на контактный провод зависит от натяжения пружин.

Подъемно-опускающий механизм (см. рис. 156, а) токоприемника создает большие опускающие силы, так как в нем применена более мощная опускающая пружина 13 В токоприемниках ТС-2М, Л-13У и Л-14М, П-7 в одном цилиндре расположены две опускающие пружины и два поршня 16 и 17 (рис. 156, б), что позволило получить опускающую силу более 210 Н при малом увеличении массы подъемно-опускаюшего механизма

Для увеличения удерживающей силы токоприемники снабжают пневматическими замками как с механическим, так и с пневматическим управлением.

Нижние рамы или рычаги выполняют чаще всего из пустотелых конусных стальных труб (чтобы получить наибольшую прочность при минимальной массе). Они шарнирно на шариковых подшипниках соединены с верхними рамами, изготовленными из стальных труб.

Верхние рамы соединены друг с другом шарнирно шариковыми подшипниками, на осях которых находятся две каретки по одной с каждой стороны На каретках укрепляют полоз или два полоза с медными или стальными накладками или угольными вставками

Все шарнирные соединения рамы снабжены медными гибкими такоотводящи-ми проводами, по которым проходит ток Благодаря этому уменьшается сопротивление в сочленении и оно предохраняется от разрушения током. При отсутствии такого провода прохождение тока сопровождается небольшой электрической дугой, которая вызывает недопустимый нагрев сочленения, подгары и оплавление его, а также разложение смазки Полозы чаще всего изготовляют из оцинкованной листовой стали толщиной 1,5 мм. Длина рабочей части полоза принята равной 1270 мм с учетом того, что контактный провод для равномерного износа накладок или вставок по их длине подвешивают зигзагообразно Полоз имеет по концам небольшое закругление для улучшения прохождения воздушных стрелок и крестовин контактной сети. Чтобы не допустить захлестывания полозов за контактный провод при прохождении поездом стрелок и крестовин контактной сети, концы полозов загибают книзу (рис 157) Общая длина полоза обычно не превышает 2260 мм.

Каретки служат для улучшения токосъема при проходе жестких точек и неровностей контактной сети, так как уменьшают в эти моменты влияние массы подвижных рам на динамическую составляющую контактного нажатия Каретки имеют значительный вертикальный ход (до 55 мм) и обеспечивают постоянство нажатия и упругость полоза в горизонтальном направлении. В двухполоз-ных токоприемниках (П-3, П-ЗА, П-5А. П-80, 9РР, 13РР и др.) каретки обеспечивают также равномерное распределение нажатня между полозами

Рис. 158. Каретки токоприемников (а и б) и редукционное устройство токоприемников Т-5М1

Источник

Назначение, устройство и работа токоприемника

· Токоприемником называется аппарат, с помощью которого осущест­вляется передача электрической энергии от контактного провода к электрооборудованию электропоезда.

Токоприемник состоит из следующих узлов:

· основание, выполненное из стального швеллера;

· подвижной системы, состоящей из нижней и верхней трубча­тых рам шарнирно соединенных между собой;

· контактной системы, состоящей из кареток и лыжис накладками;

· механизма подъема и опускания, состоящего из подъемных пружин и пневматического привода со встроен­ными в него опускающими пружинами.

· ПОДЪЁМ осуществляется с помощью подъемных пружин при введении в цилиндр привода сжатого воздуха.

· Подъёмные пружины, максимально растянутые, получают возможность сократиться и тем самым осуществить поворот главных валов, соединённых между собой тягами. В результате чего производится подъем нижней и верхней рам и лыжа прижимается к контактному проводу.

· ОПУСКАНИЕ: происходит выпуск сжатого воздуха из цилиндра привода, в результате чего опускающая пружина, разжимаясь, не только компенсирует действие подъемных пружин, но и поворачивает главные валы, тем самым, возвращая подвижную систему в начальное положение (токоприемник опущен). Опускающее усилие выбрано с учетом сил трения в цилиндре.

· Нажатие на контактный провод в диапазоне рабочей высоты:

— при подъеме …………………не менее 6 кгс

— при опускании……………….не более 9 кгс

· Разница между наибольшим и наименьшим нажатием приодностороннем

движении токоприёмника………………не более 1кгс

· Разница между характеристиками при подъёме

и опускании……………………………….не более 2 кгс

· Длительно допустимый ток

· Номинальное давление воздуха…………….5 кгс/см 2

· Минимальное давление воздуха…………. 3,5 кгс/см 2

· Время подъёма…………………………………. 7-10 сек

· Время опускания……………………………. 3,5-6 сек

· Полный ход каретки………………………………. 50 мм

· Величина поворота полоза вокруг оси не менее…. 30°.

· Проверка горизонтальности полоза производится установкой на середину линейки, длиной 1000 мм с уровнем разности высот по концам линейки не должна быть более 20 мм (в эксплуатации).

· Угольные вставки подлежат замене по износу, когда до стального корпуса остаётся 2-3 мм.

· Образующиеся на угольных вставках трещины и сколы не являются браковочными, если количество трещин не превышает 2-х на одну вставку и при этом крепление вставок не ослабляется; скол вставки не превышает 50% её ширины и 20% высоты.

Источник

Что такое токосъёмник

Что такое токосъёмник

Примеров, где используется данное устройство уйма, самыми яркими из них, являются подвижные части генераторов и электродвигателей. Именно в них от графитовых щеток к роторным ламелям двигателя, поступает переменное напряжение.

Что такое токосъёмник

Любое устройство, предназначенное для снятия тока, можно считать токосъёмником. И если ранее токосъёмники применялись исключительно в автотрансформаторах и ЛАТРах, то на сегодняшнее время их сфера использования достаточно обширна, от народного хозяйства, до промышленности.

Без токосъёмников не было бы возможности подавать электричество на вращающиеся элементы электрической цепи. Провода или клеммы с зажимами, здесь само собой разумеется неуместны, поскольку нужны устройства, которые могли бы обеспечить надёжный контакт с вращающейся деталью, причем надолго.

Виды токосъёмников

На сегодняшний день, можно встретить разные виды токосъёмников. Так, например, токосъёмники закрытого типа, имеют определённые преимущества перед другими видами. Ну, во-первых, корпус закрытого токосъёмника защищает его от воздействия внешних факторов извне. Вовнутрь такого устройства не попадёт: пыль, грязь и влага.

Этот факт существенно увеличивает период эксплуатации закрытых токосъёмников, делая их более надёжными и долговечными.

В свою очередь, токосъёмники с открытым корпусом, имеют меньшую стоимость, гораздо легче обслуживаются. Однако они считаются менее безопасными, чем закрытые токосъёмники, из-за воздействия на их внутренние элементы внешних факторов.

Ртутный токосъёмник способен выдерживать и передавать гораздо большие токи, имея при этом достаточно низкое сопротивление. А вот оптоволоконные токосъёмники, предназначены исключительно для передачи сигналов. При этом стоимость таких устройств достаточно велика, а предназначены они, как правило, для выполнения различного рода узкоспециализированных целей.

Однако не стоит забывать, что ртуть крайне опасное вещество, поэтому хоть ртутный токосъёмник и обладает существенными преимуществами перед другими, подобными изделиями, он экологически опасен. По этой причине, данный вид токосъёмника не используется в пищевой промышленности, а также в медицинской.

Источник