НАЗНАЧЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКА

НАЗНАЧЕНИЕ ТОКОПРИЕМНИКА. Электровоз получает электрическую энергию через токоприемник, который установлен на крыше на изоляторах и при движении электровоза скользит по контактному проводу, обеспечивая надежный съем тока при различных условиях движения.

Контактный провод подвешен в отдельных точках и из-за провисания имеет разную высоту.

Токоприемник должен успевать следовать за изменением контактного провода без больших измене- ний нажатия на контактный провод и тем более не отходить от него. В случае отрыва токоприемника от контактного провода между ними возникает электрическая дуга, которая портит контактные поверхности и ухудшает съем тока при последующей работе.

Требования постоянства нажатия токоприемника на контактный провод при различной его высоте и при разных скоростях движения выполняются при достаточно сложном конструктивном исполнении. В зависимости от значения снимаемого тока токоприемники выполняют легкого и тяжелого типа. Токоприемники легкого типа (на ток до 500 А) устанавливают на электровозах переменного тока и электропоездах, тяжелого типа (на длительные токи до 2200 А) — на электровозах постоянного тока. На каждом электровозе устанавливают по два токоприемника: один — рабочий, другой — запасной.

Обычно работает второй по ходу движения токоприемник, так как в случае его поломки передний токоприемник остается неповрежденным.

При изломе же первого по ходу токоприемника его обломки могут повредить второй. 1.2 ПРИНЦИП РАБОТЫ ТОКОПРИЕМНИКА Принцип работы токоприемника поясняется рис. 1. Основание токоприемника несет на себе нижние рамы 2, валы 1 которых поворачиваются в подшипниках. С нижними рамами шарнирно соединены верхние рамы 3. В верхней части эти рамы соединены между собой и с кареткой 5, с которой связаны полозы 4, скользящие по контактному проводу.

Рисунок 1 – Принцип работы токоприемника Валы 1 поворачиваются под действием пружины 8, которая, стремясь сжаться, передает усилие на ушки 6, поднимает рамы и создает нажатие на контактный провод. Синхронность поворота обоих валов и работу рам без перекосов обеспечивает тяга 7, соединенная с ушками 6. 1.3 КОНСТРУКЦИЯ ТОКОПРИМНИКА П5 На электровозе ВЛ10 установлено два токоприемника П-5. Основание токоприемника 8 (рис. 2) сварено из двух боковых продольных швеллеров и двух поперечных швеллеров, между которыми в средней части проложены и приварены два продольных уголка.

К этим уголкам крепят воздушный цилиндр 11 приводного механизма с редуктором 10 и шарнир подъемного рычага. На каждом боковом швеллере укреплено по кронштейну с буфером 12, смягчающим удары подвижных рам при опускании токоприемника, а также по две полуоси 9. На полуось 1 (рис. 3), укрепленную с помощью хомутов 2 на швеллера основания 3, посажен шариковый подшипник 4, находящийся внутри вала 5 нижней рамы. Вал выполняют из трубы с наружным диаметром 89 мм. Рисунок 2 – Общий вид токоприемника П5 К валу приваривают два конических кронштейна, на которые надевают конические трубы 7 (см. рис. 2) нижней рамы и закрепляют каждую из них двумя болтами.

Кроме того к валам приваривают ушки для крепления пружин 5, тяг 6 и рычагов. Конические трубы изготовляют сваркой; из тонколистовой стали толщиной 1,5 мм. Концы труб меньшего, диаметра нижней рамы соединяют с трубами верхней рамы 4 через шарниры с шариковыми подшипниками.

Каждая верхняя рама выполнена из трех тонкостенных стальных труб наружным диаметром 30 мм и толщиной стенки 1 мм. Две трубы — боковые и одна — диагональная соединены между собой стальными хомутами. Верхние шарниры боковых труб через игольчатые подшипники соединены с осями, укрепленными по концам распорки 2, фиксирующей расстояние между боковыми трубами рамы в верхней части.

Рисунок 3 – Узел подшипника нижней рамы По концам этих осей находятся каретки 1 с полозами 3. Каретка обеспечивает небольшое перемещение полозов по вертикали относительно верхней рамы, необходимое для следования полозов за небольшими по величине, но резкими изменениями контактного провода по высоте, при прохождении которых рамы токоприёмников не успевают изменить своего положения вследствие сравнительно большой массы. Каретка состоит из основания (рис. 4), состоящего из двух стальных боковин 1, соединенных втулкой 2 и заклепками 10. В верхних концевых частях основания на шариковых подшипниках установлены рычаги, состоящие из шарниров 5, к которым приварены изогнутые трубы 6 и 9 и держатели 7 кронштейнов 8 полозов.

Оба рычага составляют клещевидную конструкцию. Рычаги в верх- нем положении находятся под действием пружины 3, укрепленной через ушки 4 к хвостовикам шарниров 5. Своими крайними витками пружина входит в отверстия ушек. Рисунок 4 – Каретка токоприемника При подъеме токоприемника полозы упираются в контактный провод, но под действием подъемных пружин рама продолжает движение и вызывает просадку полозов с рычагами и растяжение пружины 3. При просадке рыча- гов относительно основания каретки на 50 мм пружина создает силу 8,5— 9,5 юге на полоз.

Эту силу можно регулировать изменением длины пружины за счет ввинчивания в отверстия ушек. Кронштейн полоза укреплен на держателе шарнира и может поворачиваться от горизонтального положения на 5—8°. Каретка удерживается в горизонтальном положении пружинами 13 (см. рис. 2) и имеет возможность поворачиваться на небольшой угол за счет их деформации.

Пружину с одной стороны крепят к хомуту, укрепленному на трубе верхней рамы, а с другой — к заклепке основания каретки. Полоз 3 (см. рис. 2) штампуют из листовой оцинкованной стали толщиной 1,5 мм. На его рабочей поверхности укрепляют сменные контактные пластины, которые скользят по контактному проводу. Материал накладок должен иметь малое электрическое сопротивление, быть устойчивым против действия электрической дуги, износоустойчивым и по возможности меньше изнашивать контактный провод.

В настоящее время находят применение медные пластины, ме- таллокерамические пластины на медной или железной основе, а также угольные вставки. Полозы под медные накладки и под угольные вставки имеют различную конструкцию. Рисунок 5 - Крепление угольных накладок Пластины крепят к полозу винтами М6Х16 с конической головкой, которая утапливается в коническую рассверловку пластины.

Угольные вставки 3 (рис. 5), имеющие в сечении к нижней нерабочей части форму «ласточкина хвоста», укрепляют к полозу 1, зажимая вставку между пластинами 2 и 4 болтами 5 размерами М6Х16. Кронштейны полозов с обеих сторон имеют отверстия и приваренные изнутри гайки М10. В полозе против этих отверстий имеются овальные отверстия для упрощения подгонки деталей. Полозы крепят к кронштейнам четырьмя болтами М10. Все шарнирные соединения и подшипниковые узлы имеют гибкие медные шунты для прохождения тока и предохранения подшипников от разъедания током и нагрева.

Рамы токоприемника поднимаются двумя подъемными пружинами 5 (см. рис. 2). Концы пружин укрепляют на пружинодержателях, имеющих по наружному диаметру винтообразные канавки, на которые навертывается пружина крайними витками. Во внутреннюю резьбу пружинодержателя ввертывается шпилька шарнира, связывающего пружину с ушками валов нижних рам. Для устранения возможного самоотвертывания пружинодержателя на шпильку ставят контргайки.

Токоприемник поднимают с помощью пневматического привода, включающего в себя цилиндр и систему рычагов и тяг. Внутри цилиндра 7 (рис. 6) находятся поршень 9 с кожаной манжетой и опускающие пружины, показанные на рисунке условно в виде одной пружины 6. Через шток 4 сила сжатого воздуха передается на рычаг 12. Полость цилиндра с левой стороны закрыта от попадания пыли и грязи чулком 5 из пожарного рукава. Рисунок 6 – Система подъема токоприемника П5 При подаче сжатого воздуха в цилиндр по трубе 8 поршень, преодолевая действие пружин 6, начнет перемещаться влево, поворачивая рычаг 12 против часовой стрелки относительно шарнира 13. Тяга 10 сместится вправо и освободит вал нижней рамы 11, который под действием подъемных пружин будет поворачиваться против часовой стрелки, поднимая токоприемник.