Файл: Фрайфельд А.В. Устройство, монтаж и эксплуатация контактной сети учебник.pdf

Все показанные на зтом рисунке каретки как для однополозных

(ГЫ, ДЖ-5 и 10РР), так и для двухполозных (П-3) токоприемни­ ков снабжены вертикальными пружинами, работающими на сжатие.

Каретки с пружинами, работающими на растяжение или на кручение, применяются значительно реже.

Для токосъема на полозах токоприемников в СССР применя­ ют в основном медные пластины и угольные вставки. Медные пластины обеспечивают небольшое переходное электрическое со­ противление в месте контакта, но вызывают значительный износ контактных проводов (см. § 70). Угольные вставки вызывают мень­ ший изн*ос, но создают большое переходное сопротивление, что при значительных токах повышает .опасность пережога контактного провода, особенно в случае съема тока неподвижным токопри­ емником.

Поэтому угольные вставки в первую очередь применяют там, где меньше токовые нагрузки, т. е. на линиях переменного тока и для электропоездов.

Угольные вставки изготовляют из коксовых (угольных) или графитовых порошков, связанных смолой. Иногда к этим порош­ кам добавляют сажу, что увеличивает твердость вставок. Подогре­ тую массу выпрессовывают через профильный мундштук и под­ вергают длительному обжигу при температуре 1100—1350°С, в ре­ зультате чего получают достаточные прочность и электропровод­ ность вставок. Частично или полностью заменяя кокс графитом,

Рис. 8. Каретки токоприемников:

а - типа П-1; 6 - ДЖ -5; в — П-3; г — 1ÜPP

12

Рис. 9. Полоз токоприемника с уголь­ ными вставками

можно добиться увеличения электропроводности, но при этом не­ сколько снизятся прочность. В настоящее время в СССР применя­ е т угольные вставки типа А по ГОСТ 5. 1045—71 и типа Б по ГОСТ 14692—69. Последние выполнены на графитовой основе и

ях значительного смещения контактного провода от оси токопри­ емника.

В настоящее время разрабатывается новый унифицированный полоз для крепления угольных вставок.

Хорошие результаты показали испытания металлокерамиче­ ских пластин, имеющих многие преимущества угольных, но до­ пускающих гораздо большие токовые нагрузки. Основой для таких пластин служит металлический (медный или железный) порошок. В состав их также входят порошковый графит и порошки других металлов (свинца, олова, никеля). Все составные части смешива­ ют в специальном смесителе, после чего прессуют при нормаль­ ной температуре. Затем заготовки нагревают в обжиговой печи и спекают. После достижения необходимой твердости им придают заданную форму и пропитывают маслом. В СССР разработаны и выпускаются опытно-промышленными партиями металлокерамиче­ ские пластины типа Р-7 на железной основе и опытные пластины на медной основе.

13

где Р1 — сила воздействия подъемных пружин;

Р2— сила сопротивления трения в шарнирах;

Р3— инерционная сила;

Рі — аэродинамическая сила.

вверх. Сила сопротивления трения в шарнирах Р2 при опускании токоприемника направлена вверх и увеличивает общее нажатие, а при подъеме токоприемника направлена вниз и снижает резуль­ тирующее нажатие. Величина силы Р2 зависит от числа шарниров и их состояния: чем больше шарниров и чем хуже они содержат­ ся, тем больше трение и его влияние на общее нажатие.

Величина силы Р3 зависит от массы и ускорения движущихся вверх и вниз частей токоприемника, которые оказывают неодина­ ковое воздействие на контактную подвеску: чем ближе к точке контакта расположена масса, тем больше ее влияние. Наибольшее значение для инерционной силы имеет масса полозов токоприем­ ника, находящихся в непосредственной близости от подвески. Инерционная сила в местах, где траектория токоприемника (см. § 4) образует выпуклость вниз, имеет отрицательный знак, а в ме­ стах, где траектория имеет выпуклость вверх, — положительный.

Величина аэродинамической силы Р 4 зависит от скорости дви­ жения поезда,- скорости и направления ветра, конструкции токо­ приемника, формы крыши и лобовой части локомотива. Особен­ но большие аэродинамические силы испытывает передний по хо­ ду поезда токоприемник.

Первые два слагаемых в выражении (1) определяют так называ­ емое статическое нажатие токоприемника, которое получается при его медленном движении вверх и вниз с равномерной скоростью. Нажатие, возникающее при движении токоприемника вверх, назы­ вают активным, а при движении вниз — пассивным. Величины этих нажатий зависят от высоты, на которую поднят токоприем­ ник. Разность между активным и пассивным статическими на­ жатиями в пределах рабочей высоты токоприехмника (у отечествен­ ных конструкций 400—1900 мм от опущенного положения) харак­ теризует его качество: чем меньше эта разность, тем лучше он ра­ ботает.

Статические характеристики токоприемника, т. е. зависимости активного и пассивного нажатий от высоты, снимают, медленно перемещая токоприемник вверх и вниз и измеряя нажатие во время движения закрепленным на полозах динамометром.

Статическое нажатие токоприемника П-3 в пределах нормаль­ ной рабочей высоты должно быть не менее 8 кгс при подъеме и не более 12 кгс при опускании. Разность между нажатиями при подъ-

14

еме и опускании в каждом отдельном положении токоприемника не должна превышать 3 кгс. Статическое нажатие токоприемни­ ков П-1 в пределах нормальной рабочей высоты должно быть не

рые— к зимнему). Разность между нажатиями при подъеме и опу­ скании в каждом отдельном положении токоприемника также не должна превышать 3 кгс.

Каждый тип токоприемника можно характеризовать еще так называемой удерживающей силой, которая требуется для подъема отключенного токоприемника. В тех случаях, когда аэродинами­ ческие силы, возникающие при движении поезда и воздействии ветра, могут быть больше удерживающей, вследствие чего воз­ можно самопроизвольное поднятие опущенного токоприемника, его необходимо закреплять в нерабочем состоянии специальным запо­ ром.

Для обеспечения бесперебойного токосъема необходимо, что­ бы конструкция токоприемника отвечала следующим основным требованиям:

нажатие подъемных пружин должно быть достаточно для обес­ печения безыскрового токосъема (т. е. таково, что токоприемник

колебания токоприемника должны иметь незначительный раз­ мах и быстро затухать;

детали токоприемника должны иметь обтекаемую форму (что. уменьшает аэродинамические силы до целесообразного уровня).

Большое значение для снижения аэродинамических воздейст­ вий имеет также придание обтекаемой формы лобовой части локо­ мотива и его крыше и использование во время движения второго по ходу поезда токоприемника.

Все вновь изготовляемые в СССР токоприемники должны удовлетворять требованиям ГОСТ 12058—66. Этот ГОСТ распро­ страняется на токоприемники, предназначенные для электропод­ вижного состава магистральных железных дорог постоянного и

длительно допускаемым током 2100 А при движении и максималь­ ным значением его 270 А в случае стоянки зимой при температуре

—10°С и 160А — летом при +40°С;

легкой серии Л, предназначенных для работы на грузовых и пассажирских электровозах переменного тока, электропоездах

15

постоянного и переменного тока с номинальным значением дли­ тельно допускаемого тока 500А при движении и максимальным значением его 50А при стоянке зимой и летом.

Условное обозначение токоприемника должно содержать: бук­ ву Т (начальная буква слова «токоприемник»); обозначение серии (Т или Л — тяжелая или легкая); утвержденный номер модели; обозначение материала токосъемных пластин (букву М для метал­ лических или металлокерамических пластин и букву У для уголь­ ных вставок); номер ГОСТа. Например, ТТ-2М 12058—66 — токо­ приемник тяжелой серии, 2-я модель, с медными пластинами.

С 1 января 1975 г. намечено введение ГОСТ 12058—72, разра­ ботанного взамен указанного выше. В новом ГОСТе уменьшена максимальная скорость движения для применения токоприемников Л и Т (до 160 км/ч), увеличены некоторые токовые нагрузки, изменены условные обозначения (упразднена первая буква Т, для металлокерамических пластин введены обозначения Мкж при же­ лезной основе и Мкм при медной основе) и др.

Для снижения и быстрейшего затухания колебаний токопри­ емников при высоких скоростях движения желательно оборудо­ вать их специальными устройствами (демпферами), установ­ ленными между подвижной рамой токоприемника и крышей локо­ мотива.

Для высокоскоростного электроподвижного состава, в частности для электропоездов ЭР-200, которые будут работать на линии Москва—Ленинград со скоростями до 200 км/ч включительно, разработано несколько типов специальных токоприемников. Наи­ более перспективными из них представляются токоприемники, соз­ данные в ЦНИИ МПС, условного типа ТС (токоприемник скорост­ ной). Конструктивно они выполнены двухъярусными. Собственно токоприемник располагается не на крыше моторного вагона, а на специальной подвижной раме, которая может складываться и вы­ прямляться. При нормальных условиях высотного положения кон­ тактного провода нижняя рама не работает, т. е. находится в од­ ном и том же положении. Если высота контактного провода суще­ ственно уменьшается (в основном при проходе искусственных соо­ ружений), то нижняя рама автоматически складывается, а при восстановлении нормальных условий занимает исходное положе­ ние.

В этом случае оказалось возможным выполнить собственно токоприемник значительно меньших размеров, чем обычно, и снизить его массу, чуо является одним из основных условий обес­ печения хорошего качества токосъема при высоких скоростях дви­ жения.

Максимальное пассивное нажатие описываемых токоприем­ ников принято равным 10 кгс, а минимальное активное — 8 кгс.

16