Материал: Назначение и ремонт токоприемника Л-13У

В такой ситуации становится актуальным продление срока службы подвижного состава проведением специального вида ремонта (капитального ремонта с продлением срока службы - КРП), увеличивающего общий ресурс работоспособности. Одновременно улучшение тяговых и эксплуатационных характеристик при этом повышает экономическую целесообразность таких видов ремонта в сложившихся экономических и технических условиях.

Назначение и условия работы токоприемника Л13-У

Назначение токоприемника:

Токоприемник служит для создания электрического соединения между контактным проводом или контактным рельсом и электрическими цепями ЭПС. Конструкция токоприемника 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.

Технические данные:

Номинальное напряжение переменного тока - 25 кВ

Длительно допустимый ток при движении - 500 А

при стоянке - 50В

Номинальное давление сжатого воздуха в цилиндре пневматического

привода - 5 кгс/см2

Максимальная скорость движения электровоза - 160 км/ч

Масса - 290 кг

Рисунок 1 - Токоприемник Л-13У: 1 - верхняя рама; 2 - полоз; 3 - каретка; 4 - нижняя рама

Условия работы токоприемника:

Токоприёмники ЭПС должны обеспечивать надежный съём максимально возможных рабочих токов во всём диапазоне скоростей его движения при всех климатических и эксплуатационных условиях. При этом должны приниматься своевременные меры по удалению с контактного провода гололеда.

Токоприёмники должны также выдерживать и максимальные величины отключаемых токов коротких замыканий при правильно действующих защитах, т.е. у которых время отключения токов короткого замыкания соответствует характеристикам защитных устройств.

Классификация токоприёмников по допустимому длительному току в движении приведена в таблице 1.

Таблица 1

Классификация токоприёмников по допустимому длительному току в движении

При съеме токоприёмником допустимого длительного тока при движении и на стоянке температура токоведущих элементов не должна превышать предельно допустимых значений, указанных в таблице 2.

Таблица 2

Допустимая температура нагрева токоведущих элементов токоприёмника

Прохождение тока через шарнирные соединения токоприёмника необходимо ограничивать шунтированием медными гибкими электрическими соединителями. Сечение электрических соединений необходимо выбирать по номинальному значению тока токоприёмника.

Климатические условия:

Токоприёмники должны надежно работать при:

• - колебаниях температуры:
  • 1) От минус 55°С до плюс 40°С ? для дорог в районах с холодным климатом;
  • 2) От минус 30°С до плюс 40°С ? для дорог в районах с умеренным климатом;
• - относительной влажностью воздуха до 98 %;
• - скорости ветра, воздействующего на токоприёмник в любом направлении 35 м/с;
• - высоте над уровнем моря ? не более 1200 м, в том числе, при дожде, снегопаде, изморози и гололёде.

Основные неисправности токоприемника Л13-У, причины их возникновения и способы устранения

Из всех аппаратов электровоза токоприемники работают в наиболее сложных условиях. Они воспринимают разнообразные динамические нагрузки, подвергаются сильному действию электрического тока, в зимнее время на их работоспособности отрицательно сказывается низкая температура, снегопад, гололед. Конструкция токоприемника отражает противоречивые требования: легкость и прочность, большую подвижность и необходимость сохранения постоянного контакта между полозом и контактным проводом и т.д. На электровозах постоянного тока установлены токоприемники тяжелого типа. По сравнению с токоприемниками электровозов переменного тока и электропоездов они воспринимают значительно большие токи (до 2000А при продолжительном режиме) и имеют самое большое статическое нажатие.

Из всех повреждений аппаратов электровозов, имевших своим следствием порчи или неплановый ремонт, на долю токоприемников приходится 10-20%. Неисправности приемников приводят к повышенному износу контактного провода, его пережогу, повреждениям воздушных стрелок, фиксаторов и изоляторов контактной сети. Перед разборкой осматривают все узлы и детали и проверяют статическую характеристику, время подъема и опускания при нормальном давлении воздуха в пневматическом приводе. Обнаруженные при этом дефекты определяют в первом приближении характер последующего ремонта и степень разборки агрегатов.

Неисправность верхнего узла токоприёмника и контактной системы, прежде всего кареток, приводят к резкому перекосу полоза и повреждению контактной сети. Осматривая детали кареток, убеждаются в отсутствии изломов, искривлений, трещин и чрезмерной выработки. Трещины в кронштейнах и держателях кареток токоприёмников электровозов обычно возникают в местах концентрации напряжении на резких переходах в верхнем узле нередко наблюдаются износ стенок стакана, продавливание дна, излом шпильки и трещины в местах приварки проушины под полоз.

Работа полоза токоприёмника протекает в тяжёлых условиях. В процессе эксплуатации полозы токоприёмников, незащищённые от атмосферных воздействий, подвергаются интенсивному загрязнению, обледенению и коррозии. Одновременно с этим на полоз токоприёмника воздействуют боковые и продольные колебания, передающиеся от кузовов ЭПС, а также аэродинамические силы и вибрации.

Повреждения контактной сети и токоприёмников при осаждении на последних гололёда определяется разными причинами. Гололёд, осаждающийся на полозе, вызывает увеличение его веса, в результате этого статическое нажатие заметно уменьшается и возникает опасность пережога контактного провода, вероятность которого повышается наличием гололёда и на контактном проводе. В условиях сильных ветров контактный провод, особенно в средних частях пролётов, значительно отклоняется от своего нормального (в плане) положения.

Если длина полоза окажется при этом недостаточной, провод сойдя с прямолинейной части полоза и рога, может оказаться под полозом.

Кроме того токоприёмник работает с относительно высокими для тяговых электрических аппаратов напряжениями, и его изоляция должна выдерживать атмосферные перенапряжения. При этом необходимо обеспечить минимальное переходное сопротивление.

Дефекты и повреждения токоприемника:

Каркас полоза: деформация каркаса полоза, характеризуется прогибом его в середине, этот прогиб к моменту постановки локомотива на ПР-3 (пробег 330 тыс. км) может достичь 5-8 мм.

Трещины и излом. Трещины образуются на вертикальных стенках и по концам прямолинейной (рабочей) части полоза, в местах изгиба рога и в середине полоза. Не разрешается на одном полозе заваривать более одной поперечной и двух продольных трещин в средней части.

Коррозия, наклон рога полоза к горизонтали не должен превышать 45°.

Прожоги электродугой, которые возникают при гололёде.

Существует много способов восстановления работоспособности деталей, основные из которых такие:

• - сварка и наплавка;
• - приварка металлической пластины;
• - газотермические методы нанесения покрытий:
• - газопламенное напыление;
• - электродуговая металлизация;
• - плазменное напыление.
• - нанесение покрытий гальваническими способами;
• - применение композиционных электрохимических покрытий;
• - электрофизические и электрохимические методы восстановления деталей;

Из всех методов восстановления и упрочнения деталей наиболее применимыми при ремонте полоза являются:

• - ручная дуговая сварка покрытым электродом
• - гальваническое покрытие детали методом цинкования, для предотвращения коррозии короба полоза.