Ремонт токоприемника

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Электровоз - локомотив, приводимый в движение находящимися на нем тяговыми электродвигателями, которые получают электроэнергию от стационарного источника - энергосистемы через тяговые подстанции и тяговую сеть от контактного провода либо от собственных тяговых аккумуляторных батарей. Выпускаются также комбинированные контактно-аккумуляторные электровозы, которые могут работать как от контактной сети, так и от аккумуляторной батареи. Подавляющее большинство находящихся в эксплуатации электровозов магистральных ж. д. являются неавтономными, т. е. не могут работать без контактной сети. На путях промышленных предприятий часто используются автономные электровозы, не зависящие от контактной сети. Для обеспечения маневровых работ наиболее подходящими являются контактно-аккумуляторные электровозы, которые используются также широко для обслуживания горных выработок, где прокладка контактного провода затруднена или невозможна. Таким образом, эксплуатируемые электровозы могут быть классифицированы по назначению, степени автономности, роду тока в тяговой сети; в зависимости от области использования и конструкции имеют ряд различных направлений.

Историческая справка: токоприемник конструкция депо ремонт

Первые электровозы появились на ж.д. транспорте в конце 19 века как локомотивы, альтернативные паровозам. Развитие электротехники позволило создать мощные электродвигатели постоянного тока и двигатели переменного трехфазного тока. Были решены также проблемы генерирования электроэнергии и ее передачи по контактной сети. Идея реализации электрического локомотива с автономным или неавтономным питанием была высказана в первой половине 19 века, но первые практические результаты были получены в 1880 г. В России инженер Ф. А. Пироцкий установил электрический двигатель на пассажирском вагоне и провел первые опыты, в 1880 г. в Санкт-Петербурге был проложен для электровагона рельсовый путь. В том же году Э. В. Сименс в Германии и Т. А. Эдисон в США предложили свои конструкции. Новые локомотивы смогли заменить паровую тягу в специфических условиях эксплуатации ж. д.- в длинных тоннелях и на горных (перевальных) участках с большими уклонами. При этом проявились главные преимущества электровоза -- отсутствие выбросов отработанных газов, возможность увеличения силы тяги путем форсировки тяговых электродвигателей на руководящем уклоне, реализация идеи рекуперативного торможения с возвратом энергии в тяговую сеть. Впоследствии область рационального применения электровозов существенно расширилась: их стали использовать и на равнинных участках с интенсивным движением поездов, где решающее значение имел высокий кпд самого электровоза (до 88-91%) и всей системы электрической тяги (до 30% при питании преимущественно от тепловых электростанций и до 50-60% при питании от гидроэлектростанций).

Первые электровозы на российских ж. д. появились в 1929-1930 гг. в связи с электрификацией Сурамского перевала на Закавказской железной дороге (линия Баку-Батуми). На линии эксплуатировались закупленные в Италии, США, и Германии 6-осные электровозы постоянного тока 3 кВ, получившие обозначение С (с индексом, соответствующим стране-изготовителю).

В России было налажено производство электровозов на Коломенском заводе совместно с московским заводом «Динамо», который начал выпускать тяговые электродвигатели и электрооборудование. В 1932 г. был выпущен первый отечественный грузовой электровоз сети Сс, впоследствии - ВЛ19 (цифра 19 указывает осевую нагрузку в тоннах на рельсы). Этот принцип сохранялся в обозначениях электровозов ВЛ22 и ВЛ23, позже перешли к указанию числа осей (постоянного тока ВЛ8), а затем добавили букву «О», которая обозначала род тока (электровозы, работающие на однофазном токе), соответственно 6-осные и 8-осные локомотивы ВЛ60, ВЛ80 (позднее буква трансформировалась в ноль).

Электровозы, имеющие обозначение ВЛ, были предназначены для грузового движения, хотя довольно часто используются и для тяги пассажирских поездов. Конструктивная скорость электровозов ВЛ обычно не превышает 100 км/ч.

В 70-е гг. был реализован переход на более мощные 12-осные электровозы на базе двух 6-осных секций, в каждой из которых кузов опирался на три 2-осные тележки (постоянного тока ВЛ15 и переменного тока ВЛ85, ВЛ86). Однако одновременно получила распространение и концепция более гибкого типажного решения, когда выпускались 4-осные секции, из которых можно было формировать тяговые единицы из 2-4 секций (постоянного тока ВЛ11М, переменного тока ВЛ80С).

По мере расширения электрификации ж. д. наряду с грузовыми электровозами начался выпуск скоростных электровозов, параметры которых были приспособлены для тяги пассажирских поездов. Первый пассажирский электровоз, получивший наименование ПБ (Политбюро), был выпущен Коломенским заводом в 1934 г. Электровоз имел 6 осей, групповой привод колесных пар. Небольшие партии грузовых электровозов ВЛ19, ВЛ22, ВЛ60 выпускались с измененным передаточным отношением от тяговых двигателей на колесные пары, что позволяло использовать их в пассажирских сообщениях (с дополнительной буквой П, например ВЛ60П).

В нач. 90-х гг. произошло значительное снижение перевозочной работы, вследствие чего потребность в сверхмощных электровозах сократилась, имевшийся парк электровозов стал вполне достаточным для выполнения перевозок; выпуск новых электровозов сократился. Электровоз ВЛ85, имевший наиболее отработанную конструкцию, начали выпускать в односекционном исполнении (ВЛ65). Для возможности использования электровоза в пассажирском сообщении было применено опорно-рамное подвешивание тяговых двигателей, в результате чего конструктивная скорость повысилась до 140 км/ч. Было предусмотрено электрическое отопление пассажирского поезда от электровоза. Такой электровоз фактически относится к классу универсальных - грузопассажирских.

Основу эксплуатируемого парка пассажирских локомотивов составляют 6-осные электровозы ЧС2 и ЧС2Т постоянного тока, электровозы ЧС4 и ЧС4Т переменного тока, а также 8-осные электровозы ЧС6, ЧС7 и ЧС200 постоянного тока и с такой же ходовой частью электровозы ЧС8 переменного тока. С сер. 90-х гг. на магистральных ж. д. эксплуатируются скоростные пассажирские электровозы (1994 г.), 8-осные односекционные электровозы ЭП200, конструктивную скорость которых предполагалось довести до 250 км/ч, и упрощенная модификация такого электровоза на конструктивную скорость 160 км/ч. В 2001 г. в связи с развитием скоростного движения выпуск электровозов на максимальные скорости 200-250 км/ч увеличился. Основные пассажиропотоки в высокоскоростном пассажирском сообщении реализованы моторвагонными электропоездами. В сер. 90-х гг. были изменены обозначения новых электровозов: в обозначение грузовых электровозов ввели букву Э (например, Э1, Э2, ЭЗ и т.д.), а для пассажирских и универсальных - буквы ЭП, в частности электровоз ВЛ65 получил обозначение ЭП1, электровоз, выполненный на базе его механической части, с возможностью питания от сети как постоянного, так и переменного тока, - ЭП10.

Наряду с электровозами для магистральных ж. д. производятся мощные промышленные электровозы (для тяговых агрегатов), используемые на открытых горных разработках (в основном на специализированном электровозостроительном заводе и на Новочеркасском заводе). Частично промышленные электровозы закупались в ГДР (локомотивный завод в г.Хеннингсдорф). Ввиду специфики работы тяговых агрегатов (необходимость преодоления очень крутых подъемов с уклонами до 80%о при выезде из карьера), в состав агрегата для усиления тяги входят моторные грузовые вагоны, тяговые электродвигатели которых питаются от электровоза.

Устройство.

Электровоз является наиболее перспективным видом локомотива благодаря его самой высокой экономичности, относительно простой конструкционной компоновке, небольшим затратам на ремонт и техническое обслуживание, меньшей сложности в управлении, возможности реализации рекуперативного торможения, а также экологичности. Перспектива использования электровозов связана с сокращением запасов природного топлива и расширением применения ядерной и солнечной энергий, в результате чего появятся новые разновидности и конструктивные реализации.

Цель работы.

Расмотреть назначение, конструкцию, принцип работы и ремонта токоприемника П-5, установленного на электроподвижном составе. Описать технологию ремонта токоприемника, его основные неисправности, разборку, ремонт основных узлов, сборку и испытание, инструмент и оборудование, применяемое при ремонте этого узла.Очень важное значение имеет соблюдение правил техники безопасности. Правовые отношения между Работником и Работодателем.



1. Общие сведения о токоприемнике

1.1 Назначение токоприемника

Токоприемник - электрический аппарат, служащий для создания контакта электрического оборудования электровоза с контактной сетью. Токоприемники различают по условиям работы -- для токосъема с воздушной (проводной) контактной подвески и с контактного рельса; по конструктивному исполнению - пантографные для ЭПС ж.д. транспорта, дуговые и штанговые - для трамваев и штанговые - только для троллейбусов, а также рельсовые - на линиях метрополитена.

Пантографные токоприемники, устанавливаемые на электровозе, имеют подъемный механизм в виде шарнирного многозвенника, применяются на электровозах магистральных ж. д. и трамваях. Пантографный токоприемник имеет симметрично расположенные подвижные рамы, соединенные с неподвижным основанием. На скоростном ЭПС получили распространение асимметричные конструкции с одним нижним рычагом, что позволяет снизить габаритные установочные размеры аппаратов. На верхних рамах с помощью кареток установлены один или два полоза, снабженные контактными вставками, которые при движении скользят по контактному проводу. Каретки с помощью пружинных элементов обеспечивают гибкую связь полозов и рам для уменьшения кратковременных динамических сил в точке контакта. Токоприемники должны обеспечивать съем токовых нагрузок в соответствии с действующими нормативами по вертикальному и горизонтальному габаритам положения контактного провода, необходимую поперечную жесткость, соответствовать требованиям к активной и пассивной составляющим статического нажатия, а также выдерживать повышение нажатия от аэродинамического воздействия, которое определяется скоростью обтекания аппарата воздушным потоком (при повышении скоростей движения, воздействии ветровых нагрузок). Как правило, аэродинамическая составляющая контактного нажатия не должна превышать 80% от среднего статистического нажатия для конкретного типа токоприемника.

Перевод токоприемника в рабочее положение осуществляется пневматическим приводом, установленным на основании токоприемника или на крыше электровоза. Токоприемник поднимается пружинами при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр и опускается при выпуске воздуха. Необходимый уровень давления в пневмоцилиндре поддерживается в течение всего рабочего времени. Некоторые токоприемники имеют торсионный электромеханический привод, оборудованы специальными устройствами для автоматического опускания аппарата при ударе полоза о неисправный элемент контактной сети.

На скоростном ЭПС токоприемники часто выполняют в виде двух подвижных систем, когда на небольшие изменения высоты подвеса контактного провода реагирует верхняя система, а при больших ее изменениях (например, в зоне низких искусственных сооружений) работает и нижняя система рам, что позволяет стабилизировать контактное нажатие на оптимальном уровне. Для улучшения динамических процессов применяют систему авторегулирования положения верхней и нижней рам. Для улучшения токосъема на токоприемниках высокоскоростного ЭПС устанавливаются гидравлические амортизаторы.

1.2 Принцип работы токоприемника

Принцип работы токоприемника [см.прил.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 [см.прил.рис.1]. 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 токоприемника

На электровозе ВЛ10 установлено два токоприемника П-5. Основание токоприемника 8 [см.прил.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 [см.прил.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.

К валу приваривают два конических кронштейна, на которые надевают конические трубы 7 [см.прил.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.

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 [см.прил.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 верхнем положении находятся под действием пружины 3, укрепленной через ушки 4 к хвостовикам шарниров 5. Своими крайними витками пружина входит в отверстия ушек.

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 рычагов 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.прил.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.прил.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, металлокерамические пластины на медной или железной основе, а также угольные вставки. Полозы под медные накладки и под угольные вставки разъедания током и нагрева.

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

Токоприемник поднимают с помощью пневматического привода, включающего в себя цилиндр и систему рычагов и тяг. Внутри цилиндра 7 [см.прил.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.

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. При поднятом токоприемнике может изменяться высота рам с изменением высоты контактного провода без изменения положения деталей механизма подъема за счет прорези в тяге 10, в которой валик ушка вала И может свободно перемещаться. Если из цилиндра сжатый воздух будет выпущен, то под действием пружин 6 поршень и шток 4 будут перемещаться вправо, а тяга 10 -- влево, преодолевая действие подъемных пружин и вызывая поворот вала 11 по часовой стрелке и опускание токоприемника. Три пружины в цилиндре поставлены для повышения надежности опускания токоприемника при выпуске воздуха из цилиндра. Такое опускание должно произойти даже при изломе одной из пружин.

Токоприемник при подъеме не должен сильно ударяться о контактный провод, чтобы не раскачать и не погнуть его. При опускании необходимо резко оторвать полозы от контактного провода с тем, чтобы уменьшить вероятность его пережога в случае опускания токоприемника при включенных вспомогательных цепях электровоза, а затем опускание замедлить, чтобы уменьшить силу удара подвижных частей об амортизатор.

Поэтому токоприемник П-5 снабжен специальным редукционным устройством, состоящим из воздухораспределителя 2, в котором имеется регулируемое винтом 3 отверстие, и крана 1. При опущенном токоприемнике кран 1 перекрывает трубы, по которым воздух может проходить в цилиндр, минуя воздухораспределитель. При подъеме токоприемника воздух медленно наполняет цилиндр, так как проходит через узкое отверстие воздухораспределителя, и подвижные части медленно подводят полозы к контактному проводу. В процессе подъема рычаг 12 поворачивается и через тягу 14 открывает кран 1, соединяя цилиндр в обход воздухораспределителя. За счет этого при опускании воздух из цилиндра выходит быстро и подвижные части токоприемника резко опускаются. Однако при этом перекрывается кран 1 и дальнейшее опускание идет медленно, так как воздух выходит через регулируемое отверстие воздухораспределителя. Скорость подъема регулируют винтом 3 воздухораспределителя, а скорость опускания -- изменением длины тяги 14, а также имеющимися на рычаге 12 регулировочными винтами, изменяющими положение рукоятки крана от угла поворота рычага.

Сила нажатия полозов на контактный провод, с одной стороны, должна быть достаточно большой, чтобы иметь меньшее переходное сопротивление и обеспечить надежный контакт, а с другой, -- не вызывать большого износа пластин полозов и контактного провода при движении. Эту силу нажатия регулируют натяжением подъемных пружин 5 [см.прил.рис.2] за счет изменения длины шпилек шарниров, ввертывая их в пружина-держатель или вывертывая. Практически это достигается вращением самих пружин. Одна из шпилек и пружина-держатель имеют правую резьбу М16, а другая шпилька и пружина-держатель -- левую того же размера. Поэтому если после ослабления контргаек повернуть пружину с пружина-держателями в одну сторону, то пружина-держатели будут навертываться на шпильки, увеличивая натяжение пружины. Поворот пружины в противоположном направлении приведет к уменьшению натяжения пружин. Для фиксации пружин в отрегулированном положении необходимо завернуть контргайки шпилек.

Для лучшего токосъема нажатие полозов на контактный провод при различной высоте его подвески должно оставаться постоянным. Однако в действительности при скольжении токоприемника по снижающемуся контактному проводу сила нажатия больше, чем при скольжении по поднимающемуся контактному проводу.

При неподвижной раме токоприемника сила нажатия определяется как разность между приведенной к полозу токоприемника силой действия подъемных пружин и весом подвижных частей. Движение рамы вниз (при снижающемся контактном проводе) сопровождается появлением сил трения в шарнирах и подшипниках, а также сил инерции подвижных частей токоприемника.

Эти силы действуют против направления перемещения рам, т. е. вверх, увеличивая нажатие полозов на контактный провод. При подъеме рамы эти силы действуют против силы, создаваемой подъемными пружинами, уменьшая нажатие.

Чтобы уменьшить отклонение сил нажатия на контактный провод, снижают силы трения в шарнирах, используя шариковые и игольчатые подшипники, и снижают массу подвижных частей токоприемника, выполняя ее из тонкостенных труб, обладающих достаточной прочностью при наименьшей массе, и используя работу каретки, обладающей значительно меньшей массой по сравнению с рамами токоприемника; Таким образом, при небольших, но резких изменениях высоты контактного провода, особенно при высоких скоростях движения, рама токоприемника не успевает среагировать, но полозы не отрываются от провода за счет подъема или опускания механизма каретки.

Большие изменения высоты контактного провода, например при подходе к станциям, где провод подвешивают выше, делают плавными, причем при скоростном движении расстояние изменения высоты подвески увеличивают. В этом случае рамы токоприемника успевают изменить свое положение. Нажатие полозов на контактный провод в статическом состоянии определяют динамометром при поднятом токоприемнике и перемещении рам вниз и вверх. Зависимости силы нажатия от высоты токоприемника называют его статическими характеристиками.

1.4 Технические характеристики токоприемника П-5

Номинальное напряжение, В …………………………3 000

Продолжительный допустимый ток, А

при стоянке …………………………300

при движении ………………………..2 200

Наибольшая скорость движения, км/час …………...….120

Время подъема от сложенного положения до наибольшей рабочей высоты при номинальном давлении сжатого воздуха, с …………… 7 -10

Время опускания от наибольшей рабочей высоты до сложенного положения при номинальном давлении сжатого воздуха, с ….…… 3,5 - 6

Диапазон рабочей высоты, мм ……………………….. 400 - 1900

Наибольшая высота подъема, мм …………………….2 100

Статическое нажатие на контактный провод в диапазоне рабочей высоты

активное, кгс ………………………….……10

пассивное, кгс …………………………..…...13

Ход каретки, мм…………………….50

Наименьшее давление сжатого воздуха для нормальной работы пневматического привода, кгс/см² ……………………..… 3,5

Масса, кг ……………………………………..…..269

1.5 Ремонт токоприемников П5

Токоприемники электроподвижного состава по сравнению с другими электрическими аппаратами работают в наиболее сложных условиях, так как в процессе эксплуатации они постоянно подвержены воздействию атмосферных явлений, испытывают дополнительные сопротивления и нагрузки от сильных ветров и от контактного провода. При проведении анализа на сети дорог установлено, что 77 % случаев неисправностей или выхода из строя токоприемников происходят из-за нарушения их регулировки, излома деталей или наклона опор контактной сети. ЭПС с неисправными токоприемниками, в свою очередь, наносят существенный урон контактной сети, в которой возникают повышенный износ провода, его пережог и обрыв, излом других элементов, что может вызвать длительные перерывы в движении поездов. Тем не менее, согласно техническим требованиям, детали отечественных токоприемников легкого и тяжелого типа и токоприемники в целом должны обеспечивать четкую и надежную работу при скоростях движения 160 км/ч и выше. Их детали должны обладать повышенной прочностью, подвижностью и иметь небольшую массу при сохранении необходимого контактного нажатия. Токоприемник при этом должен немедленно реагировать на любые отклонения от нормальности работы и опускаться на основание.

К основным неисправностям токоприемников относятся: ослабление крепления неподвижной рамы или основания; образование изгибов, вмятин, трещин и прожогов в трубах рам; повреждения амортизаторов. Кроме того, наблюдаются изнашивание отверстий и деталей шарнирных соединений, а в процессе эксплуатации -- случаи перекрытия, ослабления креплений, возникновение трещин, сколы и повреждения глазури на опорных изоляторах. Вследствие повышенного износа и загрязнения в механизме подъема и опускания возможно возникновение заеданий, потеря характеристик пружин.

В контактном узле, каретках и полозах выявляют трещины, изломы, повышенные износы деталей и метизов. Проверяют крепления медных или металлокерамических накладок полоза, толщина которых в эксплуатации допускается не менее 2,5 мм; контролируют глубину головок винтов, крепящих накладки. Накладки должны быть расположены на одном уровне, а головки винтов (в зависимости от материала накладки) утоплены на глубину, указанную в Правилах ремонта. Угольно-графитовые вставки, кроме износа и ослабления, могут иметь дополнительные дефекты.

Вышеперечисленные дефекты токоприемников возникают вследствие ненормального взаимодействия с деталями контактной сети или из-за плохого качества ремонта. Выполняя техническое обслуживание ТО-2 на ремонтном стойле ПТОЛ (ПТОЭ), обращают особое внимание на состояние полозов, кареток и шунтов токоприемников. При необходимости угольные вставки запиливают (вместо изношенных до контрольной риски ставят новые), заменяют неисправные полозы и детали. Допускается оставлять в эксплуатации хорошо закрепленные угольные вставки с одной поперечной трещиной или имеющие сколы не более 50 % ее ширины и 20 % высоты. Продольные трещины на боковой поверхности вставки не допускаются. Зазор со стороны контактной поверхности между угольными вставками выдерживают не более 0,8 мм, а между металлокерамическими пластинами -- не более 1 мм.

Кроме того, проверяют надежность крепления оснований токоприемников к опорным изоляторам, отсутствие трещин и деформации в элементах верхней и нижней рам. Вогнутость полоза на длине 1 м прямолинейной его части допускается не более 2 мм. Контролируют также и угол наклона концов полоза к горизонтали, который должен соответствовать требованиям чертежей. Полозы с оторванными медными и металлокерамическими накладками или имеющие накладку толщиной 2,5 мм и менее подлежат замене. В случаях выкрашивания основной смазки СГС-0 свыше 20 % (при меньшем выкрашивании заполняют смазкой СГС-Д) полозы также заменяют. Ослабшие накладки закрепляют с соблюдением требований Правил ремонта.

При осмотре изоляторов токоприемника с них удаляют загрязнения, проверяют состояние пневматической цепи и воздушных рукавов. Изоляторы с трещинами и сколами, имеющими свыше 20 % пути возможного перекрытия напряжением, заменяют. На электровозах серий ЧС также необходимо проверить действие механического замка против самопроизвольного подъема. Выявленные неисправные или предельно изношенные детали заменяют. В надежности работы токоприемников убеждаются по подъему и опусканию из обеих кабин управления.

При выполнении ТО-2 в зимнее время года обязательно проверяют статическую характеристику токоприемников, в летнее же время характеристику проверяют только при смене полозов или других деталей, а также при наличии записи в бортовом журнале формы ТУ-152.

Техническое обслуживание ТО-3 для электровозов серий ЧС и электропоездов, помимо работ в объеме ТО-2, включает в себя более тщательную очистку от пыли и грязи токоприемников, воздушных рукавов и опорных изоляторов. Проверяют работу на подъем и опускание, убеждаясь при этом на слух в отсутствии утечек сжатого воздуха в пневмоприводе. Шарнирные соединения, не имеющие повышенной выработки и заеданий, смазывают без разборки, в соответствии с картой смазки, детали токоприемников с трещинами и изломами заменяют. После выполнения ремонта на ТО-3 обязательно производят замеры и при необходимости регулируют статическую характеристику токоприемников.

При текущем ремонте TP (ТР-1) выполняют все работы, предусмотренные техническим обслуживанием ТО-2 (ТО-3), а также производят дополнительные работы по проверке токоприемников на подъем и опускание вручную и на отсутствие заеданий в шарнирных соединениях. Полозы, имеющие трещины каркасов, погнутость, толщину накладок менее установленных норм или их сколы, а также зазоры и выкрашивание смазки СГС-0 более допустимых норм, заменяют или восстанавливают ремонтом. Угольные вставки, толщина которых в наиболее изношенной части менее 10 мм или имеющие более одной поперечной трещины на вставку, сколы более 50 % ширины вставки, а также продольные трещины по боковой поверхности, заменяют. Те вставки, которые имеют небольшие пропилы или уступы, запиливают под углом не более 20° к горизонтали. Все накладки полоза должны располагаться в поперечном направлении на одном уровне.

Во время осмотра изоляторов токоприемников обращают внимание на их состояние и крепление. Изоляторы с трещинами, а также имеющие повреждения или сколы глазури свыше 20 % (для МВПС -- 15 %) длины пути возможного перекрытия электрической дугой, и шунты с обрывом жил более 20 % (для МВПС -- 15 %) площади своего сечения заменяют.

Воздушные рукава привода токоприемника протирают чистыми салфетками, а в случаях обнаружения перегиба или надрезов полиэтиленовый рукав заменяют.

Трубы токоприемника, имеющие вмятины глубиной более 5 мм, трещины и прожоги, также подлежат замене. В редких случаях поврежденные трубы допускается восстанавливать постановкой соединительных муфт, причем количество устанавливаемых муфт должно быть не более одной на трубу и не более двух на раму. С этой целью трубу 1 [см.прил.рис.7] разрезают в поврежденном месте, надевают муфту 3 и стягивают болтами. Затем с обеих сторон, на одинаковом расстоянии от стыка частей труб, рассверливают сквозные отверстия, в которые устанавливают заклепки 2 диаметром 5 мм. После этого края муфты в соединении с трубой пропаивают латунным припоем или медью. Толщина стенок соединительных муфт должна быть не менее 1 мм, а длина -- в пределах 100 мм. Трещины (не более трех) в конусных трубах нижних рам токоприемников П-5 заваривают газовой сваркой.

С помощью уровня, установленного на линейке, и отвеса, опущенного из центра контактной системы, проверяют отсутствие перекоса и смещения центра полоза относительно центра основания. При этом отклонение верхней поверхности полоза от горизонтали на длине 1 м при установке токоприемника на выверенных тумбах в цехе не должно превышать 5 мм (на крыше локомотива -- 10 мм), а смещение центра полоза относительно центра основания токоприемника поперек его оси в пределах рабочей высоты -- 25 мм на электровозах и МВПС отечественного производства и 10 мм на электровозах серий ЧС.

В завершение текущего ремонта проверяется и регулируется статическая характеристика и работа токоприемника при давлении сжатого воздуха 0,35 МПа.

На текущем ремонте специального регламента ТРС электровозов и ТР-2 электропоездов производится ремонт в объеме текущего ремонта TP (ТР-1) с дополнительной ревизией токоприемников, включающей в себя разборку приводов и шарнирных соединений. Ремонт и ревизия всех деталей, снимаемых с ЭПС, производится по нормам и допускам для среднего ремонта. При разборке токоприемника с него снимают каретки с полозом, поперечную тягу, амортизаторы вместе с кронштейнами, а после отсоединения штока -- и сам цилиндр. Шарнирные соединения рам разбирают для ревизии подшипников, валиков и втулок. Снятые детали промывают, очищают от загрязнений и подвергают дефектации с необходимыми обмерами. Детали, имеющие повреждения, ремонтируют или заменяют.

Во время выполнения ревизии пневматического привода вскрывают крышки цилиндров и проверяют состояние внутренних и наружных поверхностей поршней, манжет, штоков, пружин и подшипников, которые предварительно очищают от старой смазки. Выработавшие ресурс или имеющие дефекты кожаные и резиновые манжеты заменяют прожированными. Перед сборкой внутреннюю поверхность цилиндра покрывают тонким, равномерным слоем смазки, а после сборки цилиндр подвергают пневматическим испытаниям. С этой целью в нем создают давление до 0,675 МПа, не допуская утечки сжатого воздуха. В собранном токоприемнике проверяют установленные размеры и статическую характеристику при подъеме и опускании.

На среднем ремонте СР для электровозов и текущем ремонте ТР-3 электропоездов ремонт токоприемников производится в соответствии с технологической инструкцией по техническому обслуживанию и текущему ремонту токоприемников электровозов и электропоездов соответствующих серий. С этой целью токоприемники снимают с ЭПС и направляют на участок ремонта электроаппаратуры, где их устанавливают на опорные тумбы, выверенные по уровню, полностью разбирают и выполняют наружный осмотр. Окончательный объем ремонта узлов и деталей определяют по фактическому их состоянию, результатам дефектировки, в том числе средствами технической диагностики и неразрушающего контроля с учетом требований, установленных Правилами ремонта.

Обнаруженные вогнутости основания токоприемника выправляют прессом или на правильной плите с предварительным нагревом, при этом вогнутость полоза на длине 1 м его прямолинейной части допускается не более 2 мм. Сварочные работы осуществляют в соответствии с инструктивными указаниями по сварочным и наплавочным работам при ремонте тепловозов, электровозов, электропоездов и дизель-поездов.

Расстояние по диагонали между центрами отверстий под болты опорных изоляторов, которое замеряют штихмассом или специальным шаблоном, должно соответствовать чертежным размерам. Разница этих расстояний на токоприемниках отечественного производства допускается не более 3 мм. При больших отклонениях отверстия заваривают, после чего токоприемник устанавливают на кондукторе и вновь рассверливают отверстия.

Осматривая основание, убеждаются в надежности крепления угольников и труб, подводящих сжатый воздух. В установленных на основании амортизаторах заменяют поврежденные и потерявшие эластичность резиновые детали. Высота резинового буфера в запрессованном стакане при выходе электровоза с СР должна находиться в пределах 19--25,5 мм, а на электропоездах после выполнения ТР-3 -- 17--23 мм.

Контактные поверхности для присоединения наконечников шунтов и кабелей зачищают и при необходимости облуживают припоем ПОС-40.

При осмотре главных валов в шарнирных соединениях производят ревизию подшипников качения. Шариковые и игольчатые подшипники очищают от старой смазки, промывают в керосине и подвергают ревизии. Подшипники с явными дефектами или с радиальным зазором свыше 0,2 мм заменяют. Наибольший суммарный аксиальный зазор в любом шарнире рамы на токоприемниках отечественных электровозов после СР (ТР-3) допускается до 3 мм, а на локомотивах серий ЧС -- не более 0,8 мм.

Осматривая детали рычажно-пружинного механизма, выбраковывают неисправные пружины, погнутые синхронизирующие тяги выправляют. Выработанные поверхности рычагов восстанавливают наплавкой с последующей механической обработкой. В разработанные отверстия запрессовывают переходные втулки, или их заваривают и рассверливают заново. Поперечный зазор на тяге токоприемников электровозов серии ВЛ и МВПС допускается не более 2 мм, зазор между валиком и отверстием в силуминовых деталях электровозов ЧС -- в пределах 0,03--0,2 мм.

Ревизию пневматического привода токоприемника производят по технологии, описанной выше. При этом выработка во втулке, находящейся в крышке цилиндра, от воздействия штока поршня допускается не более 2,5 мм, износ цилиндра и поршня по рабочим поверхностям -- не более 0,7 мм и 0,2 мм соответственно. Ход поршня регулируют ограничительными кольцами. Детали редукционного механизма промывают в керосине и производят притирку посадочных мест клапанов. При ревизии прочищают атмосферные и смазочные отверстия. После сборки, согласно установленному регламенту, пневмопривод испытывают на герметичность.

Верхние и нижние рамы токоприемника проверяют на стенде-кондукторе, в который они должны входить с небольшим усилием. Если рама не входит на посадочное место кондуктора, то ее разбирают для тщательного контроля состояния труб и деталей шарнирных соединений. Трубы верхних рам с трещинами и вмятинами глубиной более 2 мм или с изгибами и сплошным повреждением коррозией, а также составные трубы с муфтами заменяют новыми. Конусные трубы нижних рам, имеющие трещины, вмятины глубиной более 3 мм на длине 150 мм и более, имеющие данные дефекты не менее чем в двух местах, а также изгибы и прожоги, также подлежат замене.

Полозы токоприемника очищают от старой смазки и одновременно проверяют состояние металлокерамических или угольных вставок, которые при повышенном износе и повреждении снимают для замены. При выходе ЭПС со среднего ремонта (ТР-3) толщина накладок должна быть 5--6 мм -- для медных; 5--7,7 мм -- для металлокерамических; 25--30 мм -- для угольных. Затем полоз устанавливают на стенд, на котором его каркас предварительно проверяют специальным шаблоном (см.прил.рис.8). При обнаружении вогнутости более 2 мм профиль каркаса выпрямляют на специальной оправке, каркас с толщиной стенок менее 1,3 мм подлежит замене. Обнаруженные трещины и разработанные отверстия под винты разрешается заваривать газовой сваркой с последующей механической обработкой, выдерживая соответствующую конфигурацию и длину полоза. Угол наклона концов полоза должен соответствовать требованиям чертежей. Склоны полозов токоприемников электропоездов разрешается ремонтировать наваркой пластин толщиной до 4 мм.

На отремонтированный полоз ЭПС устанавливают комплект новых вставок с условием, что зазор в стыках между вставками, смонтированными на полозе со стороны контактной поверхности, не должен превышать для угольных вставок 0,8 мм, для медных и металлокерамических пластин -- 1 мм. Концы внутреннего ряда вставок запиливают с каждой стороны на 5--6 мм по длине и на 3 мм по высоте и наносят графитовую смазку, предварительно разогретую до температуры 170--180 °С для придания ей необходимой вязкости.

Во время ремонта токоприемников серьезное внимание уделяют проверке состояния деталей кареток, так как от их исправности в большой мере зависит продолжительность срока эксплуатации токоприемника. После разборки детали кареток подвергают очистке и дефектировке. Поврежденные или изношенные сверх допустимых норм детали ремонтируют или заменяют. Особое внимание уделяют пружинам, которые подбирают одинаковой длины и с одинаковыми характеристиками. Ход каретки должен быть легким, без заеданий и находиться в пределах 48--52 мм.

После ремонта токоприемник собирают, предварительно смазывая все шарнирные соединения и трущиеся поверхности. Затем его обкатывают на вибростенде и одновременно проверяют основные параметры: смещение центра полоза относительно центра основания токоприемника поперек оси в пределах рабочей высоты; перекос полоза; статическую характеристику. Эти параметры должны соответствовать его техническим данным и нормам допусков и из- носов согласно Правилам ремонта.

Опорные изоляторы под один токоприемник подбирают с разницей по высоте не более 2 мм, а для устранения перекоса между ними устанавливают шайбы.

Воздушные рукава снимают для осмотра и проверки, предварительно промыв их теплой водой с мылом и удалив влагу. Поверхность рукава и бурты должны быть гладкими, не иметь трещин, надрывов и вмятин. Бурты с трещинами обрезают и заново восстанавливают при условии, что длина рукава остается в пределах допустимых норм. После этого восстановленный рукав испытывают на герметичность сжатым воздухом давлением 0,7 МПа и на электрическую прочность изоляции напряжением переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин. Значения испытательного напряжения зависят от серии ЭПС и указаны в технических данных токоприемников. Для электровозов и электропоездов постоянного тока оно составляет 8000 В, для электропоездов и электровозов BJI переменного тока -- 60 кВ, для электровозов серий ЧС4 и ЧС4Т -- 75 кВ. На успешно прошедший испытания полиэтиленовый рукав наносят надпись или укрепляют бирку с указанием даты, места и параметров испытаний.

В завершение ремонта трубчатые рамы и основание токоприемника (за исключением шарнирных соединений, резиновых буферов, полиэтиленовых рукавов и контактных поверхностей) помещают на кантователь и окрашивают красной эмалью ПФ-115.



2. Организация работы отделения по ремонту токоприемников

2.1 Назначение отделения по ремонту токоприемников и технологическая связь с другими подразделениями депо

Для выполнения текущего ремонта ТР-3 депо должно иметь необходимые вспомогательные цеха и отделения, соответствующие оборудование и технологическую оснастку, определяемые табелем основного подъемно-транспортного, станочного и технологического оборудования, стендов и приспособлений депо.

Отделение по ремонту токоприемников входит в состав аппаратного цеха. Токоприемники на ремонтах ТР-2 и ТР-3 снимаются с электровоза и отправляются на ремонт в отделение по ремонту токоприемников, в котором выполняются следующие операции:

-токоприемник устанавливается на опорные тумбы, выверенные по уровню;

-разбираются его узлы и детали, производится их осмотр и ремонт;

-главный вал токоприемников осматривается. Производится ревизия шариковых подшипников. Негодные подшипники заменяются;

-производится ревизия пневматического привода токоприемника;

-разбираются каретки, проверяется состояние их деталей. Поврежденные или изношенные сверх допустимых норм детали ремонтируются или заменяются. Ход каретки должен соответствовать нормам допусков и износов;

-полоз разбирается и ремонтируется. Каркас полоза проверяется по шаблону, погнутый каркас выправляется на специальной оправке. Каркас полоза, имеющий толщину стенок менее 1,3 мм, заменяется новым. На полоз устанавливается комплект новых металлокерамических пластин или угольных вставок;

-проверяется состояние амортизаторов токоприемника. Негодные резиновые и другие детали заменяются;

-токоприемник собирается, предварительно смазываются все шарнирные и трущиеся соединения;

-воздушные полиэтиленовые рукава снимаются для ревизии, промываются теплой водой с мылом. Удаляется влага из рукава путем продувки сжатым воздухом. После ремонта рукав испытывается давлением сжатого воздуха 800 кПа (8 кгс/см2) и на электрическую прочность изоляции напряжением 9,5 кВ переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 минуты;

-снимается статическая характеристика токоприемника.

2.2 Определение объема работ отделения

Объем работ отделения за месяц определяем по формуле: (1)

Где Ммес - месячная программа ремонта;

Мгод - годовая программа ремонта;

12 - число месяцев в году;

Объем работ отделения за месяц с учетом непланового ремонта определяем по формуле: (2)

Ммес = Ммес + 0,1Ммес

Где 0,1 - коэффициент, учитывающий неплановый ремонт.

Ммес ТР-3 = 2,25 + 2,25 · 0,1 = 3 лок

Ммес ТР-2 = 4,42 + 4,42 · 0,1 = 5 лок



2.3 Составление графика технологического процесса ремонта токоприемника П-5

Для составления сетевого графика технологического процесса отделения по ремонту токоприемников составляем определитель работ в виде таблицы [см.прил.таблица 2.1].

2.4 Определение размеров цеха и выбор необходимого технологического оборудования

Принимаем в соответствии с типовыми нормами технологическое оборудование и размер отделения по ремонту токоприемников.

Площадь отделения для ремонта токоприемников в объеме ТР-3 принимаем 80 м2: длина 10 м, ширина 8 м. В данном отделении размещаем следующее технологическое оборудование: Тумбы для установки токоприемника при сборке, разборке и ремонте токоприемника;

Стенд для ремонта пневмопривода токоприемника;

Стеллаж для хранения токоприемников;

Стеллаж для хранения полозов токоприемника;

Прибор «Пантограф-1» с ПЭВМ для снятия статической характеристики токоприемника;

Весы электронные подвесные с комплектом специальных приспособлений для измерения величины контактного нажатия полоза;

Станок точильно-шлифовальный для обточки и шлифовки вставок полоза;

Агрегат пылеотсасывающий для отсоса угольной пыли при обточке и шлифовке вставок.



2.5 Определение штата цеха и составление штатного расписания

В состав цехового штата включаются работники, которые участвуют в работе цеха и выполняют какие-либо работы, не связанные непосредственно с выпуском главной продукции цеха. Однако без их участия производственный процесс может стать менее производительным. В состав цехового штата обычно входит управленческий аппарат, обслуживающий персонал, вспомогательный персонал и др.

Явочное количество рабочих определяем по формуле: (3)

гдеq - нормативная трудоемкость ремонта или ТО, чел/час, принимаем [3];

Мрем - годовая программа ремонта;

Т - месячный (годовой для ТР-1) фонд рабочего времени, час;

V - коэффициент выполнения норм выработки, принимаем 1,3.

Ч яв ТР3 + Ч яв ТР2 + Ч яв ТР1(4)

= 3,53 + 0,08 + 0,54 = 4,15 чел

Списочный контингент устанавливается с учетом планового коэффициента замещения Кзам, учитывающего дополнительную потребность на замещение рабочих на период отпуска, болезни, выполнения государственных и общественных обязанностей.

2.6 Охрана труда и техника безопасности

К работам, связанным с техническим обслуживанием и ремонтом токоприемников непосредственно на электросекции или в специализированном цехе м, могут быть допущены только лица, знакомые с устройством, работой и условиями эксплуатации токоприемников, а также прошедшие инструктаж по технике безопасности при техническом обслуживании и техническом ремонте электровозов постоянного тока в условиях депо с отметкой в соответствующем документе.

Все работы по техническому обслуживанию и ремонту токоприемников производить согласно ГОСТ 32,20-83 «Техническое обслуживание и текущий ремонт электровозов, тепловозов и мотор-вагонного подвижного состава. Общие требования безопасности», а также «Правилам и инструкциям по технике безопасности и производственной санитарии при эксплуатации электровозов, тепловозов и мотор-вагонного подвижного состава» ЦТ/3199.

Продувку токоприемника производить в специальных продувочных камерах, оборудованных вытяжной вентиляцией, не допускающей распространения пыли в окружающую среду.

Зачистку с полозов токоприемника смазки СГС производить в местах, оборудованных вытяжной вентиляцией, не допускающей распространения пыли в окружающую среду.

Помнить, что смазка СГС-Д пожаро- и взрывоопасна. Бидоны с СГС-Д следует хранить в установленном месте с плотно закрытой крышкой. Нельзя принимать пищу и курить рядом с бидоном смазки. При попадании на кожу нужно стереть ее салфеткой и тщательно вымыть руки.

Испытание на электрическую прочность изоляции элементов токоприемника, производить только лицом, имеющим допуск на производство испытания в заблокированной высоковольтной ячейке, с действующей в течении всего времени испытаний сигнализацией.

Уделять особое внимание обеспечению безопасности ремонтника при разборке и сборке подъемных и опускающих пружин в цилиндре пневмопривода и вне его. Требование техники безопасности является обязательным для персонала, производящего техническое обслуживание и ремонт токоприемника. При снятии полоза подвижные рамы должны быть зацеплены крюком за основание во избежание самопроизвольного подъема токоприемника. Разбирая рычажно-пружинный механизм для предотвращения случаев травматизма, натяжение подъемных и опускающихся пружин должно быть предварительно ослаблено. При испытании пружин возможны их разрывы, поэтому их необходимо закрывать защитным чехлом. Перед нанесением графитовой смазки на полозы токоприемников непосредственно на ЭПС необходимо надеть рукавицы. Перед разогревом и нанесением графитовой смазки на полозы токоприемников на рабочей позиции в цеху дополнительно следует надеть респиратор, прорезиненный фартук. При установке токоприемника на крышу Э.П.С. Напряжение с контактного провода должно быть снято, а сам провод заземлен.

Требование к пожарной безопасности. В производственных помещениях и на территории депо должны быть обеспечены противопожарные мероприятия.

Для тушения возгорания электропроводов и электропроводки должны использоваться только углекислотные огнетушители и сухой песок.

Слесарю запрещается:

- работать не в специальной обуви и одежде, без использования средств индивидуальной защиты;

- применять неисправный и неправильно заточенный инструмент и приспособления;

- прикасаться к токоведущим частям электрооборудования, открывать дверцы электрошкафов. В случае необходимости следует обращаться к электромонтеру;

- останавливать вращающийся инструмент руками или каким-либо предметом;

- пользоваться гаечными ключами, имеющими трещины, выбоины, скосы; применять прокладки при зазорах между гранями гайки и ключа;

- наращивать длину рукоятки ключа с помощью другого ключа или трубы;

- выполнение работ слесарно-монтажным инструментом с изолирующими рукоятками, если на их поверхности или в толще изоляции имеются раковины, сколы, вздутия и другие дефекты;

- обдувать сжатым воздухом одежду на себе и на других работающих;

- при работе на пневматических и гидравлических приспособлениях и прессах поправлять деталь во время движения штока гидроцилиндра;

- превышать установленную грузоподъемность талей и стропов;

- пользоваться осветительными приборами для местного освещения напряжением свыше 42 В;

- пользоваться оправками, выколотками и другим слесарным инструментом и приспособлениями, не включенными в технологическую карту;

- находиться в опасной зоне перемещаемого груза, при работе грузоподъемных машин;

- во время перерывов оставлять элементы собираемых конструкций на весу.

Инструкция по охране труда для слесаря по ремонту ОАО "РЖД" ИОТ РЖД-4100612-ЦДМВ-13-2013 (утв. распоряжением ОАО "РЖД" от 5 декабря 2013 г. N 2679р).

2.7 Требования безопасности к технологическому процессу, оборудованию. Расчёт вентиляции, освещения заземления. Отопление и водоснабжение участка

...