Токоприемники электропоезда работают в тяжелых, сложных условиях. В эксплуатации может сложиться самая неблагоприятная обстановка: сильный ветер, гололед, низкие температуры и т.д. Соответственно, и требования к токоприемнику очень высоки.

Его подвижная часть должна быть достаточно легкой, чтобы во время скольжения полоза по контактному проводу, высота которого постоянно меняется, не происходило бы отрывов. В то же время сила нажатия на провод должна быть достаточной, чтоб токосъем был без искрения и дугообразования.

Если эта сила слишком большая, может произойти опасное отжатие контактного провода вверх, что приведет к аварии. Механизм подъема и опускания должен быть простым и надежным в работе, должна быть гарантия, что на электропоезде все токоприемники сработают одновременно и т.д.

Токоприемник Л-13У (старое название — пантограф) состоит из основания 1 (рис. 43), закрепленного на крыше моторного вагона на специальных тумбах с пластмассовыми изоляторами. Верхний узел состоит из полоза и двух кареток 6. Механизм подъема и опускания — наружные подъемные пружины 7, пневматический цилиндр 8, внутри которого находятся опускающие пружины 12. Синхронизирующая тяга 9 и рычаги 13 обеспечивают одновременность поворота валов 11 и нижних рам 3.

Подъемные пружины 7 через рычаги 14 постоянно стремятся повернуть валы 11 встречно (как показано на рисунке стрелками). Если они поворачиваются, то повернутся и нижние рамы 3, жестко связанные с валами. Полоз переместится вверх и обеспечит необходимое давление на контактный провод.

Если валы поворачиваются в противоположные стороны, токоприемник опускается. Для дистанционного управления токоприемник снабжают пневматическим приводом. Таким образом, при подаче сжатого воздуха в цилиндр привода поршни расходятся и сжимают опускающие пружины 12. Пружины выключаются из работы под действием сжатого воздуха и через промежуточные валы 15 и тяги 10 освобождают наружные пружины 7, которые сжимаются и производят подъем.

Неисправность

Причина

Способ устранения

Пониженная часто-

Перегрузка двигателя, по-

Не допускать перегрузку,

та вращения ротора

ниженное напряжение,

пересоединить обмотки

под нагрузкой

неправильное соединение

 
 

обмоток

 

Ротор слабо разви-

Оборван один или неско-

Устранить указанные неис-

вает скорость и гу-

лько стержней обмотки

правности

дит, двигатель пе-

ротора, неправильно сое-

 

регревается

динены обмотки, нерав-

 
 

номерность напряжения

 
 

на ([шах

 

Ротор не вращается

Обрыв фазы обмотки ста-

Устранить указанные неис-

или вращается мед-

тора, задевание ротора

правности

ленно

за статор, заклинивание

 
 

подшипников

 

Двигатель нагрева-

Межвитковое замыкание

Устранить межвнтковое за-

ется при номиналь-

в обмотке статора, загряз-

мыкание в обмотке. Уда-

ных нагрузках

нение обмоток или вен-

лить грязь, заменить венти-

 

тиляционных каналов.

ляторное колесо

 

разрушение вентилятор-

 
 

ного колеса

 

Низкое сопротивле-

Увлажнение или загряз-

Просушить, очистить изо-

ние изоляции обмо-

нение обмоток, старение

ляцию или заменить обмот-

ток статора

изоляции

ки

Вибрация двигателя

Нарушение центровки или

Произвести центровку сое-

 

соосности, балансировки

динений, закрепить к осно-

 

ротора, слабое крепление

ванию

 

к основанию

 

Рис. 43. Токоприемник Л-13У-01 (а)иего кинематическая схема (б):

1 — основание: 2 — кронштейн: 3 — нижние ряды; 4 — верхние рамы:

5 полоз: 6 — каретка; 7 — подъемные пружины; 8 — пневматический привод;

9, 10 тяги: 11. 15 — валы; 12 — опускающие пружины; 13. 14 — рычаги

96

Опускающие сжатые пружины 12, расположенные внутри цилиндра привода 8, стремятся сблизить поршни и через валы 15 и тяги 10 заставляют вращаться валы 11 в направлении опускания. Пружины 12 сильнее пружин 7, поэтому при выходе сжатого воздуха из цилиндра токоприемник опустится.

Сила нажатия полоза на контактный провод зависит от сил двух параллельно установленных подъемных пружин. Сила нажатия зависит от соотношения усилий подъемных и опускающих пружин и, разумеется, от давления сжатого воздуха в цилиндре привода.

При движении электропоезда высота подъема постоянно изменяется в соответствии с изменением высоты контактного провода. Если токоприемник при движении поезда поднимается, то полоз создает давление на провод, называемое "нажатие при подъеме", если полоз опускается при движении поезда, он оказывает другое давление на провод, называемое "нажатие при опускании". Давление при опускании будет больше, чем при подъеме. Это объясняется появлением сил трения в шарнирах.

При движении токоприемника вверх трение в шарнирах снижает давление полоза, при ходе вниз — увеличивает нажатие. Величины сил трения в шарнирах равны разности нажатий при подъеме и опускании. Она допускается не более 2 кгс. Если разность больше, то следует смазать шарниры или провести их ревизию.

Качество регулировки и состояния токоприемника определяют по его характеристике, которая показывает, как меняется нажатие на провод в зависимости от высоты подъема. После ТО-3 в депо там, где имеется достаточная высота контактного провода, проверяют характеристику: подают воздух в цилиндр и приводят токоприемник в поднятое состояние, закрепляют у полоза динамометр и, медленно опуская его руками, замеряют давления на высотах 1900, 1500, 1000,400 мм. Затем, ослабляя натяжение динамометра, дают возможность токоприемнику подняться, замеряя при этом нажатия в тех же точках. В результате получают две кривые, по которым оценивают работу токоприемника (рис. 44).

Нажатие полоза на провод регулируется изменением затяжки подъемных пружин, их вращением вместе с держателями на регулировочных штырях. Опускающую силу и величину максимального подъема регулируют поворотом тяги пневматического привода. На тяге (по ее концам) имеется правая и левая резьба. Время подъема и опускания регулируют клапаном токоприемника, находящемся внутри шкафа вагона (вращая отверткой специальный винт, изменяют сечение дроссельного отверстия).

В настоящее время медные накладки полоза заменены на угольные вставки. Медные накладки довольно быстро изнашивались сами, но самое главное — интенсивно изнашивали дорогостоящий контактный провод, особенно в сырую погоду, когда токосъем сопровождался сильным характерным шумом (лыжа будто "резала" провод). Угольные вставки обеспечивают наименьший износ провода, увеличивают срок его службы в несколько раз (представьте, что по проводу бесшумно скользит карандаш). Срок службы угольных вставок значительно больше, чем медных накладок.

Большим недостатком угольных вставок является то, что их контактное сопротивление в 3 — 4 раза больше контактного сопротивления медных накладок. Это приводит к увеличению потерь мощности в контакте и повышает возможность пережога провода при коротких замыканиях в силовых цепях электропоезда, особенно во время стоянки, при включенном электрическом отоплении, когда происходит местный нагрев провода.

Угольные вставки полоза должны быть надежно закреплены без малейших продольных или поперечных люфтов. При износе свыше 13 мм и наличии сколов свыше 15 мм по ширине и 5 мм по высоте вставки заменяют. Если поперечные трещины вставки в количестве не более двух не ослабляют ее крепление, угольную вставку оставляют в работе. Плавная волнистая рабочая поверхность полоза также не является браковочным признаком. Зазор между вставками не должен превышать 0,8 мм. При ослаблении крепления вставок подтягивают соответствующие болты, а при необходимости разгибают корытца или подгибают бортовую полосу полоза (рис. 46).

На верхних рамах с каждой стороны установлено по одной каретке, на которых закреплен полоз с угольными вставками. Каретка представляет собой систему шарнирно связанных рычагов, которые допускают поворот полоза вокруг его оси на 30° и вертикальное перемещение до 50 мм (рис. 45).

При неровностях контактного провода (при небольших изменениях по высоте) шарнирный механизм каретки за счет поворота коромысла 2, на котором укреплен полоз, вокруг оси 1 (см. рис. 45) устанавливается в горизонтальное положение. В случае любого увеличения нажатия контактного провода на полоз, сжимается пружина 3, и шарнирный механизм опускается. При больших изменениях по высоте контактного провода начинают перемещаться рамы токоприемника и действуют главные пружины основного подъемного механизма.

Таблица 9

Возможные неисправности токоприемников в эксплуатации

Таблица 10

Технические данные токоприемника

Параметры

Величина

Номинальный ток, А

 

при движении

550

во время стоянки

80

Статическое нажатие, кгс

 

при подъеме, не менее

6

при опускании, не более

9

Максимальная скорость движения, км/ч

140

Максимальная высота подъема, мм

2100

Максимальная рабочая высота, мм

1900

Минимальная рабочая высота, м

400

Опускающая сила в диапазоне рабочей высоты, кгс

12,0

Разница между нажатиями при одностороннем движении, кгс

1,0

Величина трения в шарнирах кгс, не более

2

Время подъема до максимальной высоты, с

1 ■— 10

Время опускания, с

3,5 — 6

Номинальное давление воздуха, кгс/см2

5,0

Минимальное — " —

3,5

Максимальное — " —

7,5

Полный ход каретки, мм

50

Масса токоприемника, кг

260

Неисправность

Причина

Способ устранения

После подачи воздуха в привод подвижная система не остается на нужной высоте, а медленно опускается

Нарушена герметизация привода

Провести ревизию привода и заменить изношенные манжеты

Характеристика статического нажатия имеет "завалы" в рабочем диапазоне высоты подъема

Нарушена регулировка характеристики

Отрегулировать

 

Пружины имеют остаточную деформацию

Заменить пружины

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

Повреждения изолятора в эксплуатации

Заменить изолятор

После подачи воздуха токоприемии-к не поднимается

Лопнул или отсоединился рукав

Заменить рукав

Угольная вставка полоза перемещается в одном или нескольких направлениях

Ослаблен крепеж

Подтянуть болты, заменить прижимные планки

Повышенный изно-с подвижных деталей каретки

Отсутствует смазка. Имеются перекосы

Проверить правильность сборки деталей. Устранить перекосы. Смазать детали

Повышенный износ шунтов

При сборке неправильно установлены шунты

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

Токоприемник заходит на воздушной стрелке за контактный провод

Ослаблены винты, крепящие контактные пластины на рогах каркаса полоза

Закрепить винт, запилить , пластины. Отрегулировать воздушную стрелку

Двигатель 548А | Электропоезда постоянного тока | Главный разъединитель 1РВ.002