Токоприемник электровоза ЧС-7
учебно-методический материал

Открытое акционерное общество «Российские железные дороги»

Филиал Московская  железная дорога

Московский  учебный центр профессиональных квалификаций

Московское  подразделение

Методическая разработка

по предмету «Устройство и ремонт  электровоза»

«Устройство назначение токоприемников электровозов серии ЧС»

(название работы).

Для подготовки групп по профессии «Машинист электровоза»

Захаров Н.В.

Преподаватель первой категории

МОСКВА

Апрель

2015г.

     Методическая разработка преподавателя Захарова Н.В для проведения теоретических  занятий по предмету «Устройство и ремонт электровоза» в группе подготовки по профессии «Машинист электровоза»

         Методическая разработка предназначена для обучающихся  по профессии «Машинист электровоза», тема « Токоприёмники электровозов сери ЧС»

           Рецензент: преподаватель  Балакин А.Н.

     Методическая разработка рассмотрена цикловой комиссией   и рекомендована к применению.

Формат документа: (DOC).

Москва, 2015 г. 

Ведение

        Методическая разработка учебного занятия носят практическую направленность, руководствуясь которой закрепляются и углубляются знания и умения по теме, приобретаются навыки работы, необходимые обучающимся для дальнейшего выполнения служебных обязанностей.                  

      Обучающиеся должны знать и выполнять требования приказа ОАО. Знание локомотива является одним из условий, обеспечивающих безопасность движения, соблюдение графика движения поездов и комфортность поездки пассажиров в любой  период года.

При организации обучения специалиста ставится акцент на принципы диалогизма и практико-ориентированности. Это позволяет сформировать у будущих специалистов навыки диалогического общения, толерантное отношение к мнениям и взглядам коллег, умение выделять проблему из общей ситуации, выбирать оптимальный способ решения, прогнозировать и анализировать результаты, что соответствует критериям профессиональной компетентности работника.

В основу реализации данных принципов положены:

• реальные профессиональные задачи, сложность которых возрастает;
• потребности обучающихся;
• специфика профессиональной деятельности;
• возможность для проведения самооценки, использования полученных умений, а также реализацию обратной связи;
• интеграция знаний, методов различных областей науки и человеческой практики.

В основе практикоориентированного подхода лежит разумное сочетание теоретического и практического обучения.

Полезным инструментом, который может эффективно структурировать и обрабатывать информацию являются мультимедийный фильм. . Использование ментальных карт для закрепления на учебном занятии расширяет возможности организации интерактивного обучения.

Материл работы рассчитан на объяснение в течении 35 мин.

Включает в себя :

Слайды схем, плакат,  электронная схема, описание.

Требуется:

Мультимедийный проектор

Содержание

План урока.

   На уроке продолжительностью 2 учебных часа производится опрос пройденного материала на прошлом уроке в (течении 15минут).

После производится рассказ об устройстве по теме данной разработки в (течении 35 минут).

Затем  убеждаемся в усвоении пройденного материала. Обучающимся задаются вопросы:

1. Конструктивные отличия токоприёмников  различных серий локомотивов
2. Условия обеспечивающие исправную работу токоприёмника.
3. Что такое статистическая характеристика токоприёмника.
4. Показать на схеме.

(течении 25минут).

 Производится выборочный опрос по всей теме (течении 15минут).

Список используемой литературы:

1. Алябьев С.Я., Осипов С.И., Хлебников В.Н., Ридель Э.Э., Горчаков Е.В.

     Устройство и ремонт электровозов постоянного тока». Транспорт1977г.

2. Карасев И.И., Ратомский Л.Г. «Машинисту об электровозе ЧС7».

Токоприемник электровоза ЧС7

     Токоприемник — это аппарат, обеспечивающий надежный скользящий
электрический контакт между контактным проводом и силовыми цепями локомотива. В зависимости от величины снимаемoгo тока токоприемники подразделяют на аппараты легкого и
тяжелого типов.

     Токоприемники легкого типа (с одним полозом
на ток до 600 А) устанавливают на электровозах переменного
тока и электропоездах, тяжелого типа (с двумя полозами на
.длительные токи до 2200 А) — на грузовых локомотивах постоянного тока.

                  Токоприемники электровозов серии ЧС.

Рис. 1. Токоприемник 10РР2 электровоза ЧС2

1 — гибкий шунт; 2 — тяга; 3 — подъемная пружина; 4 — полоз; 5 — тяги; 6 — каретка; 7 — шарнир; 8 — скос полоза; 9 — кулиса; 10 — верхняя рама; 11 —держатель; 12 — нижняя рама; 13 — шарнирное устройство: 14 — опорный изолятор; 15 — болт; 16 — главный вал; 17 — поперечный уголок; 18 — синхронизирующая тяга; 19 — цилиндр; 20 — поршень; 21 — опускающая пружина; 22 — упор; 23 — регулировочные болты; 24 — шток: 25, 28, 29 — рычаги; 26 — кулиса; 27 — палец; 30 — основание

Токоприемник 10РР электровоза ЧС2 (рис. 1) состоит из основания 30, изготовленного из тонкостенных стальных продольных угольников, соединенных между собой поперечными угольниками 17. Поперечные угольники в средней части также соединены между собой. На продольных угольниках основания 30 расположены подшипниковые узлы в виде коротких цапф, на которых укреплены шарикоподшипники. На них вращаются стальные главные валы 16 нижних подвижных рам 12. Последние выполнены из тонкостенных конических труб. Концы этих рам шарнирно соединены с верхними рамами 10. Для создания жесткости конструкции верхние рамы имеют диагональные связи из стальных труб.

Рис. 2. Шарнирное соединение верхних и нижних рам токоприемника 10РР.

1 — проушины шарнира: 2 — шунт; 3, 13 — болты; 4 — нижняя рама; 5 —держатель; 6 — гайка; 7 — пластина; 8 — втулка; 9 — уплотняющее кольцо; 10 — винт; 11 — крышка; 12 — подшипник

Шарнирное соединение нижних и верхних рам (рис. 2) состоит из держателя, в котором закреплен шариковый подшипник 12. Внутреннее кольцо этого подшипника посажено на болт 13, пропущенный через проушины шарнира 1 верхней рамы. На болт помещена втулка 8 и навинчена гайка 6 с пластиной 7. Один конец этой пластины входит в паз шарнира 1, другой после затяжки гайки загибается, что препятствует ее самопроизвольному отвинчиванию. К держателю 5 винтами 10 прикреплены крышки 11, в канавки которых вставлены уплотняющие кольца 9, препятствующие выходу смазки из подшипника. Держатель присоединен к трубе нижней рамы 12 болтом 3, под головку которого помещен наконечник гибкого медного шунта 2. Второй конец шунта соединен с верхней рамой 10 (см. рис. 1).

Верхние концы рам 10 через шарниры 7 и каретку 6 связаны с полозом токоприемника 4. Рабочая часть полоза выполнена из двух корытообразных стальных полос, на которых укреплены контактные пластины (накладки). Полоз связан с верхними рамами 10 медными шунтами, что исключает прохождение тока через шарниры и подшипники механизма каретки. Вертикальное перемещение кареток обеспечивают кулисы 9, в прорези которых входят камни, соединенные с тягами 5.

На главных валах укреплены рычаги 29 и 25, а на одном из валов — рычаг 28. Верхние концы рычагов 29 с помощью шарнирного устройства (звенья цепи Галя) 13, тяг 2 и держателей 11 соединены с подъемной пружиной 3, которая стремится сжаться и, следовательно, поднять токоприемник. Под пружиной находится упор 22, на который при опущенном положении токоприемника опирается средняя часть пружины. Это меняет ее положение и увеличивает натяжение, способствующее поддержанию более постоянного нажатия полоза на контактный провод.

Пружина 3, состоящая из 49 витков, навита из круглой стали диаметром 14 мм. Концы пружины с большим натягом навернуты на держатели 11. Пружину регулируют изменением высоты упора 22, ввертыванием или вывертыванием тяг 2 в держателе 11 и болтами шарнирного устройства (см. рис. 15). Рычаги 25 соединены между собой тягой 18, которая обеспечивает одновременный поворот главных валов, следовательно, и рам токоприемника. 

Рис. 8. Схема токоприемника 10РР2 (спецификация соответствует рис. 1)

Схема работы токоприемника (рис. 8) такова, что он поднимается и опускается пневматическим цилиндром 19 с внутренним диаметром 150 мм. Внутри него находятся поршень 20 и пружина 21. Поршень соединен со штоком 24, оканчивающимся кулисой 26, в прорезь которой вставлен палец 27 рычага 28. Если в цилиндре нет сжатого воздуха, то пружина перемещает поршень и шток вправо. При этом шток поворачивает рычаг 28 против часовой стрелки, а с ним — и оба главных вала 16. Так как вес подвижных частей и момент, создаваемый пружиной 21, оказываются больше момента сил, создаваемых пружиной 3, токоприемник находится в опущенном состоянии При впуске сжатого воздуха в цилиндр 19 и повышении давления в нем до 2,5 кгс/см2 сила, действующая на поршень, оказывается больше разности сил от пружин 21 и 3. В результате поршень 20 вместе со штоком 24 начинает перемещаться влево. При этом палец 27 также сможет перемещаться влево, и токоприемник под действием пружины 3 поднимается.

Когда поршень займет крайнее левое положение, токоприемник может подняться на максимальную высоту, которая больше его нормальной рабочей высоты. При подъеме токоприемника в пределах рабочей высоты палец 27 рычага 28 торцовой стенки прорези кулисы 26 не касается и, следовательно, подвижные части токоприемника оказываются не связанными с поршнем 20. Поэтому давление воздуха в цилиндре и сила сжатия пружины 21 не влияют на нажатие полоза на контактный провод.

Сжатие пружины 21 регулируют болтами, меняющими положение упора пружины. При этом изменяется также давление сжатого воздуха, необходимого для подъема токоприемника. Когда в движении высота контактного провода меняется, рамы токоприемника периодически поднимаются и опускаются. Этому поршень привода не препятствует, так как палец 27 свободно перемещается в прорези кулисной части штока 24.

Скорость подъема токоприемника зависит от темпа наполнения цилиндра сжатым воздухом, скорость опускания — от темпа выпуска сжатого воздуха. Чтобы токоприемник поднимался быстро, а его полоз подходил к контактному проводу без удара, сжатый воздух в цилиндр привода вначале подается более интенсивно, а затем замедленно. Чтобы уменьшить обгорание контактного провода при случайном опускании токоприемника под нагрузкой и одновременно смягчить удар подвижных частей о неподвижные в конце опускания, воздух из цилиндра выпускается быстро, а затем замедленно.

Рис. 4. Цилиндр токоприемника 10РР с редукционным клапаном:

1 — цилиндр; 2 — шток поршня; 3 — опускающая пружина; 4 — стопорное кольцо; 5 — подшипник 51118; 6 — уплотнительное кольцо; 7 —уплотнительная прокладка; 8 — крышка; 9 —поршень; 10, 17 — гайки; 11 — болт; 12 — игла; 13 — запорный болт; 14 — клапан; 15 — пружина; 16 — резьбовое соединение; 18 — подкладка

Такой режим работы привода обеспечивают впускным устройством в головке цилиндра и редукционным клапаном (рис. 4). При приближении поршня 9 к крышке цилиндра расположенная на поршне игла 12 уменьшает сечение отверстия, через которое воздух выходит из цилиндра при опускании. Клапан 14 также уменьшает выходное сечение при снижении давления воздуха в цилиндре. Поскольку все части токоприемника находятся под полным напряжением контактной сети, сжатый воздух подводится к его цилиндру через изоляционный шланг, исключающий электрический контакт с трубопроводами локомотива.

Рис. 5. Конструкция токоприемника 17РР:

1. — верхняя рама; 2 — опорный изолятор; 3 — главный вал; 4 — основание; 5 — полоз; 6 — цилиндр пневматического привода: 7 — диагональная тяга; 8 — гибкий шунт; 9 — шарнир; 10 — защитная крышка;
2. — каретка; 12 — пневматический замок

      Токоприемник 17РР (рис. 5) имеет несколько конструктивных особенностей. Так, цилиндр пневматического привода расположен сбоку от продольной оси токоприемника (рис. 19). В цилиндре привода 5 расположены четыре опускающие пружины (две внутренних и две наружных), разделенные чашками 10 (рис. 20). Изменена конструкция редукционного устройства 15. Шток привода 6 через планки 2 связан с вертикальным рычагом 1.

Вращение рычага передается на тягу 17, связанную с главным валом.

Вертикальный рычаг (рис. 6) вращается в двух

подшипниках, напрессованных на цапфы 8 и закрепленных в выносных опорах 5 привода. Подшипники закрыты крышками 9 с уплотнениями 14. Данная конструкция подшипникового узла характерна для всех токоприемников электровозов серии ЧС. Это видно на примере конструкции верхнего шарнира токоприемника (рис. 22).

В заключение необходимо отметить, что полоз токоприемника 17РР (рис. 23) выполнен с увеличенными размерами 11- образных коробов, наличием центральной перемычки и иным расположением металлокерамических накладок.

Рис.5. Полозы токоприемника 17PP

Рис.6. Узел вертикального рычага токоприемника 17РР.

 1 планки штока цилиндра; 2  фитинг; 3 валик;

4 вертикальный рычаг; 5 опора цилиндра пневмопривода; 6 винт; 7стопорное кольцо; 8  цапфа; 9 крышка; 10 подшипник; 11 тяга; 12 шайба; 13 шплинт; 14 уплотняющее кольцо; 15 болт

Рис. 2. Токоприемник 10РР2 электровоза ЧС2:

1 — гибкий шунт; 2 — тяга; 3 — подъемная пружина; 4 — полоз; 5 — тяги; 6 — каретка; 7 — шарнир; 8 — скос полоза; 9 — кулиса; 10 — верхняя рама; 11 —держатель; 12 — нижняя рама; 13 — шарнирное устройство: 14 — опорный изолятор; 15 — болт; 16 — главный вал; 17 — поперечный уголок; 18 — синхронизирующая тяга; 19 — цилиндр; 20 — поршень; 21 — опускающая пружина; 22 — упор; 23 — регулировочные болты; 24 — шток: 25, 28, 29 — рычаги; 26 — кулиса; 27 — палец; 30 — основание

Рис.3 Конструкция токоприемника 17РР:

1— верхняя рама; 2 — опорный изолятор; 3 — главный вал; 4 — основание; 5 — полоз; 6 — цилиндр пневматического привода: 7 — диагональная тяга; 8 — гибкий шунт; 9 — шарнир; 10 — защитная крышка;

3. — каретка; 12 — пневматический замок

Рис. 4. Цилиндр токоприемника 10РР с редукционным клапаном:

1 — цилиндр; 2 — шток поршня; 3 — опускающая пружина; 4 — стопорное кольцо; 5 — подшипник 51118; 6 — уплотнительное кольцо; 7 —уплотнительная прокладка; 8 — крышка; 9 —поршень; 10, 17 — гайки; 11 — болт; 12 — игла; 13 — запорный болт; 14 — клапан; 15 — пружина; 16 — резьбовое соединение; 18 — подкладка

Рис.5. Полозы токоприемника 17PP

1. Рис. 6. Шарнирное соединение верхних рам токоприемника 17РР:
2. 1 — фитинг; 2 — кулиса; 3 — металлическаявтулка; 4 — бронзовая втулка; 5 —подшипник; 6 — уплотняющее кольцо; 7 — поперечная тяга; 8 — валик; 9 — проушины шарнира; 10 — кольцо; 11 — винт; 12 —            крышка подшипника

Рис. 7. Узел соединения подъемной пружины токоприемника 10РР в опущенном (а) и поднятом (б) состоянии:

1 — нижняя рама; 2 — звенья; 3 — подъемная пружина; 4 — регулировочные болты; 5 — рычаг шарнирного устройства

Рис. 8. Схема токоприемника 10РР2 (спецификация соответствует рис. 1)

Рис. 9. Шарнирное соединение верхних и нижних рам токоприемника 10РР:

1 — проушины шарнира: 2 — шунт; 3, 13 — болты; 4 — нижняя рама; 5 —держатель; 6 — гайка; 7 — пластина; 8 — втулка; 9 — уплотняющее кольцо; 10 — винт; 11 — крышка; 12 — подшипник

Рис. 10. Цилиндр токоприемника 17РР:

1 — вертикальный рычаг; 2 — планка; 3, 11 — уплотняющие кольца; 4, 9 — наружные пружины; 5 — цилиндр; 6 — шток; 7, 8 — внутренние пружины; 10 — чашка; 12 — резиновая манжета; 13 — поршень; 14 — подшипник; 15 — редукционное устройство; 16 — опора; 17 — тяга; 18 — регулирующее устройство; 19 — подшипниковый щит.

Технические данные токоприемника электровоза ЧС7 марки 17РР

Номинальное напряжение В                                                                    3000

Длительный ток, А                                                                                    2200

Наибольшая допустимая скорость, км/ч                                                 160

Диапазон рабочей высоты, мм                                                                 560-1900

Статистическое нажатие на контактный

провод в диапазоне рабочей высоты, кгс;

активное( при подъёме)  не менее                                                            8

 пассивное( при опускании) не более                                                       12

Номинальное давление сжатого            

воздуха,   кгс/см2                                                                                        5  

Минимальное давление сжатого            

воздуха,   кгс/см2                                                                                         3,75

Масса, кг                                                                                                       307