Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________А.К. Пляскин

«____»________20___г.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОПРИЕМНИКА И КОНТАКТНОЙ СЕТИ ЭЛЕКТРОВОЗА ЕРМАК

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 190303.65.К15-ЭТЖД-707в.ПЗ

Студент ИИФО А.В. Кабдулин

Руководитель

профессор, д.т.н. Ю.А. Давыдов

Консультант по безопасности

жизнедеятельности

доцент, к.т.н. А.А. Балюк

Консультант по экономике

доцент, к.э.н. А.Н. Кобылицкий

Нормоконтроль

доцент, к.т.н. Ю.С. Кабалык

Хабаровск - 2016

ABSTRACT

The thesis project carried out studies and calculations required in the performance of the degree project.

The first section presents the analysis of fault current collector and contact network.

In the second section, the creation of models of parts of the pantograph.

The third section of the study and the current collector contact network was made in SolidWorks package SolidWorks Simulation, SolidWorks Flow Simulation.

The fourth section contains an assessment of the impact of the pantograph on the contact network faults.

In the calculation of the economy is represented by the cost of repairing the current collector.

The final sections present the technical and economic assessment of rulemaking and safety factors in the repair of the current collector.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 7

1 АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТОКОПРИЕМНИКА И КОНТАКТНОЙ СЕТИ 9

1.1 Общае сведения и технические данные токоприемника ТАсС-10-01 9

1.2 Оценка показателей надежности токоприемника 15

1.3 Математическая модель работы токоприемника 21

1.4 Выбор диагностических параметров токоприемника 22

1.5 Контактная сеть 31

1.6 Электрическое и механическое изнашивание поверхностей подвижных контактов 37

1.7 Взаимодействие токоприемника и контактной сети 42

2 СОЗДАНИЕ МОДЕЛЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТОКОПРИЕМНИКА. СБОРКА 45

2.1 Модели деталей токоприемника ТАсС-10-01 47

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКОПРИЕМНИКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ НАГРУЗКАХ И НЕИСПРАВНОСТЯХ 53

4 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ТОКОПРИЕМНИКА ПРИ КРИТИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ 60

5 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТОКОПРИЕМНКИА НА КОНТАКТНУЮ СЕТЬ 63

5.1 Основные неисправности токоприемника 63

6 РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ РЕМОНТА ТОКОПРИЕМНИКОВ В ОБЪЕМЕ ТР-3 70

6.1 Себестоимость. Основные понятия 70

6.2 Расчет фонда заработной платы 72

6.3 Расчет стоимости запасных частей и материалов необходимых для ремонта двигателей 78

7 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕМОНТЕ ТОКОПРИЕМНИКА 81

7.1 Требования техники безопасности при техническом обслуживании и ремонте токоприемников 85

7.2 Техника безопасности при работах на контактной сети и осмотрах токоприемника 87

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 89

Список использованных источников 90

Уменьшенные копии демонстрационных листов 92

ВВЕДЕНИЕ

Токоприемник и контактная сеть являются устройствами, которые обеспечивают передачу электрической энергии от тяговой подстанции к двигателям электроподвижного состава. Во многом качество токосъема и расчетная скорость движения электроподвижного состава обусловлены конструктивным выполнением, а также техническим состоянием данных устройств, силой воздействия внешних факторов, например, гололедом, температурой воздуха окружающей среды или скоростью ветра, и в большей степени от материалов, которые используются при изготовлении устройств.

Токоприемник электроподвижного состава – это узел, обеспечивающий передачу электрической энергии от контактной подвески к электрооборудованию электровоза.

Место нажатия токоприемника на контактный провод представляется как скользящий контакт между этими двумя колеблющимися элементами, один из которых перемещается с большой скоростью.

Различают несколько видов нажатия:

- контактное;

- статическое;

- динамическое.

Статическое нажатие имеет определенное значение для каждого типа то­коприемника и устанавливается во время его регулировки. Оно вызвано действием подъемных пружин токоприемника и имеет определенное значение. Динамическое нажатие – это контактное нажатие движущегося токоприемника (сила нажатия в скользящем контакте), когда на действие подъемных пружин наслаиваются колебательные процессы контактной подвески и токоприемника. Все три вида нажатия могут быть максимальными – при движении токоприемника вверх, и минимальными – при движении токоприемника вниз.

Динамическая инерционная сила, возникающая в контакте, зависит от значений приведенной массы токоприемника, а также вертикального ускорения этой массы.

Не менее важным элементом электрической тяговой системы является скользящий контакт. Через него передается электрическая энергия большой мощности, в высокоскоростном движении до 20 МВт. Поэтому он и должен быть бесперебойным. Надежность и качество токосъема напрямую зависят от следующих факторов:

- условий электромеханического взаимодействия движущегося то­коприемника и контактной подвески;

- природы материалов, из которых выполнены элементы контактной подвески и токоприемника;

- технологий изготовления.

Контактная сеть имеет более сложное устройство, чем другие части тяговой сети: в ее состав входит контактная подвеска, опоры, на которые она подвешена. Технические требования к системам тягового электроснабжения и к элементам контактной сети постоянного и переменного тока при обычном, скоростном и высокоскоростном движении зависят от расчетной скорости движения электроподвижного состава.

Контактные подвески бывают простые и цепные. При скоростях движения до 70 км/ч удовлетворительное качество токосъема обеспечивает простая контактная подвеска.

При скоростях движения свыше 100 км/ч, например, на магистральных железных дорогах, применяются цепные контактные подвески. Их устройство более сложное, зато они обеспечивают более высокое качество.

Контактный провод является единственным проводом контактной сети, который непосредственно подводит электрическую энергию к токоприемнику электроподвижного состава во время его движения.

1 АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТОКОПРИЕНИКА И КОНТАКТНОЙ СЕТИ

В настоящее время на электроподвижном составе Россий­ских железных дорог начали серийно эксплуатироваться отече­ственные токоприемники серии ТАсС. Они установлены на магистральных электровозах переменного тока 2ЭС5К (ЗЭС5К), ЭП1М, постоянного тока 2ЭС4К, двойного питания ЭП10, на промыш­ленных электровозах НПМ2 и тяговых агрегатах НП1 для горно-обогатительных комбинатов.

1.1 Общие сведения и технические данные токоприемника ТАсС-10-01

Конструкция асимметричного токоприемника серии ТАсС состоит из следующих основных узлов: основания 6, пневмопривода 3, несущего рычага 12, верхней рамы 11, кулисной тяги 7, направляющей рамки 8, шарнирного четырехзвенника 5, кареток 1, полоза 2, с угольными вставками 4, синхротяги 9 и тяги 10. Схема токоприемника представлена на рисунке 1.1.

Основание рамного типа сварено из стальных швеллеров. К нему приварены стойки, на осях которых шарнирно установлен и закреплен пневмопривод, закрытый от повреждений стальным кожухом. На поперечном швеллере размещен кулисный механизм. В боковых швеллерах основания расположены оси крепления (главный шарнирный узел) несущего рычага (нижняя рама). В нижней части основания расположены болты, с помощью которых ограничивается максимальная высота подъема токоприемника.

Основание имеет места для установки трубы подвода сжатого воздуха к пневмоприводу, которую можно с обеих сторон подключить к проходному трубопроводу. В основании (опорных лапах-кронштейнах и поперечной балке) имеются отверстия диаметром 22 мм для установки на три или четыре опорных изолятора, а также для сбора в блок двух токоприемников.

Рисунок 1.1 – Схема ассиметричного токоприемника ТАсС

Конструктивно привод представляет собой резинокордный баллон, закрытый стальными фланцами: нижний служит для подвеса привода на стойки основания, верхний — для подвода сжатого воздуха в баллон. Герметизация выполнена с помощью резиновых колец. Внутри баллона на фланцах установлен механизм стабилизации, который обеспечивает движение баллона в вертикальном направлении при наполнении сжатым воздухом.

Несущий рычаг состоит из цельной трубы с приваренными к ней листовыми боковинами и поперечным валом из трубы меньшего диаметра, который предназначен для шарнирного соединения с верхней рамой. Боковины служат для установки осей центральных подшипниковых узлов и валика кулисного механизма. Конструктивные элементы несущего рычага изготавливаются из алюминиевого проката.

Верхняя рама выполнена в виде конических труб из алюминиевого проката, соединенных поперечными трубами в рамку и связанных диа­гональной трубой для увеличения поперечной жесткости конструкции. Верхняя поперечная труба имеет втулки, в которых шарнирно устанав­ливаются оси для крепления кареток. В нижней части на конических трубах приварены держатели для шарнирного соединения с несущим рычагом. На валу верхней рамы имеются кронштейны для шарнирного соединения с тягой кулисы.

Являясь токоведущими элементами, подвижные рамы обеспечивают допустимое превышение температуры, что позволяет снимать больший ток. При этом шарнирные соединения надежно зашунтированы медными шунтами. Применение алюминиевого проката для подвижных частей токоприемников ТАсС позволяет снизить его приведенную массу. Это дает возможность устанавливать их на электроподвижном составе с повышенными скоростями движения.

Тяга кулисы шарнирно соединена с несущим рычагом, связующими элементами в единый параллелограммный механизм, обеспечивающий вертикальный подъем верхнего узла токоприемника. Она шарнирно связана с верхней рамой и с валиком кулисного механизма, на котором расположены подвижные ролики. Тяга выполнена из стального прутка, имеет лакокрасочное покрытие.

Токоприемник ТАсС-10-01 оборудован полозом с угольными вставками типа А.

Таблица 1.1 – Основные технические данные токоприемника

Окончание таблицы 1.1

Работа токоприемника осуществляется следующим образом: сжатый воздух, подведенный из магистрали питания, поступает в пневмопривод. Усилие пневмопривода, приложенное к малому плечу несущего рычага, поворачивает несущий рычаг на полуосях, закрепленных шарнирно на основании. Длинное плечо несущего рычага поднимает средний шарнирный узел токоприемника и вместе с ним верхнюю раму. Верхний шарнир кулисной тяги перемещается вместе с несущим рычагом вверх и передает усилие пневмопривода на верхнюю раму с помощью тяги за счет перемещения нижнего шарнира кулисной тяги в продольном пазу направляющей кулисы. Это обеспечивает поворот верхней рамы относительно несущего рычага с помощью синхротяги. Каретки с полозом поднимаются вверх до упора вставок в контактный провод. Полоз с рычажной системой кареток, преодолевая усилие пружин, просаживается до обеспечения каретками нормируемого контактного нажатия.

При выпуске сжатого воздуха из пневмопривода токоприемник под действием собственного веса опускается на буферные устройства. Подрессоренный шток буферного устройства, преодолевая усилие пружины, служит амортизатором, гася энергию удара и предотвращая деформацию подвижных частей токоприемника.

Перечень возможных неисправностей токоприёмника в процессе использования приведён в таблице 1.2

Таблица 1.2 – Перечень возможных неисправностей

Окончание таблицы 1.2

1. Оценка показателей надежности токоприемника

Надежность является одним из самых важных показателей деталей и устройств современной техники. От нее зависят такие характеристики, как качество, эффективность, безотказность, риск, готовность, живучесть. Техника может быть эффективной только при условии, если она имеет надежность.

Эффективным способом поддержания требуемой эксплуатационной надёжности токоприёмника является контроль его основных параметров и показателей в эксплуатации, при техническом обслуживании и ремонте. Следовательно, вопросы совершенствования средств контроля и диагностирования токоприёмника остаются актуальными. В процессе токосъема внутри полоза и на участке контактного провода, непосредственно связанного с полозом, происходит постоянное изменение распределения плотности электрического тока. Это изменение связано с величиной тока, потребляемого ЭПС, переходным сопротивлением подвижного электрического контакта токосъемная пластина – контактный провод, расположением контактного провода на полозе токоприемника.

В данном проекте определение поля плотности тока при токосъеме сводилось только к расчету теплового (резистивного) действия электрического тока. Электромагнитные поля, электроэрозионные процессы, возникающие при токосъеме, в данном случае не рассматривались и не учитывались. Исходными данными являются параметры контактного провода и полоза, значения тока, потребляемого ЭПС, сила нажатия полоза токоприемника на токосъемные пластины. Основным критерием качества токосъема принято считать силу нажатия токоприемника на контактный провод. Поэтому необходимо определить, как она влияет на распределение поля плотности тока и вызываемого этим полем нагрева зоны перехода контактный провод – полоз токоприемника.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР