3. Силы нажатий и сухого трения системы подвижных рам токоприемников

Безаварийная работа ЭПС и контактной сети в значительной степе­ни зависит от характеристик, определяемых конструкцией подъемно-опускающего механизма (привода) токоприемника. Привод должен обеспечивать: необходимую величину опускающей силы, требующейся для надежного опускания токоприемника (при необходимости) с заданной скоростью за определенное время; определенную величину удерживаю­щей силы, предотвращающей самопроизвольный подъем токоприемни­ка при высоких скоростях движения; заданное статическое нажатие на контактный провод с возможностью его регулирования как вручную, так и автоматически; достаточно малое время подъема и опускания то­коприемника без повреждения его элементов и контактной сети при за­данных эксплуатационных скоростях движения подвижного состава. Кро­ме того, привод токоприемника должен управляться дистанционно.

По виду используемой энергии все приводы токоприемников раз­деляют на пневматические, электрические и гидравлические (рис. 12.5).

Заслуживает внимания также конструкция подъемно-опускающих ме­ханизмов с резинокордными упругими элементами (РКЭ), впервые пред­ложенными в ОмГУПСе. Они позволяют значительно снизить металло­емкость привода за счет исключения пневмоцилиндров, подъемных и опускающих пружин, уменьшить трудозатраты на эксплуатацию токо­приемника. Кроме этого, применение РКЭ в приводах позволяет регули­ровать статическое нажатие токоприемника на контактный провод как по команде машиниста, так и автоматически, в зависимости от скорости движения локомотива, наличия гололеда, ветра и других факторов, что достигается простым изменением давления сжатого воздуха в РКЭ.

Конструкция подъемно-опускающего механизма определяет харак­теристику статического нажатия рам, время подъема и опускания то­коприемника, а также опускающую и удерживающую характеристики.

Характеристика статического нажатия рам токоприемника пред­ставляет собой зависимость вертикальной силы, с которой полоз да­вит на контактный провод, от высоты подъема токоприемника Р_р(Н). При этом стандартом регламентируется как значение силы нажатия в диапазоне рабочих высот токоприемника и разница между наиболь­шим и наименьшим нажатиями, так и двойная величина сухого тре­ния в шарнирах. Сила сухого трения в механизме токоприемника, при­веденная к верхнему шарниру, определяется как полуразность пас­сивного нажатия Р_2р (измеренного при движении токоприемника вниз) и активного Р_1р (измеренного при движении вверх)

(12.5)

Рис. 12.5. Классификация подъемно-опускающих механизмов токоприемников

Значение этой силы должно быть минимальным для получения лучших динамических свойств токоприемника.

Статическое нажатие является одной из составляющих контак­тного нажатия токоприемника на контактный провод Р_кт, кото­рое, в свою очередь, определяет износ контактирующих элемен­тов. Поэтому характеристика статического нажатия должна быть постоянной во всем диапазоне рабочих высот токоприемника. По ГОСТ 12058—72 статическое нажатие токоприемника на контакт­ный провод в диапазоне рабочих высот должно быть: активное для аппаратов типа Т не менее 100 и типа Л 60 Н; пассивное — 130 и 90 Н соответственно. Конструкция токоприемника типа Л долж­на обеспечивать возможность увеличения нажатия на 30 %. Разни­ца между наибольшим и наименьшим нажатиями при односторон­нем движении ΔР_р должна быть не более 10 Н для токоприемников типа Л и 15 Н для Т. Двойная величина трения в шарнирах, приве­денная к контактной поверхности полоза 2 W_p, не может превышать 20 Н для легких и 25 Н для тяжелых токоприемников.

Определение характеристики статического нажатия производится экспериментально (рис. 12.6, а), для чего в цилиндр привода подается воздух (или опускающая пружина выводится из работы другим спосо­бом). При этом показания динамометра снимаются (при плавном дви­жении вверх и вниз) устройствами, автоматически опускающими и поднимающими токоприемник.

Опускающая характеристика представляет собой зависимость силы, действующей на опускание системы подвижных рам токопри­емника, от его высоты Р_0П(Н). Аналогично, удерживающая характеристика — это зависимость силы, противодействующей подъе­му системы подвижных рам токоприемника, от его высоты Р_ул(Н). Они необходимы для работы в переходных режимах.

Согласно требованиям ГОСТ 12058—72 опускающая сила в ди­апазоне рабочих высот должна быть не менее 200 Н у токоприем­ников типа Т и 120 Н у типа Л. Неработающий токоприемник дол­жен надежно удерживаться в опущенном положении при движе­нии ЭПС со скоростью 160 км/ч (скорость обдува 44,5 м/с).

Рис. 12.6. Кинематические схемы для определения характеристики статического нажатия (а); характеристик опускающей и удерживающих сил (б); 1 — лебедка; 2 — динамометр

Экспериментальное определение удерживающей и опускающей характеристик производят следующим образом (рис. 12.6, б). При выпущенном из цилиндра привода воздухе токоприемник следует медленно поднимать вверх (за динамометр), снимая показания удер­живающей силы. Опускающая сила определяется подобным обра­зом при движении вниз.