Общие сведения об аппаратах и схемах.

Электрические аппараты по своему назначению подразделяются на высоковольтные и низковольтные, с электрическим или пневматическим приводом. Устанавливаются электрические аппараты в электрических цепях для соединений силовых цепей, цепей защиты, управления и вспомогательного оборудования.

В электрических схемах применяются обозначения в виде различных символов:

4. 2 Аккумуляторная батарея 42НК – 125.

Цепи управления, защиты, освещения, АЛСН, при отсутствии на электровозе напряжения переменного тока получают питание от аккумуляторной батареи. Кроме того, батарея необходима для питания мотор-компрессора, обеспечивающего подачу сжатого воздуха для подъёма токоприёмника (если нет сжатого воздуха в главных резервуарах).

Каждый элемент аккумуляторной батареи представляет собой прибор, способный накапливать (аккумулировать) энергию при протекании через него тока в одном направлении и отдавать её при токе обратного направления. Первый режим представляет собой заряд батареи или подзаряд, второй – разряд. Основным параметром аккумулятора является его ёмкость. Она является количеством электричества, которое аккумулятор может отдать в процессе пятичасового разряда.

Напряжение при заряде и продолжительность заряда больше, чем при разряде. Энергии для заряда аккумулятора требуется примерно в 2 раза больше, чем энергия, которую он способен отдать при разряде. При температуре свыше + 30 и ниже 0°С ёмкость АБ уменьшается. Особенно это заметно при t ниже – 15 – 25° С. Аккумулятор представляет собой сосуд с электролитом, в который опущены два электрода. При заряде ток протекает от положительно заряженного электрода к отрицательно заряженному, при разряде ток протекает в обратном направлении.

Рис. 33. Элемент аккумуляторной батареи.

Рис. 34. Аккумуляторная батарея.

В зависимости от материала электродов и состава электролита аккумуляторы подразделяют на кислотные и щелочные. На электровозах устанавливают никель-кадмиевые щелочные аккумуляторы, имеющие многие преимущества. Они имеют напряжение при разряде 1,25 – 1,1В, достаточно стабильное по мере их разряда. Чтобы обеспечить необходимое напряжение 50В, несколько аккумуляторов соединяют последовательно, образуя батарею.

42НК-125 состоит из 42 щелочных никель-кадмиевых элементов, ёмкость её 125 А/ч.

В стальном корпусе (рис. 33) аккумулятора расположен отрицательный электрод, выполненный в виде блока с пятью ламельными пластинами, и положительный электрод, выполненный в виде блока с шестью ламельными пластинами. Активная масса в виде порошка помещается в прямоугольных металлических пакетах-ламелях. Такая конструкция обеспечивает большую поверхность соприкосновения активной массы с электролитом.

Каждый блок имеет шпильку, которая является выводом аккумулятора, кроме того, с помощью шпильки блок крепится к верхнему основанию корпуса. Между пластинами одного блока предусмотрен просвет, достаточный для размещения в нём пластин второго блока, между ними находятся эбонитовые палочки. Выводные шпильки проходят сквозь крышку корпуса через изоляционные втулки. Герметичность обеспечивается кольцом. Изоляцией блоков служат пластмассовые чехлы. Заливочное отверстие, расположенное между выводами, закрыто пробкой.

В качестве электролита применяют калиево-литиевый или натриево-литиевый электролит плотностью 1,17 – 1,28 г/см³ в зависимости от температуры.

Аккумуляторы (рис. 34) помещают в металлический ящик с открывающейся верхней крышкой. Для отвода паров и проводов предусмотрены специальные патрубки.

Один блок вмещает 1,2л электролита.

4. 3 Токоприёмник.

4. 3. 1 Кинематическая схема работы токоприёмника.

Рис. 35. Кинематическая схема токоприёмника.

1 – нижняя рама; 2 – верхняя рама; 3 – полоз.

4. 3. 2 Механизм работы токоприёмника на подъём и опускание.

При подаче в пневматический привод (рис.35), сжатый воздух сжимает опускающие пружины, исключая их действие на валы нижних рам. Подъёмные пружины поднимают подвижную систему токоприёмника, а при касании полозом контактного провода создают необходимое контактное нажатие.

Для опускания токоприёмника сжатый воздух из пневмопривода с помощью вентиля токоприёмника выпускают в атмосферу. Усилие опускающих пружин через тяги, шарнирно - рычажную связь и валы преодолевает действие подъёмных пружин, обеспечивая определённое избыточное опускающее усилие. Это приводит к опусканию подвижной системы до посадки на амортизаторы.

Рис. 36. Токоприёмник.

4. 3. 3 Назначение и устройство токоприёмника.

Токоприёмник предназначен для передачи через скользящий контакт электрической энергии от контактного провода к электрическому оборудованию электровоза.

Токоприёмник (рис. 36) состоит из основания, подвижной системы в виде шарнирно сочленённых подвижных рам, контактной системы, имеющей каретки и полоз с угольными вставками, а также механизма подъёма и опускания.

Основание 13 выполнено в виде прямоугольной сварной рамы с двумя несущими и двумя поперечными скрепляющими швеллерами. Нижние рамы подвижной системы состоят из поворотных валов 14 и труб: несущих съёмных 16 и поперечных 18 для крепления верхних рам. Валы 14 установлены в основании 13 на полуосях. Один конец каждой полуоси жёстко закреплён в несущих швеллерах посредством сухарей, а второй – через шарикоподшипники, размещённые в торцовых выточках валов, и служит опорой последних.

Верхние рамы имеют связанные диагональной трубой 25 две продольные трубы 2, на концах которых размещены шарниры 1. Они служат для установки подшипников и сочленения рам между собой в верхней части, а также с нижними рамами на трубе 18. на шарнирах установлены распорки для увеличения жёсткости верхних рам и установки кареток 5. Каретки представляют собой закреплённый на основании шарнирный подрессоренный четырёхзвенник, несущий в верхней части поворотный кронштейн. На кронштейнах закреплён полоз 6 штампосварной конструкции с тремя рядами съёмных угольных вставок.

По концам полоз имеет отогнутые вниз рога для исключения попадания контактного провода под полоз на воздушных стрелках.

Пневматический привод 11 установлен на основании 13 и состоит из правого и левого пневмоцилиндров с поршнями 23, уплотнёнными резиновыми манжетами. Каждый поршень воздействует на опускающую пружину 24, встроенную в его цилиндр, и через тяги – на шарнирные рычаги 17 валов нижних рам. Подъёмные пружины 12 закреплены шарнирно в кронштейнах 3, установленных на валах 14 нижних рам с возможностью регулирования положения центра оси подвески пружин.

Синхронизирующая тяга шарнирно соединяет валы нижних рам и обеспечивает одновременность их работы. Для смягчения ударов подвижной системы при опускании на основании установлены два амортизатора 8 с резиновыми буферами на подрессорных штоках. Механизм подъёма и опускания накрыт стеклопластовым кожухом 10. Все шарнирные соединения электрически зашунтированы гибкими медными шунтами.

4. 3. 4 Технические требования к токоприёмнику.

1. Толщина угольных вставок : 31мм

с ремонта – Н – 25 – 31мм, браковочный менее – 10мм;

2. Проверка горизонтальности полоза (рис 37), на них устанавливают линейку 2 длиной 1000мм с уровнем 3 посередине. Отклонение рабочей поверхности полоза А не должно превышать 5мм. (при установки на крыше 10мм, более 20мм браковочный). Смещение центра полоза относительно основания токоприёмника в поперечном направлении проверяют по отвесу, закреплённому в центре полоза, и линейки 4 с нанесённым центром основания. Смещение (отрезок Б) не свыше 30мм

Рис. 37. Проверка горизонтальности полоза.

3. Износ резинового буфера в упоре с ремонта – 4мм, браковочный – 6мм;

4. Наибольший суммарный осевой зазор в любом шарнире рамы с ремонта – 3мм,

браковочный – 4мм;

5. Наименьшая толщина стенки втулки любого шарнира рамы – 1мм, браковочный – 0,5мм;

6. Ход каретки – 48 – 52мм;

7. Зазор между вставками – 0,8мм (рис. 38);

8. Нажатия на контактный провод не менее – 6 кгс;

9. Вставка более двух трещин – заменяют (рис. 38);

10. Предельный износ вставок до ближайшей части элементов каркаса – не менее 2 мм (рис. 38);

11. Время подъёма – 7–10 сек;

опускания – 3,5 – 6 сек;

12. Наибольшая высота подъёма – 2100мм.

Рис. 38. Требования к вставкам.