Совершенствование методов моделирования изнашивания контактных элементов токоприемников электроподвижного состава

• Автор: Филиппов, Виктор Михайлович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗНАШИВАНИЯ

СИСТЕМ ТОКОСЪЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА.

1.1. Анализ результатов эксплуатации устройств токосъема ММТС

. 1.1. Расположение и устройство ММТС.

1.1.2. Особенности системы токосъема ММТС

1.1.3. Результаты эксплуатации устройств токосъема ММТС, их анализ

1.2. Анализ результатов эксплуатации устройств токосъема магистрального электрического транспорта на линии Москва СанктПетербург .

1.2.1. Общие сведения о Э1селезнодороэ1сной линии Москва СанктПетербург.

1.2.2. Результаты эксплуатации устройств токосъема на линии Москва

СанктПетербург, их анализ

1.3. Выводы.

2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ИЗНОСА ЭЛЕМЕНТОВ КОНТАКТНЫХ
АР УСТРОЙСТВ ТОКОСЪЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
2.1. Анализ методов расчета изнашивании контактных пар
2.1.1. Детерминированные методы.
2.1.2. Вероятностные методы оценки процессов изнашивания
2.1.3. Методы моделирования изнашивания узлов трения, основанные на теории подобия и анализе размерностей.
2.1.4. Метод моделирования изнашивания узлов трения с учетом удельной
нагрузки в контакте и абразивного воздействия.
2.2. Анализ экспериментальных методов оценки износа контактных пар
2.2.1. Метод оценки фрикционной усталости материалов
2.2.2. Анализ установок для оценки фрикционных свойств материалов элементов контактных пар
2.2.3. Метод оперативной оценки износа контактных пар устройств токосъема.
2.2.4. Анализ установок для экспериментальных исследований изнашивания элементов контактных пар устройств токосъема
2.2.5. Комплекс установок ОмГУПСа для исследования изнашивания элементов контактных пар
2.3. Анализ методов прогнозирован ия износа контактных пар устройств токосъема
2.3.1. Прогнозирование износа по методу 1ВМ
2.3.2. Прогнозирование износа по методу Л. С. Проникова
2.3.3. Прогнозирование износа контактных пар устройств токосъема
по методу ОмГУПСа
2.4. Выводы
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗНАШИВАНИЯ КОНТАКТНЫХ ПАР УСТРОЙСТВ ТОКОСЪЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
3.1. Особенности конструкции усовершенствованной стендовой установки .
3.1.1. Установка для моделирования прохождения зон стыковки модулей токопровода
3.1.2. Установка для исследования силы и коэффициента трения.
3.1.3. Установка для исследования диссипационных составляющих силы трения в контактных парах
3.1.4. Установка для моделирования влажности и температурных режимов в контактных парах.
3.2. Учет положений теории планирования эксперимента при проведении исследований н обработке результатов испытаний
3.3. Методика экспериментальных исследований контактных пар устройств токосъема монорельсового электрического транспорта.
3.4. Результаты экспериментальных исследований износа контактных нар устройств токосъема монорельсового электрического транспорта.
3.4.1. Исследования изнашивания контактных пар от нажатия в контакте
3.4.2. Исследования изнашивания контактной пары медь БрНХК от нажатия в контакте.
3.4.3. Исследования изнашивания контактных пар устройств токосъема от токовой нагрузки.
3.4.4. Исследования изнашивания контактных пар устройств токосъема в условиях повышенной влажности
3.4.5. Исследования абразивного изнашивания контактных пар устройств токосъема
3.4.6. Исследования изнашивания токопровода монорельсового
электрического транспорта
3.5. Результаты экспериментальных исследовании контактных пар устройств токосъема магистрального электрического транспорта.
3.6. Выводы
4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИЗНАШИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТАКТНЫХ ПАР УСТРОЙСТВ ТОКОСЪЕМА.
4.1. Разработка механической составляющей модели изнашивания контактных пар устройств токосъема.
4.2. Разработка электрической составляющей математической модели изнашивания контактных нар устройств токосъема
4.3. Оценка адекватности разработанной математической модели
4.4. Выводы.
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИЗНОСА КОНТАКТНЫХ АР УСТРОЙСТВ ТОКОСЪЕМА.
5.1. Усовершенствованный метод прогнозирования износа контактных пар.
5.2. Выводы.
6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ИЗНАШИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КОНТАКТНЫХ ПАР УСТРОЙСТВ ТОКОСЪЕМА.
6.1. Методика оценки экономической эффективности
6.2. Экономический эффект от внедрения методов
6.3. Определение стоимостной оценки результатов.
6.4. Определение единовременных затрат
6.5. Определение показателей экономической эффективности
6.6. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


В силовую цепь подвижного состава электроэнергия поступает от токоприемников 6, взаимодействующих с троллеями 5, закрепленными посредством кронштейнов 4 на эстакаде . Система электроснабжения ММТС представляет собой контактную систему токосъема, рассчитанную на напряжение 0 В постоянного тока с максимальным значением токовой нагрузки на подвижной состав А. ЭПС состоит из шести вагонов рис. Рис. На рис. Шашп Швейцария, на рис. Принцип работы токоприемника ММТС токосъемный элемент 1, закрепленный в держателе 2, контактируя с токопроводом, снимает тяговый ток, максимальное значение которого не превышает 0 А. К держателю 2 шарнирно прикреплены два рычага 3, вращающихся относительно оси шарниров 4, установленных на кронштейне 5. Рычаги 3 позволяют токосъемному элементу совершать плоскопараллельное движение и отслеживать изменяемое высотное положение токопровода и вертикальную составляющую колебаний тележки подвижного состава. Нажимная пружина 6 рассчитана и установлена таким образом, чтобы обеспечить требуемую силу нажатия в контакте. Для подвода электроэнергии от токосъемного элемента 1 к линейному двигателю служит токопроводящий кабель 7 сечением 0 мм2. Рис. Для плюсового и минусового токопроводов используется материал БрНХК. Токопровод заземления изготовлен из алюминиевого сплава АД с контактной поверхностью из нержавеющей стали. На рис. Рис. Исследования изношенных контактных элементов показали, что процесс истирания контактирующей поверхности токосъемного элемента происходит неравномерно рис. Причиной этого является шарнирное закрепление изолирующего элемента, в котором установлен контактный элемент КЭ, наличие сухого трения в контакте и смещенное относительно центра контактного элемента крепление токопроводящего кабеля, которое в наибольшей степени определяет это неравномерное изнашивание. Неравномерность износа сокращает срок службы токосъемных элементов примерно на до 8 часов. Рис. Модернизация конструкции токоприемника путем подрессоривания токосъемного элемента, т. КЭ, а также увеличить предельную допустимую скорость движения токоприемника без наличия отрывов. Выбор рационального сочетания контактных пар и равномерное распределение нажатия по контактирующей грани токосъемных элементов позволяют снизить их удельный износ на . Железнодорожная магистраль СанктПетербург Москва проходит по территории Ленинградской, Новгородской, Тверской, Московской областей рис. Эксплуатационная длина магистрали 4,3 км. На направлении СанктПетербург Москва в постоянном обращении находится пар поездов, из них семь дневных скоростных Сапсан, рис. Рязань. Полигон высокоскоростного движения, Vx до 0 ю ч Полигон скоростного ДВКЖеККЯ. Рис. Рис. При организации скоростного движения на линии Москва СанктПетербург в качестве токосъемных элементов на полозы токоприемников марки i, установленных на электропоезде Сапсан, были установлены графитовые контактные вставки КВ марки Б в медном корытце, основное предназначение которых обеспечение надежного токосъема при минимальном износе контактного провода и работы сильноточного скользящего контакта в тяжелых климатических условиях. Однако по причине низких электрических характеристик угольных вставок при съеме достаточно большого постоянного тока до А в электрическом контакте с медным контактным проводом возникали большие падения напряжения, и выделялась значительная тепловая энергия, что приводило к значительному нагреву контактной пары. При использовании вставок марки Б контактный провод нагревался до 0 С 1, когда согласно ГОСТ максимальная допустимая температура нагрева контрактного провода составляет С. Кроме того, использование графитовых контактных вставок на ЭПС постоянного тока изза сильного нагрева вставок вызывает отжиг поверхностных слоев медног о провода и частичное его разупрочнение по всему сечению 1. А это является причиной снижения его физикомеханических свойств. Применение графитовых вставок в медном корытце приводит к тому, что при снятии больших токов до А возникает электровзрывная эрозия контактных вставок рис. Рис.