Совершенствование токоприемников для скоростных и тяжеловесных поездов

• Автор: Финиченко, Василий Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

1. АНАЛИЗ СКОРОСТНЫХ ТОКОПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА МАГИСТРАЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

1.1. Особенности конструкций верхнего узла токоприемников

1.1.1. Особенности конструктивного исполнения кареток

1.1.2. Особенности конструктивного исполнения полозов.

1.1.3. Особенности конструктивного исполнения контактных элементов токоприемников

1.1.4. Требования, предъявляемые к верхним узлам токоприемников

1.2. Пути повышения нагрузочной способности скоростных токоприемников

1.3. Выводы
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЕРХНЕГО УЗЛА ТОКОПРИЕМНИКА ПРИ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С I 1ТАКТНОЙ ПОДВЕСКОЙ

2.1. Описание конструкции токоприемника.

2.2. Анализ известных методов расчета взаимодействия токоприемников с контактными подвесками
2.3. Факторы, влияющие на качество токосъема
2.4. Обоснование расчетной схемы взаимодействия токоприемника и кон гак гной подвески.
2.4.1. Расчет характеристики контактного нажатия с учетом воздействия со стороны контактного провода и основания токоприемника
2.4.2. Вывод математической модели взаимодействия токоприемника с контактной сетью
2.4.3. Учет силы трения скольжения в контакте
2.4.4. Учет аэродинамического влияния со стороны встречного воздушного потока.
2.4.5. Уравнения движения элементов токоприемника
2.5. Анализ результатов расчета параметров верхнего узла токоприемника при его взаимодействии с контактной подвеской
2.6. Оценка адекватности разработанной математической модели
2.7. Определение областей простых параметрических резонансов, возникновение которых в системе токоприемник контактная сеть возможно
2.8. Выводы.
3. РАЗРАБОТКА ВЕРХНИХ УЗЛОВ, ПОВЫШАЮЩИХ НАГРУЗОЧНУЮ СПОСОБНОСТЬ ТОКОПРИЕМНИКОВ
3.1. Полоз токоприемника с неоднородными но ширине контактными элементами.
3.2. Полоз токоприемника с изменяющейся шириной
3.3. Краткое описание предлагаемой схемы верхнего узла токоприемника .
3.4. Технические нормы на верхний узел токоприемников электроподвижного состава
3.4. 1. Общие требования.
3.4.2. Эксплуатационные требования.
3.4.3. Требования допустимых превышении температуры при съеме длительно допустимого тока при движении и на стоянке
3.4.4. Методы испытаний
3.4.5. Полозы токоприемников.
3.4.6. Браковочные нормы для контактных элементов
3.5. Выводы
4. МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ РАЗРАБОТАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И УЗЛОВ ТОКОПРИЕМНИКОВ.
4.1. Стенд для комплексного исследования контактных элементов токоприемников.
4.1.1. Конструктивное исполнение стенда
4.1.2. Методика испытаний контактных элементов токоприемников
4.2. Кольцевой стенд для имитации элементов контактной подвески при испытаниях токоприемников
4.2.1. Конструктивное исполнение стенда
4.2.2. Методика испытаний полозов токоприемников.
4.3. Разрывной стенд для исследования физикомеханических свойств контактных элементов и проводов
4.3.1. Конструктивюс исполнение стенда
4.3.2. Методика испытаний контактных элементов токоприемников
4.4. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ВЕРХНЕГО УЗЛА ТОКОПРИЕМНИКОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
5.1. Экспериментальное определение нагрузочной способности полоза токоприемника
5.2. Экспериментальное определение износных характеристик контактных элементов.
5.3. Экспериментальное определение нагрузочной способности контактных элементов.
5.4. Оценка экономической эффективности использования предлагаемых конструкций верхнего узла токоприемника
5.4.1. Определение стоимостной оценки результатов.
5.4.2. Определение единовременных затрат
5.4.3. Определение показателей экономической эффективности
5.5. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ. Акты внедрения диссертационной работы.
6
ВВЕДЕНИЕ


Разработанная методика определения статических и динамических характеристик токоприемников использована при проведении испытаний скоростной системы токосъема на участке Лихославль Калашникове Октябрьской железной дороги. Разработанный стенд для комплексного исследования контактных элементов токоприемников реализован в лаборатории Контактные сети, линии электропередачи и токосъем ОмГУПСа, используется в учебных и научных целях. Апробация работы. Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте Иркутск, , на IV международном симпозиуме Екгап8 Электрификация и организация скоростных и тяжеловесных коридоров на железнодорожном транспорте СанктПетербург, , на международной научнопрактической конференции Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе. Кадровое и научнотехническое обеспечение процессов интеграции в мировую транспортную систему Новосибирск, , на V всероссийской научнотехнической конференции Политранспортные системы Иркутск, , на научнотехнических семинарах кафедры Теоретическая механика ОмГУПСа в гг. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в шести печатных работах, которые включают в себя четыре статьи и два тезиса докладов, получены три патента на полезные модели. Материалы диссертации вошли в отчет по научноисследовательской работе, выполненный по заказу ОАО Российские железные дороги. Токосъем процесс передачи электрической энергии от канализирующих ток устройств энергополучателям токоприемникам, электрооборудованию электроподвижного состава. Проведенный анализ последствий ухудшенного токосъема позволил выделить два пути решения проблемы при увеличении скоростей движения электроподвижного состава до 0 кмч необходимо усовершенствовать токоприемники, а при увеличении скоростей движения свыше 0 кмч необходимо улучшать характеристики контактных подвесок, а также совершенствовать элементы токоприемников. Анализ электроподвижного состава табл. Вт, а, следовательно, увеличенный снимаемый ток при тяге . Часовой ток электроподвижного состава складывается из тока всех тяговых двигателей часовые токи приведены с учетом КПД тяговых двигателей. Для перспективных скоростных транспортных систем мощность силовых установок, приходящаяся на вагон экипаж, составляет кВт при этом тяговый ток, проходящий через токоприемники при напряжении 3 кВ, составляет А. Таблица 1. Тип элсктро ПОДВИЖ1ЮГО состава Напря жение, кВ Конструк тивная скорость, кмч Осевая формула. Мощность часового режима на валах тягозых двигателей, кВт Часовой ток электро подвижиого состава, А Количество токоприемников в знаменателе поднятых, шт. НЛЮ. ВЛЮ 3,3 0 о Т5. ВЛ. ВЛ 3. ВЛ . ЭП0 ,5 0 о2о 6 . ЭП1 . ЧС4. ЭР2Р, ЭР2Т О П. ЭД4. ЭД4М, ЭД4МК 3,3 0 2М2ПГ ЛУ. Таблица 1. Тип ЭИС Стоянка Трога ние Следо вание Движение при поврежденном токоприемнике Остановка, стоянка, трогание в зимнее время . Примечание Эксплуатация электропоездов постоянного и переменного тока осуществляется с поднятыми токоприемниками на всех моторных вагонах электропоезда. В случае повреждения на электропоезде нескольких токоприемников разрешается вывести его с перегона на ближайшую станцию или депо на оставшихся исправных токоприемниках. Нагрузочная способность токоприемника определяется предельным нагревом его контактных и проводящих элементов, выше которых наступает термическое разупрочнение и разрушение токопроводящих материалов. Нагрев осущест вляется теплом, выделяющимся при протекании тока через проводящие элементы. Величины длительного тока, снимаемого в режиме движения и стоянки, для токоприемников электроподвижного состава норхмируются заводами изготовителями табл. При стоянке токоприемник потребляет с контактного провода ток собственных нужд электроподвижного состава, а пассажирские электровозы также ток централизованного электроснабжения вагонов. В движении токоприемник снимает тяговую нафузку и нафузку первого режима. Таблица 1. Название токоприемника Напря жение, кВ Колво полозов, шт. Ширина полоза, мм Ток при движении, А Ток на стоянке, А Статическое нажатие, Н .