ЭС2Г. Токоприемник TA 02-MWW 160 (MP160-2200)

    1 - основание; 2 - устройство ограничения высоты подъема; 3 - соединительная тяга; 4 - шарнирный узел; 5 - диагонали; 6 - верхняя подвижная рама; 7 - полоз; 8 - подвеска полоза (каретка); 9 - направляющая тяга полоза; 10 - нижняя подвижная рама; 11 - устройство (вертикальная группа) аварийного опускания; 12 - пневматический привод; 13 - пластинчатая пружинная опора полоза; 14 - резиновый амортизатор; 15 - устройство предварительного подъема.

    1 - основание; 2 - опорные консоли; 3 - место установки устройства ограничения высоты подъема; 4 - кронштейны вала нижней подвижной рамы; 5 - пластинчатая пружинная опора; 6 - кронштейны установки пневматического привода; 7 - кронштейн гидравлического демпфера; 8 - кронштейн соединительной тяги; 9 - клемма крепления силовых кабелей; 10 - планка для установки гибких соединителей; 11 - резиновый амортизатор; A, B, C - штуцеры крепления трубок подачи воздуха.

    Токоприемник устанавливается на крыше вагона электропоезда на трех опорных изоляторах, которые обеспечивают электрическую изоляцию от корпуса электропоезда и надежность крепления токоприемника.

    Токоприемник TA 02-MWW 160 состоит из следующих основных узлов:

    - основания;

    - подвижной рамы;

    - токосъемного узла;

    - пневматического привода;

    - пневматического оборудования с автоматической системой опускания.

    Основание токоприемника представляет собой четырехугольную конструкцию, сваренную из стальных труб квадратного сечения.

    К основанию приварены кронштейны для установки оси вращения нижней подвижной рамы, кронштейны установки соединительной тяги, кронштейн установки гидравлического демпфера, опоры крепления воздушного привода, опоры устройств аварийного опускания и ограничения высоты подъема, кронштейны установки пластинчатой пружинной опоры и кронштейны установки амортизаторов полоза.

    При помощи трех опорных консолей, основани етокоприемника устанавливается на опорные изоляторы и крепится к ним болтами.

    Для крепления высоковольтных кабелей, идущих от токоприемника в силовую цепь электропоезда, на основании предусмотрены клеммы с отверстиями под болты.

    Штуцеры для крепления трех трубок пневматического подключения (A, B и C) имеют резьбу G1/4". Трубки изготовляются из изоляционного материала. Для герметизации подключения используются конические уплотнительные насадки, и установка дополнительных уплотняющих средств не требуется.

    Пластинчатая пружинная опора и резиновые амортизаторы гасят силу удара при опускании и обеспечивают поддержание токоприемника в опущенном состоянии, предотвращая его повреждение от воздействия аэродинамических сил.

    1 - основание токоприемника; 2 - резинокордный цилиндр; 3 - дисковые кулачки; 4 - тросики; 5 - кронштейны нижней подвижной рамы; 6 - рычаги пневматического привода; 7 - установочные винты дисковых кулачков.

    Пневматический привод токоприемника предназначен для перемещения шарнирной системы подвижных рам с полозом и обеспечения постоянного статического нажатия полоза на контактный провод.

    Привод токоприемника состоит из резинокордного цилиндра, фланц которого через рычаги и тросики с дисковыми кулачками связаны с кронштейнами нижней подвижной рамы.

    При подаче сжатого воздуха в пневматический привод, резинокордный цилиндр через рычаги и тросики создает вращательный момент на валу нижней подвижной рамы, благодаря чему происходит подъем токоприемника. Для обеспечения статического нажатия полоза на контактный провод в пределах 90Н, необходимо создать давление сжатого воздуха в пневматическом приводе 0,42 МПа (4,2 кгс/см²).

    Натяжение тросиков регулируется при помощи установочных винтов дисковых кулачков. При неправильной регулировке тросиков, статическое нажатие на разной высоте подъема токоприемника будет различным.

    Между нижней подвижной рамой и основанием токоприемник, параллельно пневматическому приводу, устанавливается гидравлический демпфер. При нахождении токоприемника в пределах рабочей высоты раскрытия, гидравлический демпфер обеспечивает качественный токосъем путем гашения колебаний подвижной рамы токоприемника, и исключает отрыв полоза от контактного провода, а при опускании токоприемника - предотвращает резкое соударение полоза о пластинчатую пружинную опору.

    1 - валик установки в кронштейн основания; 2 - пылезащитный чехол; 3 - валик установки в кронштейн нижней рамы.

    Подвижная рама состоит из нижней и верхней подвижных рам, соединительной тяги и выравнивающего рычага полоза, которые вместе с основанием токоприемника образуют четырех-рычажный механизм.

    Нижняя подвижная рама.

    1 - верхняя поперечная труба; 2 - продольная труба; 3 - нижняя поперечная труба; 4 - кронштейн продольной тяги; 5 - кронштейны крепления тросиков; 6 - кронштейн гидравлического демпфера; 7 - кронштейны дисковых кулачков.

    Нижняя рама выполнена из трех бесшовных труб, соединенных между собой. К верхней поперечной трубе приварен кронштейн направляющей тяги полоза, а также в нее запрессованы радиальные шарикоподшипники оси вращения шарнирного узла. К нижней поперечной трубе приварен кронштейн крепления гидравлического демпфера и в нее запрессованы радиальные шарикоподшипники. В эти подшипники устанавливается ось вращения нижней рамы. С внешней стороны подшипники закрыты крышками. К продольной трубе приварены кронштейны крепления тросов, к нижней трубе - кронштейны дисковых кулачков пневматического привода.

    Верхняя подвижная рама.

    1 - боковины; 2 - диагонали; 3 - верхняя труба; 4 - кронштейн соединительной тяги; 5 - нижняя труба; 6 - ось вращения шарнирного узла.

    Верхняя рама сварена из бесшовных алюминиевых труб и представляет собой равнобедренную трапецию. Жесткость конструкции обеспечивается двумя диагоналями. К боковинам верхней рамы приварены кронштейны оси вращения шарнирного узла. К нижней трубе верхней рамы приварен кронштейн крепления соединительной тяги. В верхнюю трубу запрессованы втулки вращения соединительного вала токосъемной головки.

    Соединительная тяга.

    1 - регулировочные головки; 2 - стопорные гайки.

    Соединительная тяга представляет собой трубу, по обоим концам которой ввернуты две головки, с запрессованными в них подшипниками. Одна головка тяги имеет левую резьбу, другая - правую. Вращением соединительной тяги и изменением ее длины, можно регулировать геометрию четырех-рычажного механизма, после чего необходимо зафиксировать тягу стопорными гайками.

    Направляющая тяга.

    1 - демпфер; 2 - регулировочная головка.

    Направляющая тяга расположена между кронштейном соединительного вала полоза и кронштейном нижней рамы. При подъеме токоприемника тяга обеспечивает постоянное горизонтальное положение токосъемного полоза, что позволяет поднимать токоприемник без его существенных перекосов. Также, направляющая тяга позволяет регулировать горизонтальное положение полоза токоприемника. Регулировка положения полоза производится вращением головки в верхней части тяги. Нижняя часть направляющей тяги снабжена демпфером, позволяющим полозу отклоняться от горизонтали при прохождении неровностей контактной подвески.

    Токосъемная головка.

    1 - соединительный вал; 2 - дефлекторы каретки; 3 - каретка; 4 - полоз; 5 - сбегающие "рога"; 6 - контактная накладка; 7 - токопроводящее соединение; 8 - кронштейн крепления каретки к соединительному валу.

    Токосъемный узел обеспечивает передачу тока с контактного провода на шарнирную систему подвешивания и обеспечивает постоянный контакт между полозом и контактным проводом, как на стоянке, так и при движении. Она состоит из соединительного вала, на котором устанавливаются каретки. К кареткам крепятся два полоза.

    Соединительный вал токосъемного узла устанавливается в трубе верхней рамы и вращается в запрессованных в нее втулках. По обоим концам соединительного вала, на кронштейнах, устанавливаются каретки. Каждая каретка имеет специальные дефлекторы, для компенсации аэродинамических влияний.

    Сверху на каретки устанавливаются два алюминиевых полоза и с внутренней стороны закрепляются гайками. Для предотвращения "захлестывания" контактного провода, концы полоза загнуты вниз и образуют сбегающие "рога".

    Электрографитовая накладка.

    1 - контактная накладка; 2 - канал для прохода воздуха; 3 - полоз.

    В пазы рабочих поверхностей полозов вставляются угольные (электрографитовые) контактные накладки, которые по краям полоза фиксируются накладками сбегающих рогов.

    Угольные накладки находятся в непосредственном взаимодействии с контактным проводом и представляют собой быстроизнашивающуюся деталь конструкции. При соблюдении норм содержания контактной подвески, взаимодействие контактного провода с полозом происходит в рабочей зоне электрографитовых накладок. Только в исключительных случаях допускается взаимодействие контактного провода с полозом в зоне сбегающих рогов.

    Для предотвращения эксплуатации токоприемника с неисправными накладками, в электрографитовые накладки интегрированы каналы для прохода сжатого воздуха устройства аварийного опускания. Контактная поверхность между накладкой и полозом, для предотвращения утечки воздуха, покрывается герметиком.

    В целях предотвращения электрокоррозии роликовых подшипников шарнирных соединений и подшипников скольжения (втулок) вращения соединительного вала токосъемной головки, в конструкции токоприемников применяются гибкие токопроводящие соединения.

    Гибкие токопроводящие соединения представляют собой медный кабель (шунт) круглого или плоского сечения с кабельными наконечниками, закрепленные на элементах конструкции токоприемника при помощи шестигринных болтов с пружинящими шайбами и гайками.

    Для обеспечения токопроводящего соединения между алюминиевыми компонентами шарнирной системы токоприемника (верхняя подвижная рама, токосъемная головка) и для предотвращения электрохимической коррозии между алюминиевыми поверхностями и гибкими соединителями использованы медно-алюминиевые шайбы "Cupal washer". При установке шайб, алюминиевая поверхность направлена в сторону элементов токоприемника, медная - в сторону гибкого соединителя.

    Пневматическое оборудование и система автоматического опускания токоприемника включают в себя:

    - электропневматический блок управления токоприемником;

    - устройство предварительного подъема;

    - устройство аварийного опускания;

    - устройство ограничения высоты подъема.

    Электромагнитный блок управления токоприемником располагается в вагоне электропоезда, устройства аварийного опускания и ограничения высоты подъема непосредственно на основании токоприемника.

    Соединения для подачи сжатого воздуха от электромагнитного блока управления к пневматическому приводу и устройствам токоприемника осуществляется по трем гибким трубкам:

    - А - трубка подачи сжатого воздуха к пневматическому приводу и устройствам токоприемника;

    - В - трубка подачи воздуха к пневматическому выключателю (аварийное опускание токоприемника);

    - С - трубка подачи воздуха к пневматическому выключателю (ограничение высоты подъема).

    1 - дроссельный клапан регулировки времени подъема DR_H; 2 - дроссельный клапан регулировки времени отпускания DR_S; 3 - пневматические выключатели (DS2 и DS3); 4 - предохранительный клапан SI; 5 - манометр М; 6 - регулятор давления DM; 7 - фильтр влагоотделитель F; 8 - электромагнитный вентиль VE.

    Электромагнитный блок управления выполнен в виде металлического шкафа с передней, откидной крышкой закрывающейся на ключ.

    На левой торцевой стенке блока управления расположен разъем электрических соединений X1 и штуцер Z диаметром 10 мм, для подвода сжатого воздуха из пневматической сети электропоезда. На правой торцевой стенке блока расположены штуцеры A, B и C диаметром 10 мм, для крепления трубопроводов подачи воздуха к токоприемнику.

    Регулировка времени подъема и опускания токоприемника производится с помощью установочного винта дроссельных клапанов. Оптимальная настройка времени подъема на высоту 2100 мм составляет от 6 до 10 с, а времени опускания с высоты 2100 мм составляет от 4 до 6 с.

    Увеличение времени подъема и опускания осуществляется вращением установочных винтов дросселей по часовой стрелке, уменьшение - против часовой стрелке.

    При подаче питания на электропневматический вентиль (8), воздух из питательной магистрали электропоезда, через фильтр-влагоотделитель, регулятор времени подъема токоприемника (1), регулятор давления (6), регулятор времени опускания токоприемника (2) и трубку (А) поступает в пневматический привод токоприемника, а также к устройствам (пневматическим выключателям) ограничения высоты подъема (по трубке С) и аварийного опускания (по трубке В). После поступления сжатого воздуха в пневматический привод токоприемника, шарнирный механизм приходит в движение и происходит подъем токоприемника.

    Регулировка статического нажатия осуществляется регулятором давления DM, увеличением или уменьшением давления воздуха. Контроль давления осуществляется по манометру М. Регулировка скорости подъема и опускания токоприемника осуществляется при помощи обоих дроссельных обратных клапанов DR_H и DR_S. Предохранительный клапан SI Обеспечивает сохранность пневматического оборудования токоприемника при выходе из строя регулятора давления.

    Устройство предварительного подъема состоит из двух цилиндров со штоками, закрепленными на основании токоприемника. При подъеме токоприемника, цилиндры устройства предварительного подъема наполняются воздухом, шток выдвигается и воздействуя снизу на верхнюю подвижную раму, поднимают ее на высоту от 25 до 30 мм от нижней точки рабочего диапазона раскрытия токоприемника. Данный процесс необходим для облегчения подъема токоприемника при неблагоприятных погодных условиях, когда от налипшего снега и льда возникает дополнительная нагрузка на раму токоприемника и увеличивается коэффициент трения в шарнирных узлах.

    Если при подъеме токоприемника или в процессе его работы, шарнирная система выйдет за пределы максимальной рабочей высоты на 7 мм (при подъеме токоприемника в месте отсутствия контактного провода, или выезде электропоезда на участок, не оборудованный контактной подвеской), то кронштейн нижней подвижной рамы воздействует на клапан ограничения высоты подъема. Преодолевая усилие возвратной пружины, клапан откроет доступ сжатого воздуха к пневматическому выключателю DS3, электрические контакты которого разорвут цепь питания электропневматического вентиля VE. Для отключения устройства ограничения высоты подъема предусмотрен разобщительный кран Y_S.

    В целях исключения повреждения контактного провода при механических поломках контактных подвесок или контактной каретки токоприемника, устройство автоматического опускания производит аварийное опускание токоприемника. Для этого используются специально предназначенные контактные накладки с каналами для прохода сжатого воздуха, а также система трубопроводов, проложенная вдоль полвижных рам токоприемника и зафиксированная в местах шарнирных соединений при помощи опорных планок, а также смонтированная на опорной раме вентильная группа.

    Вентильная группа устройства аварийного опускания.

    Вентильная группа устройства аварийного опускания состоит из вентиля быстрого опускания V_B, разобщительного крана Y_B и контрольного крана Y_p.

    При эксплуатации электропоезда разобщительный кран Y_B должен находиться в открытом положении (вдоль трубопровода). Перекрытое положение крана Y_B - под углом 90* к трубопроводу. При перекрытом положении крана Y_B устройство аварийного опускания выведено из работы.

    Контрольный кран Y_p имеет три положения:

    - рабочее положение (вправо, под углом 90°), при котором кран закрыт и заблокирован;

    - положение "Тест" (вдоль трубопровода) - используемое при проверке работоспособности устройства аварийного опускания. В этом положении открытый контрольный кран имитирует неисправность или не герметичность контактных накладок и трубопроводов устройства аварийного опускания;

    - закрытое положение (влево, под углом 90°) - положение, используемое при тестировании системы.

    В эксплуатации, монтажные гнезда обоих контактных накладок токоприемника снабжаются сжатым воздухом по системе трубопроводов от пневматического привода токоприемника BG. Если происходит утечка сжатого воздуха из монтажных гнезд контактных накладок вследствие механического повреждения, то в пневматическом приводе BG происходит сброс давления через вентиль быстрого опускания вентильной группы VB, так что токоприемник сразу же автоматически опускается.

    К трубке B линии сжатого воздуха, идущей к устройству автоматического опускания, подключен пневматический выключатель аварийного опускания DS2 электромагнитного блока управления токоприемником. При падении давления в устройстве автоматического опускания, пневматический выключатель DS2 отключится, и его электрические контакты разорвут цепь питания электропневматического вентиля VE. Неисправный токоприемник уже нельзя будет поднять из кабины машиниста.

    Устройство автоматического опускания можно отключать для выполнения регулировочных работ на токоприемнике с помощью концевого крана Y_B.

    Для функционального контроля системы автоматического опускания предусмотрен кран Y_p. Для защиты против несанкционированного открытия и вследствие этого опасности травмирования, во время нормальной эксплуатации контрольный кран Y_p должен быть закрыт и рычаг должен быть заблокирован.