технология ремонта клапана КТ-20-02 токоприёмника ТАсС-10 в объёме ТР-3

Введение
Железнодорожному транспорту принадлежит ведущая роль в системе
путей сообщений России, железные дороги наиболее приспособлены к
массовым перевозкам. Они функционируют днем и ночью независимо от
времени года и атмосферных условиях, что особенно важно для России с ее
разными климатическими зонами.
На железных дорогах сравнительно небольшая себестоимость перевозок и
высокая скорость доставки грузов. За последние годы скорость движения
грузовых и пассажирских поездов значительно увеличилась.
Железные дороги являются универсальным видом транспорта для
перевозок всех видов грузов в межрайонном и во внутрирайонном сообщении.
Однако постройка железных дорог требует больших капитальных вложений,
зависящих от топографических, климатических и экологических условий.
Железные дороги располагают различными инженерными сооружениями,
техническими устройствами и средствами, основными из которых являются
железнодорожный путь, подвижной состав (локомотивы и вагоны), сооружения
локомотивного и вагонного хозяйства, сооружения и устройства сигнализации,
связи и вычислительной техники, электро- и водоснабжения, железнодорожные
станции и узлы.
Для того, чтобы железнодорожный транспорт оставался лидером в
перевозочном процессе, он должен быть надёжным. Одним из важнейших
элементов электровоза, от которого зависит надёжная работа, является
токоприёмник. Его стабильная работа зависит не только от напряжения на
контактном проводе, но и от воздуха.
Конечно, без воздуха не может не работать ни один контактор, но и не
будет тормозов, а так же не поднимется ни один токоприёмник. Поэтому далее
пойдёт
речь
именно
о
приборе,
который
управляют
центральным
токоприёмником и регулирует время подъёма и время отпускания.
Это клапан токоприемника КТ-20-02. Этот прибор является одним из
важнейших составляющих любого электровоза.
В работе я рассмотрю технологию ремонта клапана токоприёмника
электровоза 2ЭС5К, применяемую в ремонтном локомотивном депо.
1. Виды и периодичность технического обслуживания и ремонтов
локомотивов
Плановые работы по техническому обслуживанию и текущим ремонтам
должны включать в себя:
техническое обслуживание ТО-1, ТО-2, ТО-3,ТО-4, ТО-5;
текущие ремонты ТР, текущие ремонты ТР по специальному регламенту
(ТРС), средний ремонт СР.
Техническое
обслуживание
ТО-1,
ТО-2
предназначаются
для
предупреждения появления неисправностей и поддержания электровоза в
работоспособном
и
обеспечивающем
его
надлежащем
санитарно-гигиеническом
бесперебойную,
безаварийную
работу,
состоянии,
пожарную
безопасность и безопасность движения.
Техническое обслуживание ТО-1 выполняется локомотивной бригадой
при каждой приемке-сдаче электровоза и в процессе его эксплуатации. Объем
работ при ТО-1 указан в руководстве по эксплуатации ИДМБ.661142.009РЭ7
(3ТС.001.012РЭ7), книга 7.
Техническое обслуживание ТО-2 проводится через 72 часа, независимо от
выполненного пробега электровоза. ТО-2 должно проводиться на пунктах
технического обслуживания локомотивов (ПТОЛ) высококвалифицированными
специалистами, знающими устройство электровоза и его оборудования.
ТО-3 выполняют в стойлах депо комплексные и специализированные
бригады. На техническое обслуживание ТО-3 электровоза ставят в плановом
порядке в соответствии с установленным начальником дороги планом ремонта.
Техническое обслуживание ТО-4 применяется для обточки бандажей
колесных пар без выкатки их из-под электровоза с целью поддержания
оптимальной величины проката и толщины гребней.
Ремонты ТР и ТР по специальному регламенту (ТРС) предназначены для
восстановления
основных
эксплуатационных
характеристик
и
работоспособности электровоза в соответствующих межремонтных периодах
путем ревизии, ремонта и замены отдельных частей, сборочных единиц,
регулировки и испытания, а также частичной модернизации.
Средний ремонт (СР) предназначен для восстановления основных
эксплуатационных характеристик, исправности и ресурса (срока службы)
электровоза путем ремонта или замены изношенных или поврежденных деталей
и агрегатов с обязательной проверкой состояния остальных составных частей с
устранением обнаруженных неисправностей, а также частичной модернизацией
отдельных составных частей.
ТР
электровозов
выполняется,
как
правило
в
депо
приписки
комплексными и специализированными бригадами.
Межремонтные пробеги электровоза 2ЭС5К составляют для ТР-1- 30000
км, для ТР-3- 600000 км.
2. Назначение, конструкция и принцип действия токоприемника
ТАсС-10
.1 Назначение токоприемника ТАсС-10
Токоприемники это аппараты, которые предназначены для передачи
электроэнергии от контактной сети (КС) к элекрооборудованию электрического
подвижного состава (ЭПС). Они существенно различаются между собой по
конструктивному исполнению. Работа токоприемника зависит от типа и
состояния контактной подвески, от условий работы: скорости движения и
мощности ЭПС; величины токовой нагрузки и напряжения КС; состояния
железнодорожного полотна, оказывающего большое воздействие на работу
токоприемника боковыми и продольными колебаниями, передающимися от
кузова электровоза; от климатических факторов окружающей среды.
Токоприемники должны обеспечивать:
качественный токосъём;
высокую механическую устойчивость;
минимальный износ контактного провода;
достаточную тепломощность токоведущих деталей;
устойчивость против аэродинамических сил;
возможность опускания подвижной системы в случае прекращения
подачи сжатого воздуха в пневматический привод;
удобство эксплуатации и ремонта.
На
магистральных
электровозах
и
электропоездах
применяют
токоприемники пантографного типа (не дуговые и не штанговые), так как они
наиболее
полно
удовлетворяют
требованиям
и
условиям
работы
на
магистральных электрических железных дорогах. Такие токоприемники
осуществляют высокое качество токосъёма, имеют дистанционное управление и
обеспечивают работу локомотива в обе стороны движения.
Стендовые испытания опытных образцов токоприёмника асимметричного
ТАсС-10 подтвердили работоспособность, правильность выбора
кинематической схемы и конструктивных решений.
Конструкция токоприёмника обеспечивает надёжность токосъёма для
скоростей 160км/ч, необходимые аэродинамические свойства, минимальный
износ контактирующих элементов (контактных проводов и контактных вставок
полозов), стабильное контактное нажатие, достаточную поперечную жёсткость
токоприёмника в целом и его верхнего узла в частности, вибростойкость и
вибропрочность конструкции.
Конструкция полоза выполнена в соответствии с «Техническими
требованиями
к
полозам
магистрального
электроподвижного
состава»,
разработанным ВНИИЖТ и утверждённых ЦТ МПС 29.07.92г. по результатам
проведенных лабораторией контактной сети исследований взаимодействия
полозов токоприёмника и контактной сети, свидетельствующих о важности
этого конструктивного узла токоприёмников любого типа.
2.2 Конструкция токоприемника ТАсС-10
Токоприемник TAcC - 10 (рисунок 1) состоит из следующих основных
узлов: основания 6, пневмопривода 3, несущего рычага 12, верхней рамы 11,
сочлененной шарнирно с несущим рычагом 12, как непосредственно, так и
через тягу 10 и кулисную тягу 7, за счет перемещения ее шарнира в продольном
пазу направляющей рамки 8; двух кареток 1 из шарнирно подрессоренных
четырехзвенников; полоза 2 и синхротяги 9 кареток. Синхротяга 9, соединенная
с каретками 1 и несущим рычагом 12, в совокупности с верхней рамой 11
образует шарнирный параллелограмм 5, стабилизирующий горизонтальное
положение
полоза
2.
Полоз
оборудован
угольными
вставками
4
установленными на медной подложке. Несущий рычаг, рама верхняя,
синхротяга кареток выполнены сварными из алюминиевого проката.
Основание 6 выполнено в виде сварной рамы из швеллеров. К основанию
приварены стойки, на которых закреплен пневмопривод рамки (кулисный
механизм).
Рисунок 1 - Токоприемник ассиметричный ТАсС - 10: 1 - каретки; 2 полоз; 3 - пневмопривод; 4 - угольные вставки; 5 - шарнирный четырехзвенник;
6 - основание; 7 - кулисная тяга; 8 - направляющая рамка; 9 - синхротяга; 10 тяга; 11 - верхняя рама; 12 - несущий рычаг
2.3 Принцип действия токоприемника ТАсС-10
Токоприемник
работает
следующим
образом:
сжатый
воздух,
подведенный из магистрали питания, поступает в пневмопривод 3; усилие
пневмопривода приложенное к малому плечу несущего рычага 12, поворачивает
несущий рычаг на полуосях, закрепленных шарнирно на основании 6; длинное
плечо
несущего
рычага
перемещает
вверх
средний
шарнирный
узел
токоприемника и вместе с ним верхнюю раму 11; верхний шарнир кулисной
тяги 7 перемещается вместе с несущим рычагом вверх и передает усилие
пневмопривода на верхнюю раму с помощью тяги 10 за счет перемещения
нижнего шарнира кулисной тяги в продольном пазу направляющей рамки 8; это
обеспечивает поворот верхней рамы относительно несущего рычага с помощью
синхротяги 9; каретки 1 с полозом 2 поднимаются вверх до упора вставок 4 в
контактный провод; четырехзвенники 5 кареток, преодолевая усилие пружин,
просядут до обеспечения каретками нормируемого контактного нажатия; при
выпуске сжатого воздуха из пневмопривода подвижные части токоприемника
под действием собственного веса опускаются на буферные устройства;
подрессоренный шток буферного устройства просаживается на пружине, гася
энергию удара и предотвращая деформацию подвижных частей токоприемника.
Параметры времени подъема и опускания токоприемника контролирует
клапан пантографа КТ-20-02 и калибровочный клапан 5ТН.456.129 Клапан
токоприемника
токоприемником
КТ-20-02
и
предназначен
регулирования
для
времени
управления
его
центральным
опускания.
Клапан
калибровочный 5ТН.456.129 предназначен для регулирования времени подъема
токоприемника.
2.4 Конструкция и принцип действия клапана токоприемника
КТ-20-02
Клапан токоприемника КТ-20-02 (рис. 2) состоит из двух, скрепленных
болтами, корпусов и вентиля электромагнитного 12 (типа ЭВ-5-04). Канал
сообщения вентиля электромагнитного 12 и нижнего корпуса 1 уплотнен
резиновым кольцом 13, установленным на втулке 14.
В камере верхнего корпуса 8 под герметично установленной пробкой 10
размещен клапан 9 с резиновой втулкой 4. Втулка поджата к верхнему седлу
корпуса 8 пружиной 11. Такая же втулка установлена на поршне 3. Поршень 3
установлен в нижнем корпусе 1 и уплотнен манжетой 2. На верхнем корпусе
установлен дросселирующий клапан 5.
Рисунок 2- Клапан токоприемника КТ-20-02: 1, 8 - корпус; 2 - манжета; 3 поршень; 4, 14 - втулки; 5 - дросселирующий клапан; 6, 11 - пружины; 7 - винт;
9 - клапан; 10 - пробка; 12 - вентиль электромагнитный; 13 - кольцо; 15 - корпус;
16, 17 - шайбы; 18 - гайка; 19 - болт
При включении вентиля электромагнитного 12 сжатый воздух поступает в
камеру под поршень 3 и, преодолевая давление воздуха на клапан 9 и усилие
пружины 11, перемещает поршень 3 и клапан 9 вверх до упора втулкой 4,
расположенной на поршне 3, в нижнее седло корпуса 8. Втулка 4,
расположенная на клапане 9, поднимается с клапаном вверх и открывает канал
сообщения магистрали питания с магистралью потребителя через клапан
5ТН.456.129.
При выключении вентиля клапан 9 с поршнем 3 под действием пружины
11 опускается вниз, перекрывая сообщение магистрали питания и магистрали
потребителя. Сжатый воздух из магистрали потребителя выходит в атмосферу
через дросселирующий клапан 5. В начале усилие сжатого воздуха больше
усилия пружины 6 и клапан открывается, обеспечивая быстрый выход сжатого
воздуха в атмосферу. Вследствие резкого снижения давления сжатого воздуха в
пневмоприводе
токоприемника,
происходит
быстрый
отрыв
полоза
токоприемника от контактного провода. При дальнейшем снижении давления
сжатого
воздуха,
его
усилие
станет
меньше
усилия
пружины
6
дросселирующего клапана и клапан закроется. Выход сжатого воздуха будет
проходить через отверстие в клапане диаметром 1 мм, что создаст резкое
замедление снижения давления воздуха и уменьшение скорости опускания
токоприемника. Время опускания токоприемника регулируется изменением
затяжки пружины 6 дросселирующего клапана с помощью винта 7.
3. Технология ремонта клапана токоприемника КТ-20-02 в объёме
ТР-3
Ремонт клапана токоприемника КТ-20-02 производится в соответствии с
технологической инструкцией по техническому обслуживанию и текущему
ремонту
токоприемников
отечественных
электровозов
постоянного
и
переменного тока.
3.1 Неисправности клапана токоприёмника
Наиболее частые дефекты клапанов следующие: утечка, пульсация и
задиры. Утечка транспортируемый среды означает, что среда проходит через
затвор клапана при более низких давлениях, чем установочное.
Причинами этой неисправности могут служить попадания посторонних
предметов на уплотнительные поверхности клапана (устраняется продувкой),
повреждения уплотнительных поверхностей (восстанавливается притиркой),
деформация пружины, занижение установочного давления и другие. Пульсация
- дефект, касающийся в основном предохранительного клапана. Выражается в
его быстром и частом открытии и закрытии без необходимости.
Может возникнуть как результат чрезмерно большой пропускной
способности, суженного сечения подводящего к приему клапана патрубка
сосуда, неправильная установка отводящей трубы.
Устраняется этот дефект с помощью правильного выбора клапана для
соответствующего параметра. Задиры движущихся деталей клапанов - результат
их неправильной сборки или установки, Квалифицированная сборка изделия
помогает предотвратить подобные неисправности.
3.2 Разборка клапана калибровочного и клапана токоприёмника
Снять клапан с токоприёмника и установить в ремонтном цехе на
выверенные тумбы. Произвести разборку аппарата.
отвинтить два болта крепления фланцев корпуса и цилиндра, отделить
блок цилиндра от клапанной коробки;
снять электромагнитные вентили; - извлечь ось, снять сухарь механизма
ручного переключения; - разобрать шариковый фиксатор; - снять крышку
цилиндра и извлечь поршень со штоком; - отвинтить пробку клапанной
коробки, извлечь пружину и шток с резиновыми уплотнениями; - разобрать
дроссельный клапан; - снять резиновые уплотнения с поршня привода и штока
запорного клапана.
3.3 Ремонт клапана калибровочного и клапана токоприёмника
Очистить и осмотреть все детали клапана. Резиновые манжеты и кольца
заменить. Уплотняющую втулку запорного клапана промыть в бензине и
протереть насухо. Втулку с износом по месту опоры на седло корпуса более 1
мм заменить. Заменить или отремонтировать детали, имеющие износ рабочих
поверхностей, срывы резьбы, надрывы уплотняющих прокладок и другие
дефекты, приводящие к нарушению герметичности и потере работоспособности
клапана.
3.4 Сборка клапана калибровочного и клапана токоприёмника
Собрать клапан в последовательности, обратной разборке, приведенной в
разделе 3.1.
3.5 Испытание клапана калибровочного и клапана токоприёмника
Проверить: - работу запорного клапана клапанной коробки при подаче
сжатого воздуха давлением 0,7 МПа (7 кгс/кв.см) во впускной патрубок. При
неоднократном кратковременном включении левого вентиля отрегулировать
затяжку пружины шарикового фиксатора до удержания запорного клапана
в открытом состоянии; . - герметичность (по ГОСТ 9219) при подаче во
впускной патрубок от резервуара емкостью 1 л давлением 0,675 МПа (6,75
кгс/кв.см). Через 240 с от начала проверки допускается снижение давления не
ниже 0,61 МПа (6,1 кгс/кв.см). Проверку производить дважды - при закрытом и
открытом запорном клапане; - время подъема и опускания токоприемника при
подаче сжатого воздуха с номинальным давлением 0,5 МПа (5 кгс/кв.см).
Регулировку производить совместно с токоприемником. Время подъема при
включении привода регулировать изменением положения регулировочного
болта на корпусе клапанной коробки. Время опускания при выключении
привода регулировать изменением затяжки пружины дроссельного клапана.
Данные
должны
соответствовать
нормам
п.
5.1.23;
-
сопротивление
постоянному току при температуре 20 °С катушек электромагнитных вентилей.
Сопротивление должно быть от 772 до 870 Ом; - сопротивление изоляции
между выводами катушек вентилей и корпусом. Сопротивление должно быть не
менее 10 МОм; - электрическую прочность изоляции между выводами вентилей
и корпусом. Испытание производить переменным напряжением 1500 В частоты
50 Гц в течение 1 мин.
3.6 Регулировка клапана токоприёмника
После испытания клапана нужно отрегулировать время опускания
клапаном токоприемника КТ-20-02 в пределах 3,5-6 с, измеренное от момента
начала вертикального движения полоза, находящегося на максимальной
рабочей высоте 1900 мм, до момента достижения им своего низшего
положения.
Если время опускания менее 3,5 с, поджать пружину дросселирующего
клапана,
установленного
на
клапане
токоприемника
КТ-20-02,
путем
ввинчивания регулировочного винта. После регулировки положение винта
зафиксировать контргайкой; если время опускания более 6 с, ослабить пружину
дросселирующего клапана путем вывинчивания регулировочного винта. После
регулировки положение винта зафиксировать контргайкой;
После этого проверить опускающее усилие, которое должно быть не
менее 120 Н (12кгс).
локомотив ремонт токоприемник
Таблица 1
Наименование показателя
Технические требования
Норма
Браковочный
размер или
параметр
0,9(9)
менее 0,9 менее
0,61(6,0)
0,61
240(4)
--300(5)
600(10)
0,675(6,75)
-
ТР-3
0,61(6,1)
менее 0,61
-
0,61(6,1)
менее 0,61
-
--
--
6.8 Сопротивление нагревателя КП-29-01, Ом
400(6,5)
600(10)
29,2
-
6.9 Сопротивление изоляции нагревателя КП-29-01, МОм
6.10 Электрическая прочность изоляции, В
0,5
1500
менее 27,2 более
31,2
менее 0,5
менее 1500
6.2 Давление сжатого воздуха в конце испытаний, МПа
(кгс/см2) КП-29-01, КП-8, КР-1 КТ-20-02
6.3 Длительность проверки, с (мин.) КП-8 -при
включенном вентиле -при выключенном вентиле
КТ-20-02, КП-29-01, КР-1
6.4 Испытательное давление сжатого воздуха для
проверки герметичности пневмопривода, МПа (кгс/см2)
КТ-20-02, ПБ-3
6.5 Давление сжатого воздуха в конце испытаний, МПа
(кгс/см2) КТ-20-02, ПБ-3
6.6 Давление сжатого воздуха в конце испытаний, МПа
(кгс/см2) КТ-20-02, ПБ-3
6.7 Длительность проверки с (мин.) КП-20-02 ПБ-3
----
-
-
3.7 Оборудование, применяемое при ремонте клапана токоприёмника
Для ремонта и регулировки клапана токоприёмника необходимы
следующие инструменты и приспособления:
верстак, тиски, набор ключей, отвёртка, пассатижи, молоток;
набор напильников и надфилей;
щётка металлическая, бумага наждачная, машинка шлифовальная;
переносная лампа, лупа;
штангенциркуль, шаблоны, динамометр, линейка, щупы;
ванна лудильная;
моечная установка;
стенд для испытания;
устройство для проверки силовых и электрических цепей УПСЦ - 3
(измерение активного сопротивления);
мегомметр локомотивный универсальный (питание от бортовой сети
локомотива или автономное);
индикатор универсальный "Эллин" (для контроля наличия напряжения
переменного и постоянного тока);
индикатор межвитковых замыканий "ИМВЗ-3";
пробивная установка;
шкаф для нагрева, сушки и прожировки деталей, тип А298.02;
пломбировочное устройство.
4. Требования охраны труда при ремонте клапана токоприёмника
Перед началом ремонта электрооборудования ЭПС должны быть
обесточены все электрические цепи, отключен рубильник аккумуляторной
батареи и выключатели тяговых электродвигателей, крышевой разъединитель
поставлен в положение «заземлено» выпущен воздух и перекрыты краны
пневматической системы электроаппаратов. Кроме того, при необходимости
ремонта отдельных аппаратов должны быть вынуты предохранители данного
участка, предусмотренные конструкцией.
При питании переносного диагностического прибора от внешней сети
напряжением более 42,5В переменного тока или 50В постоянного его следует
оборудовать защитным заземлением (занулением).
При
измерении
сопротивления
изоляции
электрических
цепей
мегомметром на напряжение 0,5 и 2,5 кВ выполнение каких-либо других работ
на электрооборудовании и электрических цепях ЭПС - ЗАПРЕЩАЕТСЯ.
После ремонта ЭПС подъем токоприемника и опробование электровоза
или электросекции под рабочим напряжением должно производить лицо,
имеющее право управления, в присутствии производившего ремонт мастера или
бригадира, которые до начала опробования должны убедиться в том, что:
обслуживающий персонал находиться в безопасных местах и подъем
токоприемника не грозит им опасностью ,
закрыты люки машин, двери шкафов управления, щиты стенок ВКК, в
ВКК и под кузовом нет людей и посторонних предметов,
с ремонтировавшихся машин и аппаратов сняты все временные
присоединения.
Заключение
В своей работе на тему «Технология ремонта клапана КТ-20-02
токоприёмника ТАсС-10 в объёме ТР-3» были выполнены следующие разделы:
. Пояснительная записка, в которую входят:
Виды
и
периодичность
технического
обслуживания
и
ремонтов
локомотивов.
Назначение, конструкция и принцип действия токоприемника ТАсС-10.
Технология ремонта клапана токоприемника КТ-20-02 в объёме ТР-3.
Требования охраны труда при ремонте клапана токоприёмника.
. Графическая часть, в которую входят чертежи:
Клапан токоприёмника;
Технологическая карта по ремонту клапана токоприёмника.
При выполнении курсового проекта я изучил назначение, конструкцию и
технические данные клапана токоприёмника, узнал технологический процесс
его ремонта. Я узнал, какие инструменты, материалы и приспособления
используются при ремонте клапана, какие требования предъявляются к его
содержанию и техническому состоянию.
Список использованных источников
1. Кузьмич В.Д. Локомотивы. Общий курс. М.: ФГОУ «УМЦ», 2011
2.
Попов Ю.В. Конструкция электроподвижного состава: уч.п. - М.:УМЦ
ЖДТ, 2012.
.
Быстрицкий Х.Я. «Устройство и работа электровоза переменного тока». -
М.: Транспорт, 2010, 142 с.
.
Дубровский З.М. «Электровоз: управление и обслуживание». - М.:
Транспорт, 2011. 204 с.
.
Левицкий А.А., Сибаров Ю.Г. «Охрана труда в локомотивном хозяйстве».
- М.: Транспорт, 2010. 134 с.
.
Сидоров Н.И. «Как устроен и работает электровоз?». - М.: Транспорт,
2010. 159 с.
.
Филиппов Н.М., Уздин М.М. «Железные дороги: общий курс». - М.:
Транспорт, 2010. 185 с.
.
Руководство по эксплуатации электровоза 2ЭС5К, книга № 1-4, 6-8,
техническое описание, электрические схемы.
.
Электрические и пневматические схемы электровоза переменного тока
2ЭС5К и его обслуживание.