Мультипроект ОМ • Включайтесь!
2020.07.10 · 00:18 GMT · КУЛЬТУРА · НАУКА · ЭКОНОМИКА · ЭКОЛОГИЯ · ИННОВАТИКА · ЭТИКА · ЭСТЕТИКА · СИМВОЛИКА ·
Поиск : на сайте


ОМПубликацииНациональные приоритеты РоссииНаучно-технический прогресс
2010 — Сидоров О.А. — Тенденции развития устройств токосъёма отечественных и зарубежных метрополитенов (часть 1)
.
Электронная версия научного журнала
НАЦИОНАЛЬНЫЕ ПРИОРИТЕТЫ РОССИИ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАШИН, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ


Сидоров
Олег Алексеевич

доктор технических наук, профессор,
заведующий кафедрой «Электроснабжение железнодорожного транспорта»
Омского государственного университета путей сообщения


Тенденции развития устройств токосъёма
отечественных и зарубежных метрополитенов

• часть 1


Основной отличительной особенностью системы токосъёма метрополитена является использование контактного рельса с нижней или верхней рабочей поверхностью. С контактным рельсом взаимодействуют токоприёмники, которые можно разделить на две большие группы: неуправляемые и управляемые. К неуправляемым относятся конструкции, не имеющие дистанционного управления приводом подъёма и опускания. К управляемым можно отнести токоприёмники, оснащённые приводом, связанным с системой дистанционного управления, а в некоторых случаях и с устройствами регулирования нажатия.



Рис. 1. Неуправляемые токоприёмники метрополитена:
а – ТР-3; б – а. с. 796004 (Россия); в – метро г. Стокгольм (Швеция) (спиральная пружина);
г – Огайо-Брасс (США) (резиновый вал); д – метро г. Париж; е – фирма «Фэвлей» (Франция);
ж – негативный токоприёмник (Франция); з – патент 2700304 (Франция);
и – двусторонний токоприёмник метрополитена (Россия);
к – токоприёмник ОмГУПСа; л – патент 58-163685 (Япония)

Метрополитены России и многих зарубежных стран имеют систему токосъёма, выполненную с использованием неуправляемых токоприёмников (рис. 1, а). Токоприёмник представляет собой подвижную в вертикальной плоскости раму 1, на конце которой жёстко закреплён токосъёмный башмак 2, взаимодействующий с нижней поверхностью контактного рельса 3, который через изолятор 4 связан с кронштейном 5. Нажатие на контактный рельс осуществляется пружинами сжатия 6, установленными между рамой 1 и основанием 7. Cнимаемый ток через гибкий шунт 8 и кабель 9 передаётся на силовое электрооборудование 10. Основание 7 токоприёмника закреплено на изолировочном брусе 11, который установлен на буксах 12 колёсной пары 13, взаимодействующей с ходовым рельсом 14.
В России (а. с. 796004) предложен токоприёмник (рис. 1, б), оснащённый упором 1, который воздействует на концевой выключатель 2 при подъёме токоприёмника в момент схода с концевого отвода контактного рельса. Токоприёмник отключается от силовой цепи, что исключает возможность дугообразования в момент схода и захода в зонах захвата концевых частей рельса.
В метрополитене г. Стокгольма используется токоприёмник, токосъёмный башмак 1 которого прижимается к верхней поверхности контактного рельса 2 с помощью спиральной пружины 3 (рис. 1, в).
В конструкции токоприёмника Огайо-Брасс (США) нажатие токоприёмника 1 осуществляется резиновым торсионом 2, заключенным в металлическую обойму 3 (рис. 1, г).
В метрополитене Парижа (Франция) используются токоприёмники 1, оснащённые пластинчатыми пружинами 2, жестко закреплёнными на основании, подвешенном к изоляторам 3 (рис. 1, д).
Фирмой «Фэвлей» (Франция) разработан рычажно-рамный токоприёмник, башмак 1 которого установлен на системе подвижных рам 2, оснащенных пружиной 3 (рис. 1, е). Той же фирмой предложен негативный токоприёмник (рис. 1, ж), башмак которого взаимодействует с ходовым рельсом, обеспечивая работу отсасывающей цепи при использовании пневматических и резиновых колёс на подвижном составе. Нажатие осуществляется пружиной 2, установленной в шарнирной системе 3.
Для работы в условиях значительных вертикальных перемещений основания токоприёмника относительно ходовых рельсов разработана конструкция (рис. 1, з), содержащая взаимодействующий с ходовым рельсом 1 башмак 2, который через пластинчатые пружины 3 соединён с рамой 4, содержащей упругие элементы 5.
В России предложена конструкция токоприёмника (рис. 1, и) с двусторонним токосъёмным башмаком 1, который установлен на раме 2, соединённой с основанием через пружины 3 и 4. В Омском государственном университете путей сообщения разработан токоприёмник ТР-5 (рис. 1, к), оснащённый упругим элементом 1, усилие от которого через штангу 2 и пружины вторичного подрессоривания 3 передаётся на башмак 4.
В Японии (патент 58-163685) предложена конструкция токоприёмника, оборудованного закреплённой на основании 1 изолировочной пластиной 2, обеспечивающей электробезопасность при уменьшении вертикальных габаритов системы токосъёма.

Управляемые токоприёмники метрополитена, используемые на зарубежных линиях метрополитена, оснащены пневматическим приводом в виде пневмоцилиндров одно- и двустороннего действия (рис. 2).



Рис. 2. Управляемые токоприёмники зарубежных метрополитенов:
а – фирма «Телефункен» (Германия); б – фирма «Вестингауз» (США);
в – метро г. Осло (Норвегия); г – метро г. Амстердам (Нидерланды);
д – метро г. Вена (Австрия); е – патент 56-170056 (Япония)

Фирмой «Телефункен» предложен токоприёмник (рис. 2, а) с нажимной пружиной 1, растяжение которой обеспечивается пневмоцилиндром 2, управляемым с пульта машиниста 3 путём подачи воздуха от ресивера 4 в цилиндр через электропневматический клапан 5.
Токоприёмник системы «Вестингауз» (рис. 2, б) содержит кривошип 1, соединённый с подпружиненным поршнем 2 пневмоцилиндра 3, надпоршневое пространство которого через клапан 4, управляемый с пульта 5, соединено с ресивером. При включении клапана 4 поршень 2 обеспечивает опускание токосъёмного башмака.
В метрополитене г. Осло (рис. 2, в) используется токоприёмник, содержащий шарнирно установленный башмак 1. Двусторонний пневмоцилиндр, содержащий пружину 2 и поршень 3, управляется клапаном 4 по команде с пульта 5. Пневмоцилиндр обеспечивает подъём и опускание токоприёмника.
Аналогичный по конструкции токоприёмник используется в метрополитене г. Амстердама (рис. 2, г). Отличие его от других устройств состоит в том, что подпружиненный поршень 1 пневмоцилиндра, управляемого через клапан 2 с пульта 3, обеспечивает подъём и опускание рамы, оснащённой встроенным изолятором 4.
Расцепляемая конструкция привода использована в токоприемнике, предложенном в Японии (рис. 2, е). Опускание токосъёмного башмака осуществляется роликовым толкателем 1, установленным на конце рычага 2, который соединён с подпружиненным поршнем 3 пневмоцилиндра. Подача воздуха осуществляется через управляемый клапан 4 по команде с пульта 5.
Создание управляемых токоприёмников в России обусловлено тем, что за последние годы изменились условия работы системы токосъёма. У серийно выпускаемых вагонов метрополитена мощность тяговых двигателей достигла 440 кВт, а конструкционная скорость – 25 м/с (90 км/ч). Созданы новые вагоны, оборудованные тиристорно-импульсными преобразователями напряжения и схемой рекуперативного торможения, рассчитанные на скорость 28 м/с (100 км/ч). Все это привело к необходимости совершенствования конструкции за счёт использования дистанционного управления и системы вторичного подрессоривания.

Во ВНИИЖТе разработан управляемый пневматический токоприёмник с клиновым приводом (ТРКП) [1].



Рис. 3. Токоприёмник ТРКП

Токоприёмник ТРКП (рис. 3) содержит токосъёмный башмак 1, который посредством пружины 2 установлен на раме 3, шарнирно связанной с основанием 4. Нажатие на контактный рельс 5 обеспечивается пружиной 6, установленной между рамой 3 и основанием 4. Для регулировки величины отведения рамы используется упор 7. Основание 4 шарнирно связано с транспортным средством и оснащено клиновым приводом 8, соединённым с пневмоцилиндром двустороннего действия. Полости цилиндра соединены через электропневматический клапан 9 с источником сжатого воздуха 10. Клапан 9 включен в цепь управления работой токоприёмника и связан с пультом машиниста 11.
В отличие от серийного токоприемник ТРКП имеет дистанционное управление, более высокие динамические качества за счёт наличия подрессоривания башмака и меньшей приведенной массы – 5,5 кг по сравнению с массой 6,9 кг у ТР-3.
К числу недостатков конструкции можно отнести наличие зависимости между видом статической характеристики и величиной отведения башмака от рельса; недостаточную надёжность клинового привода, особенно в условиях запылённости или гололёда; невозможность отключения токоприёмника при повреждении пневмосистемы или цепи управления; малую величину электрического зазора между башмаком и рельсом при отведении.

→ продолжение статьи: часть 2

___________________________
1. Сидоров О. А. Совершенствование конструкций токоприёмников метрополитена / О. А. Сидоров // Совершенствование контактной сети и токоприёмников и улучшение технологических процессов их эксплуатации: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. − Омск, 1987. − С. 55 – 61.
2. Сидоров О. А. Методы разработки и исследования контактных систем токосъёма скоростных видов монорельсового транспорта / О. А. Сидоров, В. П. Михеев // Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: тез. докл. междунар. конф. / МИИТ. − М., 1996. − С. 128.
3. А. с. 1180823 СССР. МКИ3 B 60 М 1/26. Контактная сеть / М. Ю. Ананьев, О. А. Сидоров, А. В. Запрудский // Открытия. Изобретения. − 1985. − № 40.
4. А. с. 1782794 СССР. МКИ3 B 60 М 1/30. Соединитель контактных рельсов / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов // Открытия. Изобретения. − 1992. − № 47.
5. А. с. 1549812 СССР. МКИ3 B 60 М 1/30. Контактный рельс токосъёма транспортного средства / О. А. Сидоров, В. П. Михеев // Открытия. Изобретения. − 1990. − № 10.

© О.А. Сидоров, 2010



УДК 621.336.7
Дата поступления статьи в редакцию: 16.02.2010
Опубликовано:

Научный журнал «Национальные приоритеты России»№ 1(3) • 2010

 
 
Автор : Сидоров Олег Алексеевич  —  Каталог : Научно-технический прогресс
Все материалы, опубликованные на сайте, имеют авторов (создателей). Уверены, что это ясно и понятно всем.
Призываем всех читателей уважать труд авторов и издателей, в том числе создателей веб-страниц: при использовании текстовых, фото, аудио, видео материалов сайта рекомендуется указывать автора(ов) материала и источник информации (мнение и позиция редакции: для порядочных людей добрые отношения важнее, чем так называемое законодательство об интеллектуальной собственности, которое не является гарантией соблюдения моральных норм, но при этом является частью спекулятивной системы хозяйствования в виде нормативной базы её контрольно-разрешительного, фискального, репрессивного инструментария, технологии и механизмов осуществления).
OM ОМ ОМ программы
•  Программа TZnak
•  Дискуссионный клуб
архив ЦМК
•  Целевые программы
•  Мероприятия
•  Публикации

сетевые издания
•  Альманах Эссе-клуба ОМ
•  Бюллетень Z.ОМ
мусейон-коллекции
•  Диалоги образов
•  Доктрина бабочки
•  Следы слова
библиособрание
•  Нообиблион

специальные проекты
•  Версэтика
•  Мнемосина
•  Домен-музей А.Кутилова
•  Изборник вольный
•  Знак книги
•  Новаторство

OM
 
 
18+ Материалы сайта могут содержать информацию, не подлежащую просмотру
лицами младше 18 лет и гражданами РФ других категорий (см. примечания).
OM
   НАВЕРХ  UPWARD