повышения ресурса работы

Введение…………………………………………………………………………...…....6
1 Обоснование необходимости повышения ресурса работы токоприемника
электровоза…………………………………………….……………………………...7
1.1 Анализ неисправностей токоприемников электровозов……………………....7
1.2 Износ скользящего контакта………………………………………………….....9
2 Моделирование взаимодействия контактной сети и токоприемника
электровоза…………………………………………………………………………..15
2.1 Аналитический обзор методов численного моделирования токоприемника………………………………………………………………...15
2.2 Моделирование износа токосъемной вставки токоприемника с помощью
средств MATLAB-SIMULINK…………………………………………………21
3 Техническое диагностирование токоприемников электровозов………………...30
3.1 Классификация средств диагностирования токоприемников………………..30
3.2 Диагностирование токоприемника при эксплуатации встроенными
средствами……………………………………………………………………….33
3.3 Диагностирование токоприемника при техническом обслуживании и
ремонте в условиях депо………………………………………………………..37
3.4 Диагностика состояния токосъемных вставок токоприемников…………….38
3 Технико-экономическое обоснование проекта повышения ресурса работы
токоприемника электровоза ……………………………………………………...55
4.1 Общие сведения………………………………………………………………....55
4.2 Определение величины капитальных вложений …………………………….56
4.3 Определение величины эксплуатационных расходов………………………..63
4.4 Определение выгод от повышения ресурса работы токоприемника ………64
4.5 Определение показателей экономической эффективности…………………..65
Заключение…………………………………………………………………………….66
Список использованных источников………………………………………………...68

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время система контактного токосъема является основным способом передачи электроэнергии электроподвижному составу (ЭПС) электрифицированных железных дорог. Обеспечение качественного токосъема в сложных режимах эксплуатации связано с решением комплекса проблем.
В условиях роста объемов перевозок, сопровождающегося увеличением скоростей движения, массы поездов особо актуальной по причине существенных затрат становится проблема поддержания в работоспособном состоянии контактной сети и токоприемников ЭПС, техническое состояние которых является одним из важнейших факторов надежности локомотива в целом.
Из всех аппаратов ЭПС токоприёмники работают в наиболее сложных условиях. Они воспринимают разнообразные динамические нагрузки, подвергаются сильному воздействию электрического тока, в зимнее время на их работоспособности отрицательно сказываются низкая температура, снегопады и гололёд. В результате ненормального взаимодействия с деталями контактной сети в сочетании с другими факторами перекашиваются рамы токоприемников, возникают изгибы труб рам, ослабляется крепление нижней рамы, лопаются изоляторы, перекашиваются шарниры механизма подъема и опускания, слабнут и перетираются шунты, возникают трещины в коробе полоза и деталях кареток.
Одна из причин увеличения числа отказов ЭПС – снижение качества взаимодействия токоприемников и контактных подвесок при росте скоростей движения. В сравнении с другими узлами ЭПС значительно меньшим ресурсом, снижающимся при их эксплуатации, обладают токосъемные элементы.
В условиях увеличения межремонтных пробегов электровозов, определенных Стратегией развития железнодорожного транспорта в РФ «Оптимизированная система технического обслуживания и ремонта локомотивов» до 2030 г., повышение пробега токосъемных элементов токоприемников позволит сократить потребность в техническом обслуживании ЭПС в интервалы между ремонтами [1].
Использование в конструкции токоприемников современных высокопрочных материалов позволяет достичь требуемых эксплуатационных показателей без изменения габаритов ЭПС, при этом для снижения стоимости необходим обоснованный выбор запасов прочности без потери работоспособности.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обоснование необходимости повышения ресурса работы токоприемника электровоза

1.1 Анализ неисправностей токоприемников электровозов

Токоприемник состоит из основания, нижней и верхней подвижных рам, двух кареток, полоза и подъемно-опускающего механизма. Структурная схема основных элементов токоприемника показана на рисунке 1.1.



1 – полозы; 2 – рама; 3 – насос; 4 – изоляторы; 5 – корпус локомотива;
6 – опускающая пружина; 7 – поднимающая пружина;
8 – контактная вставка полоза токоприемника
Рисунок 1.1 – Структурная схема токоприемника (главный вид и вид слева)

Рассмотрим конструктивные особенности симметричного токоприемника легкого типа на примере токоприемника Л-13У (рис. 1.2).
На рисунке 1.2 имеются следующие обозначения: 1 – труба нижней рамы; 2 – продольная труа верхней рамы; 3 – каретка; 4 – полоз; 5 – синхронизирующая тяга; 6 – подъемная пружина; 7 – пневматический цилиндр; 8 – опускная пружина; 9 – продольная тяга; 10 – диагональная труба.
К пантографам предъявляют следующие требования по надежности:
- токоприёмник должен сохранять работоспособность (обеспечивать не менее 10000 циклов подъемов - опусканий, выполняемых подъемно-опускающим механизмом; 100000 циклов при отключенном подъемно опускающем механизме);
- каретки должны сохранять работоспособность, обеспечивая не менее 1200000 циклов колебаний;
- срок службы – не менее 20 лет, пробег – 10 млн. км [1–4].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Смирнов, В.А. Повышение качества технического состояния токоприемников электрического подвижного состава магистральных железных дорог: дис. … канд. техн. наук: 05.22.07 / В.А. Смирнов. – Омск, 2007. – 127 с.
2 Емельянова, М.Н. Повышение качества токосъёма за счёт выбора рационального натяжения проводов контактной подвески : дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / М.Н. Емельянова. – Москва, 2015. – 105 с.
3 Ецков, Т.А. Асимметричный токоприемник с улучшенными динамическими показателями: дис. ... канд. техн. наук: 05.09.01 / Т.А. Ецков. – Новочеркасск, 2018. – 307 с.
4 Смердин, А.Н. Совершенствование системы токосъема магистральных электрических железных дорог в условиях высоскоростного и тяжеловесного движения.: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / А.Н. Смердин. – Омск, 2019. – 43 с.
5 Абдурахманов, Б.Б. Метод диагностики токопроводящих вставок токоприемников электровозов / Б.Б. Абдурахманов, А.П. Зеленченко // Транспорт: проблемы, идеи, перспективы: сборник трудов LXXVII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2017. – С. 13-18.
6 Сидоров, О.А. Выбор метода численного моделирования токоприемника электроподвижного состава/ О.А. Сидоров, И.Л. Саля // Известия Транссиба. – 2016. – № 2(26). – С. 107-112.
7 Collina, A. Numerical simulation of pantograph-overhead equipment interaction / A. Collina, S. Bruni // Vehicle System Dynamics. – 2002. – 38 (4). – Рp. 261-291.
8 Марквардт, К.Г. Контактная сеть: учебник для вузов ж.-д. транс. / К.Г. Марквардт. – М.: Транспорт, 1994. – 335 с.

Весь текст будет доступен после покупки