Тема: «Исследование конструкции и действия многопозиционных групповых переключателей. Назначение, конструкция и действие многопозиционных групповых переключателей».

Цель работы: исследовать конструкцию, принцип действия многопозиционных групповых переключателей.

KH

На электровозах ЧС2 до № 305 включение тяговых двигате­лей под напряжение, замыкание накоротко и переключение сек­ций пусковых резисторов, а также переход с одного соединения двигателей на другое осуществляют главным переключателем 17КН. а на электровозах № 232 и с № 305 — переключателем 18КН.

Переключатели имеют 48 позиций:нулевая, X — подготови­тельная позиция (цепь тяговых двигателей разомкнута); 1—19-я — реостатные позиции на последовательном соединении двигателей; 20-я — ходовая позиция этого соединения двигателей (в выведен­ными из цепи резисторами); I, II—переходные позиции; 21—32-я — реостатные позиции на последовательно-параллельном соединении двигателей; 33-я — ходовая позиция этого соединения; III, IV — переходные позиции; 34—41-я — реостатные позиции при парал­лельном соединении двигателей; 42-я — ходовая позиция этого со­единения двигателей.

Главный переключатель 18КН (рис. 112 и 113) состоит из рамы, 32 контактных элементов, кулачкового вала, 32 дугогасительных камер, пневматического привода, редуктора и блокировочных кон­тактов. У переключателя 17КН (рис. 114) имеется 39 контактор­ных элементов.

Рис. 113

Рис. 114

Рама переключателя выполнена из двух литых боковин 1 (см. рис. 112) и 7, соединенных между собой четырьмя стальными изо­лированными снаружи бакелитовой бумагой стержнями 11 и 12. Покрытие стержней изоляцией произведено опрессовкой в горячем состоянии. К боковине 7 прикреплен редуктор 8 и кронштейн 10, на котором установлен пневматический привод 9. На боковине 1 смонтированы блокировочные контакты 16.

Контактор главного переключателя (рис. 115—117) имеет не­подвижные 25 и подвижные 26 контакты. Первые из них винтами укреплены на держателе 24, соединенном через дугогасительную катушку 23 с зажимом 47, к которому болтом 46 присоединяют кабель. Дугогасительная катушка 23 надета на сердечник 22, изготовленный из электротехнической стали. К сердечни­ку 22 четырьмя винтами 42 с потайными головками прикреплены наконечники 20: Во избежание ослабления крепления головки винтов 25 закреплены. Полюсные наконечники 20 в свою очередь винтами 21 связаны также с держателем 24. Зажим 47 и держатель 24 стянуты болтом 43 и укреплены  на изолированных стержнях 12. Болт 43 изолирован от зажима 47 гетинаксовой (гумоиднои) прокладкой 44 и втулкой 45.

Соединение между держателем 24 и выводом дугогасительной катушки 23 осуществлено через полюсные наконечники 20 и сер­дечник 22, к которому подведен внутренний вывод дугогасительной катушки.

Подвижные контакты 26 прикреплены винтами 27 к рычагу 29, который может поворачиваться относительно валика 38, пропущен­ного через отверстие в выступе кронштейна 36. Кронштейн с помощью болта 37 и накладки 35 прикреплен к изолированным стержням 11. На верхнее плечо рычага 29 постоянно действует пружина 32, надетая на болт 34, ввернутый в накладку 35. Ры­чаг 29 валиком 30 соединен с управляющим рычагом 39, на ниж­нем конце которого на оси 40 помещены ролики 41.

Управляющий рычаг 39, как и рычаг 29, может поворачиваться относительно валика 38. Под действием пружины 32, стремящейся повернуть рычаг 29 в положение замыкания контактов 25 и 26, ролик 41 прижимается к кулачковой шайбе 4. В положениях, по­казанных на рис. 115 и 116, выступающая часть шайбы отжимает управляющий рычаг 39, а с ним и рычаг 29 с подвижным контак­том от неподвижного. Когда кулачковый вал поворачивается и ро­лик 41 попадает в выемку шайбы 4, происходит замыкание кон­тактора. При замыкании и размыкании аппарата контакт 26 сколь­зит по поверхности контакта 25 (притирается), вследствие чего контактные поверхности очищаются от окислов и грязи.

Ток к подвижному контакту 26 подводится через рычаг 29 и медный шунт 33, прикрепленный болтами 31 к рычагу 29 и бол­том 34 к накладке 35, к которой присоединяется подводящий ка­бель.

При размыкании контактов электрическая дуга выдувается в дугогасительную камеру 5 магнитным потоком, образованным дугогасительной катушкой 23 между полюсными наконечника­ми 20. Полюсные наконечники 20 контактора переключателя покрыты изоляцией 28, отделяющей их от стенок дугогасительной камеры.

Кулачковый вал главного пере­ключателя (см. р.ис. 112) представ­ляет собой стальную трубу 3, к кон­цу которой приварены шейки 13. На них укреплены внутренние кольца шариковых подшипников; наруж­ные их кольца вмонтированы в бо­ковины / и 7. На трубчатой части вала установлены бакелитовые ку­лачковые шайбы 4_} выполненные из двух половин каждая, что облегчает их монтаж на валу. Каждая полови­на кулачковой шайбы крепится к валу двумя болтами, головки кото­рых закрыты изолирующими колпа­ками из полиэтилена.

При ремонте электровоза приме­няются новые шайбы, изготовлен­ные из прессматериала АГ-4В

(ГОСТ 20437—75); допускается за­мена на волокнит BJI1 (ГОСТ 5689—73). На рис. 118 показана од­на из половин кулачковой шайбы.

На конец кулачкового вала со стороны боковины 7 (см. рис. 112) посажена шестерня редуктора. На противоположный конец наса­жены бакелитовые шайбы 19 и диск 14, на котором нанесены де­ления, соответствующие различным позициям вала. Шайбами 19 производится включение и выключение блокировочных контак­тов 16. Позиции кулачкового вала на диске 14 показываются не­подвижной стрелкой.

По обе стороны кулачкового вала расположены контакторы (контакторные элементы) с дугогасительными камерами 5 и 6. Последние укреплены на общей раме 2 и могут быть при необхо­димости подняты, что позволяет осмотреть и отремонтировать кон­такторы. В рабочем положении рама фиксируется зажимами 18, а в открытом — специальными защелками 17. При опускании бло­ка дугогасительных камер нажимают либо непосредственно на защелку 17, либо на педаль, установленную на валу и связанную с защелкой тросом. Для поворота кулачкового вала вручную пред­усмотрен штурвал 15.

Дугогасительные камеры. Главный переключатель снабжен ду­гогасительными камерами двух типов: деионными решетками 6 и без них — 5 (см. рис. 112—114). Первые из них установлены на контакторах, которым приходится гасить дугу при разрыве цепи между точками, имеющими высокое напряжение. Контакторы же, замыкающие отдельные секции резисторов и имеющие небольшое напряжение между своими контактами (когда дуга между ними разрывается значительно легче), снабжены камерами более про­стой конструкции.

Дугогасительная камера с деионной решеткой (рис. 119) имеет две боковые асбоцементные стенки 5. Пространство между ними разделено перегородкой 10, изготовленной из того же материала.

Между стенками установлены керамические (керитовые) бруски 2, через которые пропущены болты 1, скрепляющие стенки и бруски между собой. Кроме того, болты пропущены через стенки и асбо­цементные цилиндрики 8. В верхней боковой части камеры поме­щены деионные решетки, состоящие из стальных листов 4, которые вместе с распорными шайбами 9 набраны на стальные шпильки 3 и затянуты гайками. Листы изолированы от шпилек гетинаксовыми трубками 6. Распорные шайбы 9 изготовлены из асбоцемента.

К вертикально расположенной шпильке 3 прикреплен медный дугогасительный рог 7, по которому при разрыве тока сбегает дуга с неподвижного контакта. При размыкании контактора его дугога­сительной катушкой электрическая дуга выдувается в сторону деионных решеток, растягивается, охлаждается и, достигая реше­ток, разрывается.

Пневматический привод. Кулачковый вал главного переключа­теля поворачивается с позиции на позицию пневматическим при­водом 15NP (рис. 120 и 121). Он состоит из литого чугунного кор­пуса 4, к которому прикреплены четыре (два двойных) цилинд­ра 14 и 18 диаметром по 72 мм, чугунный картер 5 для масла и корпус блокировочных контактов. Двойные цилиндры расположе­ны под углом 90° друг к другу. В боковые стенки корпуса 4 за­прессованы шариковые подшипники 16 и 19, в которых вращается коленчатый вал 8.

В цилиндрах помещены четыре поршня 12, снабженные резино­выми уплотняющими кольцами 11. Поршни связаны с коленчатым валом 8 при помощи поршневых пальцев 10 и шатунов 9, в кото­рые вштампованы втулки, обхватывающие шейки коленчатого вала и пальцы. Поршни имеют ход 100 мм.

Масло для смазки трущихся частей привода наливается до уровня, ограниченного отверстием, закрываемым болтом 6. Отра­ботавшее масло выпускается из картера 5 через нижнее отверстие, закрытое коротким болтом 7. Для предотвращения утечки масла через места выхода коленчатого вала 8 из корпуса 4 с наружной стороны подшипников 16 и 19 поставлены уплотняющие кольца 15 и 20 типа «Гуферо». Для поддержания при работе механизма ат­мосферного давления внутри корпуса 4 в него ввернут болт 17 с отверстием для прохода воздуха.

Впуск и выпуск сжатого воздуха в цилиндры производятся электромагнитными вентилями 1 через воздухораспределители 2 и каналы крышек 3 цилиндров. Сжа­тый воздух к воздухораспределите­лям подается по трубе 13 диамет­ром 1/2, расположенной на корпу­се 4.

Вал пневматического привода че­рез редуктор соединен с кулачковым валом переключателя. Редуктор с передаточным числом 1:12 помещен в кожух 21. Первая пара зубчатых колес имеет передаточное число 16:64, вторая пара —16:48. Мо­дуль зубчатых колес первой переда­чи 3,5 второй —4; угол зацепления —

20°. При повороте вала привода на 90° (на одну позицию) кулачковый вал поворачивается на 90:12 —7°30', т. е. тоже на одну свою по­зицию. Один оборот вала привода соответствует четырем позициям главного переключателя. Так как последний имеет 48 позиций, то для полного поворота его кулачкового вала необходимо 12 пол­ных оборотов вала привода (рис. 122).

Рис. 115

Рис. 116

Рис. 117

Рис. 119

Рис. 121

KS

Для регулирования скорости электровоза путем применения различных ступеней ослабления возбуждения на электровозе уста­новлен переключатель ослабления возбуждения 5KS (рис. 126). Как и главный переключатель, он состоит из каркаса, кулачкового вала, контакторов, дугогасительных камер, блокировочных контак­тов и пневматического привода.

Каркас выполнен из двух литых боковин 1 и 5, соединенных между собой стальными поперечинами 3 и опрессованными в горя­чем состоянии бакелитовой бумагой стержнями 11. В боковинах укреплены шариковые подшипники, в которых может вращаться барабан 10.

К этому барабану прикреплены бакелитовые кулачковые шай­бы, сделанные для удобства смены разрезными.

На стержнях 11 смонтировано 16 контакторов 9 (по четыре контактора в группе), подвижные контакты которых включаются выступами кулачковых шайб, а выключаются под действием пру­жин, как у главного переключателя. Контакты — медные.

При размыкании контактора дуга магнитным потоком дугогасителыюй катушки выдувается в дугогасительные камеры. Камеры выполнены из асбоцемента и укреплены на раме 2, при повороте которой все 16 камер поднимаются и открывают доступ к контак­торам. В' этом положении рама 2 поддерживается специальными рычагами.

В средней части переключателя помещена плита 4 из тексто­лита, которая служит для создания жесткости конструкции — укрепления поперечин 3 и стержней

На конце вала барабана 10 с наружной стороны боковины 1 укреплены бакелитовые кулачковые шайбы 13, управляющие включением и выключением блокировочных контактов. Положе­ние барабана 10 указывается стрелкой на шкале 12.

Главный вал переключателя ослабления возбуждения приво­дится во вращение пневматическим приводом 15NP, таким же как и у главного переключателя. Очередность работы цилиндров при­вода соответствует рис. 122, лишь в схеме вентили обозначены —097 и 098.

Вал привода 7 связан с главным валом переключателя через двойную зубчатую передачу 6, не отличающуюся от передачи при­вода главного переключателя. Сам привод установлен на крон­штейне 8, приваренном к боковине 5. При повороте вала пневма­тического привода на одну позицию (на -90°) главный вал пере­ключателя поворачивается на 7°3. В табл. 4 приведена последовательность возбуждения венти­лей и наполнения сжатым воздухом цилиндров пневматического привода для всех его шести позиций (см. рис. 122). На нем в скоб­ках указаны номера вентилей переключателя ослабления возбуж­дения 097 и 098.

Вал пневматического привода при переходе с 1-й позиции на 6-ю позицию поворачивается на 360+90=450°.

Провода цепи управления к катушкам электромагнитных вен­тилей и блокировочным контактам подведены кабелем через мно­гоконтактное штепсельное соединение.

Контакторы переключателя выполнены на номинальное напря­жение 3000 В и ток 525 А. Нажатие контактов контакторов со­ставляет 6 кгс. общий вес аппарата 480 кг.

ПКГ-6,4