Порівняльні випробування контактних елементів струмоприймачів з метою комплексної оцінки їх експлуатаційної якості

Автор(и)

  • Mykola Babyak Львівська філія Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. І. Блажкевич, 12а, м. Львів, Україна, 79052, Україна https://orcid.org/0000-0001-5125-9133
  • Volodymyr Horobets Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна https://orcid.org/0000-0002-6537-7461
  • Viktor Sychenko Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна https://orcid.org/0000-0002-9533-2897
  • Yevhen Horobets Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010, Україна https://orcid.org/0000-0001-8017-1595

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.151751

Ключові слова:

накладки пантографа, вставки струмоприймача, контактний матеріал, знос контактів, контактна пластина, електричний транспорт

Анотація

Проведено дослідження взаємодії контактних елементів пантографів електричного транспорту, що експлуатується на ділянках постійного та змінного струму залізниць. На відміну від відомих методик стендових випробувань, досліджено механізм струмознімання і зносостійкості на новій випробувальній установці у мінімально вузькій зоні ковзного контакту, що імітує явище "пропилу" пантографа. Дана установка може бути використана як в заводських умовах при виготовленні нових контактних елементів, так і в лабораторних при дослідженнях зносостійкості.

Експериментальними дослідженнями підтверджено, що інтенсивність зносу контактних елементів струмоприймачів залежить від струмового навантаження зони контакту, величини контактного натиску, площі контактуючої поверхні та швидкості руху. Практично доведено можливість збереження надійного контактного з’єднання у ковзному контакті в екстремальних режимах експлуатації при використанні надійного контактного матеріалу накладок струмоприймача.

Запропоновано використання композиції порошків БрЗГ на основі бронзи, заліза і графіту для виготовлення контактних елементів струмоприймачів, які можуть забезпечувати надійний контакт при взаємодії з контактним дротом. Використання нових і якісних контактних матеріалів впливає на трибологію та стабільність взаємодії контактних пластин та контактного дроту.

Завдяки проведеним дослідженням знайдено можливість виготовлення надійного контактного елемента БрЗГ, який збільшить довговічність взаємодії контактної пари "струмоприймач електричного транспорту – контактна мережа".

Практична цінність досліджень доведена ефективністю використання нового контактного матеріалу БрЗГ на мережі залізничного електричного транспорту, на тролейбусах і трамваях.

Таким чином, є підстави стверджувати про можливість продовження терміну експлуатації контактної пари "накладка струмоприймача електричного транспорту – контактна мережа" шляхом використання нового контактного матеріалу БрЗГ

Біографії авторів

Mykola Babyak, Львівська філія Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. І. Блажкевич, 12а, м. Львів, Україна, 79052

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра транспортних технологій

Volodymyr Horobets, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010

Доктор технічних наук, професор

Кафедра безпека життєдіяльності

Viktor Sychenko, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інтелектуальних систем електропостачання

Yevhen Horobets, Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна вул. Лазаряна, 2, м. Дніпро, Україна, 49010

Аспірант

Кафедра вагони та вагонне господарство

Посилання

  1. Diakov, V. O., Bosyi, D. O., Antonov, A. V. (2017). Kontaktna merezha elektryfikovanykh zaliznyts. Ulashtuvannia kontaktnoi merezhi. Dnipro: Vyd-vo PF «Standart–Servis», 228.
  2. Rekomendacii po primeneniyu naibolee celesoobraznyh materialov dlya vstavok (plastin) tokopriemnikov i ih konstrukcii. Available at: http://osjd.org/doco/public/ru?STRUCTURE_ID=5070&layer_id=4581&refererLayerId=5315&refererPageId=4&id=732
  3. TI-514. Tekhnicheskoe obsluzhivanie i remont tokopriemnikov otechestvennyh elektrovozov postoyannogo i peremennogo toka. Tekhnologicheskaya instrukciya (1988).
  4. «Pravyla kapitalnoho remontu KR-1, KR-2 elektrovoziv zminnoho strumu seriy VL80v/i, VL82M» TsT-0134, zatverdzhenykh nakazom Ukrzaliznytsi vid 16.03.2006 r. No. 253-TsZ.
  5. TsT-0038. Pravyla tekhnichnoho obsluhovuvannia ta potochnoho remontu elektrovoziv zminnoho strumu VL60k VL60p, VL80k, VL80s, VL80t, VL82m, zatverdzheni nakazom Ukrzaliznytsi vid 30.01.2002. No. 40-Ts.
  6. Baranovskyi, D. M. (2007). Teoretychni peredumovy pidvyshchennia nadiynosti systemy "kontaktna pidviska – strumopryimach" zmenshenniam intensyvnosti znoshuvannia yii elementiv pislia lazernoho modyfikuvannia. Problemy trybolohiyi, 2, 34–38.
  7. Bolshakov, Y. L., Antonov, A. V. (2015). Investigation of properties of current collector elements and their effect on the performance of tribosystem «contact wire – current collector element». Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 6, 35–44. doi: https://doi.org/10.15802/stp2015/57006
  8. Koval, V. A. (2013). Results poster research slider municipal electric. Elektryfikatsiya transportu, 5, 41–46. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/eltr_2013_5_8
  9. -TsZ. Pravyla remontu KR-1, KR-2 elektrovoziv seriy VL8, VL10, VL11. TsT-0119 (2006). Kyiv, 172.
  10. GOST 434-78. Shiny mednye elektrotekhnicheskogo naznacheniya.
  11. TsT-0188. Pravyla tekhnichnoho obsluhovuvannia ta potochnykh remontiv elektrovoziv postiynoho strumu VL8, VL10, VL11. zatv. Nakaz Ukrzaliznytsi 28.07.2009 r. No. 418-TS.
  12. Belyaev, I. A. (1986). Mashinistu o kontaktnoy seti i tokos'eme. Moscow: Transport, 127.
  13. Berent, V. Ya. (2002). Perspektivy uluchsheniya raboty sil'notochnogo skol'zyashchego kontakta «kontaktnyy provod tokos'emniy element poloza tokopriemnika». Zheleznye dorogi mira, 10, 46–51.
  14. Gershman, I. S. (2002). Tokos'emnye uglerodno-mednye materialy. Vestnik VNIIZhT, 5.
  15. Bogatov, O. S., Stepancyuk, A. M. (2018). Operating properties of antifriction materials based on dispersion-strengthed copper by using them as current collectors of trams. Problems of friction and wear, 1 (78), 50–55. Available at: http://ecobio.nau.edu.ua/index.php/PTZ/article/viewFile/12758/17591
  16. Romanov, S. M., Romanov, D. S. (2006). Pat. No. 84599. Antyfryktsiynyi material romanit-uvlsh, sposib yoho oderzhannia ta element vuzla tertia. No. a200610502; declareted: 04.10.2006; published: 10.11.2008, Bul. No. 21.
  17. Aydin, I., Karakose, M., Akin, E. (2014). A New Contactless Fault Diagnosis Approach for Pantograph-Catenary System Using Pattern Recognition and Image Processing Methods. Advances in Electrical and Computer Engineering, 14 (3), 79–88. doi: https://doi.org/10.4316/aece.2014.03010
  18. Zhao, H., Barber, G. C., Liu, J. (2001). Friction and wear in high speed sliding with and without electrical current. Wear, 249 (5-6), 409–414. doi: https://doi.org/10.1016/s0043-1648(01)00545-2
  19. Chen, G. X., Yang, H. J., Zhang, W. H., Wang, X., Zhang, S. D., Zhou, Z. R. (2013). Experimental study on arc ablation occurring in a contact strip rubbing against a contact wire with electrical current. Tribology International, 61, 88–94. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2012.11.020
  20. Bucca, G., Collina, A. (2009). A procedure for the wear prediction of collector strip and contact wire in pantograph–catenary system. Wear, 266 (1-2), 46–59. doi: https://doi.org/10.1016/j.wear.2008.05.006
  21. Ding, T., Chen, G. X., Wang, X., Zhu, M. H., Zhang, W. H., Zhou, W. X. (2011). Friction and wear behavior of pure carbon strip sliding against copper contact wire under AC passage at high speeds. Tribology International, 44 (4), 437–444. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2010.11.022
  22. Ding, T., Li, Y., Xu, G., Yang, Y., He, Q. (2017). Friction and Wear Behaviors with Electric Current of Carbon Strip/Copper Contact Wire for Pantograph/Centenary System. DEStech Transactions on Engineering and Technology Research. doi: https://doi.org/10.12783/dtetr/apetc2017/11246
  23. Ding, T., Xuan, W., He, Q., Wu, H., Xiong, W. (2014). Study on Friction and Wear Properties of Pantograph Strip/Copper Contact Wire for High-Speed Train. The Open Mechanical Engineering Journal, 8 (1), 125–128. doi: https://doi.org/10.2174/1874155x20140501005
  24. Tekhnicheskie trebovaniya k tokopriemnikam elektropodvizhnogo sostava dlya skorostey dvizheniya do 250 km/ch. Available at: http://osjd.org/doco/public/ru?STRUCTURE_ID=5070&layer_id=4581&refererLayerId=5315&refererPageId=4&id=672
  25. GOST 32204-2013. Tokopriemniki zheleznodorozhnogo elektropodvizhnogo sostava. Obshchie tekhnicheskie usloviya.
  26. DSTU HOST 32680:2016. Strumoznimalni elementy kontaktni strumopryimachiv elektrorukhomoho skladu. Zahalni tekhnichni umovy (HOST 32680-2014, IDT).
  27. EN 50318:2002. Primenenie na zheleznyh dorogah. Sistemy tokos'ema. Tekhnicheskie kriterii dlya ocenki vzaimodeystviya tokopriemnika i kontaktnoy podveski.
  28. Fedorchenko, I. M. (Ed.) (1985). Poroshkovaya metallurgiya. Materialy, tekhnologiya, svoystva, oblasti primeneniya: spravochnik. Kyiv: Naukova dumka, 442.
  29. Minieiev, O. S., Babiak, M. O., Minieiev, A. O. (2014). Pat. No. 90838. Kompozytsiya dlia vyhotovlennia strumoznimnoho elementa strumopryimacha elektrorukhomoho skladu. No. u201400462; declareted: 20.01.2014; published: 10.06.2014, Bul. No. 11.
  30. Minieiev, A. O., Babiak, M. O., Minieiev, O. S. (2014). Pat. No. 93116. Sposib podachi mastyla v zonu tertia mizh kontaktnym drotom ta strumoznimnym elementom. No. u201400457; declareted: 20.01.2014; published: 25.09.2014, Bul. No. 18.
  31. Babyak, N. (2018). Resource-saving technology for operating pantograph linings, taking into account their interaction with the contact wire. Visnyk Skhidnoukrainskoho natsionalnoho universytetu imeni Volodymyra Dalia, 2, 32–37.
  32. Babyak, M., Gorobets, V., Artemchuk, V. (2016). Investigation of physical and mechanical properties of the pantographs linings used as current collecting elements of electric locomotive. Elektricheskie kontakty i elektrody. Seriya: Kompozicionnye, sloistye i gradientnye materialy i pokrytiya, 89–100.
  33. TsE-0023. Pravyla ulashtuvannia ta tekhnichnoho obsluhovuvannia kontaktnoi merezhi elektryfikovanykh zaliznyts (2008). Kyiv: TOV "Inpres", 208.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-19

Як цитувати

Babyak, M., Horobets, V., Sychenko, V., & Horobets, Y. (2018). Порівняльні випробування контактних елементів струмоприймачів з метою комплексної оцінки їх експлуатаційної якості. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(12 (96), 13–21. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.151751

Номер

Том 6 № 12 (96) (2018): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Mykola Babyak, Volodymyr Horobets, Viktor Sychenko, Yevhen Horobets

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.