_主要部件结构与保养受电弓课件

主要部件结构与保养 受电弓DSA200 许金福 参考： HXD3C 型大功率交流传动 电力机车培训教材 受电弓是电力机车从接触网获得电能的重要 电气部件，通过支持绝缘子安装在机车车顶 上。受电弓弓头升起后使碳滑板与接触网导 线接触，从接触网上集取电流，并将电流通 过车顶母线传送到车内供机车使用。 HXD3C 型电力机车采用 DSA200 型单臂受 电弓，在机车一、二端车顶盖上各安装一台 。 该型号受电弓采用气囊驱动方式升弓，主要 用于干线电力机车，配备有阻尼器和 ADD 自 动降弓装置。 1 DSA200 型受电弓主要技术参数 额定速度 200 km/h 额定电流 1000 A 静态接触压力（调整量10N） 70 N 动态接触压力 通过弓头翼片调节（用户依需要选装 ） 升弓时间 5.4 s 降弓时间 4 s 紧急降弓时间（下降 200mm 的时间） 2 s 最低工作高度（自绝缘子安装面） 969mm 最大工作高度（自绝缘子安装面） 3081mm 2 DSA200 型受电弓的结构 1-底架 2-阻尼器 3-升弓装置 4-下臂 5-弓装配 6-下导杆 7-上臂 8-上导杆 9-弓头 10-滑板 气动升弓装置安装在底架上，通过钢丝绳作用于 下臂。上臂和弓头由较轻的铝合金材料结构设计 而成。 受电弓主要由底架、铰链机构、弓头部分、升弓 装置及气路组装等几大部分构成。 2.1 底架 受电弓底架由型钢组焊而成，是整个受电弓的基 座部分。受电弓通过支持绝缘子和安装座固定在 车顶上。底架上有 3 个电源引线连接点和升弓用 气路，还装有自动降弓用快速排气阀、ADD试验 阀和 ADD 关闭阀。快速降弓阀用于检测气路压 力，当滑板发生破裂时，快速降弓阀将排出受电 弓升弓装置中的空气，实现自动降弓。ADD试验 阀可以人为检测自动降弓装置是否有效。当自动 降弓装置本身发生故障时，可通过 ADD关闭阀 停止该装置的运行。另外。在底架上焊有升弓装 置、下臂、下导杆、支持绝缘子、管路等支座。 底架结构 1-安装座；2-电源引线连接点；3-快速降弓阀；4- ADD 试验阀；5-ADD 关闭阀。 2.2 铰链机构 铰链机构是实现受电弓弓头升降运动的机构。 DSA200 型受电弓由两个四铰链机构组成。下部四铰链 机构由下臂、上臂的 T形部分、下导杆和底架组成，其 作用是当下臂转动 角时使弓头上升或下降，并保持其 运动轨迹基本上为一铅垂线。上部四铰链机构由上臂框 架部分、上导杆及弓头支架组成，其作用是使滑板在整 个运动高度保持水平状态。 下臂为钢管，支承受电弓上臂和弓头重量，传递升降弓 力矩，其长度决定了受电弓的工作高度。下臂管上、下 端焊接轴套（连接器），轴套上焊有连线板、阻尼器支 架，并在下轴套上有线导板。下轴套通过轴承、轴与底 架相连，上轴套通过铰链和上臂相连。其上有钢索导轨 ，可以通过钢索和升弓机械装置相连，在升弓机械装置 的带动下下臂绕轴转动。 下臂结构如图 1-3 所示，内有空气管路，通过管接头和 软管连接，作为自动降弓装置的空气通路。 图 1-3 下臂结构 上臂为铝合金框架，用于支承弓头重量，传递向 上压力，保证受电弓工作高度。在上臂框架内装 有涨紧绳， 框架下焊有下导杆支架和连线板。 弓头与通过框架上管的轴、止动器、控制杆、左 右支架连接。上臂下端通过连接器、连接板与下 臂相连。上臂下端与上导杆相连，上导杆上端与 弓头支架相连。下臂下端与下导杆相连，下导杆 与底架相连。 连接各主要构件的铰链座都装有滚动轴承，并采 用金属软导流线进行短接，以避免轴承的电腐蚀 。 2.3 弓头部分 弓头是直接与接触网导线接触受流的部分。由弓头支架 装置、滑板组成。弓头结构如图 1-4 所示。 弓头支架通过两个横向弹簧与上臂相连，保证横向弹性 。在支架与上臂间装有四个纵向弹簧以保证纵向弹性。 滑板用螺栓与弓头支架相连。弓头的这种结构使滑板在 机车运行方向上移动灵活，而且能够吸收各方向上的冲 击，达到保护滑板与接触网线的目的。 滑板中有气腔并通有压缩空气，是自动降弓装置的一部 分。如果滑板出现磨损到限或断裂时，自动降弓装置启 动工作保护，受电弓迅速自动降下。更换滑板后，自动 降弓装置要重新启动。 动态接触压力（随速度变化增加或减少）可以通过安装 弓头翼片来对不同速度等级的机车进行调节。 图 1-4 弓头结构 2.4 升弓装置和气路组装 如图 1-5 所示，升弓装置是受电弓的动力装置， 由气囊式气缸和导盘组成。导盘通过钢索连接在 下臂钢索轨道上。进气时气囊胀大，推动导盘向 其前方运动，导盘和钢索轨道间拉紧的钢索带动 下臂绕轴向上转动，受电弓升起。排气时气囊式 气缸回缩，受电弓降弓。 气路组装是为受电弓提供压缩气体的管路系统， 其一端与升弓装置的气囊连接，为受电弓提供工 作气压，另一端通过绝缘软管连接到车内的供风 设备，实现受电弓的升、降弓控制。受电弓与车 顶盖连接的绝缘软管，也起到将接触网电压与车 顶盖高压绝缘的作用。 图 1-5 升弓装置的结构 2.5 气源控制阀组（带压力开关） 图 1-6 为升弓气源控制阀组布置图。升弓气源控制阀组 安装在机车内，用于调节受电弓升、降弓时间和静态接 触压力等参数及实现自动降弓功能。空气过滤器（件 1 ）可提高升弓气源的质量。单向节流阀（升弓）（件 2 ）用于调整升弓时间。精密调压阀（件 3）用于调节受 电弓工作压力，调压范围为 0.01MPa0.8MPa，精确 度为0.02bar （2 kPa），每 0.1bar（10 kPa）的压力 变化将导致 10N的接触力变化。压力表（件 4）显示受 电弓的工作压力。单向节流阀（降弓）（件 5）可以限 制降弓速度。如果精密调压阀出现故障，安全阀（件 6 ）具有保护气路的作用。压力开关（件 7）用于弓网故 障出现漏风时向机车微机发送高电平信号保证机车先断 主断再降受电弓，防止受电弓带负荷脱离接触网线。 图 1-6 气源控制阀组 1-空气过滤器；2-单向节流阀（升弓）；3-调压阀；4-压 力表；5 单向节流阀（降弓）；6-安全阀;7-压力开关。 2.6 阻尼器 阻尼器装在底架和下臂轴套之间，它使得 机车运行速度变化大时受电弓和接触网压 力变化不大。主要由阻尼装置、防护套、 防尘盖、锁紧螺母、安装座等组成。安装 时通过锁紧螺母可调节并锁定阻尼器的长 度。 3 DSA200 型受电弓的工作原理 受电弓采用气囊驱动方式升弓。受电弓的气动原理 图如图 1-7 所示。 3.1 升降弓原理 受电弓升弓时，升弓电空阀得电，气路打开，压 缩空气通过升弓电空阀 1，经空气过滤器 2、升 弓节流阀 3、精密调压阀 4、压力表 5、降弓节 流阀 6、安全阀 7，在车顶通过空气绝缘管 9 进 入升弓气囊 10，构成升弓气路，使受电弓升起 。 受电弓降弓时，升弓电空阀 2 失电，升弓气路关 闭，精密调压阀 3 上的快速排气阀启动，受电弓 靠自重降弓。 图 1-7 受电弓气动原理图 碳滑板 升弓电空阀 空气过滤器 升弓节流阀 调压阀（含 快排阀及消 音器） 压力表 降弓节流阀 安全阀 压力开关 空气绝 缘软管 气囊 快速降弓阀 ADD 关闭阀 ADD试验阀 3.2 自动降弓装置的工作原理 当滑板破裂、磨损到限或管路泄露时，受电弓 ADD 气路的压力下降，快速降弓阀 11打开通往 大气的通路，受电弓压力快速下降，导致受电弓 快速降弓；与此同时，压力开关8 由于气压下降 而动作发送电信号（高电平）给机车，由机车微 机系统发出分断主断路器指令，以保证在受电弓 降弓之前，机车能够先行切断机车电源，避免受 电弓带电拉弧。 ADD试验阀 13 接在 ADD关闭阀 12 后面，用于 检测受电弓自动降弓装置的功能是否完好。ADD 关闭阀置“闭”位时，将切断试验阀功能和通往滑 板的气路。机车正常运行时，ADD关闭阀置“开” 位，ADD试验阀置“工作状态”位。 4 DSA200 型受电弓的试验与调整 受电弓调试试验应在受电弓安装后进行。调试工作应由 两个人（一人在司机室内，一人在车顶部）同时进行。 在进行调试工作之前，受电弓应至少三次正常升、降弓 操作。准备测量范围在0100N的弹簧称一个。 4.1 静态接触压力的调整（参见图 1-7 及图 1-8） （1）粗调静态接触压力：使升弓电空阀得电，升起受电 弓，松开调压阀手轮锁紧螺母调节升弓压力，顺时针调 大气压，逆时针调小气压，设定值在 340380kPa（ 3.43.8bar）。调节调压阀直到受电弓慢慢上升为止， 然后在高出车顶 1.6m 处拉弹簧秤下端使受电弓不再上 升。此时弹簧秤示值应为 70N。 图 1-8 接触压力 （2）精调静态接触压力：先拉动弹簧秤使受电弓缓慢向 下运动，拉力值在 80N左右，再稍微减小对弹簧称的拉 力，拉力值 60N左右，使受电弓向上缓慢运动（上升和 下降运动均是在大约 1.6m 高度上进行，且每次向上或 向下移动的距离为 0.5m）。读取弹簧秤所测的力，取 平均值即为平均接触压力，其值为 70N。 如图 1-8 所示，受电弓向下运动时，力的最大值不超过 85N，向上运动时，力的最小值不低于 55N。在同一升 弓高度，两个值之差不应超过 20N。由于滑板上的磨损 （重量损耗），接触压力最大可以增加 10N，这时不必 再调整压力，因为一旦安装上新的滑板时又恢复到以前 的接触压力值。调压阀上压力表的示值只能用于粗略检 查，而不能用于调整校正目的。拧紧精密调压阀手轮防 松螺母，固定调压阀的最终调整压力。 4.2 升、降弓时间的调整 静态接触压力调好后，受电弓从落弓位升至到 2m 高（包含绝缘子）的升、降弓时间，分别通过图 1-7 升弓节流阀和降弓节流阀来调整，应满足升 、降弓时间要求，升弓时间：5.4s，降弓时间 ：4.0s。 调试过程中升弓时不允许受电弓有任何弹跳，降弓 时，受电弓必须有缓冲，并落在两个橡胶减振器 上，允许降弓时在降弓位弹跳。 4.3 自动降弓装置（ADD）的调试 受电弓的 ADD控制阀不能经常操作。 做自动降弓装置调试时，受电弓升高 0.6m。 快速降弓时，注意不要伤及人身。 调试方法为： 将 ADD 关闭阀在“开”（ON）位、ADD 试验阀 在“工作状态”（OPERATION）位。升起受电 弓，调试人员用左手把住受电弓，右手操作 ADD 试验阀。将 ADD 试验阀扳到“试验状态” （TSETING）位，快速降弓阀排气，受电弓 快速下降。 试验后，将 ADD试验阀扳回“工作状态”位。 4.4 橡胶减震器安装位置的检测 底架上的 3 个橡胶减震器支撑着整个受电弓活 动框架，且在落弓位时，有弓头支撑弹簧保护 弓头。受电弓安装到车顶后，为消除底架水平 误差，必须目测检查底架上的橡胶减震器是否 水平。如果不平，应该重新调整橡胶减震器的 高度。 要确保上臂组装的上交叉管由两个橡胶减震器 均匀支撑。在落弓位时，弓装配与弓头之间要 有 812mm 间隙，可以通过调整弓装配来实 现。 5 DSA200 型受电弓的维护 必须由专业人员维护受电弓。在任何情况下，必须采取必 要的安全和防护措施： （1）在车顶工作时，必须切断接触网线供电电源。 （2）受电弓升弓时，应确保压缩空气供给无意外故障发 生。因为一旦压缩空气供应发生故障，受电弓就会下降 ，可能造成受电弓臂底下人员的人身伤害。 （3）受电弓落弓维修时，可用约 0.9 米长的木棒支撑在 底架和上交叉管间。 （4）当调试受电弓接触压力时，为防止受电弓意外下降 （如自动降弓装置出现故障时），应使自动降弓装置 ADD关闭阀处于关闭状态。 （5）当受电弓的空气管路出现故障后，在重新运行前应 清理干净渗入其中的水或杂质。 （6）发生自动降弓的受电弓必须全面调试，才能重新使 用。 5.1 检 查 使用前，应检查所有的紧固件状态是否良好；软编 织线是否完整，有断股严重的应及时更换；支持 绝缘子不允许有裂缝，并应保持其干净清洁；弓 头滑板应保持平整，连接圆滑对已磨耗到限的碳 滑板应及时更换。首次使用前，再检查一次钢丝 绳的松紧程度，两边的张紧程度应一致。清洗阀 板上的滤清器，拧开滤清器的外罩，清理尘和水 。 （1）间隔 4 周的维修内容 目测整个受电弓。若存在绝缘子裂缝、软 连接线破损、滑动轴承损坏或框架部件变 形，都应进行更换。若滑板超过其磨损极 限，也应当更换。 清洁车顶与受电弓之间的绝缘管，可用中 性清洁剂，不得使用带油棉纱。每天用干 棉纱擦拭，防止灰尘吸附，导致爬电。 （2）间隔 6 个月的维修内容 整个受电弓性能检测（见 4）。 目测软连接线，如破损应及时更换。 检查碳滑板厚度，若磨损到限则应更换。 （3）间隔 1 年的维修内容 螺栓连接的检测，尤其是整个弓头弹性系统的 零部件。如果需要拧紧螺母，应注意保证相应 的扭矩。M8 螺栓扭矩为 122Nm。 （4）间隔 2 年的维修内容 轴承润滑。 对于下导杆两端的关节轴承以及升弓装置销轴处 的润滑，可用注油枪向润滑油杯内注Shell Alvania R3 型润滑脂。注完后用油杯帽密封。下 臂上的 6 个滚动轴承的润滑，需拆下下臂，从有 弹性挡圈的一端将轴拆下，衬套内注 Shell Alvania R3 型润滑脂后，装上下臂。拆装下臂应 执行厂家规定的拆装工艺。 （5）间隔 4 年的维修内容 更换软连接线。 （6）间隔 8 年的维修内容 更换轴承。 5.2 润 滑 润滑滚动轴承是为了提高其使用寿命。在最初 安装时、两年一次的维修期或常规维修时，油 杯应注意密封以防尘土和水。滑动轴承可自行 润滑，不需维护。 5.3 清 理 阀板上的滤清器应定期清洗，其周期由压缩空 气供应装置的情况决定，特别是空气的污染程 度。建议一开始 1 周检查一次，随着时间延长 而延长检查周期。 5.4 更换碳滑板 （1）出现下列情况时，必须更换滑板： 碳条磨耗后高度小于 5mm 或滑板总高度22mm； 由于产生电弧，造成滑板变形或缺陷； 出现切口或缺口。 （2）如果仅需更换一个滑板，新滑板与另一个旧滑板的 高度差应不超过 3mm。 （3）如有必要，两个滑板都更换。更换时，拧开底部的 4 个 M8 螺母，把滑板拆下。 （4）更换滑板时，应注意滑板 ADD接口安装的正确位置 。 注意：更换滑板时，在滑板安装座接触表面加导电膏， 用力矩扳手