Скользящий электрический контакт между контактным проводом и силовыми цепями локомотива достигается через вставки на полозах токоприемников. Материал, из которого изготовлены эти элементы, существенно влияет на качество токосъема.

Вставки изготовляют из материала с малым удельным сопротивлением, стойкого к дугообразованию. Он должен обладать достаточно высокой износостойкостью и, в то же время, обеспечивать минимальный износ контактного провода. Классификация вставок приведена на рис. 1.

В последние годы для полозов токоприемников применяют контактные вставки из так называемых самосмазы-вающихся материалов. Это — вставки угольные, металлокерамические на железной или медной основе. Так, угольные элементы состоят из порошков, содержащих углерод, — кокса, графита, добавок сажи. Они связаны между собой смолой-пластификатором и после формования подвергнуты обжигу при температуре до 1000°С.

Угольные вставки разделены на два типа и согласно ТУ 1916-020-27208846—99 должны иметь следующие параметры: тип «А» (на основе кокса) — удельное электрическое сопротивление составляет 28... 30 мкОм-м; твердость — не менее 70 НВ. Обладают повышенной твердостью и износостойкостью, но меньшей электропроводностью;

тип «Б» (на основе графита) — удельное электрическое сопротивление находится в пределах 13... 15 мкОм-м; твердость — не менее 41 НВ.

Следует напомнить, что у токоприемников с угольными вставками номинальный ток меньше, чем с металлокерамическими элементами. Это важно учитывать при стоянках электроподвижного состава и отоплении пассажирских вагонов.

Несамосмазывающиеся контактные вставки изготовляют из таких материалов, как медь, сталь или алюминий. Данным типам токопроводящих элементов присущи следующие недостатки:

□ интенсивный износ контактного провода (медь) и низкая стойкость к воздействию электрической дуги (алюминий);

□ поверхностное закаливание вставки с образованием местных твердых структур из-за воздействия электрической дуги (сталь).

Металлокерамические вставки должны отвечать следующим требованиям: предел прочности на изгиб — не менее 250 МПа, на растяжение — не менее 180 МПа; твердость по Бринеллю — 110... 155 НВ.

Из всего разнообразия возможных материалов для их изготовления наиболее предпочтительными являются угольные электрографитизированные и металлоуглеродные вставки, которые являются наборными элементами из отдельных пластин, прикрепленных к коробу полоза токоприемника. Основные требования к полозу и вставкам токоприемника отражены в ГОСТ Р54334—2011 (рис. 2), а максимально допустимые температуры нагрева

— в таблице.

Несмотря на многочисленные исследования, призванные повысить надежность полозов и контактных вставок, эти детали остаются наиболее уязвимыми узлами токоприемника в условиях эксплуатации. Полоз токоприемника требует к себе самого пристального внимания.

Рассмотрим приемы и способы обслуживания крышевого оборудования. Так, при ТО-2 осматривают состояние полоза и вставок. К дальнейшей эксплуатации допускают угольные детали, имеющие толщину более 10 мм (рис. 3). При больших пробегах следят, чтобы расстояние от контактной поверхности до бортовых полос и корытец было более 1 мм, а в период продолжительных дождей или гололеда — более 3 мм.

Толщину вставок легко контролировать благодаря наличию выпуклых контрольных линий на их боковых поверхностях на высоте 10 мм от основания. Несоблюдение данного требования приводит к повышенному износу контактного провода из-за его трения о каркас полоза (рис. 4). При этом другие два ряда вставок имеют характерный налет медных частиц от повышенного трения провода. В дальнем будет происходить «заволакивание» каркаса и вставок частицами меди, что может привести к обрыву или пережогу контактного провода (рис. 5).

В собранном полозе угольные вставки должны плотно прилегать друг к другу. Максимальный зазор между смежными элементами не должен превышать 0,8 мм. В условиях эксплуатации браковочный зазор между вставками может быть следствием ослабления крепления вставок к каркасу полоза (рис. 6). При необходимости подтягивают ослабшие винты, а изломанные и пришедшие в негодность планки (корытца) заменяют новыми.

После осмотра полозов с угольными вставками в эксплуатации оставляют вставки, имеющие сколы менее половины их ширины, т.е. менее 15 мм. Контактные элементы, имеющие более двух трещин, а также расслоение заменяют (рис. 7). Поджоги вставок и выемки запиливают напильником под углом, не превышающим 20° к контактной поверхности.