Контактная вставка для токоприемника троллейбуса
Изобретение относится к устройствам для скользящего токосъема и предназначено для использования на городском электрическом транспорте. Контактная вставка выполнена в виде пластины с рабочей частью в виде желоба, соответствующего форме контактного провода с симметричными раструбами на торцах. Боковые стенки вставки выполнены сплошными и имеют толщину в рабочей зоне, равную 20-30% ширины вставки. Радиус желоба выбран на 30-40% большим радиуса рабочей поверхности контактного провода. Изобретение позволяет снизить боковой износ и поломки боковых граней вставки и, следовательно, повысить ее эксплуатационные показатели. 3 ил., 2 табл.
Изобретение относится к устройствам для скользящего токосъема и может быть использовано для городского электрического транспорта (вставки троллейбусов) и в других машинах с аналогичными условия токосъема.
Известна конструкция вставки, выполненная в виде пластины из порошкового материала с желобом, соответствующим форме контактного провода, и снабженная вкладышами, которые занимают 5-10% площади рабочей поверхности и размещены в плоскостях, расположенных перпендикулярно поверхности контакта, глубиной, равной предельному износу вставки (патент №2095258 от 22.08.1995 г., кл. В 60 L 5/08). Недостатком предложенной конструкции вставки является то, что наряду с достаточно высокой прочностью рабочей части желоба его боковые грани сильно ослаблены из-за предложенной конструкции и в процессе движения вставки в троллейбусном токосъемнике из-за высоких динамических нагрузок происходит разрушение боковых стенок вставки и контактный провод начинает изнашивать дорогостоящую бронзовую щечку токоприемника троллейбуса и при этом начинает изнашиваться сам. Несмотря на то, что вставка еще не изношена, ее приходится заменять.
Известна контактная вставка токосъемника троллейбуса, выполненная в виде пластины с плоской рабочей поверхностью и сферическими торцевыми частями, при этом торцевые части выполнены в виде раструбов, симметричных относительно оси симметрии, сопряженных с торцевой и рабочей поверхностями, причем угол наклона раструба к горизонтальной оси равен 30-60° (А.С. №465352 от 14.01.1974 г., кл. В 60 L 5/00). Недостатком указанной конструкции является то, что наряду со снижением динамических нагрузок в вертикальной плоскости данная конструкция испытывает в процессе работы высокие динамические нагрузки на торцевую часть в горизонтальной плоскости и у нее также ослаблена боковая грань вставки, т.к. она имеет выступ, не позволяющий усилить ее и тем самым снижается ее эксплуатационная стойкость за счет износа боковых граней. При этом также начинается износ бронзовой щечки и контактного провода.
Наиболее близкой по техническому решению является контактная вставка троллейбуса, выполненная в виде пластины с рабочей частью, соответствующей форме контактного провода и имеющей желоб и симметричные профилированные раструбы на торцах, где ширина рабочей части пластины составляет 1,7-1,8 ширины, а радиус желоба 1,0-1,2 радиуса рабочей поверхности контактного провода (патент №2108244 от 27.09.1996 г., кл. В 60 L 5/00).
Недостатком указанной конструкции является то, что она имеет тонкую боковую грань вставки и радиус желоба составляет 1,0-1,2 радиуса рабочей поверхности контактного провода.
Из-за такой конструкции вставки при движении токоприемника троллейбуса по контактной сети она испытывает значительные динамические нагрузки в горизонтальной плоскости, т.к. в реальных условиях контактный провод, даже на участке, равном длине контактной вставки, имеет отклонения радиуса поверхности контактного провода в горизонтальной плоскости до 30-40% от номинального. При этом эти отклонения являются основным источником значительных динамических нагрузок, действующих в горизонтальной плоскости. Кроме того, происходит износ боковой грани вставки из-за ее небольшой ширины в рабочей части, при этом еще не изношенная по вертикальной плоскости вставка меняется на новую, т.к. идет износ бронзовой щечки токосъемника троллейбуса и контактного провода.
Целью изобретения является снижение бокового износа и поломок боковых граней, а следовательно, повышение эксплуатационных показателей за счет снижения динамических нагрузок на токосъемную вставку.
Техническая задача решается за счет предлагаемой конструкции контактной вставки для токоприемника троллейбуса, выполненной в виде пластины с рабочей частью в форме желоба, соответствующего форме контактного провода с симметричными раструбами на торцах, при этом боковые стенки вставки выполнены сплошными и имеют толщину в рабочей зоне, равную 20-30% ширины вставки, а радиус желоба на 30-40% больше радиуса рабочей поверхности контактного провода.
Равномерный износ и снижение количества поломок контактной вставки для токоприемника троллейбуса обеспечивается выполнением рабочей поверхности желобообразной, соответствующей форме контактного провода, с симметричными раструбами и тем, что боковые стенки выполнены сплошными и имеют толщину в рабочей зоне, равную 20-30% ширины вставки, а радиус желоба на 30-40% больше радиуса рабочей поверхности контактного провода.
Такая форма выполнения контактной вставки позволяет существенно снизить величину динамических нагрузок при движении вставки по спецчастям и неровностям контактной сети как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.
Изобретение поясняется чертежами на фиг.1-3.
Контактная вставка для токоприемника троллейбуса состоит из пластины 1 с основанием 2 (фиг.1) и рабочей частью в форме желоба 3, соответствующего форме контактного провода, с симметричными раструбами 4 на торцах 5, причем боковые стенки вставки 6 (фиг.2) выполнены сплошными и имеют толщину в рабочей зоне 20-30% от ширины вставки, а радиус желоба на 30-40% больше радиуса рабочей поверхности контактного провода.
Контактная вставка для токоприемников троллейбуса работает следующим образом: вставка в виде пластины 1 устанавливается в существующую токоприемную головку троллейбуса, контактирующую с контактным проводом, по которому протекает электрический ток. Торцы 5 выполнены симметричными раструбами 4 и являются заходными частями рабочей поверхности 3.
Условия эксплуатации контактной вставки для токоприемника троллейбуса: напряжение питания 500-750 вольт, температура от минус 40 град. до плюс 40 град. Цельсия в любых погодных условиях.
Предложенная конструкция контактной вставки для токоприемника троллейбуса позволяет существенно снизить величину динамических нагрузок в горизонтальной плоскости, а следовательно, снизить количество поломок и величину износа вставки и повысить ее эксплуатационную стойкость за счет того, что рабочая поверхность выполнена желобообразно, торцевые части выполнены симметричными раструбами, а боковые стенки вставки выполнены сплошными и имеют толщину в рабочей зоне, равную 20-30% ширины вставки, а радиус желоба на 30-40% больше радиуса рабочей поверхности контактного провода.
Изобретение может быть использовано в существующих токоприемных устройствах троллейбусов без внесения изменений в конструкцию токоприемной головки.
Пример 1 (предлагаемое устройство). Контактные вставки изготовлены, в частности, из углерод-полимерной композиции (патент №1790201 от 29.07.1993 г.) и испытаны на одном маршруте, одном троллейбусе в сухую ясную погоду, при температуре воздуха от плюс 22 до плюс 26°С Результаты представлены в таблице. 1
Пример 2 (по прототипу). Контактные вставки изготовлены из той же композиции и испытаны в условиях, аналогичных примеру 1. Из анализа полученных результатов следует, что увеличение радиуса желоба рабочей поверхности вставки более чем на 40% от величины радиуса рабочей поверхности контактного провода приводит к значительному увеличению поломок боковой грани так же, как снижение радиуса до величины менее 30% от величины радиуса контактного провода.
| Табл.1. | |||||
| Варианты | Радиус желоба рабочей поверхности больше радиуса контактного провода, на % | Износ боковой грани в мм/км пути | Количество поломок боковой грани, % | ||
| Мин. | Макс. | Средн. | |||
| Прототип | 15 | 0,035 | 0,039 | 0,037 | 25,0 |
| Предлагаемый Вариант | 20 | 0,030 | 0,036 | 0,033 | 20,0 |
| 25 | 0,026 | 0,029 | 0,027 | 20 | |
| 30 | 0,020 | 0,026 | 0,022 | 10 | |
| 35 | 0,018 | 0,023 | 0,020 | 5 | |
| 40 | 0,021 | 0,027 | 0,023 | 10 | |
| 45 | 0,025 | 0,033 | 0,03 | 20 |
Было также определено влияние толщины боковой грани контактной вставки на количество их поломок. Результаты представлены в табл.2
| Табл.2 | ||
| Вариант | Толщина боковой грани, % от ширины вставки | Количество поломок боковой грани, % от испытанных вставок |
| Прототип | 10 | 25 |
| Предлагаемый вариант | 15 | 25 |
| 20 | 15 | |
| 25 | 5 | |
| 30 | 10 | |
| 35 | 20 |
Как показали испытания, при толщине боковой грани вставки менее 20% от ширины вставки происходит ее опережающий износ и, как следствие, возрастает количество поломок до 25% (как по прототипу). При ширине боковой грани более 30% значительно снижается радиус желоба, а это также существенно увеличивает динамические нагрузки на боковые грани и количество поломок резко возрастает.
Кроме увеличения срока службы контактной вставки для токоприемника троллейбуса при использовании предлагаемой конструкции значительно снижается износ бронзовых щечек, контактного провода, а также количество сходов токосъемных штанг на спецчастях по причине поломок.
Таким образом, использование контактной вставки заявленной конструкции обеспечивает по сравнению с прототипом и известными техническими решениями снижение износа и количества поломок вставок вследствие уменьшения динамических нагрузок, действующих в горизонтальной плоскости, и увеличения толщины боковой грани вставки за счет изменения ее конструкции.
Контактная вставка для токоприемника троллейбуса, выполненная в виде пластины с рабочей частью в виде желоба, соответствующего форме контактного провода с симметричными раструбами на торцах, отличающаяся тем, что боковые стенки вставки выполнены сплошными и имеют толщину в рабочей зоне, равную 20-30% ширины вставки, а радиус желоба на 30-40% больше радиуса рабочей поверхности контактного провода.
