Модуль контактного струмознімання

Реферат: Модуль контактного струмознімання належить до електротехніки, а саме до залізничного транспорту, призначений для знімання струму високої напруги з контактного проводу і може бути використаний на моторвагонному та електротяговому рухомому складі залізниць. Виконання центруючого механізму модуля контактного струмознімання у вигляді тяги, яке зв'язує перший за ходом головний вал струмознімального пристрою з повідком, на якому закріплюються каретки, забезпечує зменшення зведеної до верхнього шарніра маси механічної системи модуля контактного струмознімання, а також покрашення умов проходження струмознімальним пристроєм ділянок з великим перепадом висоти контактного проводу. Технічним результатом є підвищення надійності функціонування елементів деталей та їх з'єднань, підвищення якості передачі навантаження та швидкості реагування на зміну висоти контактного проводу, що дозволяє подовжити термін експлуатації струмознімального пристрою без заміни його основних деталей та вузлів. UA 115239 C2 (12) UA 115239 C2 UA 115239 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до струмознімальних пристроїв для знімання струму високої напруги з контактного проводу і може бути використаний на моторвагонному та електротяговому рухомому складі залізниць. Відомий модуль контактного струмознімання, механічна система якого складається з блоку центрування, що забезпечує горизонтальне пересування верхніх шарнірів струмознімального пристрою, з'єднано з верхніми рухомими рамами, які шарнірно приєднано до нижніх рухомих рам, що закріплено на двох головних валах, які є нижніми шарнірами. До верхніх шарнірів струмознімального пристрою, з метою забезпечення їх одночасного вертикального пересування, приєднано поводок, на якому встановлюються дві каретки плунжерного типу, які шарнірно з'єднано з полозом із струмознімальними накладками [Беляев И.А., Михеев В.П., Шиян В.А. Токосъем и токоприемники электроподвижного состава. - М.: Машиностроение, 1976. - 184 с.]. Дана конструкція вибрана прототипом. Ця конструкція характеризується низькою експлуатаційною надійністю та складністю проведення ремонтів. У зазначеному модулі контактного струмознімання механічна система містить блок центрування, який збільшує масу верхнього вузла струмознімального пристрою та підвищують тертя у рухомих ланках. При цьому процес проведення ремонтних робіт струмознімального пристрою ускладнений необхідністю проведення технологічних операцій, пов'язаних із заміною зношених елементів з'єднань і зруйнованих деталей рухомих рам. В основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого модуля контактного струмознімання, шляхом зменшення зведеної маси всієї конструкції та покращення умов передачі руху від полоза на головні вали, що дозволить забезпечити підвищення надійності і економічності, спростити проведення ремонтів. Для виконання поставленої задачі були враховані особливості конструкції струмознімального пристрою [Струмознімний пристрій: пат. 85140 Україна МПК В 60L5/00, В 60L5/18 / Мороз В.І., Братченко О.В., Павшенко А.В.; заявник та власник Українська державна академія залізничного транспорту. - № а200706728 Заявл. 15.06.07.; Опубл. 25.12.2008. Бюл. № 24-4 с.]. Поставлена задача вирішена в модулі контактного струмознімання, що містить дві каретки плунжерного типу, які встановлено на поводок, шарнірно приєднаний до рухомої рами-трапеції струмознімального пристрою через важелі. До повідка шарнірно закріплено додатковий важіль, який тягою з'єднано з важелем, що жорстко закріплено на головному валу. На каретках закріплено полоз зі струмознімальними накладками таким чином, щоб забезпечити невеликий поворот полоза відносно своєї повздовжньої осі. Суть винаходу полягає в наступному: Конструктивне виконання блока центрування модуля контактного струмознімання у вигляді тяги, що зв'язує головний вал струмознімального пристрою з повідком, на якому закріплено каретки, забезпечує зменшення зведеної до верхнього шарніра маси механічної системи модуля контактного струмознімання, а також покращення умов проходження струмознімальним пристроєм ділянок з великим перепадом висоти контактного проводу. Досягненню технічного результату сприяє простота конструкції деталей, зв'язків між ними, технології їх виготовлення та складання. Винахід ілюструється графічним матеріалом, де на Фіг. 1 схематично зображений загальний вид модуля контактного струмознімання, закріпленого на рамно-трапецеїдальному струмознімальному пристрої, на Фіг 2 - кінематичні схеми контуру ABCD механічної системи модуля контактного струмознімання при мінімальній та максимальній робочих висотах струмознімального пристрою. Модуль контактного струмознімання (Фіг. 1) містить дві каретки плунжерного типу 1, які встановлено на повідок 2, шарнірно приєднаний до рухомої рами-трапеції 9 струмознімального пристрою через важелі 3. До повідка 2 шарнірно приєднано додатковий важіль 4, який з'єднано тягою 5 з важелем 6, що жорстко закріплено на головному валу 10. На каретках 1 встановлено полоз 7 зі струмознімальними накладками 8 таким чином, щоб забезпечити невеликий поворот полоза відносно своєї повздовжньої осі. Геометричні параметри ланок контуру ABCD (Фіг. 2) механічної системи модуля контактного струмознімання та їх граничні положення визначаються необхідністю забезпечення перпендикулярності осей кареток ED до площин контакту полоза з контактним проводом: положення E1D1 контуру AB1C1D1 і кутам нахилу до горизонталі ланок 4 і 6  4 min і  6 min при піднятому на мінімальну робочу висоту струмознімального пристрою Hmin ; положення E2D2 контуру AB2C2D2 і кутам нахилу до горизонталі ланок 4 і 6  4 max і  6 max , що відповідає максимальній робочій висоті Hmax . Фіксованими геометричними параметрами контуру ABCD 1 UA 115239 C2 (Фіг. 2) є відстань від осі обертання головного вала до шарніра важеля 6 l AB ; довжина тяги 5 lBC і додаткового важеля 4 l CD , кут нахилу до горизонталі ланки 6 контуру AB1C1D1  6 min , кут нахилу до горизонталі ланки 6 контуру AB1C1D1  6 max ; координата розташування повідка 4 5 10 15 20 25 відносно осі обертання головного валу l AD . Кут нахилу до горизонталі ланки 4 контуру AB1C1D1  4 в усіх положеннях струмознімального пристрою визначається за формулою  2 2 2 2 2   lDC  lBC  ( l AB  l AD  2  l AD  l AB  Cos  6 )   4 max  arcCos   2  lDC  (l 2  l 2  2  lDC  l AB  Cos  6 )   AB AD   Використовується модуль контактного струмознімання таким чином. У складеному стані пружини кареток 1 знаходяться у нестиснутому стані, повідок 2 через додатковий важіль 4, тягу 5 і важіль 6 (Фіг. 1) займає положення, при якому площина полоза паралельна даху електровоза. При підйомі головний вал 10, обертаючись, повертає раму-трапецію 9 і виконує основний підвід полоза 7 з струмознімальними накладками 8 до контактного проводу, при цьому важіль 6, обертаючись навколо осі головного вала, разом з тягою 5 та додатковим важелем 4 утворює центруючий механізм, що повертає повідок 2, який забезпечує виконання умови перпендикулярності осей кареток 1 площині даху електротягового рухомого складу. Під час руху електротягового рухомого складу, внаслідок наявності стріли провису контактного проводу, мають місце коливання полоза 7, які визначають дію на модуль контактного струмознімання суттєвих динамічних навантажень та характеризується зміною відстані точки Е до рівня нерухомої рами 11 струмознімального пристрою і сприймаються двома каретками 1 та через повідок 2, додатковий важіль 4, тягу 5 та важіль 6 головним валом 10, що суттєво зменшується дію динамічних навантажень на деталі та з'єднання модуля контактного струмознімання та механічної системи струмознімального пристрою. Таким чином, заявлений винахід дозволяє подовжити термін експлуатації струмознімального пристрою без заміни його основних деталей та вузлів, за рахунок підвищення надійності функціонування елементів деталей та їх з'єднань, підвищення якості передачі навантаження та швидкості реагування на зміну висоти контактного проводу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 Модуль контактного струмознімання, механічна система якого містить блок центрування, що забезпечує горизонтальне пересування верхніх шарнірів струмознімального пристрою, два головних вали, рухому раму-трапецію, важелі та полоз із струмознімальними накладками, який відрізняється тим, що блок центрування складається з тяги, що зв'язує перший за ходом головний вал струмознімального пристрою з повідком, на якому встановлено дві каретки плунжерного типу та який шарнірно приєднаний до рухомої рами-трапеції струмознімального пристрою через важелі, до повідка шарнірно закріплено додатковий важіль, який через тягу з'єднано з важелем, що жорстко закріплений на першому за ходом головному валу, при цьому на каретках з можливістю повороту відносно своєї повздовжньої осі закріплено полоз зі струмознімальними накладками. 2 UA 115239 C2 3 UA 115239 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4