Полоз токоприемника

Полоз токоприемника относится к токосъемным устройствам электровозов.
Известны токоприемники на электровозах переменного тока ТЛ-13У и постоянного тока ТЛ-13М, П-1, П-3, П-5 и др., у которых полозы с угольными, угольно-медными вставками или металлокерамическими пластинами, [1 с. 209]. Все вышеперечисленные материалы вставок имеют высокую электрическую проводимость, но и общий недостаток - малую ударопрочность, т.е. их допустимые механические напряжения в месте ударного контакта весьма малы, что приводит к разрушению при больших скоростях удара. Из-за ошибок рабочих-монтажников, наледи, ветровых, вибрационных и других динамических перегрузок соединительные и провододержащие зажимы иногда опускаются ниже провода, что приводит к ударам о них каркаса токоприемника. При этом разрушаются целые пролеты проводов контактной сети.
Известны конструкции подъемно-опускающих механизмов токоприемников ТЛ-14М, с каретками ДЖ-5, П-3 и 10РР, [1 с. 210-211]. Качественный токосъем обеспечивается демпфированием их рам и полозов кареток. Демпфирование рам осуществляют с помощью телескопических гидравлических демпферов, что уменьшает динамическую составляющую нажатия токоприемника на контактный провод, обеспечивая лучшее качество токосъема и меньшие скорости удара в вертикальном направлении. Однако при больших скоростях электровозов вертикальная гибкость и демпфирование рам и полозов кареток не спасают от разрушающих ударов соединительных и провододержащих зажимов, когда они в редких случаях опускаются ниже проводов.
Для устранения этого недостатка на полозе жестко закреплен щиток из ударопрочного материала, верхняя и нижняя плоскости щитка наклонены к оси движения электровоза под углом α, а верхняя плоскость щитка расположена ниже поверхности электрического контакта провода с полозом токоприемника.
0
Предлагаемая конструкция показана на фиг. 1. и состоит из контактного провода - 1; полоза токоприемника - 2; щитка - 3. Щиток 3 жестко крепится к каркасу полоза 2 токоприемника с помощью болтов или заклепок. Щиток выполнен из ударопрочного материала: твердая закаленная инструментальная сталь, сталь Гатфельда, легкие титановые сплавы и т.п.материалы. Щиток 3 при ударе полоза 2 токоприемника с провисшими ниже контактного провода 1 болтовыми зажимами (на фигуре не показаны) уходит вниз, глиссирует и из-за рикошета взаимодействующие тела не разрушаются. Кроме этого, при ударе щитка скорость прямого центрального удара V = V ⋅ sinα уменьшается в sin α раз, где V - скорость движения полоза токоприемника (скорость электровоза).
i
Щиток также увеличивает приведенный радиус , где R - радиусы закругления в контактной зоне, что также уменьшает механические напряжения при ударе, [2 с. 162 формула (4.5)]. Наконец, материал щитка имеет допускаемые механические напряжения значительно большие, чем у полоза токоприемника.
Нижняя плоскость щитка необходима для уменьшения аэродинамической составляющей при больших скоростях движения электровоза. Без нижней плоскости щиток будет давить вниз всю систему от давления воздуха при движении электровоза.
Источники
1. Горошков Ю.И. Контактная сеть: учебник / Ю.И. Горошков, Н.А. Бондарев. - М.: Транспорт, 1990. - 399 с.
2. Стахановский Б.Н. Процессы удара: монография / Б.Н. Стахановский. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. - 324 с.