ТОКОСЪЕМНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ТОКОПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к электрическому оборудованию транспортных средств, в частности, к токосъемным элементам токоприемников электротранспортных средств, в частности, электроподвижных составов.
В патенте RU2337840 раскрывается токосъемный элемент, выполненный в форме пластины с основанием, выпуклыми боковыми и контактной поверхностями с симметричными по ее краям заходным и сходным участками, при этом боковая и контактная поверхности выполнены выпуклыми с профилем, поперечное сечение которого ограничено кривой, которая описывается зависимостью
,
где В - ширина пластины, мм;
Н - высота пластины, мм;
h - расстояние от основания пластины к любой точке на кривой при значениях
от  до , мм;
n - коэффициент, определяющий степень кривизны профиля выпуклой поверхности пластины и лежащий в границах 2-4.
К недостаткам известного токосъемного элемента относится неопределенность его формы из-за неопределенности коэффициента n, что не обеспечивает достаточного охлаждения контактирующей поверхности токосъемного элемента, и, как следствие не обеспечивает снижение интенсивности изнашивания.
Задача полезной модели состоит в снижении интенсивности изнашивания контактного провода и токосъемного элемента за счет снижении температуры разогрева контактирующих поверхностей токосъемных элементов и контактного провода;
Поставленная задача решается токосъемным элементом токоприемника электротранспортного средства, который выполнен в виде пластины с основанием, плоской контактной поверхностью и асимметрично расположенными боковыми поверхностями, при этом одна из боковых поверхностей выполнена выпуклой с профилем, поперечное сечение которого ограничено кривой, описываемой формулами
при ;
y(x)=H
при <img file="00000010.tif" he="8" wi="47" img-content="undefined" img-format="tif" />
где: L - ширина токосъемного элемента; Н - высота второй боковой поверхности,
R - радиус окружности, проведенной из точки с координатами y=0; х=L-(5…10) мм,
а вторая из боковых поверхностей выполнена плоской.
В частных воплощениях полезной модели поставленная задача решается элементом, в котором вторая боковая поверхность расположена перпендикулярно контактной поверхности.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами (фиг.1 и 2).
На фиг 1 приведен общий вид токосъемного элемента
На фиг.2 приведена форма кривой, ограничивающей поперечное сечение профиля токосъемного элемента
Токосъемный элемент работает следующим образом.
Углеграфитовая пластина 1, расположенная в металлическом каркасе (не показан) и закрепленная в нем с помощью основания 2, выполненного в виде ласточкина хвоста для быстрого и надежного крепления пластины 1, скользит плоской контактной поверхностью 3 по контактному проводу (не показан).
Токосъемный элемент имеет асимметричную форму, создаваемую различной формой боковых поверхностей (4, 5).
Первая боковая поверхность 4 имеет выпуклую цилиндрическую форму с профилем, поперечное сечение которого ограничено кривой, приведенной в формуле полезной модели.
Вторая боковая поверхность 5 выполнена плоской и в наилучшем воплощении полезной модели расположена перпендикулярно контактной поверхности 3.
При этом ток передается от провода к двигателю электродвижущего состава.
Токосъемные элементы в соответствии с предложенной полезной моделью располагают на полозе токоприемника электроподвижного состава в несколько параллельных рядов. Элементы устанавливают таким образом, чтобы выпуклая поверхность 4 образовывала внешнюю поверхность такого ряда, соответственно, вторая поверхность 5 образует внутреннюю поверхность такого ряда.
Ряды расположены перпендикулярно направлению движения электроподвижного состава. Количество рядов колеблется от 2 до 6. Наиболее часто применяется 2-3 ряда токосъемных элементов на полозе одного токоприемника. Амплитуда зигзага контактного провода составляет от 400 до 800 мм.
Таким образом, при движении электроподвижного состава контактный провод скользит по ряду токосъемного элемента в направлении движения электроподвижного состава и в поперечном направлении.
В поперечном направлении, т.е. вдоль ряда токосъемного элемента, контактный провод перемещается возвратно-поступательно с амплитудой от 400 до 800 мм. Это необходимо для того, чтобы на этой длине ряд токосъемных элементов изнашивался равномерно.
Однако на практике середина ряда всегда изнашивается значительно интенсивнее его краев. Смена токосъемного элемента определяется предельным допустимым износом хотя бы одной его точки. Поэтому пробег ряда токосъемного элемента лимитирует его середина.
Измерения, проведенные в эксплуатации, показали, что повышенная интенсивность изнашивания середины ряда связана с его повышенным разогревом по сравнению с краями. Причем температура значительно возрастает при приближении к его середине.
Таким образом, снижение температуры разогрева середины ряда токосъемного элемента приведет к снижению его интенсивности изнашивания и возрастанию межремонтного пробега токосъемных элементов.
В результате примерно во столько же возрастает интенсивность охлаждения рабочей поверхности, в том числе средней части ряда токосъемного элемента. Это приводит к снижению его интенсивности изнашивания. Также примерно в 2-3 раза возрастает давление воздуха, а следовательно и парциальное давление кислорода в зоне контакта токосъемного элемента и контактного провода. Это значительно интенсифицирует протекание не самопроизвольных химических реакций в зоне трения, которые приводят к снижению интенсивности изнашивания скользящих электрических контактов.