КОНТАКТНАЯ ГОЛОВКА ТОКОСЪЕМНИКА ТРОЛЛЕЙБУСА

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к конструкциям контактных головок троллейбусов.
Известна контактная головка токосъемника троллейбуса, содержащая корпус с двумя наклонными щеками, вставку, прижатую к вкладышу (Авторское свидетельство СССР №1641666, Контактная головка токоприемника троллейбуса, МПК B60L 5/10, 15.04.91). Контактный провод при движении троллейбуса находится во взаимодействии с желобом вставки при угле охвата желобом провода не превышающем 30°. Это снижает ширину контактной поверхности, приводит к повышению плотности тока на контактной поверхности и интенсивному износу вставки и провода.
Таким образом, недостатком указанной головки является повышенный износ вставки и провода в связи с малой поверхностью контакта желоба вставки с проводом.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту заявляемой головке является контактная вставка токосъемника троллейбуса (Патент РФ на полезную модель №142050, Контактная головка токосъемника троллейбуса, МПК B60L 5/10 от 20.06.2014). Головка содержит контактную вставку, имеющую сопряженную с башмаком поверхность, контактирующую по боковым поверхностям с башмаком на высоте 0,58÷0,60 высоты вставки по наклонным под углом π/6 к вертикальной оси головки поверхностям, а со щеками - по наклонным поверхностям, расположенными под углом π/4 к вертикальной оси головки, противонаправленным поверхностям контакта с башмаком.
Преимуществом наиболее близкого аналога является большой (более 150°) угол охвата желобом провода, что в пять раз повышает ширину контакта желоба вставки с проводом, снижает плотность тока на контакте и интенсивность износа вставки и провода.
Недостатком наиболее близкого аналога является краткосрочность наличия максимальной поверхности контакта вставки с проводом. Современные вставки, изготавливаемые из искусственного графита с порошковой фенолформальдегидной связкой, работают всего несколько десятков часов, а затем заменяются новыми вставками. Причем износ вставок начинается уже через несколько часов их работы с разрушения бортиков желоба вставки (Самодурова М.Н. и др. Контактные головки с углеродными вставками токосъемников троллейбусов // Справочник. Инженерный журнал, №6, 2015, с. 18-24). Медный контактный провод троллейбусных линий по ГОСТ 2584-86 находится в эксплуатации в среднем 20 лет, но уже через 5 лет цилиндрическая его контактная поверхность становится частично плоской и ее поверхность контакта с желобом уменьшается. При дальнейшей эксплуатации плоская часть провода увеличивается, а контактная поверхность со вставкой уменьшается до 15% от полной поверхности контакта. Плотность тока при такой малой поверхности контакта увеличивается в 5 раз (Ивин К.В. и др., Токосъем городского наземного транспорта, М.: Изд-во литературы по строительству, 1965, с. 39, 99-103, табл. 7, рис. 55).
Таким образом, основным недостатком наиболее близкого аналога является высокая трудоемкость обслуживания, связанная с низким сроком службы контактных вставок.
Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно снижение трудоемкости обслуживания путем повышения срока службы контактных вставок.
Поставленная задача решается тем, что в контактной головке токосъемника троллейбуса, содержащей пяту, две щеки с двумя наклонными гранями, между которыми установлена контактная вставка, контактирующая с вкладышем и имеющая рабочую поверхность в виде желоба, согласно предлагаемому решению, рабочая поверхность по центру головки имеет прямолинейный участок шириной (0,4÷0,6)Н, где Н - максимальная ширина вставки, сопряженный с боковыми участками желоба, выполненными по радиусу R=(0,29÷0,31)Н, при этом поверхности контакта щек и вставки и поверхности контакта вставки и вкладыша выполнены под углом π/6 к оси головки.
Наличие прямолинейного участка у контактной вставки позволяет увеличить срок службы контактной вставки, обеспечить ее контакт с частично изношенным проводом, находившимся в эксплуатации достаточное время. Это уменьшит число замен в головке изношенных контактных вставок, что снизит трудоемкость обслуживания головки. Выполненные под заявляемым углом боковые участки обеспечивают надежность закрепления вставки в головке.
Увеличение ширины прямолинейного участка более 0,6Н и уменьшение ширины этого участка менее 0,4Н приведет к уменьшению поверхности контакта желоба вставки с проводом.
Изменение угла наклона поверхностей контакта щек и вставки и поверхностей контакта вставки и вкладыша в ту или иную сторону также уменьшит поверхность контакта вставки с проводом.
Увеличение радиуса сопряжения прямолинейного участка вставки и боковых участков щек более 0,31Н уменьшит поверхность контакта, уменьшение его менее 0,29Н также уменьшит поверхность контакта.
Предлагаемая контактная головка токосъемника троллейбуса изображена на фиг. 1-2, где на фиг. 1 изображен общий вид головки при положении провода по центру головки, на фиг. 2 - то же при смещении провода влево.
Контактная головка токосъемника троллейбуса содержит пяту 1, две щеки 2 с наклонными гранями, между которыми установлена контактная вставка 3. Контактная вставка 3 контактирует с вкладышем 4 и имеет прямолинейный участок 5 шириной h=(0,4÷0,6)Н, где Н - максимальная ширина вставки. Участок 5 сопряжен с боковыми участками желоба по радиусу R=(0,29÷31)Н. Поверхности контакта щек 2 и вставки 3 и поверхности контакта вставки 3 и вкладыша 4 выполнены под углом π/6 к оси головки.
Контактная головка токосъемника троллейбуса работает следующим образом.
Электрический ток по проводу 6 передается контактной вставке 3, установленной в щеках 2. Затем через вкладыш 4 и пяту 1 он передается на исполнительные элементы привода троллейбуса. В процессе эксплуатации наружная контактная поверхность провода 6 изнашивается и отличается от цилиндрической формы. При движении троллейбуса контактная головка постоянно меняет свое положение относительно провода, при этом провод занимает во вставке то центральное, то левое или правое положение. При этом прямолинейный участок 5 рабочей поверхности контактной вставки 3 за счет увеличенной зоны контакта его с проводом надежно обеспечивает съем тока на элементы головки.
Спроектирована предлагаемая головка. Максимальная ширина контактной головки Н=28 мм, ширина прямолинейного участка рабочей поверхности контактной вставки h находится в пределах 11,2÷16,8 мм. Радиус сопряжения прямолинейного участка с боковыми участками желоба R=8,4 мм. Срок службы такой вставки составит 48 часов, что в 2 раза уменьшит число замен таких вставок в головках.
Предлагаемая головка токосъемника троллейбуса найдет применение в транспортной технике городского транспорта, а именно в троллейбусах.