КОНТАКТНАЯ ВСТАВКА ТОКОПРИЕМНИКОВ ТРОЛЛЕЙБУСОВ

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к токоприемникам для линий энергоснабжения, в частности к контактным углеродным прессованным вставкам токоприемников троллейбусов.
Известна «стандартная» контактная вставка троллейбусов Московского троллейбусного ремонтного завода (Ивин К.В., Трофимов А.Н., Энгельс Г.Г., Токосъем городского наземного транспорта. -М.: Изд-во литературы по строительству, 1965 г., рис.56, с.114.). Вставка содержит рабочую часть в виде желоба и скругленные перпендикулярные основанию вставки буртики. Вставка выполнена цельной и изготовлена прессованием из углеродной композиции, содержащей 84,74 вес.% электрографитированного кокса (электрографита) и 15,26 вес.% фенолформальдегидной смолы, состоящей из новолачной смолы с добавлением уротропина (1,64 вес.%).
Недостатками указанной вставки являются недостаточная прочность в связи с быстрым износом выступающих буртиков, ограничивающих провод, и сколов торцов вставки при ударах об арматуру подвески провода, а также пониженная электропроводимость. Следует отметить, что увеличение содержания фенолформальдегидной смолы повышает прочность вставки, но уменьшает ее электропроводимость. Выполнение вставки цельной не позволяет достичь как необходимой прочности, так и необходимой электропроводимости.
Известна контактная вставка токоприемника троллейбусов, имеющая рабочую поверхность в виде желоба и скругленные буртики (Патент РФ на полезную модель №120052, Контактная вставка токоприемников троллейбусов, МПК B60L 5/08, от 10.09.2012). Желоб образован двумя боковыми гранями, расположенными под углом π/4 к вертикальной оси вставки и касательными к радиальной поверхности контакта с токоподводящим проводом, при этом внешние грани буртиков перпендикулярны соответствующим граням желоба. Указанная форма буртиков позволяет достаточно проработать порошковую структуру буртиков при прессовании и несколько увеличить их прочность. Однако это увеличение прочности недостаточно. Остается и основной недостаток вставки - низкая электропроводимость.
Следует отметить, что указанная вставка выполнена как и указанная выше вставка цельной из порошковой композиции на основе углерода и поэтому свойства ее рабочей поверхности мало отличаются от свойств вставки в целом.
Отсюда, основным недостатком этой вставки является недостаточная прочность и низкая электропроводимость.
Наиболее близкой предлагаемой вставке является контактная вставка троллейбусов, состоящая из двух частей (слоев) (Патент РФ на изобретение №2130390, Контактная вставка токосъемников троллейбусов и токопроводящий композиционный материал для ее изготовления, МПК B60L 5/08, от 20.05.1999). Верхняя (основная) часть имеет рабочую поверхностью в виде желоба и буртиков и выполнена из композиционного материала на основе графита (графит 80-86%, смола 12,5-18%). Нижняя часть имеет форму подошвы и выполнена из графита, смолы и металлического порошка (90 мас.%) с размером частиц не более 150 мкм. Причем, нижняя часть составляет 30-35% объема вставки и содержит порошки железа, чугуна и других металлов.
-6
-6
Выполнение вставки из двух частей позволит раздельно регулировать технические характеристики вставки, а именно прочность и ее смазочные способности. Увеличение содержания фенолформальдегидной смолы до 18% повысит прочность основной части и ее буртиков, повысится прочность и в связи с введением порошков железа и чугуна в нижнюю часть вставки. Однако основной показатель - электропроводимость вставки еще более снизится. Известно, что удельное сопротивление электрическому току для железа равно 9,71·10 Ом·см, а чугунов разных марок (50-70)· 10 Ом·см, что значительно выше удельного сопротивления композиционного материала на основе углерода.
Отсюда, основным недостатком наиболее близкого аналога является низкая электропроводимость.
Задачей предлагаемого решения является устранение этого недостатка, а именно, повышение электропроводимости.
0
0
о
о
Поставленная задача решается тем, что в известной контактной вставке токоприемников троллейбусов, состоящей из двух частей, выполненных из различных материалов, имеющей рабочую поверхность в виде желоба и буртики, и основная часть которой выполнена из порошковой композиции на основе углерода, согласно предлагаемому решению, вторая часть вставки с контактной рабочей поверхностью расположена вдоль дна желоба рабочей поверхности, имеет высоту Н=(0,7÷0,8)Н, где Н - высота вставки от ее подошвы до дна желоба, и ширину В=(0,3÷0,4)В, где В - ширина вставки, при этом вторая часть вставки выполнена из композиции, содержащей 10÷15 вес.% порошка меди.
-6
Выполнение вставки из двух частей, у которой часть, размещенная внутри основной части вставки, имеющая заданную форму и размеры, и содержит указанное количество медного порошка позволит увеличить электропроводимость вставки. Известно, что порошок меди имеет удельное электрическое сопротивление 1,67·10 Ом·см, т.е. в шесть раз меньше по сравнению с железом и в 30-42 раза меньше по сравнению с чугуном, что увеличивает электропроводимость вставки в несколько раз по сравнению с наиболее близким аналогом. Таким образом, указанные отличительные признаки позволяют при высокой прочности вставки, зависящей от содержания фенолформальдегидной смолы, повысить ее электропроводимость.
Увеличение ширины второй дополнительной части вставки более 0,4 ширины вставки приведет к повышенному расходу дорогой меди и увеличению стоимости вставки, уменьшение ее менее 0,3 ширины вставки снизит электропроводимость вставки.
Увеличение высоты второй части вставки более 0,8 высоты вставки также увеличит расход меди, уменьшение ее менее 0,7 высоты вставки снизит ее электропроводимость.
Содержание медного порошка во второй части более 15 вес.% нецелесообразно ввиду опасности схватывания вставки с контактным проводом, а снижение его менее 10 вес.% не позволит увеличить электропроводимость.
Наиболее целесообразно изготовлять вторую часть вставки из композиции, состоящей из 63÷72 вес% графита, 18÷22 вес.% фенолформальдегидной смолы и 10÷15вес.% порошка меди.
Предлагаемая контактная вставка токосъемников троллейбусов изображена на фиг.1, 2, где на фиг.1 показан общий вид вставки, а на фиг.2 - сечение А-А фиг.1.
0
0
0
0
Вставка содержит основную часть 1 с буртиками 2 и вторую часть 3. Вторая часть 3 вставки имеет ширину В=(0,3÷0,4) В, где В - ширина вставки, и высоту Н=(0,7÷0,8)Н, где Н - высота вставки. Вторая часть 3 выполнена из композиции, содержащей 10÷15 вес.% порошка меди.
Изготавливают вставку последовательным прессованием основной части с углублением и последующим прессованием дополнительной части с медным порошком.
Контактная вставка работает следующим образом.
При движении троллейбуса электрический ток от провода (черт. не показан) передается через дополнительную часть 3 вставки и основную ее часть1 на головку троллейбуса. Буртики 2 при этом удерживают провод от смещения.
Изготовлен опытный образец предлагаемой вставки. Размеры вставки: ширина 28 мм; высота - 17 мм; длина - 87 мм. Размеры второй части: ширина 10 мм; высота 13 мм. Основная часть вставки с буртиками изготовлена из порошковой композиции на основе графита, содержащей: 80 вес.% графита и 20 вес.% фенолформальдегидной смолы. Вторая часть изготовлена из композиции, содержащей 70 вес.% графита; 18 вес.% фенолформальдегидной смолы; 12 вес.% медного порошка.
-6
-6
Удельное электросопротивление у изготовленной вставки снизилось по сравнению с наиболее близким аналогом с 60·10 Ом·см до 25·10 Ом· см, т.е. в 2,4 раза.
Предлагаемая контактная вставка найдет применение в городском электротранспорте, преимущественно троллейбусах.