ЩЕКА КОНТАКТНОЙ ГОЛОВКИ Российский патент 2006 года по МПК B60L5/08 

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано на городском безрельсовом транспорте.

Известна щека контактной головки (см. Ивин К.В. и др. «Токосъем городского наземного транспорта», М., 1965, с.15-42, рис.18), выбранная в качестве прототипа.

Щека-прототип содержит торцовую и внутреннюю стороны, которые выполнены со скосами.

Известные конструкции щек, применяемые в токоприемных устройствах троллейбусов, выполнены литьем или штамповкой из бронзовых и латунных сплавов, содержащих наряду с оловом, свинцом, цинком дорогостоящий и дефицитный материал - медь около 70-80%.

Кроме того, при нарушении контакта щеки с контактным проводом в месте контакта происходит искрение и подгорание, что приводит к повышенному износу контактных проводов и щек.

Подгорание не только увеличивает фрикционный износ щеки и контактного провода за счет увеличения шероховатости поверхностей, но и приводит к увеличению электрического сопротивления при прохождении тока в месте контакта.

Задачей настоящего комплексного изобретения является создание щек контактной головки, которые по своим эксплуатационным характеристикам удовлетворяли бы нормативным требованиям по механическим и электрическим параметрам и при этом обеспечивали бы более высокие экономические показатели.

Решение поставленной задачи и преимущества заявляемого комплексного изобретения вытекают из последующего подробного описания щеки.

Для решения указанной задачи в щеке контактной головки, торцовая и внутренняя стороны которой выполнены со скосами, согласно предлагаемому изобретению торцовая поверхность снабжена пазом, а скосы торцовой поверхности образованы гранями трехгранной пирамиды. При этом скосы и грани выполнены с закруглением как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Согласно предлагаемому изобретению щека контактной головки выполнена из композиционного порошкового материала на основе железа с добавками меди, никеля, цинка, фосфора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

медь15,0-20,0никель0,5-2,0фосфор0,2-1,0железоостальное

с последующей пропиткой оловом.

При отрыве контактного провода от поверхности щек контактной головки возникает искрение, так как возникает искра с температурой до 3000°С, вследствие чего происходит расплавление и подгорание металла в месте контакта.

Для исключения подгорания металла щек, а также контактного провода в месте контакта, предлагается конструкция щеки из порошковых материалов, после спекания которых щека получается пористой.

Предлагаемая конструкция щеки выполнена из порошковых материалов на основе железа получена последовательным прессованием, спеканием с дальнейшей пропиткой оловом, которое заполняет поры спеченной заготовки, покрывая всю поверхность щеки.

При нарушении контакта щеки с контактным проводом и появлением искрения олово как легкоплавкий металл, имея низкую температуру плавления, при возникновении электрической дуги в зоне отрыва контакта мгновенно расплавляется, заполняя искровой промежуток между контактным проводом и поверхностью щеки. При этом снижается температура дуги и она гасится за счет поглощения тепла на расплавление олова.

Таким образом, в месте контакта создается целостность контакта между проводом и щекой, исключается подгорание контактного провода и поверхности щек, вследствие чего обеспечивается хороший контакт.

Предлагаемое соотношение компонентов в заявляемом техническом решении является оптимальным и найдено экспериментально. Все компоненты несут определенные функции, совокупность которых способствует повышению качества щеки и снижению ее себестоимости за счет уменьшения процентного содержания меди. Так как по сравнению с известными техническими решениями щеки, изготовленные из бронзы и латуни, содержат 70-80% меди, а по предлагаемому техническому решению щеки, изготовленные из порошковых материалов, содержат 15-20% меди.

При этом для предохранения контактного провода от острых граней болтового соединения торцовая поверхность щеки снабжена пазом (см. фиг.1, 2). Причем для плавного скольжения провода по поверхности щеки скосы торцовой поверхности образованы гранями трехгранной пирамиды, которые выполнены с закруглением.

Заявляемое техническое решение по сравнению с прототипом имеет новую совокупность существенных признаков, следовательно, соответствует критерию "новизна".

Приведенная совокупность отличительных признаков и достигаемый результат характеризуют единство изобретения и не следуют явным образом из изученного уровня техники, то есть предложение имеет изобретательский уровень.

Заявляемое техническое решение может быть использовано в промышленности, следовательно, оно является промышленно применимым.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется описанием конкретных примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами, где:

- на фиг.1 представлен общий вид щеки;

- на фиг.2 представлен вид В по фиг.1;

- на фиг.3 представлены сечения А-А. Б-Б, Г-Г по фиг.1.

Пример конкретного выполнения.

Щека контактной головки содержит торцовую поверхность 1 (см. фиг.1) и внутреннюю поверхность 2, выполненную со скосом 3 (см. фиг.1). Торцовая поверхность 1 снабжена пазом 4, а скосы торцовой поверхности образованы гранями трехгранной пирамиды 5. Причем скосы и грани выполнены с закруглением R как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Предлагаемый способ осуществляется в следующей последовательности.

В смеситель загружают компоненты порошкового материала на основе железа с добавками меди, никеля, цинка, фосфора.

Смесь тщательно перемешивают. Затем заготовку прессуют и спекают.

Спеченную деталь погружают в ванну с расплавленным оловом, поверхность которого защищена флюсом. Флюс не только обезжиривает и защищает поверхность заготовки щеки, но и защищает поверхность олова от окисления, обеспечивая при этом достаточное диффузионное проникновение олова в поры спеченной детали.

Как показали экспериментальные исследования, щеки, выполненные из предлагаемого материала, по своим эксплуатационным характеристикам обеспечивают нормативные требования по механическим и электрическим параметрам, при этом прочность щек, изготовленных из порошковых материалов в два раза прочнее щек, изготовленных литьем и штамповкой.

По результатам положительных стендовых и эксплуатационных испытаний предложенные щеки рекомендованы к внедрению в производство.

Таким образом, предлагаемое комплексное техническое решение позволяет получить щеки контактной головки, которые по своим эксплуатационным характеристикам обеспечивают нормативные требования по механическим и электрическим параметрам и имеют при этом более высокие экономические показатели.

Изобретение относится к токоприемникам для городских безрельсовых транспортных средств с электротягой. Торцовая и внутренняя стороны щеки выполнены со скосами. Торцовая поверхность снабжена пазом. Скосы торцовой поверхности образованы гранями трехгранной пирамиды. При этом скосы и грани имеют закругление как в продольном, так и в поперечном направлениях. Щека выполнена из композиционного порошкового материала на основе железа с добавками меди, никеля, цинка, фосфора при определенном соотношении компонентов. Предложенная щека характеризуется повышенными экономическими показателями. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Щека контактной головки, торцовая и внутренняя стороны которой выполнены со скосами, отличающаяся тем, что торцовая поверхность снабжена пазом, а скосы торцовой поверхности образованы гранями трехгранной пирамиды.2. Щека контактной головки по п.1, отличающаяся тем, что скосы и грани выполнены с закруглением как в продольном, так и в поперечном направлениях.3. Щека контактной головки по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она выполнена из композиционного порошкового материала на основе железа с добавками меди, никеля, цинка, фосфора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Медь 15,0-20,0

Никель 0,5-2,0

Фосфор 0,2-1,0

Железо Остально

с последующей пропиткой оловом.