Каретка токоприемника электроподвижного состава Российский патент 2024 года по МПК B60L5/08 B60L3/12 

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к кареткам токоприемников электроподвижного состава.

Наиболее близким к заявленному изобретению является каретка токоприемника электроподвижного состава, содержащая токосъемные элементы, установленные на держателе, который с помощью тяг шарнирно соединен с основанием, закрепленным на раме токоприемника, при этом между держателем и основанием установлена цилиндрическая проволочная пружина, работающая на сжатие, с установленным внутри герметичным гибким пневмоэлементом так, что при наличии давления воздуха в нем, его гибкая оболочка прижимается к внутренним поверхностям витков пружины, располагаясь в межвитковом пространстве и охватывая часть окружности поперечного сечения проволоки пружины, при этом указанный пневмоэлемент выполнен с возможностью соединения его полости с пневмомагистралью через регулятор давления воздуха (Пат. №212 297 на полезную модель (РФ), МПК B60L 5/08. Каретка токоприемника электроподвижного состава / О.А. Сидоров, М.С. Михайлов. - №2022114479; Заявлено 27.05.2022; опубл. 14.07.2022. Бюл. №20).

Недостатком прототипа является то, что давление в полости пневмоэлемента поддерживается постоянным. Поскольку на сжатие пружин каретки влияет значительное число факторов, то невозможно подобрать уровень избыточного давления в полости пневмоэлемента так, чтобы обеспечить оптимальную работу каретки при всех режимах работы.

Увеличение статического нажатия токоприемника при работе системы автоматического регулирования статическим нажатием токоприемника приводит к увеличению сжатия пружин каретки, что в конечном итоге может привести к полному сжатию пружин каретки.

Другим фактором, влияющим на сжатие пружин кареток, является влияние аэродинамических сил, воздействующих на элементы конструкции токоприемника. При движении ассиметричного токоприемника «коленом вперед» подъемная сила рам ниже, чем при движении «коленом, назад», что приводит к уменьшенному сжатию пружин кареток. Кроме того, влияние на подъемную силу оказывает аэродинамическое воздействие ветра, что также может привести к изменению сжатия пружин каретки.

На поверхности токоприемника при неблагоприятных природных условиях может образовываться гололед, что значительно влияет массу элементов его конструкции. Увеличение массы системы подвижных рам приводит к снижению подъемной силы, действующей на каретки, и уменьшению сжатия пружин каретки. Тогда как увеличение массы полоза вследствие образования на нем гололеда, наоборот, приводит к увеличению сжатия пружин кареток.

На токоприемниках могут использоваться контактные элементы различных типов, обладающие различной массой, что влияет на сжатие пружин каретки. Кроме того, масса контактных элементов в процессе эксплуатации снижается из-за их износа, из-за чего уменьшается сжатие пружин кареток в процессе эксплуатации токосъемных элементов.

Таким образом, сжатие пружин кареток токоприемников в процессе эксплуатации оказывает влияние значительное число факторов. Их воздействие может привести как к полному сжатию пружин каретки, вызывающему вертикальные удары, так и к недостаточному, приводящему к отрывам полоза от контактной подвески. Следствием данных процессов является увеличение разброса контактного нажатия, сопровождающееся нарушениями токосъема и повышенным износом токосъемных элементов. Поэтому для поддержания качественного токосъема необходимо регулировать давление в пневмоэлементе каретки так, чтобы поддерживать среднее сжатие пружин в пределах от 20 до 50% (ГОСТ 32204-2013. Токоприемники железнодорожного электроподвижного состава. Общие технические условия. - Москва: Стандартинформ, 2014. - 24 с.).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей известной каретки токоприемников электроподвижного состава.

Указанная цель достигается тем, что в известной каретке токоприемника электроподвижного состава, содержащей токосъемные элементы, установленные на держателе, который с помощью тяг шарнирно соединен с основанием, закрепленным на раме токоприемника, при этом между держателем и основанием установлена цилиндрическая проволочная пружина, работающая на сжатие, с установленным внутри герметичным гибким пневмоэлементом так, что при наличии давления воздуха в нем, его гибкая оболочка прижимается к внутренним поверхностям витков пружины, располагаясь в межвитковом пространстве и охватывая часть окружности поперечного сечения проволоки пружины, при этом указанный пневмоэлемент выполнен с возможностью соединения его полости с пневмомагистралью через регулятор давления воздуха, между держателем и основанием установлен датчик сжатия пружины, выход которого подключен к входу соединенного с пультом машиниста блока управления, выход которого подключен к входу регулятора давления

На чертеже представлена схема предлагаемой каретки токоприемника электроподвижного состава.

Каретка токоприемника электроподвижного состава содержит токосъемные элементы 1, установленные на держателе 2, который с помощью тяг 3 шарнирно соединен с основанием 4, закрепленным на раме токоприемника 5, при этом между держателем 2 и основанием 4 установлена цилиндрическая проволочная пружина 6, работающая на сжатие, с установленным внутри герметичным гибким пневмоэлементом 7 так, что при наличии давления воздуха в нем, его гибкая оболочка 8 прижимается к внутренним поверхностям витков пружины 6, располагаясь в межвитковом пространстве и охватывая часть окружности поперечного сечения проволоки пружины 6, при этом указанный пневмоэлемент выполнен с возможностью соединения его полости с пневмомагистралью через регулятор давления воздуха 9. Между держателем 2 и основанием 4 установлен датчик сжатия пружины 10, выход которого подключен к входу соединенного с пультом машиниста 11 блока управления 12, выход которого подключен к входу регулятора давления 9.

Гибкая оболочка 8 пневмоэлемента 7 может быть выполнена из резинового термо- и морозостойкого материала, обеспечивающего надежную работу пневмоэлемента 7 в широком диапазоне температур.

В качестве датчика сжатия пружины 10 могут быть использованы лазерные, индукционные, ультразвуковые и другие датчики линейного перемещения.

Предлагаемая каретка токоприемника электроподвижного состава работает следующим образом.

При поднятии токоприемника сигнал с пульта машиниста 11 передается на блок управления 12, который устанавливает на выходе регулятора давления 9 минимально допустимый для обеспечения работоспособности пневмоэлемента уровень давления. При подаче воздуха в пневмоэлемент 7 гибкая оболочка 8 расширяется и прижимается к внутренним поверхностям витков пружины 6, располагаясь в межвитковом пространстве и охватывая часть окружности поперечного сечения проволоки пружины 6. В гибкой оболочке 8, находящейся под давлением воздуха, возникают силы, действующие на витки пружины 6, и увеличивающие ее межвитковые расстояния. При этом возрастает сила, действующая на держатель 2. Изменение давления воздуха внутри пневмоэлемента 7 производится с помощью регулятора давления 9.

Демпфирующие качества пневмоэлемента 7 каретки обусловлены наличием сухого трения между слоями гибкой оболочки 8 пневмоэлемента 7, что снижает амплитуду колебаний при резонансных явлениях.

При подъеме токоприемника, начиная с момента соприкосновения контактных элементов 1 с контактным проводом, пружина 6 и пневмоэлемент 7 сжимаются под действием силы, равной статическому нажатию токоприемника. Это приводит к вращению тяг 3 вокруг держателя 2 и перемещению относительно основания 4, закрепленного на раме токоприемника 5. В результате чего держатель 2 вместе с токосъемными элементами 1 перемещается относительно основания 4.

Датчик сжатия пружины 10 передает информацию о перемещении держателя 2 относительно основания 4 на вход блока управления 12. Блок управления 12 рассчитывает среднее сжатие пружины 6 каретки за определенный интервал времени. В случае, если среднее сжатие пружины 6 каретки превышает 50%, то блок управления 12 увеличивает уставку регулятора давления 9, что приводит к росту давления в полости гибкой оболочки 8 пневмоэлемента 7. Это приводит к росту создаваемой пнемоэлементом 7 силы, направленной на разжатие пружины 6 каретки, благодаря чему среднее сжатие пружины 6 каретки возвращается на уровень 50%. При снижении среднего сжатия пружин 6 каретки меньше 50% блок управления 12 уменьшает уставку регулятора давления 9, что вызывает уменьшение давления в полости гибкой оболочки 8 пневмоэлемента 7 и, соответственно, уменьшает силу разжатия пружин 6 каретки, благодаря чему среднее сжатие пружины 6 каретки возвращается на уровень 50%.

Выход сжатия пружины 6 каретки за максимально или минимально допустимые пределы регистрируется блоком управления 12, который отправляет информацию о нарушении процесса токосъема на пульт машиниста 11.

Использование предлагаемого изобретения расширяет функциональные возможности каретки токоприемника и позволит повысить качество токосъема за счет управления сжатием упругих элементов кареток, что позволяет снизить риск возникновения отрывов и вертикальных ударов.

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к кареткам токоприемников электроподвижного состава. Каретка токоприемника электроподвижного состава содержит токосъемные элементы, установленные на держателе, который с помощью тяг шарнирно соединен с основанием, закрепленным на раме токоприемника, при этом между держателем и основанием установлена цилиндрическая проволочная пружина, работающая на сжатие, с установленным внутри герметичным гибким пневмоэлементом так, что при наличии давления воздуха в нем его гибкая оболочка прижимается к внутренним поверхностям витков пружины, располагаясь в межвитковом пространстве и охватывая часть окружности поперечного сечения проволоки пружины, при этом указанный пневмоэлемент выполнен с возможностью соединения его полости с пневмомагистралью через регулятор давления воздуха, между держателем и основанием установлен датчик сжатия пружины, выход которого подключен к входу соединенного с пультом машиниста блока управления, выход которого подключен к входу регулятора давления. Техническим результатом изобретения является повышение качества токосъема за счет управления сжатием упругих элементов кареток, что позволяет снизить риск возникновения отрывов и полного сжатия кареток, приводящего к вертикальным ударам. 1 ил.

Каретка токоприемника электроподвижного состава, содержащая токосъемные элементы, установленные на держателе, который с помощью тяг шарнирно соединен с основанием, закрепленным на раме токоприемника, при этом между держателем и основанием установлена цилиндрическая проволочная пружина, работающая на сжатие, с установленным внутри герметичным гибким пневмоэлементом так, что при наличии давления воздуха в нем его гибкая оболочка прижимается к внутренним поверхностям витков пружины, располагаясь в межвитковом пространстве и охватывая часть окружности поперечного сечения проволоки пружины, при этом указанный пневмоэлемент выполнен с возможностью соединения его полости с пневмомагистралью через регулятор давления воздуха, отличающаяся тем, что между держателем и основанием установлен датчик сжатия пружины, выход которого подключен к входу соединенного с пультом машиниста блока управления, выход которого подключен к входу регулятора давления.