Патент на изобретение №2229987

(54) ТОКОПРИЕМНИК ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Токоприемник электропоезда пантографного типа содержит контактное устройство, выполненное по асимметричной одноколенной схеме с нижней и верхней рамами, каретку и узел управления. Узел управления включает привод, установленный на силовой неподвижной раме, закрепленной на крыше вагона электропоезда. Согласно изобретению привод снабжен торсионом, механически связанным с приводом, причем торсион имеет узел регулирования контактного давления, выполненный в виде червячного привода, и установлен таким образом, что продольная ось корпуса торсиона параллельна оси вращения нижней рамы подвижного контактного устройства. Технический результат заключается в улучшении статических и динамических характеристик и повышении ресурса работы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкциям токоприемников электропоездов, и может быть использовано при разработке токоприемников пантографного типа.

Известен токоприемник типа П-1В, содержащий подвижное контактное устройство в виде симметричного шарнирного пантографа с узлом управления, включающим пневмоцилиндр, подъемные и опускающие пружины, установленный на силовой раме, закрепленной на крыше вагона электропоезда (см. Электропоезд ЭР9П, М.: Транспорт, 1967 г., стр. 109).

Недостатком известного устройства являются сложность кинематической схемы, что приводит к увеличению массы подвижных частей, увеличивает число шарниров и суммарный момент их трения. Шарниры выполнены в виде осей, расположенных внутри втулок, что также способствует увеличению трения и увеличивает вероятность заклинивания при износе. Все это приводит к увеличению приведенной массы подвижных частей токоприемника, ухудшает его статические и динамические характеристики при токосъеме, а также снижает надежность работы. Использование пружинного механизма для управления режимами подъема и опускания токоприемника не позволяет обеспечить оптимальные статическую и динамическую характеристики токоприемника, в особенности при больших скоростях движения электропоезда и при изменении высоты контактного провода, что ухудшает характеристики токосъема. Кроме того, использование пружинного механизма для управления токоприемником усложняет регулировку контактного давления полоза токоприемника на контактный провод, а его выполнение в открытом исполнении способствует его коррозии, снижает ресурс и надежность работы в условиях возможного обледенения при неблагоприятных климатических условиях.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является токоприемник электропоезда пантографного типа, содержащий подвижное контактное устройство, выполненное по асимметричной одноколенной схеме с нижней и верхней рамами, кареткой и узлом управления, включающим привод, установленными на силовой неподвижной раме, закрепленной на крыше вагона электропоезда (см. Патент US № 4034832, кл. B 60 L 5/14, от 04.08.76 г.).

Известное устройство также имеет недостатки из-за использования пружинного механизма, не позволяющие обеспечить оптимальные статические и динамические характеристики, в особенности при больших скоростях движения электропоезда.

Кроме того, конструкция известного устройства не обеспечивает регулировку контактного давления полоза на контактный провод и надежный токосъем, в особенности при больших скоростях движения электропоезда, а открытое исполнение подвижных узлов не обеспечивает надежность работы при неблагоприятных климатических условиях.

Техническим результатом является улучшение статических и динамических характеристик токоприемника, в особенности при больших скоростях движения электропоезда, а также повышение надежности и ресурса его работы при неблагоприятных климатических условиях.

Для этого в токоприемнике электропоезда пантографного типа, содержащем подвижное контактное устройство, выполненное по асимметричной одноколенной схеме с нижней и верхней рамами, кареткой и узлом управления, включающим привод, установленными на силовой неподвижной раме, закрепленной на крыше вагона электропоезда, согласно изобретению узел управления снабжен торсионом, механически связанным с его приводом, причем торсион имеет узел регулирования в виде червячного привода и установлен таким образом, что продольная ось корпуса торсиона параллельна оси вращения нижней рамы подвижного контактного устройства, кроме того, механическая связь торсиона узла управления с приводом контактного устройства выполнена в виде профилированного кулачка с тягой, включающей жесткий и гибкий участки, а также каретка контактного устройства снабжена торсионом, причем подвижное контактное устройство содержит шарниры, как минимум один из которых включает подшипник герметичного исполнения.

Сущность изобретения заключается в том, что выполнение предложенного устройства вышеописанным образом позволяет обеспечить заданные статическую и динамическую характеристики, а предварительная регулировка с помощью муфты и профилированного кулачка обеспечивает их оптимизацию.

Выполнение торсиона и подшипников шарниров в закрытом исполнении обеспечивает длительную работоспособность при неблагоприятных климатических условиях, а наличие торсиона в каретке дополнительно обеспечивает надежный токосъем при больших скоростях движения электропоезда.

Сравнение предлагаемого устройства с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию “новизна”, а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию “изобретательский уровень”.

Предварительные испытания подтверждают возможность широкого промышленного использования.

На фиг.1, 2 и 3 представлена конструкция предложенного устройства в трех проекциях: виды сбоку, сверху и спереди соответственно.

Токоприемник электропоезда содержит установленные на силовой неподвижной раме 1 подвижное контактное устройство, выполненное по асимметричной одноколенной схеме с нижней и верхней рамами 2 и 3 соответственно, кареткой 4, на которой установлен полоз 5 с двумя контактными вставками 6. Возможно выполнение полоза 5 с двумя рядами контактных вставок 6. Каретка 4 снабжена торсионом 7 для дополнительного обеспечения постоянного контакта при изменении высоты контактного провода 8 при высоких скоростях движения электропоезда.

Кроме того, устройство содержит узел управления, включающий привод 9 в виде пневмоцилиндра и торсион 10, механически связанный с приводом.

Торсион 10 содержит цилиндрический корпус с валом углового вращения и узлом 11 регулирования и установлен таким образом, что продольная ось 12 его корпуса параллельна оси 13 вращения нижней рамы 2 подвижного контактного устройства.

Механическая связь торсиона 10 с приводом 9 контактного устройства выполнена в виде профилированного кулачка 14 с тягой, включающей муфту 15 для установки ее длины в начальное положение, а также гибкий и жесткий участки 16 и 17 соответственно. Причем гибкий участок 16 может быть выполнен цепным или в виде упругой ленты.

Пневмоцилиндр привода 9 включает поршень 18, упругий элемент 19, тягу 20 и кронштейн 21.

Подвижное контактное устройство содержит шарниры 22, как минимум один из которых выполнен в виде подшипника герметичного исполнения.

Рама 1 закреплена на крыше 23 вагона электропоезда.

Устройство работает следующим образом.

В сложенном состоянии нижняя и верхняя рамы 2 и 3 с кареткой 4 и полозом 5 находятся в крайне нижнем положении под действием упругого элемента 19 привода 9. При подаче сжатого воздуха от пневмосистемы в привод 9 упругий элемент 19 сжимается под действием поршня 18, тяга 20 выходит из привода 9 и кронштейн 21 освобождает нижнюю раму 2.

Нижняя рама 2, установленная относительно неподвижной рамы 1 на подшипниках, под действием торсиона 10 через профилированный кулачок 14 и гибкий и жесткий участки 16 и 17 тяги поворачивается вокруг оси 13 и поднимает верхнюю раму 3 с кареткой 4 и полозом 5 до контактного провода 8. Профиль кулачка 14 выбирается, исходя из требований к статической характеристике токоприемника.

Для регулировки величины контактного давления полоза 5 на контактный провод 8 в торсионе 10 предусмотрен узел 11 регулирования, который может быть выполнен в виде червячного привода, позволяющего обеспечить регулировку закрутки торсиона 10 при поднятом токоприемнике.

Для снижения момента трения в шарнирах 22 нижней и верхней подвижных рам 2 и 3 и каретки 4 установлены подшипники герметичного исполнения. Такая конструкция обеспечивает надежность работы в неблагоприятных климатических условиях.

Для уменьшения массы подвижных частей токоприемника и улучшения его динамических характеристик подвижные рамы 2 и 3 с кареткой 4 выполнены из алюминиевых сплавов.

Установка торсиона 10 в узле управления механически связанным с его приводом и наличие у него узла 11 регулирования в виде червячного привода позволяет оперативно поддерживать оптимальное контактное давление полоза 5 на контактный провод 8. При этом выбор расположения продольной оси 12 корпуса торсиона 10 параллельно оси 13 вращения нижней рамы 2 обеспечивает надежность работы узла управления.

Установка торсиона 7 в каретку 4 обеспечивает дополнительное подрессоривание полоза 5 и возможность его независимого перемещения относительно верхней рамы 3. Это также способствует оптимизации динамической характеристики токоприемника и улучшению токосъема при больших скоростях движения электропоезда.

Таким образом, в предлагаемом устройстве улучшаются статические и динамические характеристики токоприемника, в особенности при больших скоростях движения электропоезда, и повышается надежность его работы при неблагоприятных климатических условиях.

Формула изобретения

1. Токоприемник электропоезда пантографного типа, содержащий подвижное контактное устройство, выполненное по асимметричной одноколенной схеме с нижней и верхней рамами, кареткой с полозом и узлом управления, включающим привод перемещения контактного устройства, установленные на силовой неподвижной раме, закрепленной на крыше вагона электропоезда, отличающийся тем, что узел управления снабжен торсионом, механически связанным с вышеуказанным приводом, причем торсион имеет узел регулирования его закрутки, выполненный в виде червячного привода, и установлен таким образом, что продольная ось корпуса торсиона параллельна оси вращения нижней рамы подвижного контактного устройства.

2. Токоприемник по п.1, отличающийся тем, что механическая связь торсиона узла управления с приводом контактного устройства выполнена в виде профилированного кулачка с тягой, включающей жесткий и гибкий участки.

3. Токоприемник по п.1, отличающийся тем, что каретка контактного устройства снабжена торсионом для подрессоривания полоза.

4. Токоприемник по п.1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя рамы подвижного контактного устройства установлены в шарнирах, по крайней мере один из которых включает подшипник герметичного исполнения.

РИСУНКИ