Взаимодействие токоприемника и контактной подвески трамваев и троллейбусов

13.

Взаимодействие токоприемника и контактной подвески трамваев и троллейбусов

Для нормального токосъема разность нажатия токоприемника на разных уровнях контактной подвески должна быть по возможности меньшая. В конструкции токоприёмников предусматривается такой подбор характеристик натяжных пружин и размер плеч действующих сил, которые обеспечивают номинальное статическое нажатие в диапазонах рабочих высот с отклонениями от него не более ±10 %. При этом диапазоном рабочих высот принимается разность высот между точкой подвешивания с допуском от +0,1 до -0,15 и наибольшей стрелой провеса.

Существенную роль в токосъеме играет сила трения в подшипниках токоприемника. При подъеме токоприемника она направлена против движения вверх и тем самым уменьшает силу нажатия, а при опускании она будет тормозить движение вниз и увеличивать нажатие токоприемника. Таким образом, на одной и той же высоте провода могут быть получены два разных нажатия, меньшее — при подъеме токоприемника, большее — при его опускании. Кривые, построенные для каждого типа токоприемника по значениям нажатия при подъеме и опускании, называются статическими характеристиками токоприемника (рис. 46). Верхняя кривая получена при опускании токоприемника, а нижняя — при подъеме. Расстояние между верхней и нижней кривыми соответствует двойному значению силы трения.

При небольших скоростях движения э. п. с. влияние изменения высоты положения провода на нажатие невелико и его можно считать приблизительно равным статическому нажатию. По мepe увеличения скорости увеличивается ускорение и сила инерции массы токоприемника, которая может достичь значений, соизмеримых со статическим нажатием, и решающим образом сказаться на токосъеме.

В ряде случаев следует учитывать влияние на нажатие токоприемника ветровой нагрузки и воздушных потоков, возникающих при движении э. п. с. на больших скоростях, вызывающих так называемую аэродинамическую силу.

В общем виде нажатие токоприемника на контактный провод при движении определяется выражением

Результирующая сила от нажатия под действием пружин и сил сопротивления трения называется статическим нажатием токоприемника, определяется она как сумма:

Рс=Р0±Рт. (2) 83

Рис. 46. Статические характеристики токоприемника в пределах рабочих высот троллейбуса РТ-6 при опускании (1) и подъеме (2)

Для улучшения токосъема следует иметь постоянное статическое нажатие токоприемника в пределах рабочего диапазона высот, что обеспечивается высокой точностью изготовления, сборки подъемного механизма и уменьшения трения в шарнирах.

Динамическая составляющая нажатия токоприемника на провод

Приведенной массой называется такая масса, которая, будучи приложенной в точке контакта токоприемника с проводом, вызывает такое же воздействие на контактную подвеску, как и весь токоприемник. Уменьшение неравномерности нажатия от действия динамической составляющей достигается уменьшением приведенной массы, для чего используют облегченные конструкции из высокопрочной стали.

Направление динамической составляющей определяется направлением ускорения, которое на всем протяжении пролета сохраняет свой знак (рис. 47). На участках снижения и повышения траектории

движения токоприемника разность скоростей v2 и v1 и v4 и v3 (касательных к траектории) дает ускорение а, направленное вверх. Сила инерции действует в противоположном направлении, следовательно, уменьшается нажатие токоприемника.

В точке подвеса на очень небольшом участке перегиба провода

разность скоростей v5 и v6 приводит к тому, что ускорение меняет знак и значение. Это вызывает явление, сходное с ударом. Сила удара зависит от угла перегиба провода.

На городском электрическом транспорте аэродинамическую составляющую нажатия токоприемника вызываемую действием воздушного потока при движении, обычно не учитывают вследствие сравнительно малых скоростей движения и защищенности подвижного состава от ветра строениями. При необходимости аэродинамическую составляющую определяют экспериментальным путем.

Для обеспечения непрерывного контакта токоприемника на провод должно быть соблюдено следующее соотношение:

где Рmin — минимальное нажатие токоприемника на’ провод, обеспечивающее надежный контакт.

В противном случае при Р C< Р min+Рa токоприемник оторвется от провода и контакт нарушится. Такое положение может возникнуть,

например, при движении со скоростями, превышающими расчетные, или на участках с большими провесами проводов. На рис. 47, б показан момент прохода токоприемником точки подвешивания. Под действием силы инерции токоприемник не успевает следовать за изменением высоты провода, отрывается от него в точке 1 и снова, приходит в соприкосновение с ним в точке 2.

В точке отрыва токоприемника при движении его под током возникает электрическая дуга, поджигающая провод и вызывающая его перегрев. В точке 2 под действием удара происходит механический износ провода. При ударе вследствие упругой деформации возникают колебательные движения провода и токоприемника, а затем ряд последовательных затухающих ударов, увеличивающих зону подбоя провода.

Таким образом, для надежного токосъема статическое нажатие токоприемника должно быть больше наименьшей силы, обеспечивающей контакт в покое, на значение сил инерции подвижных частей токоприемника.

Для обеспечения надежного токосъема должен быть выполнен ряд требований к токоприемникам и контактной сети.

Основные требования к токоприемнику: постоянное статическое нажатие в диапазоне рабочих высот, минимальное трение в шарнирах, наименьшая приведенная масса в диапазоне рабочих высот.

Основные требования к контактной сети: наименьшие стрелы провеса, что достигается поддержанием наибольшего допустимого натяжения и сокращением (в допустимых пределах) длин пролетов; под-* бор для каждого участка типа контактной подвески с эластичностью,, обеспечивающей надежный токосъем при заданных скоростях движения э. п. с., уменьшение сосредоточенных масс на проводе, особенно на участках, где движение идет без ограничения скорости, исключение или, в крайнем случае, смягчение противошерстных порогов на проводе и специальных частях.

Рис. 47. Схема взаимодействия токоприемника с контактной сетью при ускорении (а) и при проходе точки подвешивания (б)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Из каких основных частей состоят токоприемники и каково назначение каждой части?

2. Как устроен штанговый токоприемник?

3. Как устроен токоприемник трамвая?

4. Что показывают статические характеристики токоприемников?

5. Напишите формулу, определяющую в общем виде силу нажатия токоприемника на контактный провод. Объясните влияние каждого элемента, входящего в формулу, на конечный результат.

6., Что называется приведенной массой токоприемника и как она влияет на токосъем?

7. Напишите формулу обеспечения непрерывного контакта токоприемника.

8. Что называется эластичностью подвески, какое влияние она оказывает на токосъем?

9. Какие основные требования предъявляются к токоприемникам для обеспечения надежного токосъема?

10. Какие основные требования предъявляются к контактной сети для обеспечения надежного токосъема?

содержание .. 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ..