Наземный электротранспорт эксплуатируется на участках разного уровня высоты. При неравномерности движения токосъемные элементы должны надежно соединяться с контактной сетью. Эту задачу выполняет каретка, представляющая собой рычажно-плунжерный держатель. С помощью кареток разной конструкции закрепляют полоз на раме. Держатель обеспечивает угловое перемещение полозов и подрессоривание.
Функции каретки
Устройство изобрели во время развития транспортных средств с электротягой. Каретка предназначена для улучшения качества токосъема, особенно при движении на высокой скорости. Потенциал узла используют для прохода:
- жестких точек, в которых снижена эластичность контактного токопровода;
- участков с сосредоточенными массами на проводе, например, зажимами;
- струновых пролетов контактной цепной подвески с разной эластичностью провода.
Благодаря кареткам контактная сеть испытывает минимальную нагрузку при вертикальном перемещении полоза. Эффект достигается за счет уменьшения площади соприкосновения токосъемных узлов. То есть контакт происходит не по всей поверхности токоприемника, а только с верхним элементом небольшой массы.
В двухполозных конструкциях каретка предназначена для сохранения баланса токосъемных элементов. Она обеспечивает равномерное соприкосновение с контактной сетью при нажатии между полозами. При этом снижается динамическая составляющая в процессе токосъема, улучшаются показатели качества принимаемой токоприемником электроэнергии.
Схема каретки токоприемника
- 1. Основание каретки.
- 2. Пружина.
- 3. Ось.
- 4. Скоба.
- 5. Кронштейн.
- 6. Полоз.
- 7. Шарнирно-рычажной механизм.
Внутреннее содержание устройства представляет собой механизм, обеспечивающий вертикальное перемещение полоза относительно рамы токоприемника в заданных пределах. Классическая каретка предназначена для снижения влияния инерции в процессе взаимодействия рам с контактной сетью. Узел включает рычаги, которые шарнирно соединяются с рамой. Устройство упруго расчленяет гибкие массы токоприемника, дает системе постоянный и надежный токосъем.
Дополнительные усовершенствования привели к созданию многочисленных видов детали. Например, плунжерная серия содержат устройства с демпфированием, вертикальные и наклоняемые модификации. Демпфирование предназначено для работы электротранспорта на высоких скоростях, оно служит надежности токосъемных элементов. Такие каретки монтируют для лучшего прохода неровностей у опор и в середине пролета, на станциях, у малогабаритных искусственных сооружений.
В зависимости от типа токоприемника используются рычажные, плунжерно-рычажные, пружинные, рычажно-пружинные, с направляющей кулисой. При разработке конструкций учитываются условия эксплуатации транспорта, рельеф местности, амплитуда перемещения полоза токоприемника в вертикальном направлении.
Принцип работы
Каретка обеспечивает перемещение полоза при движении транспорта относительно верхнего шарнира подвижных рам. Точка контакта оказывается на разной высоте из-за таких неровностей, как провисание токопровода, перекрещивание линий, соединение с изоляторами. Особенности механизма приводят к изменению степени прижатия токосъемных элементов к токопроводу. Вследствие этого возникает результирующий момент разных сил пружин, который предназначен для отталкивания каретки от токосъемного провода.
Во время работы электротранспорта стойки преодолевают усилие пружины, которая стремится возвратиться в исходное состояние. При этом стойки, наклоняющиеся против движения, возвращаются в вертикальное положение. Деформируемая пружина не дает возможности сближаться токосъемным элементам. Силы, возникающие при ее изгибе и растяжении, препятствуют изменению рабочего направления стоек токоприемника. В итоге транспорт плавно проходит препятствие или неисправность на пути движения.
Преимущества модели
Рычажно-плунжерная каретка представляет собой держатель токоприемника с оригинальной крепежной системой. Она лишена таких недостатков, как искажение характеристик вследствие перекоса пружины. Поэтому серия предназначена для работы при неблагоприятных внешних условиях. Инновационная конструкция разработана с целью:
- повышения работоспособности узла при обледенении токопроводов;
- улучшения токосъема как на низких, так и на высоких скоростях;
изменения эластичности верхнего узла для повышения качества контакта.
Усовершенствованная модель получила новые свойства за счет параллелограммного механизма. Благодаря этому элементу внутренняя пружина не подвергается изгибу при трении между токосъемным проводом и полозом токоприемника, она практически работает только на сжатие.
Ни в одном из промежуточных положений узла не происходит межвитковых касаний пружины во время движения электротранспорта. Таким образом рычажно-плунжерная серия исключает ухудшение работы каретки в плохую погоду. Модель предназначена для эксплуатации в умеренном и холодном климате.