Устройство для подвода энергопитания к подвижному потребителю

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к энергоснабжению рельсовых транспортных средств, получающих электроэнергию по гибкому кабелю. Цель изобретения - повышение надежности кабеля. На валу 1 кабельного барабана 4 смонтирован накопитель энергии, выполненный в виде спиральной пружины, один конец которой закреплен на валу 1 кабельного барабана, а другой - на корпусе тормозного барабана 9, сопряженного с валом 1 кабельного барабана через подшипники На транспортном средстве смонтирован тормоз с возможностью воздействия на тормозной барабан 9 при взаимодействии выключателя 15 с направляющей 17. установленной вдоль рельсового пути у точки прикрепления энергоносителя к почве 16. Длину направляющей 17 выбирают такой, чтобы на пути от моста срабатывания тормоза до прохождения приемным устройством 6 точки прикрепления энергоносителя к почве 16 спиральная пружина закручивалась до момента , равного по величине приводному моменту , передаваемому на вал 1 кабельного барабана 4 гидродвигателем 2 3 ил ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 02 6 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г!РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4465298/07 (22) 24.05,88 (46) 07.05,91. Бюл. ¹ 17 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) В. А. Самое, Г. М. Широков и С. В, Федоренко (53) 621.315(088.8) (56) Сипал Я, Е, Кабельные барабаны, для строительных и дорожных машин, ЦНИИтэстроймаш, 1965, с, 39, (54) УСТР011СТВД ДЛЯ ПОДВОДА 3НЕРГОПИТАНИЯ К ПОДВИЖНОМУ ПОТРЕБИТЕЛЮ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к энергоснабжению рельсовых транспортных средств, получающих электроэнергию по гибкому кабелю. Цель изобретения — повышение надежности кабеля. На валу 1 кабельного барабана 4 смонтирован

„„ Ы„„1647724 А1 накопитель энергии, выполненный в виде спиральной пружины, один конец которой закреплен на валу 1 кабельного барабана, а другой — на корпусе тормозного барабана 9, сопряженного с валом 1 кабельного барабана через подшипники. На транспортном средстве смонтирован тормоз с возможностью воздействия на тормозной барабан 9 при взаимодействии выключателя 15 с направляющей 17, установленной вдоль рельсового пути у. точки прикрепления энергоносителя к почве 16. Длину,направляющей 17 выбирают такой, чтобы на пути от места срабатывания тормоза до прохождения приемным устройством 6 точки прикрепления энергоносителя к почве 16 спиральная пружина закручивалась до момента. равного по величине приводному моменту, передаваемому на вал 1 кабельного барабана 4 гидродвигателем 2. 3 ил.

1647724 и 20

Половина длины направляющей — рав.2 о на длине энергоносителя 5, намотанного на а кабельный барабан 4 с момента срабатывания тормоза до прохождения приемным усе 25 тройством 6 точки закрепления о энергоносителя к почве 16:

I — = I» =2лй и

2 где — длина кабеля, намотанного на кабельный барабан; и

R — радиус намотки кабеля на кабельный в. барабан во время прохождения транспортным средством точки закрепления кабеля к

Подставляя (1) в (2), получают я

I Мn — =1 ЛН вЂ” — ю —— о

2 2Л Е 1х или и

Е!х

i = 2 R — -а— (3)

Во время прохождения приемным устройством точки закрепления энергоносителя к почве момент, создаваемый на валу

45 кабельного барабана спиральной пружиной, Мпр должен быть равен приводному моменту на валу кабельного барабана М.

Приравнивая Млр=М и подставляя в (3) получают I = 2 R

ML

50 Е Ix

Если обозначить 1з — проекция расстояния между выключателем 15 и вертикальной осью симметрии приемного устройства

6 на вертикальную плоскость, параллельную продольной оси транспортного средства;, I> — часть длины направляющей 17 от ее начала до точки закрепления кабеля к почве

16 (по направлению движения транспортного средства (фиг, 1); Ig — оставшаяся часть длины направляющей 17 от точки закрепле40

Изобретение относится к электротехнике, а именно к энергоснабжению транспортных средств, и может быть использовано в рельсовом транспорте, питающемся электроэнергией по гибкому энергоносителю.

Цель изобретения — повышение надежности путем снижения динамических нагрузок на кабель, закрепленный в средней части трассы, при изменении направления вращения кабельного барабана.

На фиг. 1 показано рельсовое транспортное средство с механизмом, кабельного барабана; на фиг, 2 — механизм кабельного барабана; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг, 2.

Устройство для подвода энергопитания к подвижному потребителю содержит вал 1, приводимый во вращение гидродвигателем

2 через цепную передачу 3, барабан 4 для энергоносителя 5, подаваемого через приемное устройство 6 и укладываемого пр помощи кабелеукладчика 7. Через подшип ники 8 с валом сопряжен корпус тормозног барабана 9, внутри которого установлен спиральная пружина 10, одним концом за крепленная на валу, а другим — на корпус тормозного барабана. Корпус тормозног барабана охватывает ленточный тормоз, со стоящий из ленты 11, рычага 12, электромаг нита 13 и возвратной пружины 14

Управление ленточным тормозом осущест вляется включением электромагнита пр наезде выключателя 15 на установленную определенном относительно точки закреп ления кабеля к почве 16 месте направляю щую 17. При этом длина направляюще подбирается такой, чтобы на пути от мест срабатывания тормоза до прохождени приемным устройством транспортног средства точки закрепления энергоносите ля к почве противомомент, создаваемы пружиной, равнялся бы моменту, передава емому на вал 1 гидромотором 2 через цеп ную передачу 3.

Устройство работает следующим обра зом.

Транспортное средство. получающе энергию по гибкому энергоносителю, осна щается устройством для подвода энергопи тания к подвижному пот ребителю, Обща протяженность трассы, обслуживаемой та ким транспортным средством, может быт равна удвоенной кабелевместимости бара бана. При этом точка закрепления энерго носителя к почве располагается посередин трассы, Для спиральной пружины 10, внешни конец которой закреплен на корпусе тор мозного барабана 9 жестко к ленте, которы работает на чистый изгиб:

И = — "-а—

Мл (Е Ix где ф — угол поворота вала кабельного барабана;

Млр момент, создаваемый на валу кабельного барабана спиральной пружины;

L — длина развернутой спиральной пружины;

Š— модуль упругости материала пружи10 ны;

Ix — моменет инерции сечения пружины

b S х

Ь вЂ” ширина пружины;

S — толщина пружины.

Если n — число оборотов кабельного барабана, то р = 2 к и,, Мп отсюда л — — с—

2 г Е 1х

55 ния кабеля к почве 16 до ее конца, то для случая, изображенного на фиг. 1

11 2 1В

1 (4)

12 = — +1в

2. (5)

Если выключатель 15 установлен справа от приемного устройства 6 (фиг. 1), то в выражениях (4) и (5) знаки изменяются на противоположные. Для случая, когда выключатель 15 и вертикальная ось симметрии приемного устройства 6 находятся в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси транспортного средства (т, е. 1з=О)

1 М1

11 = 12 = — = в

2 .Е 1х

Например, рельсовое транспортное средство движется в направлении, требующем намотки кабеля на барабан, т, е. к точке закрепления энергоносителя к почве. На определенном расстоянии от тачки закрепления энергоносителя к почве 16 выключатель

15 наезжает на установленную вдоль рельсового пути направляющую 17 и подает сигнал на включение электромагнита 13 ленточного тормоза, Рычаг 12 поворачивается и прижимает ленту 11 к корпусу тормозного барабана 9, фиксируя егО

Относительно рамы транспортного средства. Спиральная пружина 10, закрепленная одним концом на корпусе тормозного барабана, а другим концом — на валу 1, начинает закручиваться. Это происходит до тех пор, пока запасенная в ней потенциальная энергия не создаст противомомент; равный по величине приводному моменту на валу 1 кабельного барабана 4, передаваемому от двигателя 2 через цепную передачу 3, т, е. до остановки кабельного барабана. При этом по мере закручивания пружины натяжение кабеля уменьшается, так как сумма моментов, создаваемых натяжением кабеля и спиральной пружиной, равна приводному моменту на валу кабельного барабана, Это справедливо для приводов, обеспечивающих постоянство крутящего момента (например, объемных гидромоторов), Остановка кабельного барабана должна произойти тогда, когда приемное устройство 6 находится над точкой закрепления энергоносителя к почве 16. Чтобы кабельный барабан начал вращаться в обратную сторону (на размотку энергоносителя) при дальнейшем безостановочном движении транспортного средства, в энергоносителе должно возникнуть такое растягивающее усилие, которое создает на валу 1 крутящий момент, достаточный для преодоления инерционности заполненного энергоносителем барабана 4, и, после перехода гидродвигателя 2 в насосный режим, 10

45 переключения, специального гидравлического клапана (не показан) на подтормаживание кабельного барабана, Аккумулированная спиральной nðóæèной энергия позволяет значительно уменьшить растягивающее усилие, возникающее в энергоносителе при прохождении транспортным средством точки закрепления энергоносителя в почве, а также способствует более быстрому разгону полностью заполненного кабельного барабана до необходимой угловой скорости.

По мере дальнейшего движения транспортного средства выключатель 15 перестает контактировать с направляющей 17, электромагнит 13 обесточивается и под воздействием возвратной пружины 14 рычаг 12 занимает исходное положение и отводит ленту 11 от корпуса тормозного барабана 9, который начинает вращаться совместно с

Валом 1.

При движении транспортного средства по этому же пути в обратном направлении длина соответствующего участка направляющей (от ее начала до точки закрепления кабеля к почве) выбирается из тех же соображений, что и при движении в прямом направлении. При этом длина этого участка направляющей больше противоположного на величину двойного расстояния между выключателем 15 и точкой выхода энергоносителя из приемного устройства 6, В связи с аккумулированием энергии спиральной пружиной при проходе транспортного средства к точке закрепления энергоносителя к почве и последующей отдачей накопленной энергии для разгона вращающихся масс механизма кабельного барабана при его реверсировании можно существенно увеличить надежность гибкого энергоносителя путем снижения воздействующих на него динамических нагрузок, возникающих при прохождении транспортным средством точки закрепления энергоносителя к почве. Величина этих нагрузок превышает средние значения в 5-10 раз.

Формула изобретения

Устройство для подвода энергопитания к подвижному потребителю, содержащее кабельный барабан, вал которого кинематически связан с приводом. накопитель энергии, выполненный в аиде плоской спиральной пружины, внешний конец которой закреплен на внутренней поверхности корпуса дополнительного барабана, установленного с возможностью поворота относительно вала кабельного барабана, и средства для изменения скорости вращения дополнительного барабана в зависимости ,от положения потребителя относительно

1647724 з

12 где в — ширина пружины;

S —. тол щи на и ружин ы.

11

8 (( г

A-Л

g3gg 3

Сосгавитель С, Плотников

1ехред M.Мор(енгал Корректор M. Шароши

Редак гор С(. Головач

Заказ 1407 Тираж 334 Г1 одп и с н ое

ВНИИ(ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, >К-35, Раушская ((аб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 тОчки закрепления кабеля ((а почве, О т л и ч а (о щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения динамических нагрузок на кабель, закрепленный в средней части трассы при изменении направления вращения кабельного барабана, оно снабжено направляющей, устанавливаемой вдоль трассы в зоне точки закрепления кабеля на почве, внутренний конец плоской спиральной пружины закреплен на валу барабана, средства для изменения скорости враьцения дополнительйого барабана выполнены в виде тормоза, управляемого вновь введенным выкл(о (ателем, уста.(овленным с возмож((ОСть(О ВЗаИМОдвйСтВИя С НаПраВЛя(сщЕй, при этом последняя выполнена с дли((ой i

i =2R — -;

Еix где и — радиус намотки кабеля на барабан во время прохождения транспортным сред5 GTBoh1 точки закрепления кабеля в почве;

M — приводной момент на валу кабельного барабана;

L — длина развернутой спиральной пружины;

10 Š— модуль упругости материала пружины;

ix — момент инерции сечения пружины,