Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ МЕЖДУ ВРАЩАЮЩИМСЯ И НЕПОДВИЖНЫМ ОБЪЕКТАМИ

Изобретение относится к устройствам для электрического соединения между вращающимся и неподвижным объектами и может быть использовано, например, в грузоподъемных кранах с вращающейся частью.

Известны устройства для обеспечения непрерывной электрической связи между вращающимся и неподвижным объектами, включающие вращающиеся токосъемные устройства (ВТУ), выполненные в виде токосъемников со скользящими контактами, состоящими из системы вращающихся контактных колец и неподвижных токосъемников (щеток) или наоборот; в процессе токосъема используется в этом случае постоянно скользящее контактное соединение (например, авт.св. SU N 790052, МПК² H 01 R 39/00, 1979 г.).

Однако известные устройства предполагают принятие дополнительных конструктивных мер для компенсации погрешности установки оси вращения ВТУ относительно оси вращения вращающегося объекта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для электрического соединения между вращающимся и неподвижным объектами, содержащее ВТУ, включающее статор и ротор, поводковый механизм, связывающий вращающийся объект с ротором ВТУ, статор которого соединен с неподвижным объектом, и кабель, закрепленный на ВТУ (авт.св. N 699599, МПК² H 02 G 11/00, 1976 г.).

Недостатком известного устройства является то, что в случае использования его для обеспечения сравнительно большого количества токоподводов, что влечет за собой увеличение жесткости подводящего кабеля (жгута кабелей), устройство предполагает механическое нагружение кабеля, связывающего ВТУ с источником электроэнергии, что снижает надежность устройства. Вместе с этим известное устройство имеет специфическую конструкцию, которая не предполагает возможности унификации ВТУ и использования освоенных промышленностью типовых ВТУ (другое их название - вращающиеся контактные токосъемные устройства - ВКТУ). Кроме того, к недостаткам устройства можно отнести наличие открытых вращающихся частей, что вызвано принятой компоновкой ВТУ, при которой ротор ВТУ выполнен охватывающим статор.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности устройства для электрического соединения вращающейся части железнодорожного крана с установленной на ходовых тележках платформой последнего.

Эта задача решается благодаря тому, что устройство для электрического соединения между вращающимся и неподвижным объектами, содержащее ВТУ, включающее статор и ротор, поводковый механизм, связывающий вращающийся объект с ротором ВТУ, статор которого соединен с неподвижным объектом, и кабель, закрепленный на ВТУ, согласно изобретению содержит переходник, который с помощью разъемного соединения соединен с ротором ВТУ, и герметический кожух, закрепленный одним концом на переходнике, а другим - на кабеле. При этом на вращающемся объекте закреплен защитный фартук, расположенный над ВТУ с возможностью размещения внутри него поводкового механизма, охватывающий верхнюю часть ВТУ и частично перекрывающий последнее по высоте. Поводковый механизм включает по меньшей мере один расположенный параллельно оси вращения вращающегося объекта палец, верхний конец которого закреплен на вращающемся объекте, а нижний подвижно связан с упомянутым переходником. Такое выполнение устройства для электрического соединения между вращающимся и неподвижным объектами не нагружает кабель при передаче крутящего момента ротору ВТУ, позволяет компенсировать несоосность осей вращения вращающегося объекта и ротора соединенного с неподвижным объектом ВТУ и относительные взаимные перемещения вращающегося и неподвижного объектов, позволяет исключить возможность передачи изгибающих моментов на ротор ВТУ и одновременно обеспечивает защиту устройства от воздействия климатических факторов окружающей среды, а также защиту от случайных или преднамеренных повреждений, что, в конечном итоге, повышает надежность устройства. При этом изобретение обеспечивает приспособляемость типовых ВТУ для электрического соединения между различными вращающимися и неподвижными объектами, что позволяет унифицировать ВТУ, в результате чего упрощается изготовление устройства в целом, а также уменьшается его стоимость.

Вместе с этим переходник выполнен в виде обечайки, разъемно соединенной с пластиной, выполненной с охватывающим обечайку отверстием и четырьмя радиальными относительно оси этого отверстия пазами, расположенными попарно диаметрально в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При этом в одной из упомянутых пар размещены болты, присоединяющие пластину к обечайке через элементы, выполненные на внешней стороне последней, а через каждый паз другой пары пропущен соответствующий палец поводкового механизма. Такое выполнение позволяет простыми средствами компенсировать несоосность осей вращения вращающегося объекта и ротора ВТУ и относительные взаимные перемещения вращающегося и неподвижного объектов.

Кроме того, стенки пазов, связанных с пальцами поводкового механизма, выполнены со скруглением по радиусу. Такое выполнение обеспечивает точечный контакт при взаимодействии пальца со стенкой паза и исключает возможность заклинивания пальца, что также повышает надежность устройства.

На фиг. 1 схематично показано устройство для электрического соединения между вращающимся и неподвижным объектами, общий вид; на фиг. 2 - устройство поводкового механизма, связывающего вращающийся объект с ротором ВТУ, разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство переходника, соединенного с ротором ВТУ, разрез по Б-Б на фиг. 2.

В варианте осуществления изобретение используется в железнодорожном кране для электрического соединения между установленной на ходовых тележках платформой 1 и смонтированной на платформе вращающейся частью 2 с поворотной стрелой и дизель-электрическим агрегатом (на чертеже не показано). На платформе 1 соосно оси вращения вращающейся части 2 закреплено вращающееся токосъемное устройство 3, включающее ротор и статор (на чертеже не показаны). На ВТУ закреплен связанный с вращающейся частью 2 кабель 4. ВТУ обеспечивает возможность подключения крана к внешнему источнику электроэнергии или подключение внешних потребителей к дизель-электрическому агрегату. В качестве ВТУ может быть использовано, например, вращающееся контактное устройство типа ВКТУ-94. 704-Э055.000 (изготовитель завод "Электромаш", Нижний Новгород). Статор ВТУ закреплен на платформе 1, а ротор посредством поводкового механизма 5 связан с вращающейся частью 2. При этом с ротором ВТУ с помощью разъемного, например, болтового соединения соединен переходник 6. Последний выполнен в виде обечайки 7, разъемно соединенной с пластиной 8. При этом обечайка 7 пропущена через отверстие, выполненное в пластине 8. В последней также выполнены четыре паза, которые по отношению к оси упомянутого отверстия расположены радиально и попарно диаметрально в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. В одной из упомянутых пар пазов размещены болты 9, присоединяющие пластину 8 к обечайке 7 через элементы 10, выполненные на внешней стороне последней. В варианте исполнения каждый элемент 10 представляет собой приваренную к обечайке полку с проушиной.

На вращающейся части 2 закреплен защитный фартук 11, расположенный над ВТУ. Защитный фартук охватывает верхнюю часть ВТУ и частично перекрывает ВТУ по высоте. При этом защитный фартук выполнен с возможностью размещения внутри него поводкового механизма 5. В варианте исполнения поводковый механизм включает два расположенных параллельно оси вращения вращающейся части пальца 12. Верхние концы пальцев 12 закреплены на вращающейся части 2, а нижние входят в соответствующие пазы "a", выполненные на пластине 8 переходника 6, соединенного с ротором ВТУ. В варианте выполнения стенки пазов "a" выполнены со скруглением по радиусу (на чертеже не показано), что обеспечивает точечный контакт при взаимодействии пальца со стенкой паза и исключает возможность заклинивания пальца.

В месте соединения кабеля 4 с ВТУ предусмотрен герметический кожух 13, закрепленный одним конусом на обечайке 7 переходника 6, а другим - на кабеле 4. В варианте осуществления изобретения герметический кожух выполнен, например, из прорезиненной ткани и пропущен через отверстие, выполненное в стенке защитного фартука 11. В другом варианте кабель с герметическим кожухом может быть пропущен через отверстие, выполненное в корпусе вращающейся части и расположенное в пределах защитного фартука. Для обслуживания устройства в защитном фартуке 11 предусмотрены окна со съемными крышками 14.

Устройство для электрического соединения между вращающимся и неподвижным объектами работает следующим образом.

При вращении вращающейся части 2 вместе с ней приходят в движение пальцы 12 поводкового механизма 5, которые через переходник 6 приводят в движение связанный с последним ротор ВТУ 3. В результате закрепленный на роторе ВТУ кабель 4, связанный с вращающейся частью 2, не испытывает механического нагружения. Вместе с этим подвижная связь пальцев 12 с переходником 6 позволяет компенсировать несоосность осей вращения вращающейся части 2 и ротора ВТУ и относительные взаимные перемещения вращающейся части 2 и платформы 1, а также позволяет исключить возможность передачи на ротор ВТУ изгибающих моментов. Герметический кожух 13 с обечайкой 7 при эксплуатации устройства обеспечивает защиту узда соединения кабеля 4 с ротором ВТУ от пыли и влаги, а защитный фартук 11 обеспечивает защиту подвижных элементов устройства от случайных или преднамеренных повреждений и одновременно защиту от атмосферных осадков при эксплуатации на открытом воздухе.

Таким образом, благодаря особенности выполнения устройства для электрического соединения между вращающимся и неподвижным объектами изобретение позволяет исключить механическое нагружение кабеля при передаче крутящего момента ротору ВТУ, позволяет компенсировать несоосность осей вращения вращающегося объекта и ротора соединенного с неподвижным объектом ВТУ и относительные взаимные перемещения вращающегося и неподвижного объектов, позволяет исключить возможность передачи изгибающих моментов на ротор ВТУ и одновременно обеспечивает защиту устройства от воздействия климатических факторов окружающей среды, а также защиту от случайных или преднамеренных повреждений, что, в конечном итоге, повышает надежность устройства. Вместе с этим изобретение обеспечивает приспособляемость типовых ВТУ для электрического соединения между различными вращающимися и неподвижными объектами, что позволяет унифицировать ВТУ, в результате чего упрощается изготовление устройства в целом.