Опорні вузли контактних підвісок

Опорним вузлом ланцюгової контактної підвіски називають частину її прольоту у опори між першими від опори простими (вертикальними) струнами (у обидві сторони). Від конструкції і параметрів опорних вузлів контактних підвісок багато в чому залежать розмір зносу і рівномірність зношування контактного дроту в прольоті, якість струмоприймача, особливо при високих швидкостях руху поїздів, надійність роботи підвісок при низьких і високих температурах повітря, сильному вітрі, великих гололедно-виміряючих відкладеннях.

Опорні вузли ланцюгових підвісок повинні відповідати наступним вимогам:

• мати еластичність, по можливості близьку до еластичності контактної підвіски в середині прольоту;

• забезпечувати однакове вертикальне переміщення контактного дроту в усіх точках опорного вузла при зміні температури повітря;

• швидко гасити коливання контактного дроту після проходу струмоприймача;

• забезпечувати рівномірне натиснення струмоприймачів на контактний дріт по всій довжині прольоту;

• перешкоджати при автоколиваннях розповсюдженню коливань уздовж ланцюгової підвіски, не порушувати горизонтальні коливання контактного дроту.

Опорний вузол, як і вся контактна підвіска, представляє збій складну коливальну систему. Тому якість струмоприймача визначається як статичними, так і динамічними його характеристиками. Основною для опорного вузла є характеристика, що представляє залежність віджимання контактного дроту вертикальною силою вгору і вниз від рівня його вільного положення.

Динамічні якості опорного вузла контактних підвісок оцінюють по параметрах (залежностям) вільних вертикальних коливань контактного дроту у опори після проходу струмоприймача. Такі залежності отримують експериментально: по ним встановлюють максимальну амплітуду вертикальних коливань контактного дроту в опорному вузлі, а також ступінь їх загасання. Як одиниця загасання коливань приймають натуральний логарифм відношення амплітуд коливань через один період (логарифмічний декремент загасання коливань). Чим швидше затухають коливання контактного дроту в опорному вузлі після проходу струмоприймача, тобто чим більше логарифмічний декремент, тим краще динамічна характеристика опорного вузла.

Залежно від конструкції і розташування струн розрізняють наступні опорні вузли одинарних ланцюгових підвісок: з простій струною (Рисунок 3.18, а), під опорою (від таких опорних вузлів трохи відрізняються по своїх характеристиках опорні вузли з двома простими струнами, зміщеними від опори не більше ніж на 2 м); із зміщеними від опори більш ніж на 2 м простими струнами (Рисунок 3.18, 6 ), а такожз ресорними струнами (Рисунок 3.18, в).

Розглядаючи еквівалентні механічні схеми опорних вузлів (Рисунок 3.18, г, д, е), неважко відмітити істотну різницю

Рисунок 3.18. Схеми опорних вузлів ланцюгових підвісок (а, б, в) і їх еквівалентні схеми (г, д, е)

роботі опорних вузлів з простими опорними струнами і із зміщеними від опор з простими або ресорними струнами (тросами).

Як видно з Рисунок 3.18, г, еквівалентна механічна схема опорного вузла ланцюгової контактної підвіски з простій струною може бути представлена нерозтяжною ниткою, на якій підвішений вантаж вагою залежний від ваги контактного дроту, що доводиться на струну, і від навантаження на струну від вертикальної складової натягнення контактного дроту. При беспровесном положенні він може досягати 100 Н, а при розташуванні контактного дроту з позитивною стрілою провисання — 200 Н.

Якщо натиснення струмоприймача Р на контактний дріт буде менше ваги вантажу або рівно йому (Р < ), то ніякого підйому контактного дроту у опори не відбудеться ( = 0), тобто струмоприймач на своєму шляху зустріне жорстку крапку, що може привести до відриву полоза струмоприймача від контактного дроту. У цьому полягає основний недолік ланцюгових підвісок з простими струнами, встановленими безпосередньо у опор.

Щоб віджати контактний дріт у опори, натиснення струмоприймача Р повинне бути більше ваги вантажу (Р> ). Тоді контактний дріт буде віджатий вгору на висоту тобто струна розвантажиться.

Опорні вузли з ресорними струнами (тросами), а також із зміщеними від опори простими струнами є еластичними при всіх можливих в експлуатації натисненнях струмоприймачів, на відміну від опорного вузла з простій струною, який стає еластичним тільки при великому його натисненні. Тому еквівалентні механічні схеми цих опорних вузлів можуть бути представлені у вигляді спіральної пружини з еластичністю, рівній еластичності ланцюгової підвіски в опорному вузлі, і підвішеним на цій пружині вантажем вагою . При додатку до вантажу вертикальній сили Р він підніматиметься на висоту = Ре. Тут е — еластичність контактної підвіски у опори (див. п. 10.2).

На Рисунок 3.19, а приведена пружна характеристика опорного вузла ланцюгової підвіски з ресорними струнами, а на Рисунок 3.19, б — з про стій струною.

Конструкцію опорного вузла ланцюгової підвіски приймають залежно від швидкості рухи поїздів, типу контактною під вески (компенсована або напівкомпенсована) і її розташування в плані (пряма ділянка шляху або крива).

Рисунок 3.19. Пружні характеристики опорних вузлів ланцюгової підвіски: а — з ресорною струною; б — з простій

На шляхах перегонів і станцій із швидкістю руху поїздів більше 70 км/год опорні вузли ланцюгових підвісок виконують з ресорними струнами, при швидкостях менше 70 км/год — з простими опорними струнами, зміщеними на 1,5—2 м від опори.

Ресорні струни не встановлюють в опорних вузлах напівкомпенсованих підвісок, розташованих на кривих ділянках шляху радіусом менше 800 м. Не встановлюють їх також на неробочих гілках ізолюючих і неізолюючих сполучень, що відходять, при компенсованій ланцюговій підвісці і на ізолюючих сполученнях на робочих гілках, що відходять, при напівкомпенсованій підвісці.

У компенсованих ланцюгових підвісках з двома контактними проводами на ресорній струні вмонтовують чотири підресорні струни (Рисунок 3.20, а). Довжину ресорної струни незалежно від довжини прольоту приймають lp = 2а = 2-8 = 16 м. Перші підресорні струни встановлюють на відстані від опори е_o = 2 м; довжина їх повинна бути не менше 1 м. Відстань між підресорними струнами прийнята с_р = 2е0 = 2-2 = 4 м. Перші вертикальні струни встановлюють на тросі, що несе, на відстані від опори е = 10 м.

Довжина ресорної струни в опорному вузлі компенсованої ресорної підвіски з одним контактним проведенням (Рисунок 3.20, б) прийнята l_p = 2а = 2-6 = 12 м: відстань від опори до першої простій

Рисунок 3.20. Схеми опорних вузлів ресорної ланцюгової підвіски: а і б - компенсованій з одним і двома контактними проводами; в — напівкомпенсованою з одним і двома контактними проводами; 1 — контактний дріт; 2 — трос, що несе; 3 — ресорна струна; 4 – підресорнаструна

струни е = 10 м. У додатку 5 (табл. П5.1 і П5.2) приведені області застосування ресорних і вертикальних струн і довжини ресорних струн.

Для вирівнювання еластичності ланцюгової підвіски в прольоті відстані між підресорними струнами збільшують, приймаючи, наприклад, е_о = 3 м. Прості струни встановлюють від опори на відстань е_р = 14—15 м. Перші від опор підресорні струни виконують одинарними, а другі — подвійними або одинарними з двома нижніми ланками. У контактних підвісках, призначених для швидкостей 200 км/ч і вище, довжину ресорної струни (троса) збільшують до 20 м.

У напівкомпенсованих ланцюгових підвісках незалежно від довжини прольоту і кількості контактних проводів опорні вузли виконують по схемі Рисунок 3.20, ст. Довжину ресорної струни визначають виходячи з умови однакового переміщення контактного дроту у вертикальній площині у опори і у перших струн при зміні температури повітря. На підставі монтажних таблиць її приймають 10, 12 або 14 м (відповідно а = 5, 6 або 7 м).

У опорному вузлі напівкомпенсованої ланцюгової підвіски, рас покладеною на кривій радіусом менше 800 м (Рисунок 3.21, а), встановлюють дві прості струни із зсувом від опори на відстань с_о= 2 м. Наступну струну в прольоті незалежно від його довжини закріплюють на відстані від опори с = 10 м.

При монтажі напівкомпенсованих ланцюгових підвісок на станційних шляхах (окрім головних) струни в опорних вузлах зміщують від опор зазвичай на с_о = 1,5 м. Частину прольоту (l_к= l- 2с_о), що залишилася, ділять на рівні струновые прольоти завдовжки не більше 10 м. Наприклад, при l = 63 м і с_о = 1,5 м ланцюгову підвіску вмонтовують з сімома струнами, встановлюючи їх на відстані 10 м одна від одної.

Відстань 2с_о = 3 м між струнами в опорному вузлі вибрано з урахуванням великих зосереджених навантажень на контактний дріт від фіксаторів. При більшому зсуві струн від опори контактний дріт в струновом прольоті 2с_о під дією фіксатора отримував би значне провисання. Це погіршило б струмоприймач в опорному вузлі навіть при невеликих швидкостях руху поїздів.

На головних шляхах перегонів, станцій і прийомовідправочних із швидкістю руху поїздів, що перевищує 50 км/ч, встановлюють зчленування фіксатори. В цьому випадку доцільно прості опорні струни зміщувати від опори на великі відстані — до с_о = 5—5,5 м (Рисунок 3.21, б ). Такі ланцюгові підвіски мають більш рівномірну еластичність в прольоті. У напівкомпенсованих підвісках, окрім цього, виходять менші стріли провисання контактних проводів при крайніх температурах за рахунок скорочення довжини прольоту контактного дроту з l до lк = l - 2с0 _, що також підвищує якість струмоприймання.

Рисунок 3.21. Схеми опорних вузлів із зміщеними від опор простими струнами напівкомпенсованої підвіски: а — на кривій радіусом менше 800 м; б — ланцюгової підвіски із зчленованими фіксаторами; 1 — контактний дріт; 2 — трос, що несе

Рисунок 3.22. Експериментальні дані віджимання контактного дроту у опори в прольоті 70 м при різній довжині ресорної струни: 1 — при а = 0; 2 — при а = 6 м; 3 — при а = 10 м

На еластичність ресорній ланцюгової підвіски у опори і у першої простій струни на відстані е від опори робить вплив довжина ресорної струни (Рисунок 3.22). Еластичність ланцюгової підвіски у опори при а = 0 (тобто при простій струні в опорному вузлі) до навантаження струни практично рівна нулю. Від довжини ресорної струни залежить сила Р, при якій відбувається розвантаження першої від опори струни. При цьому, чим довше цей дріт, тим раніше розвантажується струна. Ресорна струна декілька збільшує еластичність ланцюгової підвіски у першої струни до моменту її розвантаження. Після розвантаження вплив довжини ресорної струни ланцюгової підвіски стає значним. В той же час відстань між підресорними струнами 2с_о в межах від 0 до 10 м при довжині ресорної струни 16—20 м практично не впливає на еластичність ланцюгової підвіски у опори.

Еластичність ланцюгової підвіски у опори залежить також і від відстані від опори до першої простій струни е. Зміна цієї відстані з 6 до 15м (при довжині ресорної струни 12 м, а = 6 м) збільшує еластичність на 25—30 %.

Експериментальні дослідження еластичності однакових ресорних підвісок в прольотах різної довжини і при різних натягненнях троса, що несе, показали, що довжина прольоту і натягнення несущого троса (наприклад l = 50 і 70 м, відповідно Т = 15 і 10 кН), що не несе, мало впливають на еластичність ланцюгової підвіски у опори і у першої вертикальної струни. Проте в середній частині прольоту еластичність ланцюгової підвіски істотно залежить від довжини прольоту і натягнення проводів. З цього виходить, що еластичність по довжині прольоту можна вирівняти скороченням довжини прольоту і підвищенням натягнення проводів.

Дата добавления: 2015-07-11