Еластичність контактних підвісок

Контактні підвіски є еластичними конструкціями, тому при русі струмоприймача контактний дріт віджимається вгору. Значення цього віджимання в різних точках прольоту залежить від еластичності контактної підвіски в комплексі.

Еластичність контактної підвіски в даній точці прольоту характеризується значенням віджимання контактного дроту під дією прикладеної до нього вертикальної сили 1 Н. Цю величину називають коефіцієнтом еластичності або просто еластичністю е контактної підвіски, наприклад, е = 0,5 мм/Н. Це означає, що при додатку до контактного дроту ланцюгової підвіски вертикальної сили в 1 Н він буде віджатий вгору на 0,5 мм.

Зворотною величиною еластичності контактної підвіски є її жорсткість ж = 1/е. Жорсткість контактної підвіски в даній точці прольоту характеризується силою, яку потрібно прикласти до контактного дроту, щоб віджати його вгору на 1 мм. Наприклад, же = 2 Н/мм, тобто щоб віджати контактний дріт на 1 мм, до нього треба прикласти силу 2 Н.

Розглянемо еластичність простій контактної підвіски (вільно підвішеного дроту) з жорсткими опорними точками.

Рисунок 10.7. Схема для визначення віджимання дроту простій контактної підвіски з жорсткими опорними точками

Вертикальна сила Р, прикладена на відстані х від опори, викликає підйом (віджимання) дроту на висоту ∆h і розвантаження опор (Рисунок 10.7). Оскільки після додатку сили Р дріт в розглядаючого прольоті знаходиться в рівновазі, то сума змін моментів сил, що діють, щодо точки додатку сили Р повинна дорівнювати нулю, тобто

де Р(l - х) — зменшення лівої опорної реакції, викликане додатком сили Р;

К— натягнення дроту.

Вирішуючи рівняння відносно ∆h, отримаємо

Згідно визначенню еластичності маємо

Тоді значення еластичності простій контактної підвіски (вільно підвішеного дроту) в крапці, розташованій на відстані х від лівої опори, можна знайти по формулі

У разі додатку сили Р в середині прольоту (при х = 0,5/) отримаємо

Розглянемо еластичність контактного дроту, підвішеного на часто розташованих струнах до якої-небудь нееластичної конструкції (Рисунок 10.8, а). Підйом дроту в точці додатку сили Р може бути представлений виразом

Рисунок 10.8. Схема для визначення віджимання контактною дроту, підвішеного до жорсткої конструкції на часто розташованих (а) і на декількох (в) струнах

де g_к — навантаження від ваги 1 м дроту.

Сила Р врівноважується вагою піднятого на довжині s контактного дроту. Підставляючи g_k s = Р в цей вираз, знайдемо:

Еластичність дроту в цьому випадку не залишається постійною, а змінюється пропорційно силі Р:

Розглянемо еластичність контактного дроту в струновом прольоті, тобто коли він підвішений до якої-небудь еластичної конструкції тільки на декількох струнах, розташованих одна від одної на відстані з (Рисунок 10.8, 6). В цьому випадку еластичність дроту залежить від значення і розташування сили Р в струновом прольоті:

а еластичність

де х₀ — відстань від лівої навантаженої струни до точки контактного дроту, в якій до нього прикладена сила Р;

с — довжина струнового прольоту.

При розташуванні сили Р в середині струнового прольоту (х₀ = 0,5 с):

При розташуванні сили Р під струною (х₀ = 0) віджимання контактного дроту відбудеться тільки в тому випадку, якщо сила Р буде більше навантаження на струну від ваги дроту gкс (Р > g_кс). Отже, до моменту розвантаження струни (при Р < g_кс) еластичність дроту буде рівна нулю.

Рисунок 10.9. Розрахункова схема для визначення еластичності ланцюгової одинарної підвіски в середній частині прольоту

Віджимання контактного дроту після розвантаження струни

Еластичність контактного дроту після розвантаження струни

Еластичність ланцюгової одинарної підвіски складається з еластичності системи трос—контактный дріт, що «несе, і еластичності контактного дроту» в струновом прольоті (Рисунок 10.9). У загальному вигляді розрахункова формула для визначення еластичності ланцюгової підвіски в будь-якій точці прольоту може бути представлена виразом

де ∆h_x— сумарне віджимання контактного дроту в точці додатку до нього сили Р на відстані х від лівої опори;

∆h_x’ — підйом контактного дроту під найближчою зліва до сили Р навантаженою струною, розташованою на відстані х' від лівої сторони;

∆ h_x’ — підйом контактного дроту під найближчою справа до сили Р навантаженою струною, розташованою на відстані х" від правої опори;

∆hx₀ — віджимання контактного дроту в струновом прольоті (між шумлячи навантаженими струнами);

с— довжинастругового прольоту (у разі розвантаження струни або струн — відстань між двома найближчими до сили Р навантаженими струнами); х₀ — відстань від лівої навантаженої струни до сили Р.

Значення ∆hx₀ знаходять по вищезгаданій формулі. Для визначення ж ∆h_x’і ∆h_x’ у різних точках прольоту ресорних ланцюгових підвісок є три групи розрахункових формул: для зони розташування троса ресорних струн (А), для зони установки першою від опори простій струни (Б) і для середньої частини прольоту (В) (Рисунок 10.10).

Для виведення розрахункових формул віджимань контактного дроту і еластичності в середній частині прольоту (В) одинарних ланцюгових ресорних і з простими опорними струнами підвісок, як показали експериментальні дослідження, можна скористатися розрахунковою схемою (див. Рисунок 10.9), при цьому підйоми контактного дроту (троса, що несе) ∆h_x’і ∆h_x’визначаються виразами

де l — довжина прольоту;

Т — натягнення троса, що несе;

К — натягнення контактного дроту.

Загальна формула для визначення еластичності ланцюгової підвіски в середній частині прольоту

Рисунок 10.10. Схема одинарної ресорної підвіски з умовними зонами для розрахунку еластичності в різних точках прольоту

Якщо сила Р розташована під струною (х₀ = 0), то

Еластичність ланцюгової підвіски в середині прольоту при розташуванні сили Р між струнами (х = 0,5 l; х₀ = 0,5с)

По цих формулах можна визначити еластичність ланцюгової підвіски (віджимання контактного дроту) в середній частині прольоту тільки до моменту розвантаження струни, тобто поки Р < Pс (тут Рс — сила, при якій наступає це розвантаження).

У разі відсутності сили Р на струну, розташовану в середній частині прольоту, діє навантаження

де g_k — навантаження від ваги 1 м контактного дроту (контактних проводів);

g_c — навантаження від ваги струновых затисків, що доводиться на 1 м контактного дроту;

l — довжина частини прольоту, в якій контактний дріт має провисання; l = l- 2е.

Оскільки трос ланцюгової підвіски, що несе, є еластичним, то при додатку до контактного дроту під струною сили Р відбудеться його підйом, при цьому в точці додатку сили Р підйом контактного дроту буде більший, ніж у найближчих до сили Р струн ланцюгової підвіски. Внаслідок цього на струну, до якої прикладена сила Р, окрім навантаження R_ск діятиме також вертикальна складова натягнення контактного дроту:

Таким випадком, в момент розгрузки струни буде мати місце слідуючого рівняння:

;вирішуючи його відносно Р_c знайдемо:

Якщо сила Р наближена до контактного дроту в середині струиового прольоту, розвантаження двох струн відбудеться, коли сила Р досягне значення

Віджимання контактного дроту після розвантаження однієї струни у разі розташування сили Р під нею

Віджимання контактного дроту після розвантаження двох струн у разі розташування сили Р в середині струиового прольоту:

Еластичність ланцюгової підвіски в середній частині прольоту після розвантаження однієї струни

Еластичність ланцюгової підвіски у опори в точках 0 і 0' в зоні (А) (див. Рисунок 10.10) до розвантаження ресорних струн можна визначити по формулі

де Н_р — натягнення ресорної струни (троса);

коефіцієнт

Для визначення еластичності підвіски в крапці у опори 01 можна скористатися наступними емпіричними формулами: до розвантаження сусідніх струн

і після їх розвантаження

У підвісках з двома контактними проводами і шаховим розташуванням струн в крапці 01 знаходитимуться струни; еластичність підвіски в цих крапках може бути прийнята такій же, як в точках 0 і 01.

Еластичність ресорної підвіски в точці 1 зони Б (див. Рисунок 10.10) до розвантаження струни можна визначити по формулі

де в = (1 -0,05а).

Для простих опорних струн (а = 0) коефіцієнт в = 0 і формула (10.2) має вигляд

Таким чином, формула (10.3) аналогічна формулі (10.1).

Для контактних підвісок КС-200 коефіцієнт нерівномірності еластичності повинен бути не більше 1,2; для КС-160 — не більше 1,35. Для решти типів контактних підвісок він встановлюється при проектуванні.

Дата добавления: 2015-07-11