Опорные узлы контактных подвесок

Опорным узлом цепной контактной подвески называют часть ее пролета у опоры между первыми от опоры простыми (нерессорными) струнами. Опорный узел простой подвески — это часть пролета под­вески у опоры между крайними точками подвеса контактного провода. От конструкции и параметров опорных узлов контактных подвесок во многом зависят размер износа и равномерность изнашивания контакт­ного провода в пролете, качество токосъема, особенно при высоких скоростях движения поездов, надежность работы подвесок при низ­ких и высоких температурах воздуха, сильном ветре, больших гололед-но-изморозевых отложениях.

Опорные узлы цепных подвесок должны отвечать следующим тре­бованиям:

иметь эластичность, по возможности близкую к эластичности кон­тактной подвески в середине пролета;

обеспечивать одинаковое вертикальное перемещение контактного провода во всех точках опорного узла при изменении температуры воздуха;

быстро гасить колебания контактного провода после прохода токо­приемника;

обеспечивать равномерное нажатие токоприемников на контактный провод по всей длине пролета;

препятствовать при автоколебаниях распространению колебаний вдоль цепной подвески, не возбуждать горизонтальные колебания кон­тактного провода.

Опорный узел, как и вся контактная подвеска, представляет собой сложную колебательную систему. Поэтому качество токосъема опре­деляется как статическими, так и динамическими его характеристика­ми. Основной для опорного узла является характеристика, представ­ляющая зависимость отжатая контактного провода вертикальной си­лой вверх и вниз от уровня его свободного положения.

Динамические качества опорного узла контактных подвесок оце­нивают по зависимостям свободных вертикальных колебаний контакт­ного провода у опоры после прохода токоприемника. Такие зависимо­сти получают экспериментально: по ним устанавливают максималь­ную амплитуду вертикальных колебаний контактного провода в опор­ном узле, а также степень их затухания. В качестве единицы затухания колебаний принимают натуральный логарифм отношения амплитуд колебаний через один период (логарифмический декремент затухания колебаний). Чем быстрее затухают колебания контактного провода

-80-

в опорном узле после прохода токоприемника, т. е. чем больше лога­рифмический декремент затухания колебаний, тем лучше динамиче­ская характеристика опорного узла.

В зависимости от конструкции и расположения струн различают следующие опорные узлы одинарных цепных подвесок: с простой стру­ной (рис. 58, а), от таких опорных узлов незначительно отличаются по своим характеристикам опорные узлы с двумя простыми струнами, смещенными от опоры не более чем на 2 м; со смещенными от опоры (более чем на 2 м) простыми струнами (рис. 58, 6), а также с рессор­ными струнами (рис. 58, в).

Рассматривая эквивалентные механические схемы опорных узлов (рис. 58, г, д, е), нетрудно заметить существенную разницу в работе опорных узлов с простыми опорными струнами и со смещенными от опор простыми или рессорными струнами.

Как видно из рис. 58, г, эквивалентная механическая схема опор­ного узла цепной контактной подвески с простой струной может быть представлена нерастяжимой нитью, на которой подвешен груз весом Q. Вес этого груза зависит от веса контактного провода, приходящего­ся на струну, нагрузки на нее от вертикальной составляющей натяже­ния контактного провода, и при беспровесном положении может до­стигать 100 Н, а при расположении контактного провода с положи­тельной стрелой провеса — 200 Н.

Если нажатие токоприемника на контактный провод Р будет мень­ше веса груза Q или равно ему (Р < или = Q), то никакого подъема контакт­ного провода у опоры не произойдет (Δh = 0), т. е. токоприемник на своем пути встретит жесткую точку, что может привести к отрыву по­лоза токоприемника от контактного провода. В этом заключается ос­новной недостаток цепных подвесок с простыми струнами, установлен­ными непосредственно у опор.

-81-

Чтобы отжать контактный провод у опоры, нажатие токоприемника Р должно быть больше веса груза Q (Р> Q). Тогда контактный про­вод будет отжат вверх на высоту Δh, т. е. струна разгрузится.

В отличие от опорного узла с простой струной, который становится эластичным только при большом нажатии токоприемника, опорные узлы со смещенными от опоры простыми или рессорными струнами являются эластичными при всех возможных в эксплуатации нажатиях токоприемников. Поэтому эквивалентные механические схемы этих опорных узлов могут быть представлены в виде спиральной пружины с эластичностью, равной эластичности цепной подвески в опорном узле, и подвешенным на этой пружине грузом весом Q (см. рис. 58, д, е). При приложении к грузу вертикальной силы Р он будет подниматься не высоту Δh = Рэ. Здесь з - эластичность контактной подвески у опоры (см. гл. X).

На рис. 59, а приведена упругая характеристика опорного узла цепной подвески с рессорными струнами, а на рис. 59, б — с простой струной.

Конструкцию опорного узла цепной подвески принимают в зависи­мости от скорости движения поездов, типа контактной подвески (ком­пенсированная или полукомпенсированная) и ее расположения в пла­не (прямой участок пути или кривая).

На путях перегонов и станций со скоростью движения поездов вы­ше 70 км/ч опорные узлы цепных подвесок выполняют с рессорными струнами, при скоростях менее 70 км/ч — с простыми опорными стру­нами, смещенными на 1,5—2 м от опоры.

Рессорные струны не устанавливают в опорных узлах полукомпенсированных подвесок, расположенных на кривых участках пути ра-

-82-

диусом менее 800 м. Не устанавливают их также на нерабочих ветвях сопряжений всех типов при компенсированной цепной подвеске и на изолирующих сопряжениях при полукомпенсированной подвеске не­зависимо от скорости движения поездов.

В компенсированных цепных подвесках с двумя контактными про­водами на рессорном проводе монтируют четыре струны (рис. 60, а). Длину рессорного провода независимо от длины пролета принимают равной /р = 2а = 2*8 = 16 м. Первые рессорные струны устанавли­вают на расстоянии от опоры е₀ = 2 м; длина их должна быть не менее 1 м. Расстояние между рессорными струнами принято равным С_р = 2е₀ = 2*2 = 4 м. Первые простые струны устанавливают на несу­щем тросе на расстоянии от опоры е = 10 м.

Длина рессорного провода в опорном узле компенсированной рес­сорной подвески с одним контактным проводом (рис. 60, 6) принята равной 1р — 2а = 2*6 = 12 м; расстояние от опоры до первой простой струны е = 10 м.

Для выравнивания эластичности цепной подвески в пролете рас­стояния между рессорными струнами увеличивают (см. рис. 15), при­нимая, например, е₀ = 3 м. Простые струны устанавливают от опоры на расстояние е = 14/15 м. Первые от опор рессорные струны вы­полняют одинарными, а вторые — двойными или одинарными с двумя нижними звеньями. В контактных подвесках, предназначенных для скоростей 200 км/ч и выше, длину рессорного провода увеличивают.

В полукомпенсированных цепных подвесках независимо от длины пролета и количества контактных проводов опорные узлы выполняют по схеме рис. 60, в. Длину рессорного провода определяют исходя из условия одинакового перемещения контактного провода в вертикаль­ной плоскости у опоры и у первых струн при изменении темйервтуры

-83-

воздуха. На основании монтажных таблиц ее принимают равной 10, 12 или 14 м (соответственно а = 5, 6 или 7 м).

В опорном узле полукомпенсированной цепной подвески, распо­ложенной на кривой радиусом менее 800 м (рис. 61, а), устанавливают две простые струны; они смещены от опоры на расстояние с₀ =2 м. Следующую струну в пролете независимо от его длины закрепляют на расстоянии от опоры с = 10 м.

При монтаже полукомпенсироваяных цепных подвесок на станци­онных путях (кроме главных) струны в опорных узлах смещают от опор обычно на с₀ = 1,5 м. Оставшуюся часть пролета {/_к = I — 2с₀) делят на равные струновые пролеты длиной не более 12 м. Например, при / = 63м и с₀ = 1,5м цепную подвеску монтируют с шестью струнами, устанавливая их на расстоянии 12 м одна от другой.

Расстояние 2с₀ = 3 м между струнами в опорном узле выбрано с учетом больших сосредоточенных нагрузок на контактный провод от фиксаторов. При большом смещении струн от опоры контактный провод в струновом пролете 2с₀ под действием фиксатора получал бы значительный провес. Это ухудшило бы токосъем в опорном узле даже при небольших скоростях.

На главных путях перегонов, станций и приемо-отправочных со скоростью движения, превышающей 50 км/ч, устанавливают сочленен­ные фиксаторы. В этом случае целесообразно простые опорные струны смещать от опоры на большие расстояния — до с₀ = 5/5,5 м (рис. 61, б). Такие цепные подвески имеют более равномерную эластич­ность в пролете. В полукомпенсированных подвесках, кроме этого, получаются меньшие стрелы провеса контактных проводов при край­них температурах за счет сокращения длины пролета контактного про­вода с / до 1_К = I — 2с₀, что также повышает качество токосъема.

На эластичность рессорной цепной подвески у опоры и у первой простой струны на расстоянии е от опоры (см. рис. 144) оказывает влияние длина рессорного провода (рис. 62). Эластичность цепной под­вески у опоры при а = 0 (т. е. при простои струне в опорном узле) до нагрузки струны практически равна нулю. От длины рессорного провода зависит сила Р_с , при которой происходит разгрузка первой от опоры струны. При этом чем длиннее этот провод, тем раньше разгру-

-84-

кается струна. Рессорный про­вод несколько увеличивает эла­стичность цепной подвески у пер­вой струны до момента ее раз­грузки. После разгрузки струны влияние длины рессорного про­вода цепной подвески становит­ся значительным. Расстояние между рессорными струнами 2с₀ в пределах от 0 до 10 м при дли­не рессорного провода 16—20м практически не влияет на эла­стичность цепной подвески у опоры.

Эластичность цепной под­вески у опоры зависит также и от расстояния от опоры до пер­вой простой струны е. Измене­ние этого расстояния с 6 до 15 м (при длине рессорного провода 12 м, а = 6 м) увеличивает эластичность на 25—30 %.

Экспериментальные исследования эластичности одинаковых рес­сорных подвесок (см. гл. X) в пролетах различной длины н при раз­личных натяжениях несущего троса показали, что длина пролета и на­тяжение несущего троса (например, /=50 м и І= 70 м соответствен­но Т = 15 кН и Т = 10 кН) мало влияют на эластичность цепной под­вески у опоры и у первой простой струны. В средней части пролета эластичность цепной подвески существенно зависит от длины пролета и натяжения проводов. Из этого следует, что эластичность по длине пролета можно выравнить сокращением длины пролета и повышением натяжения проводов.

Дата добавления: 2015-09-03