Несущий трос контактной сети железной дороги
Изобретение относится к области воздушных линий, используемых для передачи электрической энергии в электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов. Несущий трос контактной сети железной дороги состоит из центральной медной проволоки, витков первого повива семи медных одного диаметра проволок, витков второго повива с чередованием семи медных одного диаметра проволок и семи медных другого диаметра проволок и витков третьего повива из четырнадцати медных проволок одного диаметра. При этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, проволоки третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от величины их номинального диаметра и пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%. Это позволяет вновь разработанному несущему тросу контактной сети железной дороги увеличить разрывную нагрузку по отношению к применяемым на 20-22%, увеличить расчетное сечение несущего троса на 16-17%, что будет способствовать повышению электропроводности, полностью исключив стальной сердечник. Технический результат заключается в уменьшении нагрузки от климатических воздействий и снижении аэродинамического сопротивления и пляски проводов. 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям многопроволочных проводов для воздушных линий, используемых для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов.
Известны адаптированные к монтажу в железнодорожном пути биметаллические сталемедные многопроволочные провода. Провод свит со стальной, сердцевиной и медной оболочкой общим сечением от 70 до 120 мм
Недостатком известного способа является: энергозатратная технология изготовления биметаллического сталемедного многопроволочного провода, низкое временное сопротивлению разрыву, не более 500 МПа, вследствие применения термической операции отжиг.
Известен токопровод электрической железной дороги, содержащий вдоль пути многоопорную балку, к которой снизу прикреплен контактный провод посредством разнесенных по пролету скоб и связанных с ними зажимов, отличающийся тем, что скобы выполнены Г-образными и установлены на балке подвижно с поперечным вынесением зажимов за края нижней полки балки, при этом вертикальные части соседних скоб размещены с разных сторон шейки балки, а зажимы зафиксированы на скобах с образованием зазоров между балкой и контактным проводом на всем протяжении токопровода (см. описание изобретения к патенту RU 2019448 С1, В60М 1/225, опубликовано 15.09.1994).
Необходимо отметить довольно сложную схему в монтаже устройства контактной сети, а также сложности при ее изготовлении, для которой необходимы многоопорные балки, выполненные в форме двутавра или швеллера, несимметричные скобы с Г-образным профилем, зажимы, требующие определенного зазора на всем протяжении токопровода.
Известна конструкция провода, выполненного из одной медной проволоки или нескольких повивов, причем скрутка повивов производится в противоположные стороны (см. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. ГОСТ 839-80).
К недостаткам таких конструкций проводов относится низкая разрывная нагрузка, характерные недостатки для проводов одинарной свивки точечного касания, высокая стоимость.
Известен композитный высокопрочный провод с повышенной электропроводностью, содержащий концентрично размещенные сердечник из электротехнической меди, наружную оболочку из сплава на основе меди и кольцевой слой между сердечником и наружной оболочкой, выполненный из высокопрочного сплава на основе меди с легирующими компонентами, не образуя с медью интерметаллических соединений, в виде волокон из Nb, или Аg, или Сr, или V, или Та, или Fe, (см.описание изобретения к патенту RU 2417468 С1, Н01В 1/00; Н01В 5/02 опубликовано 27.04.2011).
Недостатком данного технического решения является:
— сложность технологического процесса при изготовлении композитного высокопрочного провода с повышенной электропроводностью, при котором прутки получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом, деформация слитка методом выдавливания для получения прутка диаметром 30 мм, пластическая деформация волочением для получения прутка шестигранного сечения. Волочение с исходного диаметра 30 мм не представляется возможным ввиду отсутствия волочильного оборудования, работающего с указанного исходного диаметра заготовки;
— сложная затратная технология «сборных проводов», с применением дорогостоящих материалов, собирают составную многожильную заготовку из прутков сплава медь-ниобий (железо, серебро, тантал, ванадий).
Известен контактный провод, содержащий нижнюю износостойкую контактную часть толщиной, не превышающей предельно допустимую величину износа провода, и верхнюю медную токопроводящую часть, отличающийся тем, что контактная часть выполнена дискретно из чередующихся фрагментов медно-алюминиевого или медно-диффузионного слоя и материала токопроводящей части, причем длина фрагментов и расстояние между ними должны быть меньше длины контактной зоны между проводом и токосъемным элементом (см. описание изобретения к патенту RU 2267412 С1, В60М 1/13, опубликовано 10.01.2006).
Необходимо отметить сложность получения фрагментов медно-алюминиевых или медно-цинковых путем газотермического напыления на нижнюю часть заготовки с использованием трафаретов с последующей термообработкой и обработкой давлением (прокаткой и волочением сложного геометрического профиля).
Известен провод электрический (варианты), состоящий из центрального сердечника, витков внутреннего и наружного повивов, причем витки внутреннего повива и центральный сердечник выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием, отличающийся тем, что витки наружного повива выполнены из меди, а защитное покрытие стальной проволоки выполнено как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди (см. описание изобретения к патенту RU 21799348 С2, Н01В 5/08; Н01В 7/28, опубликовано 10.02.2002).
Предлагаемая конструкция многопроволочного провода, используемого в качестве несущего троса контактной сети, в которой для увеличения механической прочности используется центральный сердечник (одна проволока круглого сечения), витки внутреннего повива (шесть проволок круглого сечения), все проволоки выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди. Данное техническое решение предполагает повышение электропроводности наружным повивом, выполненным из двенадцати медных проволок.
К недостаткам канатов данной конструкции, которая соответствует канатам одинарной свивки типа ТК по ГОСТ 3063-80, необходимо отнести крайне низкий технический ресурс. Точки контакта проволок между слоями являются концентраторами напряжений, что ведет к повышению местных значений напряжений не только при изгибе, но и при растяжении каната. Со временем из-за действия описанного эффекта канат типа ТК может неожиданно потерять устойчивость и пластически деформироваться даже в области упругих деформаций.
Круглая форма проволок внешнего повива способствует:
— повышенному налипанию снега;
— повышенному образованию гололеда;
— повышенной эоловой вибрации провода;
— и ряду других недостатков.
Данное техническое решение направлено также на повышение электропроводности (по отношению к чему и на сколько не указывается), что двенадцатью медными проволоками верхнего повива не представляется возможным, для расчетного сечения проводов, диаметрами 10,70; 12,60; 14,00; 15,80 мм, применяемых в качестве несущего троса контактной сети железной дороги.
Необходимо отметить высокую стоимость предлагаемого провода вследствие нанесения гальваническим способом как минимум одного защитного слоя хрома, и/или никеля, и/или меди.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции несущего троса контактной сети железной дороги с увеличенным расчетным сечением троса, увеличенной разрывной нагрузкой по отношению к применяемым в настоящее время.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
Несущий трос контактной сети железной дороги, в котором вокруг центральной медной проволоки выполнен первый повив семи медных проволок, второй повив с чередованием семи медных проволок одного диаметра и семи медных проволок другого диаметра и третий повив из четырнадцати медных проволок. При этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов. Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Это позволяет вновь разработанному несущему тросу контактной сети железной дороги увеличить разрывную нагрузку по отношению к применяемым на 20-22%, увеличить расчетное сечение несущего троса на 16-17%, что будет способствовать повышению электропроводности, полностью исключив стальной сердечник.
В предлагаемом техническом решении увеличение разрывной нагрузки, увеличение площади расчетного медного сечения несущего троса достигается новой конструкцией, технологией изготовления медной проволоки и несущего троса. В отличие от ряда технических решений, использующих стальной сердечник для увеличения механической прочности, но при этом снижается расчетное полезное сечение, и как следствие, снижается электропроводность троса и сталеалюминиевого провода, в данном техническом решении отсутствует стальной сердечник как часть конструкции.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено поперечное сечение несущего троса. Приняты следующие обозначения:
1 — центральная проволока диаметром d1;
2 — проволока диаметром d2 первого повива;
3 — проволока диаметром d3 второго повива меньшего диаметра;
4 — проволока диаметром d4 второго повива большего диаметра;
5 — проволока диаметром d5 третьего повива.
Несущий трос содержит медный сердечник в виде одной центральной проволоки с диаметром d1, первого повива семи медных проволок с диаметром d2, второго повива с чередованием семи медных проволок с диаметром d3 и семи медных проволок с диаметром d4 и третьего повива четырнадцати медных проволок с диаметром d5. При этом все три повива выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов.
Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Технология изготовления несущего троса сводится к следующему.
Свивку проволок 2, 3, 4 и 5 троса осуществляют за одну технологическую операцию на оборудовании, используемом при производстве канатов и тросов. При этом шаг свивки для всех слоев проволок 2, 3, 4 и 5 сохраняется постоянным, допуская при этом различные углы свивки для каждого слоя проволок, при соответствующем подборе диаметров проволок по слоям, что позволяет исключить возможность перекрещивания проволок по отдельным слоям и обеспечить им линейное касание при свивке.
Вторая технологическая операция — это пластическая деформация изделия, которую выполняют одновременно со свивкой троса. При этом выполняют пластическое обжатие внешних проволок 5, которые укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Пластическое деформирование медных проволок по наружной поверхности способствует увеличению заполнения расчетного сечения несущего троса, а полученная внешняя поверхность более гладкая и ровная, чем у троса, выполненного из круглых проволок. Позволяет уменьшить нагрузку от климатических воздействий, значительно снизить аэродинамическое сопротивление и пляску проводов, а также, как отмечалось ранее, увеличить разрывную нагрузку, способствует повышению электропроводности несущего троса контактной сети железной дороги.
Несущий трос контактной сети железной дороги, состоящий из центральной медной проволоки, витков первого повива семи медных одного диаметра проволок, витков второго повива с чередованием семи медных одного диаметра проволок и семи медных другого диаметра проволок и витков третьего повива из четырнадцати медных проволок одного диаметра, при этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, проволоки третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от величины их номинального диаметра и пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
findpatent.ru
несущий трос контактной сети железной дороги — патент РФ 2509666
Изобретение относится к области воздушных линий, используемых для передачи электрической энергии в электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов. Несущий трос контактной сети железной дороги состоит из центральной медной проволоки, витков первого повива семи медных одного диаметра проволок, витков второго повива с чередованием семи медных одного диаметра проволок и семи медных другого диаметра проволок и витков третьего повива из четырнадцати медных проволок одного диаметра. При этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, проволоки третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от величины их номинального диаметра и пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%. Это позволяет вновь разработанному несущему тросу контактной сети железной дороги увеличить разрывную нагрузку по отношению к применяемым на 20-22%, увеличить расчетное сечение несущего троса на 16-17%, что будет способствовать повышению электропроводности, полностью исключив стальной сердечник. Технический результат заключается в уменьшении нагрузки от климатических воздействий и снижении аэродинамического сопротивления и пляски проводов. 1 ил. 
Рисунки к патенту РФ 2509666
Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям многопроволочных проводов для воздушных линий, используемых для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов.
Известны адаптированные к монтажу в железнодорожном пути биметаллические сталемедные многопроволочные провода. Провод свит со стальной, сердцевиной и медной оболочкой общим сечением от 70 до 120 мм2 . Адаптация выполняется посредством отжига в термической печи или большим током при температуре от 850 до 1080°С продолжительностью не менее 30 мин (см. описание изобретения к патенту RU 2139799 С1, В60М 1/00, опубликовано 20.10.1999).
Недостатком известного способа является: энергозатратная технология изготовления биметаллического сталемедного многопроволочного провода, низкое временное сопротивлению разрыву, не более 500 МПа, вследствие применения термической операции отжиг.
Известен токопровод электрической железной дороги, содержащий вдоль пути многоопорную балку, к которой снизу прикреплен контактный провод посредством разнесенных по пролету скоб и связанных с ними зажимов, отличающийся тем, что скобы выполнены Г-образными и установлены на балке подвижно с поперечным вынесением зажимов за края нижней полки балки, при этом вертикальные части соседних скоб размещены с разных сторон шейки балки, а зажимы зафиксированы на скобах с образованием зазоров между балкой и контактным проводом на всем протяжении токопровода (см. описание изобретения к патенту RU 2019448 С1, В60М 1/225, опубликовано 15.09.1994).
Необходимо отметить довольно сложную схему в монтаже устройства контактной сети, а также сложности при ее изготовлении, для которой необходимы многоопорные балки, выполненные в форме двутавра или швеллера, несимметричные скобы с Г-образным профилем, зажимы, требующие определенного зазора на всем протяжении токопровода.
Известна конструкция провода, выполненного из одной медной проволоки или нескольких повивов, причем скрутка повивов производится в противоположные стороны (см. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. ГОСТ 839-80).
К недостаткам таких конструкций проводов относится низкая разрывная нагрузка, характерные недостатки для проводов одинарной свивки точечного касания, высокая стоимость.
Известен композитный высокопрочный провод с повышенной электропроводностью, содержащий концентрично размещенные сердечник из электротехнической меди, наружную оболочку из сплава на основе меди и кольцевой слой между сердечником и наружной оболочкой, выполненный из высокопрочного сплава на основе меди с легирующими компонентами, не образуя с медью интерметаллических соединений, в виде волокон из Nb, или Аg, или Сr, или V, или Та, или Fe, (см.описание изобретения к патенту RU 2417468 С1, Н01В 1/00; Н01В 5/02 опубликовано 27.04.2011).
Недостатком данного технического решения является:
— сложность технологического процесса при изготовлении композитного высокопрочного провода с повышенной электропроводностью, при котором прутки получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом, деформация слитка методом выдавливания для получения прутка диаметром 30 мм, пластическая деформация волочением для получения прутка шестигранного сечения. Волочение с исходного диаметра 30 мм не представляется возможным ввиду отсутствия волочильного оборудования, работающего с указанного исходного диаметра заготовки;
— сложная затратная технология «сборных проводов», с применением дорогостоящих материалов, собирают составную многожильную заготовку из прутков сплава медь-ниобий (железо, серебро, тантал, ванадий).
Известен контактный провод, содержащий нижнюю износостойкую контактную часть толщиной, не превышающей предельно допустимую величину износа провода, и верхнюю медную токопроводящую часть, отличающийся тем, что контактная часть выполнена дискретно из чередующихся фрагментов медно-алюминиевого или медно-диффузионного слоя и материала токопроводящей части, причем длина фрагментов и расстояние между ними должны быть меньше длины контактной зоны между проводом и токосъемным элементом (см. описание изобретения к патенту RU 2267412 С1, В60М 1/13, опубликовано 10.01.2006).
Необходимо отметить сложность получения фрагментов медно-алюминиевых или медно-цинковых путем газотермического напыления на нижнюю часть заготовки с использованием трафаретов с последующей термообработкой и обработкой давлением (прокаткой и волочением сложного геометрического профиля).
Известен провод электрический (варианты), состоящий из центрального сердечника, витков внутреннего и наружного повивов, причем витки внутреннего повива и центральный сердечник выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием, отличающийся тем, что витки наружного повива выполнены из меди, а защитное покрытие стальной проволоки выполнено как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди (см. описание изобретения к патенту RU 21799348 С2, Н01В 5/08; Н01В 7/28, опубликовано 10.02.2002).
Предлагаемая конструкция многопроволочного провода, используемого в качестве несущего троса контактной сети, в которой для увеличения механической прочности используется центральный сердечник (одна проволока круглого сечения), витки внутреннего повива (шесть проволок круглого сечения), все проволоки выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди. Данное техническое решение предполагает повышение электропроводности наружным повивом, выполненным из двенадцати медных проволок.
К недостаткам канатов данной конструкции, которая соответствует канатам одинарной свивки типа ТК по ГОСТ 3063-80, необходимо отнести крайне низкий технический ресурс. Точки контакта проволок между слоями являются концентраторами напряжений, что ведет к повышению местных значений напряжений не только при изгибе, но и при растяжении каната. Со временем из-за действия описанного эффекта канат типа ТК может неожиданно потерять устойчивость и пластически деформироваться даже в области упругих деформаций.
Круглая форма проволок внешнего повива способствует:
— повышенному налипанию снега;
— повышенному образованию гололеда;
— повышенной эоловой вибрации провода;
— и ряду других недостатков.
Данное техническое решение направлено также на повышение электропроводности (по отношению к чему и на сколько не указывается), что двенадцатью медными проволоками верхнего повива не представляется возможным, для расчетного сечения проводов, диаметрами 10,70; 12,60; 14,00; 15,80 мм, применяемых в качестве несущего троса контактной сети железной дороги.
Необходимо отметить высокую стоимость предлагаемого провода вследствие нанесения гальваническим способом как минимум одного защитного слоя хрома, и/или никеля, и/или меди.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции несущего троса контактной сети железной дороги с увеличенным расчетным сечением троса, увеличенной разрывной нагрузкой по отношению к применяемым в настоящее время.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
Несущий трос контактной сети железной дороги, в котором вокруг центральной медной проволоки выполнен первый повив семи медных проволок, второй повив с чередованием семи медных проволок одного диаметра и семи медных проволок другого диаметра и третий повив из четырнадцати медных проволок. При этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов. Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Это позволяет вновь разработанному несущему тросу контактной сети железной дороги увеличить разрывную нагрузку по отношению к применяемым на 20-22%, увеличить расчетное сечение несущего троса на 16-17%, что будет способствовать повышению электропроводности, полностью исключив стальной сердечник.
В предлагаемом техническом решении увеличение разрывной нагрузки, увеличение площади расчетного медного сечения несущего троса достигается новой конструкцией, технологией изготовления медной проволоки и несущего троса. В отличие от ряда технических решений, использующих стальной сердечник для увеличения механической прочности, но при этом снижается расчетное полезное сечение, и как следствие, снижается электропроводность троса и сталеалюминиевого провода, в данном техническом решении отсутствует стальной сердечник как часть конструкции.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено поперечное сечение несущего троса. Приняты следующие обозначения:
1 — центральная проволока диаметром d1;
2 — проволока диаметром d2 первого повива;
3 — проволока диаметром d3 второго повива меньшего диаметра;
4 — проволока диаметром d4 второго повива большего диаметра;
5 — проволока диаметром d 5 третьего повива.
Несущий трос содержит медный сердечник в виде одной центральной проволоки с диаметром d1, первого повива семи медных проволок с диаметром d2, второго повива с чередованием семи медных проволок с диаметром d3 и семи медных проволок с диаметром d4 и третьего повива четырнадцати медных проволок с диаметром d5. При этом все три повива выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов.
Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Технология изготовления несущего троса сводится к следующему.
Свивку проволок 2, 3, 4 и 5 троса осуществляют за одну технологическую операцию на оборудовании, используемом при производстве канатов и тросов. При этом шаг свивки для всех слоев проволок 2, 3, 4 и 5 сохраняется постоянным, допуская при этом различные углы свивки для каждого слоя проволок, при соответствующем подборе диаметров проволок по слоям, что позволяет исключить возможность перекрещивания проволок по отдельным слоям и обеспечить им линейное касание при свивке.
Вторая технологическая операция — это пластическая деформация изделия, которую выполняют одновременно со свивкой троса. При этом выполняют пластическое обжатие внешних проволок 5, которые укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Пластическое деформирование медных проволок по наружной поверхности способствует увеличению заполнения расчетного сечения несущего троса, а полученная внешняя поверхность более гладкая и ровная, чем у троса, выполненного из круглых проволок. Позволяет уменьшить нагрузку от климатических воздействий, значительно снизить аэродинамическое сопротивление и пляску проводов, а также, как отмечалось ранее, увеличить разрывную нагрузку, способствует повышению электропроводности несущего троса контактной сети железной дороги.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Несущий трос контактной сети железной дороги, состоящий из центральной медной проволоки, витков первого повива семи медных одного диаметра проволок, витков второго повива с чередованием семи медных одного диаметра проволок и семи медных другого диаметра проволок и витков третьего повива из четырнадцати медных проволок одного диаметра, при этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, проволоки третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от величины их номинального диаметра и пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
www.freepatent.ru
Способ монтажа несущего троса контактной сети железной дороги
Изобретение относится к области электрификации железных дорог, в частности к средствам монтажа контактной сети. Способ монтажа несущего троса включает анкеровку несущего троса с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с закреплением на поворотных консолях, натяжение и анкеровку с другой стороны анкерного участка. Несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, обеспечивающую их поворот в рабочее положение в условиях полного нагружения контактной подвески. Технический результат – снижение трудозатрат и времени монтажа несущего троса. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области электрификации железных дорог, в частности к средствам монтажа контактной сети.
Монтаж несущего троса (НТ) является одним из этапов монтажа контактной подвески. От качества раскатки и монтажа НТ существенно зависит срок службы подвески, а также трудоемкость ее монтажа и ремонта (в большей степени это характерно для высокоскоростных контактных подвесок).
Известен способ монтажа НТ, включающий анкеровку НТ с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с одновременным закреплением на поворотных консолях, натяжение НТ и его анкеровку с другой стороны анкерного участка (Фрайфельд А.В., Бондарев Н.Л., Марков А.С. Устройство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных линий. — М.: Транспорт, 1987, стр.203-206), являющийся наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению.
Раскатку НТ согласно известному способу производят после того, как консоли обоих путей фиксируют в неподвижном состоянии, предотвращая таким образом их разворот относительно опор. В результате достигается неподвижность консолей, и в процессе монтажа они не совершают движения. Аналогично фиксируют положение неизолированных консолей перед раскаткой НТ на кривых участках пути.
В зависимости от состава монтажного поезда раскатку НТ производят двумя способами:
1. Ha шпалы с платформы, перемещаемой дрезиной (автомотрисой), с последующим подъемом троса на консоли также с помощью автомотрисы (дрезины) НТ укладывают в ролик монтажной стрелы, и при движении автомотрисы со скоростью 5-10 км/ч закладывают его в седла или монтажные ролики, заранее завешенные на консолях. Раскатав НТ всего анкерного участка, поезд останавливают и производят монтаж анкеровки.
2. Раскатку НТ совмещают с подъемом его на консоли. В этом случае сначала производят вытяжку троса дрезиной. После поднятия грузов компенсатора полиспастом на необходимую высоту трос присоединяют к компенсирующему устройству. Проводят раскатку и закрепляют НТ на анкерной опоре только после окончания подъема в седла и проверки натяжения. После выполнения раскатки и постоянной анкеровки НТ монтируют струны с автомотрисы (дрезины).
В любом из указанных способов в тех случаях, когда при раскатке НТ был уложен в крючья или ролики, его сначала переводят в седла и только после этого устанавливают струны. В процессе монтажа изменяют положение консолей, смещая их относительно оси опоры на величину, заданную в типовом проекте и соответствующую рабочему положению консоли при температуре окружающего воздуха в процессе монтажа. Таким образом, консоли смещают на каждом пролете анкерного участка последовательно от средней анкеровки к компенсирующему устройству.
Поскольку контактная подвеска является системой с гибкими связями (не балочная, не жесткая), а этот фактор не учитывается в известном способе монтажа НТ, то такая установка консолей приводит к возрастанию ошибки в величине смещения консолей — чем больше расстояние от средней анкеровки, тем больше расхождение между величиной рабочего смещения консоли, необходимого для надежной эксплуатации подвески, и смещением, которое задают НТ при монтаже. Для устранения накопленных ошибок необходима дополнительная регулировка положения консолей, особенно на переходных опорах, где требуется повышенная точность их ориентации. При этом в процессе дополнительной регулировки каждую консоль устанавливают в положение, заданное в проекте.
После указанной корректировки положения консолей НТ закрепляют в седлах плашками и устанавливают струны для подвески сочлененных фиксаторов.
После установки нового НТ также требуется дополнительная регулировка величины смещения консолей.
Работы, связанные с монтажом НТ известным способом, требуют значительных трудозатрат и по времени составляют существенную часть монтажа контактной подвески.
Задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение трудозатрат и времени монтажа НТ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе монтажа несущего троса, включающем анкеровку несущего троса с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с закреплением на поворотных консолях, натяжение и анкеровку с другой стороны анкерного участка, несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, обеспечивающую их поворот в рабочее положение в условиях полного нагружения контактной подвески.
Величина смещения поворотной консоли вдоль оси пути от среднего положения при этом характеризуется следующей зависимостью:
где А — величина смещения поворотной консоли, м;
lk — расстояние от средней анкеровки до консоли, м
где 1 — температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен НТ, 1/° С;
t — температура, при которой производят монтаж НТ, ° С;
К* — коэффициент, определяемый с использованием экспериментальных данных, его значение для пролетов современной конструкции железной дороги находится в интервале (73… 78)× 10-5 .
Для определения точного значения К* предварительно осуществляют монтаж одного пролета контактной подвески известным (традиционным) способом и замеряют длину выбранного пролета при ненагруженном НТ и длину того же пролета после монтажа НТ, а величину К* при этом рассчитывают по следующей формуле:
где
l1 — длина пролета (расстояние между консолями) контактной подвески при ненагруженном НТ, м;
b — длина пролета (расстояние между консолями) контактной подвески после монтажа (нагружения) НТ, м;
t — температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен НТ, 1/° С;
t — температура, при которой производят монтаж НТ, ° С.
На практике для экономии времени для определения смещения консолей НТ используют среднее значение К* из указанного выше интервала для средней длины пролета 50-55 м.
Сущность изобретения состоит в том, что в процессе раскатки НТ или перед его раскаткой положение поворотных консолей корректируют (смещают вдоль оси пути), исходя из конкретных условий монтажа (Т, расстояние консоли от средней анкеровки, материал НТ и др.), что обеспечивает после нагружения их автоматический поворот в рабочее положение и увеличение срока эксплуатации подвески без дополнительных работ по корректировке положения консолей.
Заявляемое изобретение поясняется схемой, показанной на чертеже, на которой представлена часть анкерного участка (вид сверху) контактной сети железной дороги, содержащая НТ1, контактный провод 2, поворотную консоль 3, установленную на опоре 4. Расстояние от средней анкеровки до консоли 3, положение которой необходимо откорректировать одновременно с проведением монтажа НТ, на схеме обозначено lk; -А — смещение поворотной консоли 3 в сторону средней анкеровки; +А — смещение поворотной консоли 3 в сторону, противоположную средней анкеровке.
Заявляемое изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1
При монтаже скоростной контактной сети КС-200-НТ марки M120, контактного провода МФ 120 24-го анкерного участка длиной 1520 м, содержащего пролеты длиной 50-55 м, в течение 2 часов при t=+30° C НТ раскатывали поверху. С монтажной площадки дрезины сначала поворотную консоль ориентировали перпендикулярно оси пути, после чего смещали от найденного положения точку, где будет закреплен НТ, вдоль оси пути на расстояние, найденное по формуле (1), и закрепляли (привязывали) консоль до раскатки НТ. Смещение консоли, например, отстоящей от средней анкеровки на 700 м (расстояние берется по плану контактной сети), рассчитывали по формуле (1)
A=700× (17× 10-6× 30+76.5× 10-5)=0.893 м,
где К*=76.5× 10-5;
t=17× 10-61/° С;
L к=700 м.
Величину, на которую надо сместить остальные поворотные консоли, рассчитывают аналогичным образом при разных значениях lk.
После смещения на рассчитанную величину и закрепления поворотных консолей НТ раскатывали поверху, а после окончания раскатки натяжение НТ доводили до рабочей величины и закрепляли НТ на консолях. Далее консоли раскрепляли. После завершения монтажа подвески (нагружения НТ) консоли автоматически встают в рабочее положение.
Пример 2
Монтаж скоростной контактной сети КС-200 проводили в условиях примера 1, за исключением того, что смещение вдоль оси пути от среднего положения и закрепление поворотных консолей осуществляли в процессе раскатки НТ под заданным натяжением. Закрепление НТ на консоли производили сразу после установки консоли в требуемое положение.
После нагружения НТ в том и другом случае в конечном итоге консоли устанавливаются в рабочее положение, соответствующее расчетному.
Заявляемый способ позволяет исключить дополнительную регулировку положения консолей, производимую обычно после завершения монтажа НТ, и таким образом сократить трудозатраты и время монтажных работ в -1,5 раза.
Необходимо заметить, что сокращение количества монтажных работ и высокая точность расчета величины смещения консолей в конечном итоге обеспечивают увеличение срока службы подвески, т.к. каждый последующий перемонтаж узла крепления НТ на консоли связан со снижением его механической прочности.
Формула изобретения
1. Способ монтажа несущего троса, включающий анкеровку несущего троса с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с закреплением на поворотных консолях, натяжение и анкеровку с другой стороны анкерного участка, отличающийся тем, что несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, обеспечивающую их поворот в рабочее положение в условиях полного нагружения контактной подвески.
2. Способ монтажа несущего троса по п.1, отличающийся тем, что несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, характеризуемую следующей зависимостью:
A=K· Lk, (1)
где А — величина смещения поворотной консоли, м;
lk — расстояние от средней анкеровки до консоли, м;
K=t×t+K*; (2)
K *=(l1-l2)× t×t/l2, (3)
где t — температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен несущий трос, 1/° С;
t — температура, при которой производят монтаж несущего троса, ° С;
l1 — длина пролета контактной подвески при ненагруженном несущем тросе, м;
l2 — длина пролета контактной подвески после монтажа несущего троса, м.
3. Способ монтажа несущего троса по п.2, отличающийся тем, что для пролетов длиной 50-55 м значения К* лежат в пределах (73… 78)× 10-5.
4. Способ монтажа несущего троса по п.1, отличающийся тем, что поворотные консоли устанавливают со смещением вдоль оси пути от среднего положения до раскатки несущего троса.
5. Способ монтажа несущего троса по п.1, отличающийся тем, что поворотные консоли устанавливают со смещением вдоль оси пути от среднего положения в процессе раскатки несущего троса.
РИСУНКИ
Rh5A — Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение
Дата выдачи дубликата: 30.10.2007
Наименование лица, которому выдан дубликат:Закрытое акционерное общество «Универсал-Контактные сети» (RU)
Извещение опубликовано: 10.12.2007 БИ: 34/2007
findpatent.ru
Несущий трос контактной сети железной дороги
Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям многопроволочных проводов для воздушных линий, используемых для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов.
Известны адаптированные к монтажу в железнодорожном пути биметаллические сталемедные многопроволочные провода. Провод свит со стальной, сердцевиной и медной оболочкой общим сечением от 70 до 120 мм2. Адаптация выполняется посредством отжига в термической печи или большим током при температуре от 850 до 1080°С продолжительностью не менее 30 мин (см. описание изобретения к патенту RU 2139799 С1, В60М 1/00, опубликовано 20.10.1999).
Недостатком известного способа является: энергозатратная технология изготовления биметаллического сталемедного многопроволочного провода, низкое временное сопротивлению разрыву, не более 500 МПа, вследствие применения термической операции отжиг.
Известен токопровод электрической железной дороги, содержащий вдоль пути многоопорную балку, к которой снизу прикреплен контактный провод посредством разнесенных по пролету скоб и связанных с ними зажимов, отличающийся тем, что скобы выполнены Г-образными и установлены на балке подвижно с поперечным вынесением зажимов за края нижней полки балки, при этом вертикальные части соседних скоб размещены с разных сторон шейки балки, а зажимы зафиксированы на скобах с образованием зазоров между балкой и контактным проводом на всем протяжении токопровода (см. описание изобретения к патенту RU 2019448 С1, В60М 1/225, опубликовано 15.09.1994).
Необходимо отметить довольно сложную схему в монтаже устройства контактной сети, а также сложности при ее изготовлении, для которой необходимы многоопорные балки, выполненные в форме двутавра или швеллера, несимметричные скобы с Г-образным профилем, зажимы, требующие определенного зазора на всем протяжении токопровода.
Известна конструкция провода, выполненного из одной медной проволоки или нескольких повивов, причем скрутка повивов производится в противоположные стороны (см. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. ГОСТ 839-80).
К недостаткам таких конструкций проводов относится низкая разрывная нагрузка, характерные недостатки для проводов одинарной свивки точечного касания, высокая стоимость.
Известен композитный высокопрочный провод с повышенной электропроводностью, содержащий концентрично размещенные сердечник из электротехнической меди, наружную оболочку из сплава на основе меди и кольцевой слой между сердечником и наружной оболочкой, выполненный из высокопрочного сплава на основе меди с легирующими компонентами, не образуя с медью интерметаллических соединений, в виде волокон из Nb, или Аg, или Сr, или V, или Та, или Fe, (см.описание изобретения к патенту RU 2417468 С1, Н01В 1/00; Н01В 5/02 опубликовано 27.04.2011).
Недостатком данного технического решения является:
— сложность технологического процесса при изготовлении композитного высокопрочного провода с повышенной электропроводностью, при котором прутки получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом, деформация слитка методом выдавливания для получения прутка диаметром 30 мм, пластическая деформация волочением для получения прутка шестигранного сечения. Волочение с исходного диаметра 30 мм не представляется возможным ввиду отсутствия волочильного оборудования, работающего с указанного исходного диаметра заготовки;
— сложная затратная технология «сборных проводов», с применением дорогостоящих материалов, собирают составную многожильную заготовку из прутков сплава медь-ниобий (железо, серебро, тантал, ванадий).
Известен контактный провод, содержащий нижнюю износостойкую контактную часть толщиной, не превышающей предельно допустимую величину износа провода, и верхнюю медную токопроводящую часть, отличающийся тем, что контактная часть выполнена дискретно из чередующихся фрагментов медно-алюминиевого или медно-диффузионного слоя и материала токопроводящей части, причем длина фрагментов и расстояние между ними должны быть меньше длины контактной зоны между проводом и токосъемным элементом (см. описание изобретения к патенту RU 2267412 С1, В60М 1/13, опубликовано 10.01.2006).
Необходимо отметить сложность получения фрагментов медно-алюминиевых или медно-цинковых путем газотермического напыления на нижнюю часть заготовки с использованием трафаретов с последующей термообработкой и обработкой давлением (прокаткой и волочением сложного геометрического профиля).
Известен провод электрический (варианты), состоящий из центрального сердечника, витков внутреннего и наружного повивов, причем витки внутреннего повива и центральный сердечник выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием, отличающийся тем, что витки наружного повива выполнены из меди, а защитное покрытие стальной проволоки выполнено как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди (см. описание изобретения к патенту RU 21799348 С2, Н01В 5/08; Н01В 7/28, опубликовано 10.02.2002).
Предлагаемая конструкция многопроволочного провода, используемого в качестве несущего троса контактной сети, в которой для увеличения механической прочности используется центральный сердечник (одна проволока круглого сечения), витки внутреннего повива (шесть проволок круглого сечения), все проволоки выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди. Данное техническое решение предполагает повышение электропроводности наружным повивом, выполненным из двенадцати медных проволок.
К недостаткам канатов данной конструкции, которая соответствует канатам одинарной свивки типа ТК по ГОСТ 3063-80, необходимо отнести крайне низкий технический ресурс. Точки контакта проволок между слоями являются концентраторами напряжений, что ведет к повышению местных значений напряжений не только при изгибе, но и при растяжении каната. Со временем из-за действия описанного эффекта канат типа ТК может неожиданно потерять устойчивость и пластически деформироваться даже в области упругих деформаций.
Круглая форма проволок внешнего повива способствует:
— повышенному налипанию снега;
— повышенному образованию гололеда;
— повышенной эоловой вибрации провода;
— и ряду других недостатков.
Данное техническое решение направлено также на повышение электропроводности (по отношению к чему и на сколько не указывается), что двенадцатью медными проволоками верхнего повива не представляется возможным, для расчетного сечения проводов, диаметрами 10,70; 12,60; 14,00; 15,80 мм, применяемых в качестве несущего троса контактной сети железной дороги.
Необходимо отметить высокую стоимость предлагаемого провода вследствие нанесения гальваническим способом как минимум одного защитного слоя хрома, и/или никеля, и/или меди.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции несущего троса контактной сети железной дороги с увеличенным расчетным сечением троса, увеличенной разрывной нагрузкой по отношению к применяемым в настоящее время.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
Несущий трос контактной сети железной дороги, в котором вокруг центральной медной проволоки выполнен первый повив семи медных проволок, второй повив с чередованием семи медных проволок одного диаметра и семи медных проволок другого диаметра и третий повив из четырнадцати медных проволок. При этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов. Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Это позволяет вновь разработанному несущему тросу контактной сети железной дороги увеличить разрывную нагрузку по отношению к применяемым на 20-22%, увеличить расчетное сечение несущего троса на 16-17%, что будет способствовать повышению электропроводности, полностью исключив стальной сердечник.
В предлагаемом техническом решении увеличение разрывной нагрузки, увеличение площади расчетного медного сечения несущего троса достигается новой конструкцией, технологией изготовления медной проволоки и несущего троса. В отличие от ряда технических решений, использующих стальной сердечник для увеличения механической прочности, но при этом снижается расчетное полезное сечение, и как следствие, снижается электропроводность троса и сталеалюминиевого провода, в данном техническом решении отсутствует стальной сердечник как часть конструкции.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено поперечное сечение несущего троса. Приняты следующие обозначения:
1 — центральная проволока диаметром d1;
2 — проволока диаметром d2 первого повива;
3 — проволока диаметром d3 второго повива меньшего диаметра;
4 — проволока диаметром d4 второго повива большего диаметра;
5 — проволока диаметром d5 третьего повива.
Несущий трос содержит медный сердечник в виде одной центральной проволоки с диаметром d1, первого повива семи медных проволок с диаметром d2, второго повива с чередованием семи медных проволок с диаметром d3 и семи медных проволок с диаметром d4 и третьего повива четырнадцати медных проволок с диаметром d5. При этом все три повива выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов.
Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Технология изготовления несущего троса сводится к следующему.
Свивку проволок 2, 3, 4 и 5 троса осуществляют за одну технологическую операцию на оборудовании, используемом при производстве канатов и тросов. При этом шаг свивки для всех слоев проволок 2, 3, 4 и 5 сохраняется постоянным, допуская при этом различные углы свивки для каждого слоя проволок, при соответствующем подборе диаметров проволок по слоям, что позволяет исключить возможность перекрещивания проволок по отдельным слоям и обеспечить им линейное касание при свивке.
Вторая технологическая операция — это пластическая деформация изделия, которую выполняют одновременно со свивкой троса. При этом выполняют пластическое обжатие внешних проволок 5, которые укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Пластическое деформирование медных проволок по наружной поверхности способствует увеличению заполнения расчетного сечения несущего троса, а полученная внешняя поверхность более гладкая и ровная, чем у троса, выполненного из круглых проволок. Позволяет уменьшить нагрузку от климатических воздействий, значительно снизить аэродинамическое сопротивление и пляску проводов, а также, как отмечалось ранее, увеличить разрывную нагрузку, способствует повышению электропроводности несущего троса контактной сети железной дороги.
Несущий трос контактной сети железной дороги, состоящий из центральной медной проволоки, витков первого повива семи медных одного диаметра проволок, витков второго повива с чередованием семи медных одного диаметра проволок и семи медных другого диаметра проволок и витков третьего повива из четырнадцати медных проволок одного диаметра, при этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, проволоки третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от величины их номинального диаметра и пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
edrid.ru
Монтаж несущих тросов цепных подвесок контактной сети трамваев и троллейбусов
содержание .. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ..
Монтаж контактной сети трамваев и троллейбусов
Монтаж несущих тросов цепных подвесок контактной сети трамваев и троллейбусов
Начинают монтаж с установки на участке узлов крепления цепной подвески на кронштейнах типов УКК-1, УКК-2 или УКК-3 соответственно типам кронштейнов и месту установки узла, а на поперечинах типа УКП-1 или УКП-2 согласно проекту. В процессе подготовки стального каната к раскатке с него снимают избыточный слой заводского антикоррозионного покрытия. Работу выполняют на специальном станке. В процессе перемотки с заводского на запасной барабан канат пропускают через зажим с резиновыми прокладками и таким образом снимают смазку.
Монтажный поезд для раскатки троса составляется из тягача (обычно автовышки), имеющего в прицепе тележку с барабаном, на котором, намотан стальной канат, и автовышки, следующей за барабаном на расстоянии 25—30 м. На тележке барабан устанавливают так, чтобы конец каната был сверху барабана и направлен назад по ходу движения тележки.
В начале участка несущий трос анкеруют на кронштейн, который в свою очередь анкеруют на опору или стену здания. Если участок монтируют на гибких поперечинах, продольно-несущий трос анкеруют непосредственно на здание или опору, а на первой поперечине ставят крюковой монтажный зажим, удерживающий трос от скольжения по поперечине (рис. 61, а). Трос закрепляют на крюке свободной вязкой, позволяющей перемещаться тросу в продольном направлении. Затем производят раскатку на всем анкерном участке.
Во время движения монтажного поезда стальной канат сматывается с барабана и подается на ролик, установленный на монтажной площадке следующей за барабаном автовышки. Бригада электромонтеров» находясь на монтажной площадке, принимает трос и закрепляет его на кронштейнах (рис. 61, в) или поперечинах (рис. 61, б) временными крючками из проволоки. Во время
раскатки барабан притормаживают, чтобы не перепутывались витки троса.
После нескольких пролетов (и обязательно за уличным перекрестком) барабан затормаживается полностью, а тележка продолжает двигаться. В это врмя раскатанный трос подтягивается и поднимается выше над проезжей частью, обеспечивая безопасность движения транспорта. Затем останавливают тележку и закрепляют трос на кронштейне (поперечине), после чего продолжают раскатку.
На последнем кронштейне (поперечине) барабан затормаживают, продолжая движение тележки, для предварительного натяжения троса, после чего останавливают тележку, закрепляют трос и анкеруют так же, как и в начале участка.
После раскатки трос натягивают монтажной лебедкой или полиспастом на всем участке. Значение натяжения определяют по монтажным таблицам (для ненагруженного троса). Для равномерного натяжения длинных участков блоки устанавливают с обоих концов троса, и натяжение выполняют одновременно. Затем анкерные ветви закрепляют.
Следующими операциями являются поочередное освобождение троса от временного подвешивания, перенос в седла узлов подвешивания и закрепление в них. Проверяют положение поперечины и кронштейнов в плане и возвращают в нормальное положение отклонившиеся во время натяжения троса.
На действующей сети раскатка усложняется наличием фиксирующих и других поперечин, находящихся ниже несущего троса цепной подвески. В этом случае, оставляя барабан на месте, трос вручную растягивают по участку с перекидкой через поперечины.
Раскатку несущего троса из проволоки ведут либо непосредственно с монтажной площадки, либо вручную по земле. Для удобства бухту проволоки закрепляют на вертушке. Во все время раскатки необходимо растягивать проволоку, так как при освобождении из бухты она вследствие упругости образует спираль большого диаметра и загромождает улицу.
Раскатку по земле вручную выполняют обычно, когда на проезжей части имеются препятствия для проезда монтажного поезда. Один или два монтера раскручивают стальной канат с барабана
(вертушку с проволокой), который через 30—40 м подхватывают другие монтеры и несут на плечах по участку.
Рис. 61. Схема закрепления несущего троса при
его раскатке:
а — на первой поперечине; б — на промежуточной поперечине; в — на
кронштейне; 1— несущий трос; 2— зажим монтажный болтовой; 3— поперечина
Несущий трос в трамвайной сети может быть использован как усиливающий для увеличения электрической проводимости контактной подвески. В этом случае его выполняют медным или контактным проводом. Порядок монтажа в целом сохраняется и для этого случая, но на криволинейных участках малого радиуса, где цепная подвеска прерывается, а несущие тросы по обе стороны анкеруются, устанавливают обходное электрическое соединение. Его прокладывают в стороне от контактной подвески на несущих поперечинах или (Специальных кронштейнах и присоединяют к несущему тросу по обе стороны криволинейного участка.
Заключительной операцией является подготовка к подвеске контактного провода — установка подвесной и натяжной арматуры.
На трамвайных линиях для безопасности работ при эксплуатации несущий провод, как правило, электрически соединяют с контактным. Электрическое соединение осуществляется через скользящие неизолированные подвесы УПСН и УСПНД, специальные соединительные дужки и междупутные перемычки. Дужки и перемычки устанавливают после монтажа контактного провода.
На троллейбусных линиях для повышения надёжности и по соображениям безопасности производства работ несущие тросы изолируют от контактного провода скользящими изолированными подвесами УПСИ и УПСИД. Для ограничения участка троса, попадающего, под напряжёние при случайном замыкании с контактным проводом, в несущий трос троллейбусной линии через каждые пять-шесть пролетов врезают натяжные изоляторы. В этом месте на кронштейн закрепляют анкерный хомут типа ХА, к которому с обеих сторон крепят по натяжной муфте и изолятору, соединенных с концами несущего троса. Натяжные муфты включают для регулировки натяжения несущего троса. Чтобы избежать случайного замыкания двух соседних секций, в несущий трос цепной подвески врезают натяжной изолятор.
Значительно большую сложность представляет монтаж полигонной подвески, которая, встречается нечасто, но в некоторых случаях является наиболее рациональной, а иногда и единственно возможной. Сложность обусловливается зависимостью расположения отдельных элементов от положения всей системы в целом. Из нескольких способов монтажа можно рекомендовать один, выполняемый монтерами наиболее уверенно, с минимальным количеством регулировочных работ. По уточненным монтажным чертежам в монтажно-заготовительных мастерских (МЭМ) заготовляют все элементы полигона: полигонные тросы и поперечные струны. Каждый элемент монтируют и навешивают бирки. Оба полигонных троса раскатывают по земле на месте, и к одному из них закрепляют поперечные струны, а на втором делают отметки мест их крепления. Оба троса поднимают и закрепляют на опорах, один конец
постоянной, а второй временной заделкой. Затем тросы соединяют поперечными струнами. Выполняют подвеску провода и регулируют положение его в плане и по высоте, после чего временную заделку тросов перемонтируют в постоянную.
содержание .. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ..
zinref.ru
НЕСУЩИЙ ТРОС КОНТАКТНОЙ СЕТИ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Изобретение относится к области электротехники, а именно к конструкциям многопроволочных проводов для воздушных линий, используемых для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях и линиях электрифицированного транспорта в качестве несущих тросов.
Известны адаптированные к монтажу в железнодорожном пути биметаллические сталемедные многопроволочные провода. Провод свит со стальной, сердцевиной и медной оболочкой общим сечением от 70 до 120 мм2. Адаптация выполняется посредством отжига в термической печи или большим током при температуре от 850 до 1080°С продолжительностью не менее 30 мин (см. описание изобретения к патенту RU 2139799 С1, В60М 1/00, опубликовано 20.10.1999).
Недостатком известного способа является: энергозатратная технология изготовления биметаллического сталемедного многопроволочного провода, низкое временное сопротивлению разрыву, не более 500 МПа, вследствие применения термической операции отжиг.
Известен токопровод электрической железной дороги, содержащий вдоль пути многоопорную балку, к которой снизу прикреплен контактный провод посредством разнесенных по пролету скоб и связанных с ними зажимов, отличающийся тем, что скобы выполнены Г-образными и установлены на балке подвижно с поперечным вынесением зажимов за края нижней полки балки, при этом вертикальные части соседних скоб размещены с разных сторон шейки балки, а зажимы зафиксированы на скобах с образованием зазоров между балкой и контактным проводом на всем протяжении токопровода (см. описание изобретения к патенту RU 2019448 С1, В60М 1/225, опубликовано 15.09.1994).
Необходимо отметить довольно сложную схему в монтаже устройства контактной сети, а также сложности при ее изготовлении, для которой необходимы многоопорные балки, выполненные в форме двутавра или швеллера, несимметричные скобы с Г-образным профилем, зажимы, требующие определенного зазора на всем протяжении токопровода.
Известна конструкция провода, выполненного из одной медной проволоки или нескольких повивов, причем скрутка повивов производится в противоположные стороны (см. Провода неизолированные для воздушных линий электропередачи. ГОСТ 839-80).
К недостаткам таких конструкций проводов относится низкая разрывная нагрузка, характерные недостатки для проводов одинарной свивки точечного касания, высокая стоимость.
Известен композитный высокопрочный провод с повышенной электропроводностью, содержащий концентрично размещенные сердечник из электротехнической меди, наружную оболочку из сплава на основе меди и кольцевой слой между сердечником и наружной оболочкой, выполненный из высокопрочного сплава на основе меди с легирующими компонентами, не образуя с медью интерметаллических соединений, в виде волокон из Nb, или Аg, или Сr, или V, или Та, или Fe, (см.описание изобретения к патенту RU 2417468 С1, Н01В 1/00; Н01В 5/02 опубликовано 27.04.2011).
Недостатком данного технического решения является:
— сложность технологического процесса при изготовлении композитного высокопрочного провода с повышенной электропроводностью, при котором прутки получали дуговой вакуумной плавкой с расходуемым электродом, деформация слитка методом выдавливания для получения прутка диаметром 30 мм, пластическая деформация волочением для получения прутка шестигранного сечения. Волочение с исходного диаметра 30 мм не представляется возможным ввиду отсутствия волочильного оборудования, работающего с указанного исходного диаметра заготовки;
— сложная затратная технология «сборных проводов», с применением дорогостоящих материалов, собирают составную многожильную заготовку из прутков сплава медь-ниобий (железо, серебро, тантал, ванадий).
Известен контактный провод, содержащий нижнюю износостойкую контактную часть толщиной, не превышающей предельно допустимую величину износа провода, и верхнюю медную токопроводящую часть, отличающийся тем, что контактная часть выполнена дискретно из чередующихся фрагментов медно-алюминиевого или медно-диффузионного слоя и материала токопроводящей части, причем длина фрагментов и расстояние между ними должны быть меньше длины контактной зоны между проводом и токосъемным элементом (см. описание изобретения к патенту RU 2267412 С1, В60М 1/13, опубликовано 10.01.2006).
Необходимо отметить сложность получения фрагментов медно-алюминиевых или медно-цинковых путем газотермического напыления на нижнюю часть заготовки с использованием трафаретов с последующей термообработкой и обработкой давлением (прокаткой и волочением сложного геометрического профиля).
Известен провод электрический (варианты), состоящий из центрального сердечника, витков внутреннего и наружного повивов, причем витки внутреннего повива и центральный сердечник выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием, отличающийся тем, что витки наружного повива выполнены из меди, а защитное покрытие стальной проволоки выполнено как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди (см. описание изобретения к патенту RU 21799348 С2, Н01В 5/08; Н01В 7/28, опубликовано 10.02.2002).
Предлагаемая конструкция многопроволочного провода, используемого в качестве несущего троса контактной сети, в которой для увеличения механической прочности используется центральный сердечник (одна проволока круглого сечения), витки внутреннего повива (шесть проволок круглого сечения), все проволоки выполнены из стальной проволоки с защитным покрытием как минимум из одного слоя никеля, и/или хрома, и/или меди. Данное техническое решение предполагает повышение электропроводности наружным повивом, выполненным из двенадцати медных проволок.
К недостаткам канатов данной конструкции, которая соответствует канатам одинарной свивки типа ТК по ГОСТ 3063-80, необходимо отнести крайне низкий технический ресурс. Точки контакта проволок между слоями являются концентраторами напряжений, что ведет к повышению местных значений напряжений не только при изгибе, но и при растяжении каната. Со временем из-за действия описанного эффекта канат типа ТК может неожиданно потерять устойчивость и пластически деформироваться даже в области упругих деформаций.
Круглая форма проволок внешнего повива способствует:
— повышенному налипанию снега;
— повышенному образованию гололеда;
— повышенной эоловой вибрации провода;
— и ряду других недостатков.
Данное техническое решение направлено также на повышение электропроводности (по отношению к чему и на сколько не указывается), что двенадцатью медными проволоками верхнего повива не представляется возможным, для расчетного сечения проводов, диаметрами 10,70; 12,60; 14,00; 15,80 мм, применяемых в качестве несущего троса контактной сети железной дороги.
Необходимо отметить высокую стоимость предлагаемого провода вследствие нанесения гальваническим способом как минимум одного защитного слоя хрома, и/или никеля, и/или меди.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции несущего троса контактной сети железной дороги с увеличенным расчетным сечением троса, увеличенной разрывной нагрузкой по отношению к применяемым в настоящее время.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
Несущий трос контактной сети железной дороги, в котором вокруг центральной медной проволоки выполнен первый повив семи медных проволок, второй повив с чередованием семи медных проволок одного диаметра и семи медных проволок другого диаметра и третий повив из четырнадцати медных проволок. При этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов. Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Это позволяет вновь разработанному несущему тросу контактной сети железной дороги увеличить разрывную нагрузку по отношению к применяемым на 20-22%, увеличить расчетное сечение несущего троса на 16-17%, что будет способствовать повышению электропроводности, полностью исключив стальной сердечник.
В предлагаемом техническом решении увеличение разрывной нагрузки, увеличение площади расчетного медного сечения несущего троса достигается новой конструкцией, технологией изготовления медной проволоки и несущего троса. В отличие от ряда технических решений, использующих стальной сердечник для увеличения механической прочности, но при этом снижается расчетное полезное сечение, и как следствие, снижается электропроводность троса и сталеалюминиевого провода, в данном техническом решении отсутствует стальной сердечник как часть конструкции.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображено поперечное сечение несущего троса. Приняты следующие обозначения:
1 — центральная проволока диаметром d1;
2 — проволока диаметром d2 первого повива;
3 — проволока диаметром d3 второго повива меньшего диаметра;
4 — проволока диаметром d4 второго повива большего диаметра;
5 — проволока диаметром d5 третьего повива.
Несущий трос содержит медный сердечник в виде одной центральной проволоки с диаметром d1, первого повива семи медных проволок с диаметром d2, второго повива с чередованием семи медных проволок с диаметром d3 и семи медных проволок с диаметром d4 и третьего повива четырнадцати медных проволок с диаметром d5. При этом все три повива выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов.
Наружные поверхности проволок третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Технология изготовления несущего троса сводится к следующему.
Свивку проволок 2, 3, 4 и 5 троса осуществляют за одну технологическую операцию на оборудовании, используемом при производстве канатов и тросов. При этом шаг свивки для всех слоев проволок 2, 3, 4 и 5 сохраняется постоянным, допуская при этом различные углы свивки для каждого слоя проволок, при соответствующем подборе диаметров проволок по слоям, что позволяет исключить возможность перекрещивания проволок по отдельным слоям и обеспечить им линейное касание при свивке.
Вторая технологическая операция — это пластическая деформация изделия, которую выполняют одновременно со свивкой троса. При этом выполняют пластическое обжатие внешних проволок 5, которые укладываются с зазорами 2,5-3% от номинального диаметра проволок, пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
Пластическое деформирование медных проволок по наружной поверхности способствует увеличению заполнения расчетного сечения несущего троса, а полученная внешняя поверхность более гладкая и ровная, чем у троса, выполненного из круглых проволок. Позволяет уменьшить нагрузку от климатических воздействий, значительно снизить аэродинамическое сопротивление и пляску проводов, а также, как отмечалось ранее, увеличить разрывную нагрузку, способствует повышению электропроводности несущего троса контактной сети железной дороги.
Несущий трос контактной сети железной дороги, состоящий из центральной медной проволоки, витков первого повива семи медных одного диаметра проволок, витков второго повива с чередованием семи медных одного диаметра проволок и семи медных другого диаметра проволок и витков третьего повива из четырнадцати медных проволок одного диаметра, при этом первый, второй и третий повивы выполнены с одинаковым шагом свивки, в одном направлении и с линейным касанием проволок первого, второго и третьего повивов, проволоки третьего повива укладываются с зазорами 2,5-3% от величины их номинального диаметра и пластически деформированы со степенью обжатия площади поперечного сечения троса 10-10,5%.
edrid.ru
способ монтажа несущего троса контактной сети железной дороги — патент РФ 2240936
Изобретение относится к области электрификации железных дорог, в частности к средствам монтажа контактной сети. Способ монтажа несущего троса включает анкеровку несущего троса с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с закреплением на поворотных консолях, натяжение и анкеровку с другой стороны анкерного участка. Несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, обеспечивающую их поворот в рабочее положение в условиях полного нагружения контактной подвески. Технический результат – снижение трудозатрат и времени монтажа несущего троса. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунки к патенту РФ 2240936
Изобретение относится к области электрификации железных дорог, в частности к средствам монтажа контактной сети.
Монтаж несущего троса (НТ) является одним из этапов монтажа контактной подвески. От качества раскатки и монтажа НТ существенно зависит срок службы подвески, а также трудоемкость ее монтажа и ремонта (в большей степени это характерно для высокоскоростных контактных подвесок).
Известен способ монтажа НТ, включающий анкеровку НТ с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с одновременным закреплением на поворотных консолях, натяжение НТ и его анкеровку с другой стороны анкерного участка (Фрайфельд А.В., Бондарев Н.Л., Марков А.С. Устройство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных линий. — М.: Транспорт, 1987, стр.203-206), являющийся наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению.
Раскатку НТ согласно известному способу производят после того, как консоли обоих путей фиксируют в неподвижном состоянии, предотвращая таким образом их разворот относительно опор. В результате достигается неподвижность консолей, и в процессе монтажа они не совершают движения. Аналогично фиксируют положение неизолированных консолей перед раскаткой НТ на кривых участках пути.
В зависимости от состава монтажного поезда раскатку НТ производят двумя способами:
1. Ha шпалы с платформы, перемещаемой дрезиной (автомотрисой), с последующим подъемом троса на консоли также с помощью автомотрисы (дрезины) НТ укладывают в ролик монтажной стрелы, и при движении автомотрисы со скоростью 5-10 км/ч закладывают его в седла или монтажные ролики, заранее завешенные на консолях. Раскатав НТ всего анкерного участка, поезд останавливают и производят монтаж анкеровки.
2. Раскатку НТ совмещают с подъемом его на консоли. В этом случае сначала производят вытяжку троса дрезиной. После поднятия грузов компенсатора полиспастом на необходимую высоту трос присоединяют к компенсирующему устройству. Проводят раскатку и закрепляют НТ на анкерной опоре только после окончания подъема в седла и проверки натяжения. После выполнения раскатки и постоянной анкеровки НТ монтируют струны с автомотрисы (дрезины).
В любом из указанных способов в тех случаях, когда при раскатке НТ был уложен в крючья или ролики, его сначала переводят в седла и только после этого устанавливают струны. В процессе монтажа изменяют положение консолей, смещая их относительно оси опоры на величину, заданную в типовом проекте и соответствующую рабочему положению консоли при температуре окружающего воздуха в процессе монтажа. Таким образом, консоли смещают на каждом пролете анкерного участка последовательно от средней анкеровки к компенсирующему устройству.
Поскольку контактная подвеска является системой с гибкими связями (не балочная, не жесткая), а этот фактор не учитывается в известном способе монтажа НТ, то такая установка консолей приводит к возрастанию ошибки в величине смещения консолей — чем больше расстояние от средней анкеровки, тем больше расхождение между величиной рабочего смещения консоли, необходимого для надежной эксплуатации подвески, и смещением, которое задают НТ при монтаже. Для устранения накопленных ошибок необходима дополнительная регулировка положения консолей, особенно на переходных опорах, где требуется повышенная точность их ориентации. При этом в процессе дополнительной регулировки каждую консоль устанавливают в положение, заданное в проекте.
После указанной корректировки положения консолей НТ закрепляют в седлах плашками и устанавливают струны для подвески сочлененных фиксаторов.
После установки нового НТ также требуется дополнительная регулировка величины смещения консолей.
Работы, связанные с монтажом НТ известным способом, требуют значительных трудозатрат и по времени составляют существенную часть монтажа контактной подвески.
Задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение трудозатрат и времени монтажа НТ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе монтажа несущего троса, включающем анкеровку несущего троса с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с закреплением на поворотных консолях, натяжение и анкеровку с другой стороны анкерного участка, несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, обеспечивающую их поворот в рабочее положение в условиях полного нагружения контактной подвески.
Величина смещения поворотной консоли вдоль оси пути от среднего положения при этом характеризуется следующей зависимостью:
где А — величина смещения поворотной консоли, м;
lk — расстояние от средней анкеровки до консоли, м
где 1 — температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен НТ, 1/° С;
t — температура, при которой производят монтаж НТ, ° С;
К* — коэффициент, определяемый с использованием экспериментальных данных, его значение для пролетов современной конструкции железной дороги находится в интервале (73… 78)× 10-5 .
Для определения точного значения К* предварительно осуществляют монтаж одного пролета контактной подвески известным (традиционным) способом и замеряют длину выбранного пролета при ненагруженном НТ и длину того же пролета после монтажа НТ, а величину К* при этом рассчитывают по следующей формуле:
где
l1 — длина пролета (расстояние между консолями) контактной подвески при ненагруженном НТ, м;
b — длина пролета (расстояние между консолями) контактной подвески после монтажа (нагружения) НТ, м;
t — температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен НТ, 1/° С;
t — температура, при которой производят монтаж НТ, ° С.
На практике для экономии времени для определения смещения консолей НТ используют среднее значение К* из указанного выше интервала для средней длины пролета 50-55 м.
Сущность изобретения состоит в том, что в процессе раскатки НТ или перед его раскаткой положение поворотных консолей корректируют (смещают вдоль оси пути), исходя из конкретных условий монтажа (Т, расстояние консоли от средней анкеровки, материал НТ и др.), что обеспечивает после нагружения их автоматический поворот в рабочее положение и увеличение срока эксплуатации подвески без дополнительных работ по корректировке положения консолей.
Заявляемое изобретение поясняется схемой, показанной на чертеже, на которой представлена часть анкерного участка (вид сверху) контактной сети железной дороги, содержащая НТ1, контактный провод 2, поворотную консоль 3, установленную на опоре 4. Расстояние от средней анкеровки до консоли 3, положение которой необходимо откорректировать одновременно с проведением монтажа НТ, на схеме обозначено lk; -А — смещение поворотной консоли 3 в сторону средней анкеровки; +А — смещение поворотной консоли 3 в сторону, противоположную средней анкеровке.
Заявляемое изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1
При монтаже скоростной контактной сети КС-200-НТ марки M120, контактного провода МФ 120 24-го анкерного участка длиной 1520 м, содержащего пролеты длиной 50-55 м, в течение 2 часов при t=+30° C НТ раскатывали поверху. С монтажной площадки дрезины сначала поворотную консоль ориентировали перпендикулярно оси пути, после чего смещали от найденного положения точку, где будет закреплен НТ, вдоль оси пути на расстояние, найденное по формуле (1), и закрепляли (привязывали) консоль до раскатки НТ. Смещение консоли, например, отстоящей от средней анкеровки на 700 м (расстояние берется по плану контактной сети), рассчитывали по формуле (1)
A=700× (17× 10-6× 30+76.5× 10-5)=0.893 м,
где К*=76.5× 10-5;
t=17× 10-61/° С;
L к=700 м.
Величину, на которую надо сместить остальные поворотные консоли, рассчитывают аналогичным образом при разных значениях lk.
После смещения на рассчитанную величину и закрепления поворотных консолей НТ раскатывали поверху, а после окончания раскатки натяжение НТ доводили до рабочей величины и закрепляли НТ на консолях. Далее консоли раскрепляли. После завершения монтажа подвески (нагружения НТ) консоли автоматически встают в рабочее положение.
Пример 2
Монтаж скоростной контактной сети КС-200 проводили в условиях примера 1, за исключением того, что смещение вдоль оси пути от среднего положения и закрепление поворотных консолей осуществляли в процессе раскатки НТ под заданным натяжением. Закрепление НТ на консоли производили сразу после установки консоли в требуемое положение.
После нагружения НТ в том и другом случае в конечном итоге консоли устанавливаются в рабочее положение, соответствующее расчетному.
Заявляемый способ позволяет исключить дополнительную регулировку положения консолей, производимую обычно после завершения монтажа НТ, и таким образом сократить трудозатраты и время монтажных работ в -1,5 раза.
Необходимо заметить, что сокращение количества монтажных работ и высокая точность расчета величины смещения консолей в конечном итоге обеспечивают увеличение срока службы подвески, т.к. каждый последующий перемонтаж узла крепления НТ на консоли связан со снижением его механической прочности.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ монтажа несущего троса, включающий анкеровку несущего троса с одной стороны анкерного участка, раскатку его поверху с закреплением на поворотных консолях, натяжение и анкеровку с другой стороны анкерного участка, отличающийся тем, что несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, обеспечивающую их поворот в рабочее положение в условиях полного нагружения контактной подвески.
2. Способ монтажа несущего троса по п.1, отличающийся тем, что несущий трос закрепляют на поворотных консолях, установленных со смещением вдоль оси пути от среднего положения на величину, характеризуемую следующей зависимостью:
A=K· Lk, (1)
где А — величина смещения поворотной консоли, м;
lk — расстояние от средней анкеровки до консоли, м;
K=t×t+K*; (2)
K *=(l1-l2)× t×t/l2, (3)
где t — температурный коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен несущий трос, 1/° С;
t — температура, при которой производят монтаж несущего троса, ° С;
l1 — длина пролета контактной подвески при ненагруженном несущем тросе, м;
l2 — длина пролета контактной подвески после монтажа несущего троса, м.
3. Способ монтажа несущего троса по п.2, отличающийся тем, что для пролетов длиной 50-55 м значения К* лежат в пределах (73… 78)× 10-5.
4. Способ монтажа несущего троса по п.1, отличающийся тем, что поворотные консоли устанавливают со смещением вдоль оси пути от среднего положения до раскатки несущего троса.
5. Способ монтажа несущего троса по п.1, отличающийся тем, что поворотные консоли устанавливают со смещением вдоль оси пути от среднего положения в процессе раскатки несущего троса.
www.freepatent.ru