курсовая по подвескам. курсач по проектировании. Простая контактная подвеска

• Название: Простая контактная подвеска
• Анкор: курсовая по подвескам
• Дата: 03.12.2021
• Размер: 484.86 Kb.
• Имя файла: курсач по проектировании.docx
• Тип: Документы; #290546
• страница: 1 из 4

Простая контактная подвеска

Простая (однопроводная) контактная подвеска представляет собой контактный провод, закрепленный непосредственно на поддерживающих конструкциях. Такая подвеска получила широкое применение на городском электрическом транспорте (особенно для трамваев, поэтому ее часто называют трамвайной),а также на электрифицированных путях промышленного транспорта. На магистральных железных дорогах простую контактную подвеску допускается применять только на станционных путях (включая приемоотправочные) и подъездных путях, где скорость движения поездов не превышает 50 км/ч.

Контактный провод в точках подвеса получает дополнительные напряжения от изгиба, которые уже при пролетах 40 м составляют 120— 130 МПа и в сумме с основным напряжением растяжения провода, равным для медных контактных проводов 100—120 МПа, достигают предела текучести материала провода. Поэтому по значениям местных максимальных напряжений простые контактные подвески с однократным подхватом провода у опор (рис. 1, а)не могут быть выполнены с пролетами более 40—45 м.

Уменьшить перегиб контактного провода в опорном узле, а следовательно, выполнить простую подвеску с большими пролетами можно при двукратном или многократном подхвате (подвеске) контактного провода у опор, который легко выполнить с помощью отрезка продольного троса, смонтированного в виде петли. Такую подвеску называют простой петлевой контактной подвеской.



 

Рис. 5.1. Схемы простых контактных подвесок:

(1-е однократным креплением (подхватом) контактного провода у опор; б —петлевая (с двукратным подхватом); 1—контактный провод; 2— трос петлевой струны

 

Существует несколько разновидностей простой петлевой контактной подвески: со струной у опоры со смещенными от опоры двумя (рис. 5.2) или четырьмя струнами, с рессорной струной, с рессорной струной и двумя простыми струнами.

Рассмотрим простую петлевую контактную подвеску. На рис. 5.1 обозначено: А, В— опоры; l — длина пролета контактного провода; l_П —длина троса петлевой струны; h_п— конструктивная высота (расстояние по вертикали от контактного провода до узла подвеса троса петлевой струны на поддерживающей конструкции); f₀ — стрела провеса контактного провода в пролете l₀; l_п — стрела провеса контактного провода в пролете l_п; К— натяжение контактного провода в пролете l₀; К_п — натяжение контактного провода под петлевой струной (в пролете l_п); П— натяжение троса петлевой струны.

Одним из главных параметров простой петлевой контактной подвески является длина троса петлевой струны l_п.От нее зависит конструктивная высота подвески h_п, с учетом которой выбирают высоту опор. Чем короче l_п, тем меньше h_n.Однако при очень коротких l_п (1—2 м), как показывают расчеты, эффект от применения петлевой струны как по уменьшению перегиба контактного провода в опорном узле, так и по уменьшению напряжений в проводе от изгиба получается незначительным. Поэтому длину петлевой струны рекомендуют принимать не менее 3—4 м.

В случае выполнения подвески по схеме рис. 5.1б,длина l_п будет большей и контактный провод, имеющий под петлевой струной ослабленное натяжение К_п= К—-П,получит в пролете l_п большую стрелу провеса f_п. Это может отрицательно сказаться на параметрах подвески, определяющих качество токосъема. Следовательно, при l_пболее 4—5 м в простых подвесках целесообразно использовать многократный подхват контактного провода. Для обеспечения более плавного перегиба контактного провода в зоне опорного узла ему в таких подвесках обычно дают небольшой (порядка 0,04—0,06 м) отрицательный прогиб f_п.

Таким образом, применение простой петлевой подвески с многократным подхватом контактного провода позволяет снять ограничение в отношении длины пролета, которое свойственно трамвайной подвеске.

 



 

Рис. 5.2. Опорный узел простой петлевой контактной подвески с двумя струнами:

1 — контактный провод; 2— петлевая струна; 3— трос петлевых струн

 

Оптимальной при натяжении контактного провода 15—18 кН представляется простая подвеска, выполненная со смещенными от опоры двумя струнами, длиной троса l_п = 8÷15 м и конструктивной высотой l_п = 0,3 ÷ 0,6 м.

Наибольшие длины пролетов простых подвесок принимают также с учетом обеспечения необходимой ветроустойчивости и расстояния от уровня верха головки рельса до контактного провода при гололеде.

Горизонтальное отклонение контактного провода от оси токоприемника в пролете под действием ветра наибольшей интенсивности с учетом порывистости и упругого прогиба опор не должно превышать 500 мм на прямых и 450 мм на кривых участках пути.

Для простых подвесок, в которых натяжение контактного провода регулируется автоматически (например, с помощью блочного компенсатора), в гололедных районах при выборе пролетов учитывают понижение уровня контактного провода в середине пролета, вызванное увеличением стрелы провеса при гололеде. На станционных путях контактный провод при гололеде может иметь стрелу провеса не более 0,35 м, на перегоне — не более 0,5 м.

Цепные контактные подвески

В цепных контактных подвесках (рис. 5.3) контактный провод 2(или контактные провода) подвешивают с помощью легких подвесок (струн) 4—7 непосредственно или через вспомогательный провод 3(или провода) к несущему тросу Л закрепленному на поддерживающих устройствах.

 



 

Рис. 5.3. Схема рессорной цепной контактной подвески

 

Основными геометрическими параметрами цепных подвесок являются:

длина пролета l — расстояние между соседними точками подвеса несущего троса к поддерживающим устройствам;

конструктивная высота h — расстояние от контактного провода до несущего троса у точки его подвеса при беспровесном положении контактного провода в полукомпенсированной подвеске или при номинальном натяжении несущего троса компенсированной подвески;

стрела провеса несущего троса F — расстояние от низшей точки троса в пролете до прямой, проведенной через точки подвеса троса;

стрела провеса контактного провода f_к — расстояние от наиболее удаленной по вертикали точки контактного провода в пролете от прямой, проведенной через точки подвеса контактного провода у опор;

струновой пролет с— расстояние между двумя соседними струнами (с_с— расстояние между струнами в середине пролета);

длина струны S — расстояние между точкой закрепления (подвеса) струны на несущем тросе (вспомогательном проводе, рессорном проводе или каком-либо элементе, в свою очередь закрепленном на несущем тросе) до контактного провода (S_min — длина струны, установленной в середине пролета).

В рессорных контактных подвесках (см. рис. 5.3) геометрическими параметрами являются также: l_р = 2а— длина рессорного провода (троса); е— расстояние от опоры до первой простой струны; l_к = (l - 2е)— длина части пролета, в которой контактный провод имеет провес; d — расстояние от опоры до рессорной струны (закрепленной на рессорном проводе); с₀— расстояние от рессорной до простой струны; с_р— 2d — расстояние между рессорными струнами; b — расстояние по вертикали от точки подвеса несущего троса до рессорного провода.

Наличие в цепной подвеске несущего троса позволяет в отличие от простых контактных подвесок задать контактному проводу (подбором струн соответствующей длины) беспровесное положение в пролете или смонтировать его с небольшой стрелой провеса. Изменение стрелы провеса контактного провода в цепной подвеске зависит в основном от изменения стрелы провеса несущего троса.

В любой цепной подвеске несущий трос изменяет стрелу провеса при воздействии на него дополнительных нагрузок (например, от гололеда), при этом изменит свое высотное положение и контактный провод.

Имеется несколько конструктивных мероприятий, с помощью которых изменение стрелы провеса контактного провода в пролете можно сделать меньшим, чем изменение стрелы провеса несущего троса. Если выполнить цепную подвеску так, что несущий трос не будет при изменении температуры окружающего воздуха изменять свою стрелу провеса, то и положение контактного провода в пролете по высоте будет постоянным.

Стрелы провеса контактного провода в струновых пролетах незначительны и могут быть соответствующим выбором расстояния между струнами и повышением натяжения контактного провода доведены до размеров, мало влияющих на качество токосъема. Поэтому цепные контактные подвески позволяют осуществлять нормальный токосъем при высоких (160 км/ч и более) скоростях движения и пролетах большой длины (до 80 м).

Цепные контактные подвески различают по следующим основным признакам:

· способу подвешивания контактных проводов к несущему тросу;

· способу регулирования натяжения проводов;

· взаимному расположению проводов, образующих подвеску в плане;

типу струн у опор.

 



 

Рис. 5.4. Схемы одинарной (а-в), двойной (г, д) и сложной (е) цепных контактных подвесок: 1—струна; 2-несущий трос; 3—контактный провод; 4—рессорный трос; 5-вспомогательный провод; 6 - второй вспомогательный провод

 

Все конструкции цепных подвесок в зависимости от способа подвешивания контактного провода к несущему тросу разделяют на две группы. К первой группе относят одинарныецепные подвески, в которых контактные провода 3 (рис. 5.4, а, б)подвешивают на струнах 1непосредственно к несущему тросу 2;ко второй группе — двойные и тройные (рис. 5.4, в, г).В двойнойцепной подвеске (см. рис. 5.4, в)к несущему тросу 2подвешивают на струнах 1вспомогательный провод 5,к которому крепят контактные провода 3; в тройнойцепной подвеске (рис. 5.4, г)к вспомогательному проводу 5подвешивают второй вспомогательный провод 6,к которому крепят контактные провода 3.

В зависимости от способа регулирования натяжения проводов цепная подвеска может быть:

некомпенсированной,когда контактный провод 1 и трос 2закрепляют (анкеруют) жестко (рис. 5.5, а)и нет устройств для автоматического регулирования их натяжения. Разновидностью такой подвески является цепная подвеска, имеющая в контактном проводе приспособления (например, стяжные муфты) для сезонного регулирования их натяжения;

полукомпенсированной,в которой только часть проводов, например контактные провода (рис. 5.5, б)или контактные и вспомогательные провода, снабжена устройствами для автоматического регулирования натяжения — компенсаторами 3;

компенсированной,в которой все провода снабжены общими (рис. 5.5, в)или отдельными для каждого провода компенсаторами.

Иногда применяют частично компенсированнуюцепную подвеску, в ней компенсаторы работают лишь в каких-то пределах изменения температур или нагрузок на провода. При определенной температуре компенсатор стопорится, и в случае дальнейшего понижения температуры подвеска работает уже как некомпенсированная. Стопор включается также при увеличении выше допустимой гололедной нагрузки напровода цепной подвески. В этом случае предотвращается образование недопустимых стрел провеса контактного провода.

 



 

Рис. 5.5. Схемы анкеровок проводов некомпенсированной (а)полукомпенсированной (б)и компенсированной (в)цепных подвесок

 

По взаимному расположению проводов, образующих цепную подвеску, в плане различают:

вертикальнуюцепную подвеску, в которой провода расположены в одной вертикальной плоскости (на рис. 5.6 слева) или имеют небольшое (не более 0,5 м) смещение относительно друг друга в плане;

косуюцепную подвеску, когда несущий трос в плане значительно (угол наклона струн к вертикали в плоскости, перпендикулярной оси пути, превышает 20°) смещен относительно контактного провода (на рис. 6 справа).

полукосуюцепную подвеску, в которой несущий трос подвешен строго по оси пути, а контактный провод смещен относительно него.

 



Рис. 5.6. Расположение контактных проводов вертикальной подвески в плане на прямых участках пути (а)и на кривых (б)

В вертикальной подвеске на прямом участке пути возможны две схемы расположения несущего троса в плане: по оси пути (рис. 5.6, а); над контактным проводом с зигзагом, равным зигзагу контактного провода (рис. 5.6, б).

 

 



Рис. 5.7. Расположение проводов полукосой подвески:

1-контактный провод; 2-несущий трос и ось токоприемника; 3-опора; 4-струна

 

В полукосой подвеске (рис. 5.7) струны получают большой наклон в плоскости, перпендикулярной оси пути. Чтобы исключить выкручивание контактного провода, применяют специальные способы крепления его к струнам в зависимости от угла наклона струны. На кривых участках пути в средней части пролета струны оттягивают контактный провод в наружную сторону кривой, вследствие этого он принимает криволинейное (в плане) очертание, приближающееся по форме к кривой железнодорожного пути.

 



 

Рис. 5.8. Расположение проводов косой подвески на прямом (а) и кривом (б)участке пути:

1 -контактный провод; 2-струна; 3-несущий трос; 4-ось токоприемника; 5-фиксатор

 

Косая цепная подвеска на кривых участках позволяет существенно уменьшить в плане углы изменения направления контактного провода у опор в местах расположения фиксаторов (устройств, удерживающих контактный провод в требуемом положении в горизонтальной плоскости). Это повышает эластичность контактной подвески в опорных узлах, что благоприятно сказывается на токосъеме, особенно в кривых малого радиуса. При определенных радиусах кривых косая цепная подвеска может быть выполнена без фиксаторов. Косая подвеска обладает повышенной ветроустойчивостью по сравнению с вертикальной подвеской, однако монтаж и эксплуатация ее значительно сложнее. От расположения контактного провода в плане по длине пролета зависит как ветроустойчивость контактной подвески, так и срок службы контактных пластин (вставок) полозов токоприемников электроподвижного состава. При этом чем ближе расположен контактный провод к оси пути во всем пролете, тем ветроустойчивее цепная подвеска. Это положение находится в противоречии с вопросом увеличения срока службы контактных пластин из спеченных материалов (металлокерамических) и особенно угольных вставок токоприемников, поскольку чем больше смещен контактный провод от оси пути у опор и чем это смещение равномернее по длине пролета, тем больше срок службы контактных пластин и вставок токоприемников. Поэтому контактный провод (или провода) на прямых участках располагают зигзагообразно.

На электрифицированных железных дорогах Казахстана нормальный размер зигзагов контактного провода от оси при расчетном беспровесном его положении принят 300 мм. Зигзаги, направленные от опор, называют плюсовыми,а к опорам — минусовыми.Двойные контактные провода в точках фиксации располагают обычно на расстоянии 40 мм друг от друга.

На кривых участках пути контактный провод у опор смещен с помощью фиксаторов во внешнюю сторону кривой — ему дают зигзаг относительно оси (середины полоза) токоприемника. Нормальный зигзаг контакт – нога провода у опор на кривых принимают равным ± 400 мм.Несущий трос на кривых участках пути располагают обычно над контактным проводом. Допускается отклонение в расположении несущего троса в плане не более ± 200 мм. Таким образом, провода вертикальной цепной подвески на кривых участках пути располагают по хордам. Поэтому вертикальную подвеску иногда называют хордовой.В отдельных случаях допускается увеличивать зигзаг контактного провода: до 400 мм — на воздушных стрелках и до 500 мм — на кривых. При двойном контактном проводе размер зигзагов принимают по отношению к наружному от оси токоприемника проводу. Отклонения от установленных зигзагов контактного провода при расчетном беспровесном его положении не должны превышать ± 30 мм.

Зигзаг контактного провода на прямых участках пути в зарубежных странах принимают в пределах 150—500 мм у каждой опоры или через несколько опор. Наибольший зигзаг контактного провода у опор на кривых участках пути составляет 240—400 мм.

Кроме рассмотренных подвесок, имеется также ромбовидная цепная подвеска (рис. 5.9), в которой контактные провода располагают в плане у опор в виде ромба с разносторонними зигзагами 300—400 мм, а в средней части пролета — параллельно оси пути на расстоянии 50 — 100 мм один от другого. Ромбовидная подвеска более устойчива, чем подвески, в которых контактные провода по всему пролету расположены параллельно друг другу с одинаковыми зигзагами у опор.

 



 

Рис. 5.9. Ромбовидная подвеска:

1-несущий трос; 2и 3-контактные провода; 4—крепление проводов

 

Конструктивную высоту цепных подвесок (см. рис. 5.3) принимают исходя из выражения

 

h ≥ F+S_min- f_k

где, F — стрела провеса несущего троса при беспровесном положении контактных проводов (в полукомпенсированной подвеске) или при номинальном натяжении проводов (в компенсированной подвеске);

S_min — наименьшая допустимая длина нескользящей струны;

f_к — стрела провеса контактного провода в части пролета l, в которой провод имеет провес.

 

Наименьшую длину струны S_min определяют из условия, чтобы угол наклона струны в плоскости цепной подвески, образующийся в результате продольных перемещений контактного провода относительно несущего троса при максимальных и минимальных температурах, не превышал 30° к вертикали.

В том случае, если по каким-либо причинам конструктивную высоту цепной подвески необходимо выполнить меньше, сокращают длину пролета и тем самым уменьшают стрелу провеса несущего троса или используют скользящие струны.

В зависимости от типа струн и их расположения у опор цепная подвеска может

быть: