Консоль подвески контактной сети для электрифицированного транспорта
Группа полезных моделей относится к оборудованию контактной сети для электрифицированного транспорта, в частности к устройству контактной сети электрифицированной железной дороги, и может быть использована при электрификации современных скоростных железнодорожных магистралей.
Задачей заявляемой группы полезных моделей является устранение указанных недостатков, а также повышение надежности и долговечности консоли, снижение трудоемкости изготовления элементов консоли, повышение их прочности, получение профилей со специальными характеристиками.
Техническая задача обеспечивается тем, что при изготовлении элементов конструкции методом экструзии упорядочивается внутренняя структура материала изделия, в результате чего повышается его механическая прочность, как вдоль, так и поперек сечения, происходит, так называемая, анизотропия материала. Увеличивается поверхностная прочность материала в результате наклепа. Крепежные скобы имеют конфигурацию, позволяющую закрепить изделия с контактом с трубами консоли в четырех или шести точках.
В консоли подвески контактной сети для электрифицированного транспорта, включающей горизонтальную тягу с изолятором, кронштейн с изолятором, узел крепления несущего троса на тяге, подкос, жесткую распорку, фиксатор контактного провода, узел крепления фиксатора, узлы соединения горизонтальной тяги с кронштейном наклонным и подкосом, кронштейна наклонного с подкосом и жесткой распоркой, жесткой распорки с основным стержнем фиксатора, крепежную скобу, соединяющую трубчатые стержни консоли, - элементы, связывающие стержни консоли, изготовлены методом экструзии из алюминиевого сплава, имеющего следующие физико-механическими свойства: временное сопротивление разрыву 130-310 МПа, относительное удлинение 8-14%, предел текучести 60-260 МПа, а крепежная скоба выполнена в форме незамкнутой трапеции, две параллельные стороны которой расположены на расстоянии B равном 1.0-1.6 диаметра стержня консоли, к которому крепится элемент, а две другие соединяющие их стороны являются сторонами равностороннего треугольника с углом A между ними, равным 90°-120°. При этом, оконцеватели труб закреплены на трубе с помощью заклепок или штифтов в двух плоскостях с углом между ними равным 60°-90°, а оконцеватели подкоса и наклонного стержня выполнены стальными и вставлены внутрь трубы.
Группа полезных моделей относится к оборудованию контактной сети для электрифицированного транспорта, в частности к устройству контактной сети электрифицированной железной дороги, и может быть использована при электрификации современных скоростных железнодорожных магистралей.
На электрифицированных железных дорогах движение поездов осуществляется за счет электрической энергии, передаваемой через контактную сеть, включающую следующие основные элементы: контактная подвеска, поддерживающие опорные и фиксирующие устройства, подвесные, стержневые и консольные изоляторы.
Одним из видов устройств, поддерживающих провода контактной подвески, является изолированная консоль, содержащая горизонтальную тягу с изолятором, кронштейн наклонный с изолятором, узел крепления несущего троса на тяге, подкос, жесткую распорку, фиксатор контактного провода, узел крепления фиксатора, узлы соединения тяги и кронштейна с изолятором опоры контактной сети. Для крепления элементов консоли используют крепежные скобы различной конфигурации, различные по размерам.
Известна конструкция изолированной консоли (Марков А.С. Контактные сети. М., 1991, с.58, рис.26в, г.), состоящая из кронштейна наклонного, растянутой или сжатой тяги, элемента, позволяющего регулировать длину тяги, фиксатора, элементов крепления фиксатора на кронштейне и кронштейна и элементов крепления консоли на опоре. Для крепления проводов контактной сети в узлах, не предназначенных для прохождения тока, используют детали из чугуна. Арматуру из чугуна оцинковывают или защищают другим антикоррозийным покрытием. Применяемая арматура из ковкого чугуна имеет низкие прочностные характеристики из-за хлопьевидной структуры графита и низкую коррозионную стойкость.
Известна изолированная горизонтальная консоль, включающая тягу с изолятором, подкос с изолятором, узел соединения тяги и подкоса, узел крепления несущего троса на тяге, фиксатор с элементом для крепления фиксатора на подкосе, узел крепления контактного провода или контактных проводов фиксатором с фиксирующим зажимом (RU 43508, 27.01.2005, В60М 1/23).
В известном решении арматура консоли выполнена из высокопрочного чугуна методом литья по выплавляемым моделям., оконцеватель основного стержня фиксатора выполнен из высокопрочного чугуна методом точного литья по выплавляемым моделям с цинковым покрытием, стойка фиксатора выполнена из нержавеющей стали методом точного литья по выплавляемым моделям, дополнительный фиксатор выполнен из двух элементов - стержня дополнительного фиксатора и держателя фиксирующего зажима, при этом оба указанных элемента выполнены из стали штамповкой с цинковым покрытием, а держатель фиксирующего зажима закреплен на стержне дополнительного фиксатора с помощью заклепочного соединения.
Наиболее близкой из известных является консоль изолированная контактной подвески железной дороги, включающая трубчатую тягу, трубчатый кронштейн, узел соединения тяги с кронштейном, трубчатый подкос, основной трубчатый фиксатор, узел соединения кронштейна с изолятором опоры контактной сети железной дороги, узел соединения тяги с изолятором опоры контактной сети железной дороги, узел крепления основного фиксатора на кронштейне (RU 63749, 10.06.2007, В60М 1/23).
В известном решении трубчатая тяга, трубчатый кронштейн, трубчатый подкос, основной трубчатый и дополнительный фиксаторы, а также элементы их крепления в узлах соединения, включая оконцеватели и хомуты (крепежные скобы), выполнены из сплава на основе алюминия, характеризуемого следующими физико-механическими свойствами: временное сопротивление разрыву 186-235 МПа, относительное удлинение 5-10%, твердость по Бринеллю НВ 60, плотность 2,55·10 -3 кг/м3, модуль упругости 7·10-4 Н/мм2.
В известном решении крепежные U-образные скобы загнуты по радиусу, что не предотвращает их проскальзывание при приложении нагрузки. Оконцеватели труб, кроме узла крепления тяги к изолятору, закрепляются фиксирующими болтами, что не исключает выскальзывание трубы, работающей на растяжение, особенно на прямом фиксаторе.
Задачей заявляемой группы полезных моделей является устранение указанных недостатков, создание консоли подвески контактной сети для электрифицированного транспорта из алюминиевых сплавов с высокими механическими характеристиками, высокотехнологичной в производстве и монтаже, а также повышение надежности и долговечности консоли, снижение трудоемкости и стоимости изготовления элементов консоли, повышение их прочности, получение профилей со специальными характеристиками.
Для выполнения поставленной задачи использован подходящий материал для изготовления элементов консоли подвески контактной сети, изменена конструкция отдельных ее деталей. Оптимальным решением является изготовление элементов, связывающих стержни консоли контактной подвески, методом экструзии из алюминиевого сплава. Из отечественных алюминиевых сплавов для решения поставленной задачи наиболее подходящим по химическому составу и механическим характеристикам является алюминиевый сплав АД-35. Легирующие добавки позволяют варьировать свойства алюминия, его жесткость и вязкость в нужную сторону. Важнейшими легирующими добавками являются такие металлы как кремний, магний, железо и цинк. Кремний влияет на жесткость; магний - на жесткость и процесс затвердевания сплава; медь, железо и цинк приводят к увеличению прочности.
При изготовлении элементов конструкции методом экструзии упорядочивается внутренняя структура материала изделия, в результате чего повышается его механическая прочность, как вдоль, так и поперек сечения, происходит, так называемая, анизотропия материала. Увеличивается поверхностная прочность материала в результате наклепа. Крепежные скобы имеют конфигурацию, позволяющую закрепить изделия с контактом с трубами консоли в четырех или шести точках, что является классическим по требованиям науки «Сопротивление материалов».
В предлагаемом решении оконцеватели труб крепятся на трубе с помощью заклепок или штифтов в двух плоскостях, в то время как у аналогов оконцеватели, кроме крепления тяги к изолятору, закрепляются фиксирующими болтами, что не исключает выскальзывание трубы, работающей на растяжение, особенно на прямом фиксаторе.
В предлагаемом решении стальные оконцеватели подкоса, жесткой распорки и наклонного стержня входят внутрь трубы, а у аналогов труба входит в алюминиевые оконцеватели, что менее надежно.
Для достижения поставленной задачи в консоли подвески контактной сети для электрифицированного транспорта, включающей горизонтальную тягу с изолятором, наклонный кронштейн с изолятором, узел крепления несущего троса на тяге, подкос, жесткую распорку, фиксатор контактного провода, узел крепления фиксатора на кронштейне наклонном, узлы соединения горизонтальной тяги с кронштейном наклонным и подкосом, кронштейна наклонного с подкосом и жесткой распоркой, жесткой распорки с основным стержнем фиксатора, крепежную скобу, соединяющую трубчатые стержни консоли, - элементы, связывающие стержни консоли, изготовлены методом экструзии из алюминиевого сплава, имеющего следующие физико-механическими свойства: временное сопротивление разрыву 139-310 МПа, относительное удлинение 8-14%, предел текучести 60-260 МПа, а крепежная скоба выполнена в форме незамкнутой трапеции, две параллельные стороны которой расположены на расстоянии В равном 1.0-1.6 диаметра стержней консоли, к которому крепится элемент, а две другие соединяющие их стороны являются сторонами равнобедренного треугольника с углом А между ними, равным 90°-120°. При этом, оконцеватели труб закреплены на трубе с помощью заклепок или штифтов в двух плоскостях с углом между ними равным 60°-90°, а оконцеватели подкоса, жесткой распорки и наклонного стержня выполнены стальными и вставлены внутрь трубы.
Крепежная скоба элементов консоли подвески контактной сети электрифицированного транспорта выполнена в форме незамкнутой трапеции, две параллельные стороны которой расположены на расстоянии В, равном 1.0-1.6 диаметра стержня консоли, к которому крепится элемент, а две другие соединяющие их стороны являются сторонами равнобедренного треугольника с углом А между ними, равным 90°-120°.
Принятая конфигурация и параметры крепежной скобы позволяет закрепить изделие с контактом с трубами консоли в четырех или шести точках, что надежно предотвращает их проскальзывание.
Для решения поставленной задачи наиболее подходит алюминиевый сплав АД-35, содержащий в масс. процентном соотношении: Al 95,3-97,5; Mg 0,6-1,2; Si 0,7-1,3; Fe 0,4-0,6; Cu 0-0,1; Mn 0,8-1,0; Zn 0-0,2; Ti 0-0,1 и характеризуемого следующими физико-механическими свойствами: временное сопротивление разрыву 205-310 МПа, относительное удлинение 8-14%, предел текучести 110-260 МПа.
Сущность технических решений поясняется чертежами, где:
- на фиг.1 изображен общий вид консоли контактной подвески;
- на фиг.2 изображен узел крепления фиксатора на кронштейне наклонном;
- на фиг.3 изображен узел крепления несущего троса на горизонтальной тяге;
- на фиг.4 изображены узлы соединения горизонтальной тяги с кронштейном наклонным и подкосом, кронштейна наклонного с подкосом и жесткой распоркой, жесткой распорки с основным стержнем фиксатора.
- на фиг.5 изображен узел крепления оконцевателя на трубе;
- на фиг.6 изображена крепежная скоба.
Позиции на фиг.1-6 относятся к следующим элементам: 1 - тяга горизонтальная, 2 - кронштейн наклонный, 3 - основной стержень фиксатора, 4 - дополнительный фиксатор, 5 - подкос, 6 - изоляторы консоли, 7 - жесткая распорка, 8 - узел крепления основного фиксатора на кронштейне, 9 - узлы соединения горизонтальной тяги с кронштейном наклонным и подкосом, кронштейна наклонного с подкосом и жесткой распоркой, жесткой распорки с основным стержнем фиксатора, 10 - узел крепления несущего троса.
Узел 8 (фиг.2) крепления основного стержня фиксатора 3 на кронштейне 2 включает корпус 11, петлю 12, соединенную с корпусом посредством валика 13. Крепление корпуса 11 к кронштейну наклонному 2 осуществляется с помощью крепежной скобы 14 с резьбой на концах и гаек 15.
Узел 10 (фиг.3) крепления несущего троса на тяге 1 включает зажим несущего троса 16, корпус зажима 17, крепежную скобу 14 с гайками 15.
Узлы 9 (фиг.4) соединения горизонтальной тяги 1 с кронштейном 2, подкосом 5 и кронштейна 2 с подкосом 5 и жесткой распоркой 7, а также жесткой распорки 7 с основным стержнем фиксатора 3 включают корпус ушка двойного 18, закрепленного на трубе с помощью крепежной скобы 14 и гаек 15, который соединен с оконцевателем 19 с помощью валика 20.
Крепление оконцевателя 19 на трубе 21 (фиг.5) осуществляется заклепками или штифтами 22.
Технический результат полезных моделей состоит в повышении механической прочности элементов крепления консоли контактной подвески, упрощении процесса изготовления деталей сложного профиля, снижении стоимости, надежном соединении всех элементов консоли между собой, повышении долговечности и надежности конструкции в целом.
Использование элементов конструкции, полученных из алюминиевого сплава методом экструзии, согласно заявляемому решению, по сравнению с изделиями, полученными горячей штамповкой и литьем, позволяет повысить надежность эксплуатации не только отдельных узлов, но и всей консоли, а также контактной подвески в целом. Кроме того, появляется возможность получения нужных профилей со специальными характеристиками, которые невозможно получить другими методами, например, профили с внутренними полостями и ребрами жесткости.
1. Консоль подвески контактной сети для электрифицированного транспорта, включающая горизонтальную тягу с изолятором, наклонный кронштейн с изолятором, узел крепления несущего троса на горизонтальной тяге, подкос, жесткую распорку, фиксатор контактного провода, узел крепления фиксатора на кронштейне наклонном, узлы соединения горизонтальной тяги с кронштейном наклонным и подкосом, кронштейна наклонного с подкосом и жесткой распоркой, жесткой распорки с основным стержнем фиксатора, крепежную скобу, соединяющую трубчатые стержни консоли, при этом элементы, связывающие стержни консоли, изготовлены методом экструзии из алюминиевого сплава, характеризуемого следующими физико-механическими свойствами: временное сопротивление разрыву 130-310 МПа, относительное удлинение 8-14%, предел текучести 60-260 МПа, а крепежная скоба выполнена в форме незамкнутой трапеции, две параллельные стороны которой расположены на расстоянии B, равном 1,0-1,6 диаметра стержня консоли, к которому крепится элемент, а две другие соединяющие их стороны являются сторонами равнобедренного треугольника с углом А между ними, равным 90-120°.
2. Консоль подвески контактной сети для электрифицированного транспорта по п.1, отличающаяся тем, что оконцеватели труб крепятся на трубе с помощью заклепок или штифтов в двух плоскостях с углом между ними, равным 60-90°.
3. Консоль подвески контактной сети для электрифицированного транспорта по п.1, отличающаяся тем, что оконцеватели подкоса и наклонного стержня выполнены стальными и вставлены внутрь трубы.
4. Крепежная скоба элементов консоли подвески контактной сети для электрифицированного транспорта, выполненная в форме незамкнутой трапеции, две параллельные стороны которой расположены на расстоянии B, равном 1,0-1,6 диаметра стержня консоли, к которому крепится элемент, а две другие соединяющие их стороны являются сторонами равнобедренного треугольника с углом А между ними, равным 90-120°.
