Компенсатор контактной сети железной дороги

Полезная модель относится к электрифицированному железнодорожному транспорту и может быть использована для проводов контактных подвесок, анкеруемых при помощи грузовых компенсаторов. Технический результат достигается за счет того, что в компенсаторе контактной сети железной дороги, содержащем блочно-полиспастную систему, соединенную тросом, с одной стороны, с гирляндой грузов, а с другой - с компенсируемым проводом и раму, шарнирно соединенную с поворотной проушиной, взаимодействующую через ось с кронштейном, установленным на опоре, блоки выполнены из высокопрочного чугуна с цинковым покрытием толщиной 120-150 мкм, а трос выполнен из углеродистой стали с цинковым покрытием, содержащим цинк в количестве не менее 60 Г/м², и характеризуется прочностью на разрыв (для диаметра 9,5 мм) равной 74000 (7252) Н (кгс). В вариантах конструкции блоки могут быть изготовлены из высокопрочного чугуна, удовлетворяющего следующим требованиям: Предел прочности при растяжении - не менее 4000 кгс/мм²;Удлинение - не менее 15%.

Полезная модель относится к электрифицированному железнодорожному транспорту и может быть использована для проводов контактных подвесок, анкеруемых при помощи грузовых компенсаторов.

Компенсаторы являются одним из ответственных элементов контактной сети, от конструктивного выполнения и уровня технического обслуживания которых во многом зависит обеспечение заданного натяжения проводов контактных подвесок и, в конечном счете, качество токосъема.

Наибольшее распространение на железных дорогах получили блочные компенсаторы. Количество используемых в передаче блоков определяет величину передаточного отношения и величину передаточного отношения троса, размещенного в ручьях ободов блоков.

Известны различные виды компенсаторов, включающих кинематическую передачу, служащую для преобразования линейного перемещения провода (растяжения или сжатия) во вращательное движение блоков и последующее перемещение компенсирующего груза.

Так. например, известен компенсатор контактной сети железной дороги (см. например книгу А.С.Маркова, Контактные сети, М, «Высшая школа», 1991 г. стр.82, или Каталог типовых узлов контактной сети, М. ТЭЛП, 1984 г. стр.104, 105.), включающий блочно-полиспастную систему, соединенную, с одной стороны, с гирляндой грузов, с другой - с контактной сетью.

Недостатками упомянутых компенсаторов является то, что при их работе грузовой трос, проходя через подвижный и неподвижный блоки, изгибается в разные стороны, что снижает срок его службы, а в случае обрыва компенсируемого провода (троса) грузы упадут вниз, вызывая значительные перемещения оставшейся части оборванного провода контактной подвески и перегрузку или обрыв оставшихся проводов.

Известен блочно-грузовой компенсатор контактной сети железной дороги, содержащий одинарный подвижный и два неподвижных блока, оси которых жестко закреплены в двух рамах. Изолированная рама подвижного блока соединена с одной стороны с компенсируемым проводом (проводами), с другой стороны с грузовым

тросом, а общая рама неподвижных блоков связана с поводком, который шарнирно соединен с поворошен проушиной, взаимодействующей через ось с кронштейном, установленным на опоре (И.А.Беляев. Устройства контактной сети на зарубежных дорогах. М. Транспорт 1991 г. стр.119-120). Грузовой трос, огибающий неподвижные и подвижный блоки, с одной стороны, связанный с грузами, а с другой стороны - с рамой подвижного блока, изгибается только в одну сторону, что повышает срок его службы но сравнению со сроком службы описанного выше компенсатора. Из-за необходимости обеспечения зазора между витками грузового троса на разных блоках дальний от опоры неподвижный блок имеет меньший диаметр.

Известный компенсатор является наиболее близким но числу существенных признаков заявляемому и принят за прототип.

На практике известную конструкцию реализуют с блоками, выполненными из серого чугуна с защитным покрытием из цинксодержащей краски (ТУ ВКС 001.00.000 ООО «Волстар» или из углеродистой стали с гальваническим цинковым покрытием толщиной 24 мкм (ТУ 3185-754-111126247-2000 ООО «Транстек»). Тросы. соединяющие блоки, в том н другом вариантах, выполнены из нержавеющей стали и характеризуются прочностью на разрыв (для диаметра 9,5 мм) - 51550 (5260) Н (кгс)

Необходимо отметить, что использование указанных выше металлов для изготовления составляющих частей блочного компенсатора (блоков, троса) не позволяет обеспечить требуемый нормативными документами ресурс всего устройства - не менее 50 лет службы с допустимой нагрузкой 3000 кг.

Задачей заявляемого решения является повышение срока службы блочно-полиспастного компенсатора контактной сети железной дороги за счет оптимизации сочетания материалов, из которых изготовлены части известного компенсатора.

Технический результат достигается за счет того, что в компенсаторе контактной сети железной дороги, содержащем блочно-полиспастную систему, соединенную тросом. с одной стороны, с гирляндой грузов, а с другой - с компенсируемым проводом и раму, шарнирно соединенную с поворотной проушиной, взаимодействующую через ось с кронштейном, установленным на опоре, блоки выполнены из высокопрочного чугуна с цинковым покрытием толщиной 120-150 мкм. a тpoс выполнен из углеродистой стали с цинковым покрытием, содержащим цинк в количестве не менее 60 Г/м² , и характеризуется прочностью на разрыв (для диаметра 9,5 мм) равной 74000 (7252) Н (кгс).

В вариантах конструкции блоки могут быть изготовлены из высокопрочного чугуна, удовлетворяющего следующим требованиям:

Предел прочности при растяжении - не менее 4000 кгс/мм² Удлинение - не менее 15%.

Цинковое покрыто толщиной 120-150 мкм предпочтительно наносить методом горячего цинкования. при котором изделие опускают в ванну с расплавленным цинком. Указанным способ известен, в частности, из информации, представленной в Политехническом словаре. Изд-во «Советская энциклопедия». М. 1987.С.589. Применимы и другии технологии, позволяющие нанести покрытие толщиной 120-150 мкм.

Необходимо заметить, что при длительной эксплуатации контактной подвески в условиях резкого перепада температур, солнечной радиации и конденсации влаги защитные манжеты подшипников качения, обычно используемых в компенсаторах. теряют эластичность и при этом происходит вымывание смазки и быстрое разрушение подшипников.

Использование взамен подшипников качения подшипников скольжения позволяет повысить срок службы подшипника и всего компенсатора в целом. Согласно заявляемому решению возможно применение металлических подшипников скольжения (бронзовых), а также изготовленных из композиционных материалов, например, из стеклопластика с антифрикционным слоем, содержащим фторсодержащий наполнитель, согласно решению, раскрытому в свидетельстве на полезную модель №21560, правообладателем которого является заявитель настоящей заявки.

В предпочтительном варианте реализации оси подшипников выполнены из нержавеющей стали.

Указанный интервал значений для цинкового покрытия является оптимальным, поскольку в условиях эксплуатации железных дорог скорость коррозии покрытия составляет 2-5 мкм в год. а скорость коррозии чугуна незначительна но сравнению с коррозией стали в этих же условиях. Таким образом, сочетание материала блока -высокопрочною чугуна - с материалом покрытия - цинком значительной толщины, превосходящей толщины покрытий в реально эксплуатируемых компенсаторах. позволяет продлить срок службы устройства до 50 лет и более без ремонта. В качестве стального троса с цинковым покрытием, отвечающего требованиям по прочности и эластичности, достаточных для обеспечения работы блочно-полиспастной

системы компенсации температурных изменении натяжения проводов, предпочтителен трос производимый немецкой фирмой «Diepa». официальным представителем которой и России является НИИ «Ресурс», С. - Петербург. Конструкция троса фирмы «Diepa» характеризуется как 12×7(1+6)+12×3+12×3+1×20(1+7+12). Трос выпускается диаметром 9,5-11 мм. Высокие механические характеристики тросов фирмы «Diepa» аналогичной конструкции позволили использовать их для подъема АПЛ «Курск».

На Фиг.1 и схематичном виде показан весь компенсатор. Компенсатор контактной сети железной дороги, согласно изобретению, содержит блочно-полиспатную систему 1, соединенную тросом 2, с одной стороны, с гирляндой грузов 3 и с другой - с компенсируемым проводом 4, раму 5, шарнирно соединенную с поворошил проушиной 6. взаимодействующей через ось 7 с кронштейном 8. установленным на опоре 9.

Блоки компенсатора выполнены из высокопрочного чугуна ВЧ 40 с зашитым покрытием, нанесенным методом горячего цинкования. Блоки соединены тросом фирмы «Diepa» конструкции 12×7 (1+6)+12×3+12×3+1×20(1+7+12) диаметром 9,5 мм из углеродистой стали с цинковым покрытием, содержащим цинк в количестве 60 Г/м². Подшипники компенсатора выполнены на основе стеклопластика, изготовленного из стеклянных нитей и эпокси-фенольных смол по стандартной для стеклопластиков технологии «сухой» намотки. Антифрикционный слой выполнен на основе угольных волокон и скреплен на стеклопластике с помощью клея. Оси подшипников выполнены из нержавеющей стали. Работает компенсатор следующим образом. При соединении блочно-полиспастной системы 1 тросом 2 с гирляндой грузов 3 и с компенсируемым проводом 4. рама 5 компенсатора под действием натяжения провода 4 и веса грузов 2 повернется в шарнире поворотной проушиной 6 на некоторый угол, определяемый передаточным отношением блочно-полиспастной системы 1. В процессе эксплуатации контактной сети, вследствие изменения температуры компенсируемого провода 4 изменяется его длина, груш 3 перемещаются вверх или вниз. обеспечивая при этом постоянное натяжение провода 4.

Результаты испытаний заявляемого устройства позволили головной организации отрасли - ЦЭ МПС - рекомендовать предприятиям отрасли такие компенсаторы к промышленному выпуску.

1. Компенсатор контактной сети железной дороги, содержащий блочно-полиспастную систему, соединенную тросом, с одной стороны, с гирляндой грузов, а с другой - с компенсируемым проводом и раму, шарнирно соединенную с поворотной проушиной, взаимодействующей через ось с кронштейном, установленным на опоре, отличающийся тем, что блоки выполнены из высокопрочного чугуна с цинковым покрытием толщиной 120-150 мкм, а трос выполнен из углеродистой стали с цинковым покрытием, содержащим цинк в количестве не менее 60 г/м² и характеризуется прочностью на разрыв равной 74000 (7252) Н (кгс).

2. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что предел прочности высокопрочного чугуна при растяжении - не менее 4000 кгс/мм², а удлинение - не менее 15%.

3. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, цинковое покрытие на поверхности блоков выполнено горячим цинкованием.

4. Компенсатор по п.1, отличающийся тем, что трос выполнен конструкции 12×7(1+6)+12×3+12×3+1×20(1+7+12) диаметром 9,5-11 мм.

5. Компенсатор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что подшипники блоков компенсатора выполнены в виде подшипников скольжения.

6. Компенсатор по п.5, отличающийся тем, что подшипники выполнены из стеклопластика с антифрикционным покрытием на основе углеродных волокон.