Патент на изобретение №2214334

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ РЕССОРНОГО ТРОСА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области электрификации железных дорог, в частности к средствам, обеспечивающим контроль за натяжением рессорного троса. Способ измерения натяжения рессорного троса включает определение стрелы провеса троса и расчет величины натяжения. Предварительно на рессорном тросе выбирают участок, провисающий под действием нагрузки только от собственного веса, расположенный между двумя точками, находящимися в одной горизонтальной плоскости, стрелу провеса троса определяют относительно середины проекции указанного участка на горизонтальную плоскость, в которой находятся указанные точки, а о величине натяжения рессорного троса судят по расчетной величине натяжения выбранного участка, определяемой по формуле Н=qL²/8F, где Н – натяжение провода, Н, q – погонный вес, Н/м, L – расстояние между крайними точками троса, м, F – стрела провеса, м. Технический результат: обеспечение контроля за натяжением рессорного троса в процессе эксплуатации контактной подвески и повышении надежности работы контактной подвески. 2 ил.

Изобретение относится к области электрификации железных дорог, в частности к средствам, обеспечивающим контроль за натяжением рессорного троса.

На железных дорогах при скоростях движения более 120 км/ч применяют рессорные контактные подвески, состоящие из несущего троса, контактного провода и рессорного троса, обеспечивающего совместно со струнами заданное положение контактного провода относительно пути. От длины и натяжения рессорного троса зависят основные характеристики контактной подвески, в частности выравнивание эластичности в пролете.

Заданное натяжение рессорного троса на практике должно обеспечиваться как при монтаже, так и в процессе эксплуатации контактной подвески (особенно скоростной, т.е. при скоростях движения более 160 км/ч). Однако в последнем случае контроль натяжения рессорного троса в основном сводится к визуальному наблюдению за состоянием троса и измерению его износа [1]. В настоящее время нет оперативных методов замера величины натяжения рессорного троса в процессе эксплуатации рессорного троса.

Из уровня техники известен способ измерения натяжения движущегося кабеля [2]. Согласно известному способу натяжение определяют по трехточечному методу. Две точки фиксируют в пространстве на упорах нитенаправителей устройства. В третьей точке (между двумя опорами) прикладывают силу, величину которой, при заданном прогибе троса, фиксируют и масштабируют в натяжение троса.

Известный способ не позволяет измерить натяжение рессорного троса с высокой точностью, так как силовое воздействие допустимо только на абсолютно гибкую нить и не должно менять существенно ее геометрию. Силовое воздействие на рессорный трос изменяет его геометрию не только в точке воздействия, но и изменяет расстояние между точками подвеса из-за малой длины троса и его значительной изгибной жесткости, а также вследствие упругости точек его подвеса (на несущем тросе контактной подвески).

Известен способ определения натяжения свободно подвешенного провода, находящегося под действием нагрузки от собственного веса. Натяжение провода, закрепленного в двух точках, в этом случае определяют по следующей формуле:
H=qL²/8F, (1)
где Н – натяжение провода, Н;
q – погонный вес, Н/м;
L – расстояние между точками подвеса, м;
F – стрела провеса, м.

Формула (1) верна при одинаковой высоте подвеса крайних точек провода, при этом характер провисания провода имеет параболическую зависимость [3].

В реальных условиях работы трос находится в сложнонапряженном состоянии под воздействием сил, возникающих от веса несущего, контактного проводов и др. элементов контактной подвески. Поэтому высота точек подвеса троса, как правило, разная (особенно при неодинаковых длинах соседних пролетов и уклоне пути). Погонный вес точно определить достаточно сложно, поскольку необходимо учитывать вес сосредоточенных масс (зажимов, струн, фиксаторов контактного провода).

Вышеизложенное указывает на то, что известный способ имеет низкую точность измерения и неприменим для контроля величины натяжения рессорного троса.

Последний из аналогов по числу существенных признаков наиболее близок к заявляемому решению и выбран в качестве прототипа.

Задачей изобретения является обеспечение измерения натяжения рессорного троса в процессе эксплуатации контактной подвески и, как следствие, повышения ее надежности.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения натяжения рессорного троса, включающем определение стрелы провеса троса и расчет величины натяжения по формуле
H=qL²/8F
где H – натяжение провода, Н;
q – погонный вес, Н/м;
L – расстояние между крайними точками троса, м;
F – стрела провеса, м,
предварительно на рессорном тросе выбирают участок, провисающий под действием нагрузки только от собственного веса, расположенный между двумя точками, находящимися в одной горизонтальной плоскости, стрелу провеса троса определяют относительно середины проекции указанного участка на горизонтальную плоскость, в которой находятся указанные точки, а о величине натяжения рессорного троса судят по расчетной величине натяжения выбранного участка.

На части рессорного троса, провисающей под действием только своего веса и находящейся между рессорными струнами вблизи опоры, определяют участок, крайние точки которого расположены в одной горизонтальной плоскости. Для этого используют, например, уровнемер, который с вышки автомототрисы устанавливают на тросе. Далее в центре выбранного участка измеряют стрелу прогиба или с вышки автомототрисы или с земли с помощью, например, лазерного измерителя.

Сущность способа состоит в том, что на рессорном тросе с помощью простых, удобных в полевых условиях устройств определяют идеальный участок, натяжение которого рассчитывается на основании зависимости (1). По расчетной величине судят о натяжении всего троса.

Заявляемое изобретение поясняется следующими чертежами:
фиг.1 – схема контактной подвески;
фиг.2 – часть контактной подвески вблизи опоры.

Подвеска включает несущий трос 1, контактный провод 2, рессорный трос 3, рессорные струны 4, соединяющие рессорный трос 3 и контактный провод 2 вблизи опор 5.

Пример реализации способа.

На части рессорного троса 3 между точками закрепления на нем струн 4 вблизи опоры 5 с помощью уровнемера 6 определяют участок, провисающей под действием только своего веса, крайние точки которого расположены в одной горизонтальной плоскости. Далее измеряют стрелу провеса в центре выбранного участка с помощью лазерного измерителя. Для рессорного троса М3, характеризующегося следующими параметрами:
q=39,9 H, L=2 м, F=0,6 мм,
натяжение, рассчитанное по формуле (1), составляет 3324 Н (340 кг). Полученная величина коррелирует с точностью 2-3% с натяжением рессорного троса, фиксируемым с помощью динамометра при его монтаже согласно [4].

Заявляемый способ позволяет обеспечить контроль за натяжением рессорного троса в процессе эксплуатации контактной подвески и в конечном счете направлен на повышение надежности работы контактной подвески.

Источники, используемые при составлении описания
1. Контактная сеть и воздушные линии. Нормативно-методическая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтным воздушным линиям – справочник. МПС. Москва. 2001, с.161.

2. Информация ЗАО “МЕТРОТЕКС”, www.metrotex.ru).

3. Ю. И. Горшков, Н.А. Бондарев “Контактная сеть”. М.: Транспорт. 1990, с.110 – прототип.

4. Технологическая документация на работы по реконструкции КС-200. Технологические карты на различные виды работ. Монтаж рессорного троса. МПС, 2000, с.36, п.62.

Формула изобретения

Способ измерения натяжения рессорного троса, включающий определение стрелы провеса троса и расчет величины натяжения по формуле
Н=q L²/8 F,
отличающийся тем, что предварительно на рессорном тросе выбирают участок, провисающий под действием нагрузки только от собственного веса, расположенный между двумя точками, находящимися в одной горизонтальной плоскости, стрелу провеса троса определяют относительно середины проекции указанного участка на горизонтальную плоскость, в которой находятся указанные точки, а о величине натяжения рессорного троса судят по расчетной величине натяжения выбранного участка,
где Н – натяжение провода, Н;
q – погонный вес, Н/м;
L – расстояние между крайними точками троса, м;
F – стрела провеса, м.

РИСУНКИ