СПОСОБ МОНТАЖА КОНСОЛЕЙ НА ОПОРАХ ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Российский патент 2001 года по МПК B60M1/12 B60M1/28 

Изобретение относится к линиям энергоснабжения и устройствам, расположенным вдоль железнодорожного полотна для транспортных средств с электротягой и может быть использовано при проводке, укладке или ремонте контактных линий.

Известен способ монтажа консолей на опорах электрифицированных железных дорог, по которому консоли, содержащие несущие элементы с перемещаемыми по ним регулировочными и неперемещаемыми элементами крепления монтируют на опорах с последующими операциями подъема и установки консолей на опорах (1).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является решение, по которому типовые консоли, содержащие несущие элементы, перемещаемые по ним регулировочные и неперемещаемые элементы крепления, монтируют на опорах, установленных с проектным габаритом, включающее предварительную сборку консолей до подъема на опоры с установкой перемещаемых элементов крепления в положение, зависящее от габарита установки опоры, и последующие операции подъема и установки консолей на опорах (2).

Однако решения как аналога, так и прототипа не обеспечивают достаточно точной фиксации несущего троса и контактного провода в заданном положении при монтаже консолей на опорах контактной сети.

Задачей изобретения является монтаж консолей на опорах контактной сети с обеспечением заданной точности фиксации несущего троса и контактного провода в проектном положении, а техническим результатом - экономия времени при монтаже консолей, например, в процессе реконструкции электрифицированных железных дорог и особенно в условиях оперативного монтажа (наличия ограниченных по времени "окон").

Предложен способ монтажа консолей на опорах электрифицированных железных дорог на участке пути, при котором консоли, содержащие несущие элементы, перемещаемые по ним регулировочные и неперемещаемые элементы крепления, монтируют на опорах, установленных с проектным габаритом. Способ включает предварительную сборку консолей до подъема на опоры с установкой перемещаемых элементов крепления в положение, зависящее от габарита установки опоры, и последующие операции подъема и установки консолей на опорах. Способ отличается тем, что перед сборкой консолей для каждой опоры измеряют габарит и угол ее наклона в плоскости, перпендикулярной оси пути. По результатам измерений с учетом типа и геометрических особенностей консоли, типовых значений длины несущих элементов консоли, геометрических параметров элементов крепления, положения на несущих элементах неперемещаемых элементов крепления, расстояния между точками крепления консоли на опоре, конструктивной высоты подвески и значения зигзага контактного провода для каждой консоли определяют положения на несущих элементах перемещаемых по ним регулировочных элементов крепления. Затем осуществляют сборку консолей с установкой регулировочных элементов крепления в расчетное положение, после чего консоли поднимают на опоры и устанавливают на опорах на проектном расстоянии по опоре от отметки уровня головки рельс.

Способ характеризуется также тем, что положение на несущих элементах перемещаемых по ним регулировочных элементов крепления для каждой консоли рассчитывают индивидуально по формуле
х_i = a_1i Г + a_2i α + a_3i,
где i - номер несущего элемента, по которому перемещается регулировочный элемент крепления;
х_i - расстояние от отсчетной точки в начале i-го несущего элемента до точки установки на нем перемещаемого регулировочного элемента крепления;
Г, α - габарит и угол наклона в плоскости, перпендикулярной оси пути, опоры, на которой будет монтироваться рассчитываемая консоль;
a_1i, a_2i, a_3i - коэффициенты, имеющие постоянное проектное значение для всех консолей выбранного типа.

Наконец, способ характеризуется тем, что для расчета нестандартных консолей на кривых участках пути используется формула
х_i = a_1i Г + a_2i α + a_3i + a_4i z + a_5ih,
где z - зигзаг контактного провода в месте его фиксации на кривом участке пути;
h - возвышение наружного рельса у опоры;
a_4i, a_5i - дополнительные коэффициенты, имеющие постоянное проектное значение для всех консолей выбранного типа, характеризующие зависимость величины х₁ от z и h.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображена консоль, установленная на опоре, и ее элементы; на фиг. 2 - кинематическая схема консоли.

На чертежах приведены следующие обозначения.

На фиг.1:
НТ - несущий трос;
КП - контактный провод;
Г - габарит опоры;
α^°- угол наклона опоры;
Z - зигзаг контактного провода;
h_p - возвышение наружного рельса;
1, 2 - консольная пята;
3, 4 - изолятор;
5 - горизонтальный стержень;
6 - наклонный стержень;
7 - подкос;
8 - основной фиксатор;
9 - струна основного фиксатора;
10 - ветровая струна;
11 - дополнительный фиксатор.

Неперемещаемые элементы крепления:
12 - ушко шарнирное подкоса на горизонтальном стержне;
13 - ушко струновое на наклонном стержне;
Перемещаемые элементы крепления:
14 - ушко шарнирное горизонтального стержня;
15 - зажим поворотный несущего троса;
16 - ушко шарнирное основного фиксатора;
17 - стойка дополнительного фиксатора;
18 - ушко струновое на основном фиксаторе;
19 - ушко двойное ветровой струны;
20 - ушко шарнирное подкоса на наклонном стержне.

На фиг. 2:
НТ - несущий трос;
КП - контактный провод;
УГР - уровень головки рельса;
Z - зигзаг контактного провода, на прямом участке пути задан и имеет значение 300 мм.

Основные конструктивные параметры:
Нк - конструктивная высота подвески;
L1 - длина горизонтального стержня;
L2 - длина наклонного стержня;
L3 - длина подкоса;
L8 - расстояние от шарнира изолятора горизонтального стержня до ушка шарнирного подкоса на горизонтальном стержне;
L9 - длина струны основного фиксатора;
L10 - расстояние от шарнира оконцевателя наклонного стержня до ушка струнового на наклонном стержне;
11 - длина основного фиксатора;
12 - длина ветровой струны.

Рассчитываемые конструктивные параметры:
L6 - расстояние от шарнира изолятора горизонтального стержня до зажима поворотного несущего троса;
L7 - расстояние от шарнира изолятора горизонтального стержня до ушка шарнирного горизонтального стержня;
L4 - расстояние от шарнира изолятора наклонного стержня до ушка шарнирного основного фиксатора;
13 - расстояние от ушка шарнирного основного фиксатора до стойки дополнительного фиксатора;
14 - расстояние от ушка шарнирного основного фиксатора до ушка струнового на основном фиксаторе;
15 - расстояние от ушка шарнирного основного фиксатора до ушка двойного ветровой струны.

Параметр, определяемый остальными:
L5 - расстояние от шарнира изолятора наклонного стержня до ушка шарнирного подкоса на наклонном стержне.

На чертеже не показаны дополнительные конструктивные параметры - расстояния от осей шарниров ушек и зажимов до осей соответствующих стержней. Их значения перечислены в табл. 1.

Примеры расчета параметров консолей с аналитическим определением коэффициентов а_i для консоли на прямом участке пути
Формула для расчета положений перемещаемых элементов консоли на прямом участке пути имеет вид
X_i = a_1iГ + a_2i α + a_3i. (1)
В данном случае X_i - рассчитываемые параметры L6, L7, L4, 13, 14, 15, показанные на фиг. 2. Выражение (1) приобретает вид
L6 = а₁₁ · Г + a₂₁· α + a₃₁
L7 = а₁₂ · Г + a₂₂· α + a₃₂
L4 = а₁₃ · Г + a₂₃· α + a₃₃
13 = а₁₄ · Г + a₂₄· α + a₃₄
14 = а₁₅ · Г + a₂₅· α + a₃₅
15 = а₁₆ · Г + a₂₆· α + a₃₆
Коэффициенты а_i могут быть выражены из конструктивных параметров консоли. Для консоли, показанной на фиг. 2, получаем приближенные выражения. (Будем считать угол наклона опоры малой величиной. В значениях тригонометрических функций от нее оставим лишь линейные члены. Ошибка в значениях рассчитываемых параметров при таком приближении не превосходит 0,4 мм, что много меньше реальных погрешностей измерений и сборки.)(см. табл. 2).

Результаты расчета параметров по приведенным формулам для трех типоразмеров консолей и разных параметров установки опор приведены в табл. 3.

Пример нахождения коэффициентов а_i в случае кривого участка пути
В случае кривого участка пути формула для нахождения положения перемещаемых элементов консоли имеет вид
X_i= a_1iГ+a_2iα+a_3i+a_4iz+a_5ih.

Для нахождения коэффициентов можно не прибегать к достаточно трудоемкому аналитическому выражению коэффициентов (тем более оно будет разным для разных конструкций консолей), и воспользоваться компьютерным моделированием консолей. Для каждого рассчитываемого параметра X_i измеряются значения X_i для пяти состояний модели при разных значениях исходных данных Г, a, h, и z. После чего решается система пяти линейных уравнений с пятью неизвестными:

Решение системы может быть найдено, например, по известным формулам:

где




Приведем пример нахождения коэффициентов для консоли КИС-К3 с фиксатором ФИО-К3.

Рассчитываемые параметры Х_ij в терминах фиг. 2 имеют следующий смысл:
X_i,1= L6; X_i,2= L7; X_i,3= L4; X_i,4 = 13; X_i,5 = 14; X_i,6 = 15.

С помощью компьютерной модели системы опора - консоль были получены численные значения параметров X_i,j для различных сочетаний входных параметров (см. табл. 4).

При выборе сочетаний входных параметров необходимо следить за тем, чтобы получаемая система линейных уравнений не была плохо обусловлена: значение определителя |Δ| не должно быть близким нулю.

Подставив эти исходные данные в систему уравнений и решив ее, получаем матрицу коэффициентов a:

Заявляемое изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с ближайшим аналогом:
- высокая точность фиксации несущего троса и контактного провода в проектном положении;
- экономия времени при монтаже консолей;
- существенное снижение трудозатрат при монтаже консолей на опорах контактной сети.

Источники информации
1. Горошков Ю. И., Бондарев Н.А. "Контактная сеть". Учебник для техникумов, 3-е изд. , переработ. и дополн. - М.: "Транспорт", 1990, с. 4-23, 157-161.

2. "Технологические карты на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог". Книга 1. Капитальный ремонт. МПС РФ. - М.: "Трансиздат", 1997, с. 118-125.

Изобретение относится к области энергоснабжения железнодорожного транспорта и может быть использовано при проводке, укладке или ремонте контактных сетей. Способ включает предварительную сборку консолей до подъема на опоры с установкой перемещаемых элементов крепления в положение, зависящее от габарита установки опоры, и последующие операции подъема и установки консолей на опорах. Перед сборкой консолей для каждой опоры измеряют габарит и угол ее наклона в плоскости, перпендикулярной оси пути, по результатам измерений для каждой консоли определяют положения на несущих элементах перемещаемых по ним регулировочных элементов крепления. Затем осуществляют сборку консолей с установкой регулировочных элементов крепления в расчетное положение, после чего консоли поднимают на опоры и устанавливают на опорах на проектном расстоянии по опоре от отметки уровня головки рельс. Положение на несущих элементах перемещаемых по ним регулировочных элементов крепления для каждой консоли рассчитывают индивидуально по формуле. Технический результат - экономия времени при монтаже консолей, в процессе реконструкции электрифицированных железных дорог и особенно в условиях оперативного монтажа в ограниченных по времени "окнах". 2 з.п.ф-лы, 2 ил., 4 табл.

1. Способ монтажа консолей на опорах электрифицированных железных дорог на участке пути, при котором консоли, содержащие несущие элементы, перемещаемые по ним регулировочные и неперемещаемые элементы крепления, монтируют на опорах, установленных с проектным габаритом, включающий предварительную сборку консолей до подъема на опоры с установкой перемещаемых элементов крепления в положение, зависящее от габарита установки опоры, и последующие операции подъема и установки консолей на опорах, отличающийся тем, что перед сборкой консолей для каждой опоры измеряют габарит и угол ее наклона в плоскости, перпендикулярной оси пути, по результатам измерений с учетом типа и геометрических особенностей консоли, типовых значений длины несущих элементов консоли, геометрических параметров элементов крепления, положения на несущих элементах неперемещаемых элементов крепления, расстояния между точками крепления консоли на опоре, конструктивной высоты подвески и значения зигзага контактного провода для каждой консоли определяют положения на несущих элементах перемещаемых по ним регулировочных элементов крепления, затем осуществляют сборку консолей с установкой регулировочных элементов крепления в расчетное положение, после чего консоли поднимают на опоры и устанавливают на опорах на проектном расстоянии по опоре от отметки уровня головки рельса. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что положение на несущих элементах перемещаемых по ним регулировочных элементов крепления для каждой консоли рассчитывают индивидуально по формуле
X_i = a_1iГ + a_2iα + a_3i,
где i - номер несущего элемента, по которому перемещается регулировочный элемент крепления;
X_i - расстояние от отсчетной точки в начале i-го несущего элемента до точки установки на нем перемещаемого регулировочного элемента крепления;
Г, α - габарит и угол наклона в плоскости, перпендикулярной оси пути, опоры, на которой будет монтироваться рассчитываемая консоль;
a_1i, a_2i, a_3i - коэффициенты, имеющие постоянное проектное значение для всех консолей выбранного типа. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для расчета нестандартных консолей на кривых участках пути используется формула
X_i = a_1iГ + a_2iα + a_3i + a_4iz + a_5ih,
где z - зигзаг контактного провода в месте его фиксации на кривом участке пути;
h - возвышение наружного рельса у опоры;
a_4i, a_5i - дополнительные коэффициенты, имеющие постоянное проектное значение для всех консолей выбранного типа, характеризующие зависимость величины X от z и h.