CC BY
66
УДК 621.332.531
В. А. Королев, Д. Д. Жмудь, С. В. Заренков
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ СТРЕЛОК КОНТАКТНОЙ СЕТИ
В статье приведен анализ работы устройств воздушных стрелок контактного сети и представлены усовершенствованные устройства воздушных стрелок контактной сети. По результатам экспериментальных исследований построены графики эластичности контактной сети. Применение усовершенствованных устройств воздушных стрелок контактной сети позволит улучшить качество токосъема и повысить надежность работы устройства при высоких скоростях движения электроподвижного состава.
На электрифицированных железных дорогах Российской Федерации в настоящее время в эксплуатации находится 69,3 тыс. воздушных стрелок контактной сети.
В условиях скоростного движения электроподвижного состава предъявляются жесткие требования к надежности работы воздушных стрелок магистральных электрических железных дорог.
По значению параметра потока отказов
»Ч0=1ш,
А/—»0
Мг(М +ДО А/
(1)
где Мг - математическое ожидание числа отказов за интервал времени Д^, воздушные стрелки занимают четвертое место в ряду наименее надежных устройств контактной сети. Большинство повреждений токоприемников электровозов происходит именно на воздушных стрелках с пересечением контактных проводов (ВС-1).
Основными причинами отказов воздушных стрелок являются разность высоты контактных проводов в точке подхвата, возникающая вследствие отжатия провода полозом токоприемника контактного провода той ветви, по которой он проходит, и разрегулировка воздушной стрелки при изменении температуры воздуха. Поэтому применяются дополнительные устройства, которые устанавливают перед зоной подхвата.
В качестве примера подобного устройства можно рассмотреть устройство воздушной стрелки В. Е. Че-кулаева, приведенное на рисунке 1, где одновременный подъем контактных проводов достигается за счет использования двух жестких распорок 1, связанных с контактными проводами 2 и соединенных с верхней перекладиной 3 посредством рычажно-поворотной пластины 4. Однако значительная сосредоточенная масса устройства (10 - 13 кг) позволяет применять его ТОЛЬКО при Рисунок 1 - Воздушная стрелка с жесткими элементами
невысоких скоростях движения электроподвижного состава, т. е. на боковых и приемоотпра-вочных путях.
Воздушная стрелка О. Е. Малышева (рисунок 2) имеет несложное дополнение к устройству обычной воздушной стрелки, которое обеспечивает равенство стрел провеса несущих тросов и контактных проводов пересекающихся подвесок в зоне подхвата воздушной стрелки при любой температуре воздуха. Это достигается установкой дополнительного зажима 1,
2 ИЗВЕСТИЯ Транссиб^ Ир
скрепляющего несущие тросы пересекающихся подвесок на расстоянии до 1 м от поддерживающих струн 2.
Воздушная стрелка, разработанная авторским коллективом в составе И. Ф. Аги-балова, А. Т. Демченко, В. А. Савченко и др., приведенная на рисунке 3, снабжена скользунами 1, дополнительными соединительными элементами 2 и дополнительными струнами 3, одни концы которых прикреплены к средней части дополнительных элементов 2, а другие связаны со скользунами, установленными на контактных проводах 1.
Вариантов устройств воздушных стрелок по сети дорог насчитывается более 30. Наличие дополнительных устройств перед зоной подхвата усложняет работу воздушной стрелки при высоких скоростях движения. В связи с этим конструкция воздушных стрелок нуждается в совершенствовании.
В Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПСе) разработаны воздушные стрелки для высокоскоростного движения.
На рисунке 4 показано устройство воздушной стрелки, представляющее вариант сопряжения контактных подвесок главного 1 и бокового 2 путей.
Рисунок 2 - Воздушная стрелка, дополненная новыми элементами
Рисунок 3 - Воздушная стрелка с элементами температурной компенсации
Рисунок 4 - Схема воздушной стрелки ВС-2 с дополнительной контактной подвеской
Отличительной особенностью этой воздушной стрелки является отсутствие пересечения контактных проводов, дополненных контактной подвеской ограниченной длины 3 (ВС-2) [1]. На рисунке 5 показано устройство воздушной стрелки, представляющее вариант сопряжения контактных подвесок главного 1 и бокового путей 2, образующих воздушную стрелку, при этом контактные провода главного и бокового путей располагаются в переходном пролете не параллельно, а сближаются между собой, не пересекаясь, и фиксированы поддерживающими устройствами (ВС-3)[2].
Отличительной особенностью этой воздушной стрелки является отсутствие пересечения контактных проводов, дополненных рессорной струной 5 (ВС-3) [2].
б
Рисунок 5 - Схема воздушной стрелки ВС-3 с рессорной струной: а - схема расположения контактных подвесок главного и бокового пути над стрелочным переводом; б - расположение проводов контактной подвески в зоне плавного перехода токоприемника
Статические испытания воздушных стрелок ВС-1, ВС-2 и ВС-3 проводились на полигоне ОмГУПСа. Схема полигона представлена на рисунке 6.
Эксперименты проводились в переходном пролете сопряжения длиной 33,6 м, конструктивная высота подвески - 1,8 м, контактная подвеска компенсированная 2МФ-100+М-120 с натяжением контактных и несущих проводов 1875 и 1425 даН. К контактным проводам, образующим воздушную стрелку в зоне плавного перехода сопряжения, прикладывалась вертикальная сила в 15 и горизонтальная - в 5 даН. Результаты эксперимента при нагружениях контактного провода представлены на рисунках 7-9.
На основании приведенного материала можно сделать следующие выводы.
1. Для скоростного транспорта с маркой крестовин стрелочного перевода 1/11 и 1/18 целесообразно использовать воздушную стрелку ВС-2 с дополнительной контактной подвеской, обеспечивающую снижение жесткости в переходном пролете и повышение надежности работы за счет исключения подхвата полозом токоприемника контактного провода смежного пути и подход этого провода к полозу сверху - над его рабочей горизонтальной частью.
2. Для высокоскоростного транспорта с маркой крестовин стрелочного перевода 1/22 и выше целесообразно использовать воздушную стрелку ВС-3 без дополнительной контактной подвески, с рессорной струной, обеспечивающую равномерное распределение жесткости в пролете при движении токоприемника по контактному проводу главного пути без касания контактного провода бокового пути.
Сл) 00 т
о
"О 0) X
о о
33,6 м
30 м
1,8 м
ПЗ = 7,38м
X,
сЗ
-0
н о о
а ^
£ н
о ей Ч
О
8,0 7,0
5,0 4,0
3,09 2,65 3,02
0 лп 1,83 ^ кк 1,97 2,04 - 2,48 --♦ 2,51
1,87 1.80 1.66 1,63 1,46 2,21 2,07
1,26
X
СЗ
ч:
иО
н и о и № к ь о ей
о
Длина пролета, м
4,50
X--- ____5/Ю \.50
3,50 ч.
/ 3,50 3®Г-
1.50
о)ао
Длина пролета, м
Рисунок 7 - Графики изменения эластичности контактных подвесок ВС-1: а - контактная подвеска с устройством воздушной стрелки
ВС-1; б и в - вертикальная и боковая эластичность
ГО Ю
2 N9
1,8 м
1,8 м
В
<Й А
5
л
7,0
6,0
1 ,о
О,О
Длина пролета, м
ТТ50-Т75СГ
О 1,0
п п
Г)
Длина пролета, м в
Рисунок 8 - Графики изменения эластичности контактных подвесок ВС-2: а - контактная подвеска с устройством воздушной стрелки ВС-2; б и в - вертикальная и боковая эластичность
1,8 м
5
е
о о
¡г Я
н о ев Ч (Т)
8,0
се 7,0
§ 6,0
5,0
ьО
н 4,0
о
о
3,0
я 2,0
н
о 1 0
<Я
ч 0,0
О
Длина пролета, м
Ряд1 Ряд2
Длинавпролета, м
Рисунок 9 - Графики изменения эластичности контактных подвесок ВС-3: а - контактная подвеска с устройством воздушной
стрелки ВС-3; б и в - вертикальная и боковая эластичность
Список литературы
1. Пат. 77583 Российская Федерация, МПК В 60 М 1/14. Воздушная стрелка контактной сети / О. А. Сидоров, В. А. Королев, Д. Д. Жмудь (Россия). - № 2008120936/22. Заявлено 26. 05. 2008; опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30. - 7 с.
2. Пат. 93349 Российская Федерация, МПК В 60 М 1/14, Воздушная стрелка контактной сети / О. А. Сидоров, В. А. Королев, Д. Д. Жмудь (Россия). - № 2009146611/22. Заявлено 15. 12. 2009; опубл. 27.04.2010. Бюл. №12. - 6 с.
УДК 629.4.048.3:681.5.017
Ю. И. Матяш, А. Ю. Громов
КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ НА РАБОТУ ВАГОННОГО КОНДИЦИОНЕРА
В статье приведена методика стенки влияния теплопритока от солнечного радиации в летний период эксплуатации пассажирского вагона при различных скоростях движения на эффективность работы вагонного кондиционера. Представлены результаты расчетов, на основании которых даны рекомендации по усовершенствованию системы кондиционирования воздуха.
Расчет системы кондиционирования воздуха в пассажирском вагоне, выбор необходимого количества воздуха и схемы его обработки производятся на основе тепловлажно-стного баланса. Основной составляющей тепловлажностного баланса является поступление тепла, или теплоприток через ограждения кузова вагона. Это теплопоступление в расчетах выражается в виде тепловых нагрузок на пассажирское помещение в условиях стационарного режима.
При эксплуатации вагонов в летний период года в пассажирское помещение поступает дополнительный теплоприток, вызванный действием солнечной радиации, Вт [1],
(1)
«и
где / - интенсивность солнечной радиации, Вт/м2;
А - коэффициент теплопоглощения облучаемой поверхности;
К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-°С);
Е - площадь ограждения, м2;
о
ан - коэффициент теплоотдачи облучаемой поверхности, Вт/(м -°С).
Вследствие частичного поглощения энергии падающего луча солнечное излучение нагревает поверхность вагона до более высокой температуры, чем окружающий наружный воздух. В связи с этим чем больше тепла будет снято с ограждений набегающим потоком наружного воздуха, тем меньше его пройдет внутрь вагона. Согласно выражению (1) при уменьшении значения коэффициента теплоотдачи от облучаемой поверхности ан, вызванном снижением скорости движения поезда, теплоприток в вагон от солнечной радиации будет пропорционально возрастать.
В «Правилах технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации» приведены регламентированные скоростные режимы движения пассажирского состава в зависимости от места эксплуатации или выполнения маневра. Согласно этим правилам скорость вагона при движении по перегону может изменяться в диапазоне от 50 до 140 км/ч, а в пригородной зоне она не должна превышать 50 км/ч [2]. При этом на практике установлено, что
ПТГГП ТИП Транссиба 9
