01-2005 Пространственно-рычажная подвеска подтвердила свою эффективность
 

Одной из основных характеристик контактной подвески, определяю­щих качество и экономичность то­косъема, является стабильность ее эластичности в пролете. Именно поэтому многие решения в области контактной сети призваны обеспе­чить наиболее возможное равен­ство эластичности. Такая задача была поставлена в качестве глав­ной и при разработке простран­ственно-рычажной подвески.
Ее отличительная особенность — использование сопротивления не­сущего троса кручению, предложен­ное ВНИИЖТом. Конструктивно это было достигнуто с помощью двух близко расположенных на одном уровне несущих тросов с неодно­кратным закреплением на них рыча­гов, консольные части которых ис­пользуют для присоединения струн, поддерживающих один или два кон­тактных провода. При этом консоль­ные части соседних рычагов на­правлены в противоположные сто­роны относительно контактной под­вески (рис. 1), чем обеспечивается закручивание тросов.
Расстояние между несущими тро­сами в местах установки рычагов и длины их консольных частей в разных частях пролета неодинаковы. Они оп­ределены из условия создания не­обходимой (и одинаковой) эластич­ности подвески. Более длинные ры­чаги оказываются расположенными ближе к опорам, а в середине проле­та они отсутствуют.
Принципиально новая подвеска ПР-2Т-2К (2Т означает, что в ее состав входят два несущих троса, а 2К — два контактных провода) была смонтиро­вана на участке Поповка — Саблино магистрали Москва — Санкт-Петер­бург. Впоследствии с учетом замеча­ний монтажников и результатов ста­тических испытаний проект подвески был откорректирован.
Компенсированная простран­ственно-рычажная подвеска типа ПР-2Т практически равноэластична, что выгодно отличает ее от рессор­ной: коэффициент неравенства эла­стичности в пролете, как показали натурные измерения, у нее равен 1,05 — 1,08, в то время как даже при рессорном проводе длиной 18 — 21 м (Россия, Польша) или при двух рес­сорных проводах у каждой опоры суммарной длиной 46 м (Германия) значение этого коэффициента у рессорных подвесок не удалось по­лучить менее 1,2.
Для удовлетворительного токосъ­ема, кроме равенства эластичности во всех частях пролета, необходимо быстрое затухание возникших коле­баний, т.е. подвеска должна обеспе­чивать достаточно интенсивную дис­сипацию (рассеивание) энергии. Диссипативные свойства различных подвесок характеризуются логариф­мическим декрементом колебаний, представляющим собой логарифм отношения амплитуд двух последова­тельных колебаний.
В пространственно-рычажной подвеске декремент колебаний зави­сит от величины внутреннего трения в многопроволочных несущих тросах, проявляющегося при их кручении, и от наличия ограничительных опорных струн. Последние присоединяются к несущим тросам без рычагов и раз­гружены при свободном состоянии подвески.
Специальные измерения пока­зали, что в опор­ных точках новой подвески, где ве­личина логариф­мического декре­мента колебаний является опреде­ляющей в обеспе­чении хорошего токосъема, декремент в 2 раза выше, чем в рес­сорной (более 1,07 против 0,56). Высокий декре­мент колебаний благоприятен так­же для предотвращения автоколеба­ний подвески.
Здесь уместно с большой уве­ренностью предположить, что по­стоянные повороты несущих тросов из-за изменения наклона рычагов в процессе вертикальных колебаний подвески приводят к изменению формы гололедообразования на несущих тросах. Тем самым это способствует устранению автоколе­баний, инициированных определен­ной формой гололеда, образованно­го при неподвижном состоянии подвески.
Характер взаимодействия токо­приемника с разными подвесками различен. Это иллюстрируют осцил­лограммы траекторий полоза токо­приемника вагона-лаборатории, при­веденные на рис. 2. Здесь отчетливо видны преимущества условий то­косъема при пространственно-ры­чажной подвеске. Благодаря упругой связи контактных проводов с несу­щими тросами у каждого рычага и равенству эластичности во всех меж- струновых зонах траектория полоза не имеет резких скачков.
Экономичность пространственно­рычажной подвески можно оценить только с учетом результатов анали­за изнашивания контактных прово­дов в течение нескольких лет. В на­стоящее время такая возможность появилась на Октябрьской дороге, где подвеска ПР-2Т-2К эксплуатируется при нормальном поездном ре­жиме почти 10 лет.
Анализ изнашивания проводов на участке Поповка — Саблино этой до­роги особенно ценен потому, что на соседних с новой подвеской анкер­ных участках оставлены в эксплуата­ции смонтированные ранее рессор­ные полукомпенсированная и ком­пенсированная подвески. Поскольку все участки находятся в строго оди­наковых условиях (в отношении ин­тенсивности и скоростей движения поездов, метеорологической обста­новки, состояния токоприемников проходящего ЭПС, квалификации персонала, обслуживающего контакт­ную сеть, и т.д.), сравнение изнаши­вания проводов подвесок здесь дос­таточно корректно.
Проведенный электротехнической лабораторией Октябрьской дороги анализ изнашивания контактных про­водов, основывающийся на неодно­кратных измерениях износа в 1997 — 2002 гг. на анкерных участках с раз­ными подвесками, позволил опреде­лить, что среднее изнашивание про­вода МФ-100 в пространственно-ры­чажной подвеске ПР-2Т-2К менее ин­тенсивно, чем в рессорных компенси­рованной и полукомпенсированной подвесках, соответственно, в 1,17 и 1,33 раза (см. таблицу).
Основываясь на полученных дан­ных по изнашиванию и на установ­ленном по механической прочнос­ти допустимом износе провода МФ-100, равном 20 мм2, рассчитали срок службы провода в подвеске постоянного тока ПР-2Т-2К. Для условий движения поездов на упо­мянутом участке он равен 35 го­дам. Для сравнения нужно отме­тить, что в рессорных подвесках на российских дорогах постоянного тока срок службы контактных про­водов в последнее время составил в среднем 23 года.
Проведенный анализ показал, что степень неравномерности изнаши­вания провода определяется, в ос­новном, неравенством эластичности подвески в пролете. У пространствен­но-рычажной подвески ПР-2Т-2К, являющейся практически равноэла­стичной, неравномерность изнаши­вания равна в среднем 1,15, в то время как у рессорных компенсиро­ванной и полукомпенсированной она составляет, соответственно, 1,27 и 1,27... 1,5 (в последнем случае это зависит от температуры окружаю­щего воздуха).
Новая подвеска обладает и дру­гими преимуществами перед рес­сорными. Она более ветроустойчи­ва, т.е. в ней эффективно ограничи­ваются ветровые выносы несущего троса и, главное, контактного прово­да. Это объясняется наличием двух несущих тросов уменьшенного в 2 раза сечения, экранирующих друг друга, и наклонным положением струн в плоскости, перпендикуляр­ной оси подвески (рис. 3).
Поскольку новая подвеска равно­эластична, то нет и периодического (относительно движущегося по ней токоприемника) изменения элас­тичности — параметра подвески, оп­ределяющего характер взаимодей­ствия. Это значит, что при про­странственно-рычажной подвеске отсутствует непременное условие возникновения параметрического резонанса, существенно ухудшаю­щего токосъем.
Струны, присоединенные к рыча­гам, во время прохода токоприем­ника полностью не разгружаются и в кольцах их звеньев проволоки не перемещаются одна относительно другой. Поэтому проволоки в этих местах не изнашиваются, и срок службы струн увеличивается. По­добное доказано опытом эксплуа­тации смонтированной в восьмиде­сятых годах первой рычажной под­вески ПР-1Т. На линиях перемен­ного тока разнесение несущих тро­сов приводит к уменьшению полно­го электрического сопротивления подвески.
В случае пережога троса или его обрыва из-за внешнего механическо­го воздействия разрушение подвес­ки далеко не распространяется бла­годаря наличию в каждом пролете рычагов, связывающих два троса, и укладке тросов в опорных точках в общие (двойные) седла.
Следует подчеркнуть, что опти­мальные параметры подвески ПР- 2Т-2К обеспечиваются только при правильном монтаже и устранении замеченных упущений. Так, нельзя крепить средние в пролете простые (без рычагов) струны к обоим несу­щим тросам. Эти струны следует подвешивать только к одному тросу, тому, на котором закреплен близле­жащий рычаг своей тыльной (не кон­сольной) стороной.
Основной стержень фиксатора должен подвешиваться на струне к двойному седлу, а не к несущим тро­сам. Контактные провода около фик­сатора следует подвешивать посред­ством двух ограничительных струн, закрепляемых на несущем тросе на расстоянии 0,8 м от седла по разные стороны от него. Ограничительные струны при свободном положении контактной подвески должны быть ненагруженными.
Технико-экономические преиму­щества пространственно-рычажной подвески типа ПР-2Т перед рессор­ными позволяют полагать, что ОАО «РЖД» будет существенно расширять ее применение на дорогах и она по­степенно вытеснит рессорные на линиях с любыми эксплуатационны­ми условиями.

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin