RU143722U1 - RAIL CONSOLE FASTENING ASSEMBLY ON THE SUPPORT - Google Patents

Abstract

1. Узел крепления консоли контактной подвески железной дороги на опоре, содержащий жестко закрепленную на опоре скобу, в которой установлена вертикальная ось, и поворотную петлю, установленную на оси с возможностью поворота, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен подшипником скольжения, размещенным в поворотной петле и взаимодействующим с вертикальной осью.2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что подшипник скольжения выполнен из антифрикционного и силового слоев, причем антифрикционный слой выполнен из фторсодержащего материала, армированного углеродным волокном, а силовой - из эпоксидной смолы, армированной стеклотканью.1. The attachment site of the console of the contact suspension of the railway on the support, containing a bracket rigidly mounted on the support, in which the vertical axis is mounted, and a pivoting loop mounted on the axis with the possibility of rotation, characterized in that it is additionally equipped with a sliding bearing located in the pivot loop and interacting with the vertical axis. 2. The assembly according to claim 1, characterized in that the sliding bearing is made of antifriction and power layers, the antifriction layer being made of fluorine-containing material reinforced with carbon fiber, and the power one is made of epoxy resin reinforced with fiberglass.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области электрификации железных дорог, в частности к поддерживающим устройствам контактной подвески, и может быть использована при электрификации скоростных железнодорожных магистралей.The inventive utility model relates to the field of electrification of railways, in particular to supporting devices for contact suspension, and can be used for the electrification of high-speed railways.

На электрифицированных железных дорогах движение поездов осуществляется за счет электрической энергии, передаваемой через контактную сеть, включающую следующие основные элементы: контактная подвеска, поддерживающие опорные и фиксирующие устройства, изоляторы различных типов. Для высоких скоростей движения наибольшее распространение получили цепные одинарные подвески, контактный провод которых на специальных струнах подвешивается к несущему тросу. Положение контактного провода по высоте обеспечивается, прежде всего, положением несущего троса и длиной струн, а в горизонтальной плоскости - фиксирующими устройствами. Несущий трос чаще всего крепится на консолях - одном из видов поддерживающих устройств контактной подвески. В скоростных подвесках применяются компенсированные подвески. В таких подвесках, за счет применения устройств, компенсирующих температурные изменения длины проводов и тросов во всем диапазоне рабочих температур, обеспечивается их постоянное натяжение. Для обеспечения свободного изменения длины несущего троса, установленного на консолях, их крепят на опорах контактной сети при помощи специальных узлов, обеспечивающих поворот консоли относительно опоры. Натяжение несущего троса определяет высоту подвешивания контактного провода и является строго регламентируемой величиной, определяющей качество регулировки контактной подвески. От качества регулировки контактной подвески в значительной степени зависит качество ее взаимодействия с токоприемниками, а значит скорость износа контактного провода, срок его службы и экономическая эффективность системы токосъема в целом. Поэтому международные нормы устанавливают жесткие допуски по регулировке подвески для высоких скоростей движения. Так, разница высот контактного провода у соседних опор должна составлять не более 10 мм при скоростях 220-250 км/ч и не более 30 мм при скоростях 200-220 км/ч. Новые проекты по контактной сети содержат требования по точности установки стрелы провеса контактного провода, составляющей ±5 мм. Из этих требований исходит требование к стабильности натяжения несущего троса на всей длине анкерного участка. По международным нормам нестабильность натяжения несущего троса не должна превышать 5,0%. Значительное влияние на стабильность натяжения несущего троса оказывает величина момента сопротивления повороту консоли в узлах ее крепления на опоре при изменении длины несущего троса.On electrified railways, the movement of trains is carried out due to electric energy transmitted through the contact network, which includes the following main elements: contact suspension, supporting support and fixing devices, insulators of various types. For high speeds of movement, chain single suspension brackets are most widely used, the contact wire of which is suspended on special strings from the supporting cable. The position of the contact wire in height is ensured, first of all, by the position of the support cable and the length of the strings, and in the horizontal plane by fixing devices. The carrier cable is most often mounted on consoles - one of the types of supporting devices for contact suspension. In high-speed suspensions, compensated suspensions are used. In such suspensions, through the use of devices that compensate for temperature changes in the length of wires and cables in the entire range of operating temperatures, their constant tension is ensured. To ensure a free change in the length of the support cable mounted on the consoles, they are mounted on the supports of the contact network using special units that provide rotation of the console relative to the support. The tension of the bearing cable determines the height of suspension of the contact wire and is a strictly regulated value that determines the quality of adjustment of the contact suspension. The quality of its interaction with current collectors largely depends on the quality of the contact suspension adjustment, which means the wear rate of the contact wire, its service life and the economic efficiency of the current collection system as a whole. Therefore, international standards establish tight tolerances for adjusting the suspension for high speeds. So, the difference in height of the contact wire at adjacent supports should be no more than 10 mm at speeds of 220-250 km / h and no more than 30 mm at speeds of 200-220 km / h. New projects on the contact network contain requirements for the accuracy of installation of the boom of the contact wire sag of ± 5 mm. From these requirements, the requirement for stability of the tension of the supporting cable along the entire length of the anchor section proceeds. According to international standards, the instability of the tension of the bearing cable should not exceed 5.0%. A significant influence on the stability of the tension of the supporting cable is exerted by the magnitude of the moment of resistance to rotation of the console in the nodes of its attachment to the support when the length of the supporting cable is changed.

В известных из уровня техники решениях «Узел крепления пяты консоли в обхват» (по чертежу УКС 00763, стр. 6) и «Узел крепления тяги консоли в обхват с креплением кронштейна» (по чертежу УКС 00764, стр. 8) из альбома «Каталог узлов крепления контактной сети на металлических опорах», разработанных ЗАО «Универсал-контактные сети», Санкт-Петербург, 2007 г., проект КС-200-07, известна конструкция, состоящая из гнутого швеллера и прижимного уголка, стянутых шпильками в обхват металлической опоры, в которой металлический швеллер имеет параллельные прямые полки с двумя соосными отверстиями для оси, на которой установлена петля. В основании швеллера имеются отверстия для крепежных шпилек. Гнутый швеллер с петлей стягивается с опорным уголком из металлического профиля двумя крепежными шпильками в обхват на двухшвеллерной металлической опоре. Аналогичные узлы крепления консоли на опорах контактной сети известны также из патентов RU 21559 (МПК В60М 1/20, опубл. 27.01.2002) и RU 116417 (МПК В60М 1/23, опубл. 27.05.2012).In the solutions known from the prior art, “A knot for attaching the console heel to the girth” (according to the drawing UKS 00763, p. 6) and “A knot for attaching the console thrust to the girth with a bracket mount” (according to the drawing UKS 00764, p. 8) from the album “Catalog contact network attachment points on metal supports ”developed by Universal-Contact Networks CJSC, St. Petersburg, 2007, project KS-200-07, there is a known design consisting of a bent channel and a clamping angle, tightened by pins into the girth of a metal support in which the metal channel has parallel straight regiments with two coaxial holes for the axle, on which a loop. At the base of the channel there are holes for mounting studs. A bent channel with a loop is pulled together with a support corner from a metal profile by two fixing pins into a girth on a two-channel metal support. Similar knots for fixing the console on the supports of the contact network are also known from patents RU 21559 (IPC В60М 1/20, publ. 01/27/2002) and RU 116417 (IPC В60М 1/23, publ. 05/27/2012).

В современных подвесках наибольшее распространение получил узел крепления консоли на опоре, содержащий скобу, жестко закрепленную на опоре, и поворотную петлю, взаимодействующую с вертикально установленной в скобе осью. Для крепления консоли на опоре применяются два узла - крепление ее пяты и тяги. Величина потерь на трения в паре поворотная петля-ось определяет сопротивление повороту консоли под действием несущего троса и оказывает существенное влияние на стабильность величины его натяжения. Момент сопротивления повороту определяется потерями на трение в шарнирах узлов крепления. Величина потерь на трение в паре поворотная петля-ось определяет сопротивление повороту консоли под действием несущего троса и оказывает существенное влияние на стабильность величины его натяжения.In modern pendants, the console mounting bracket on a support is most widely used, containing a bracket rigidly fixed to the support and a pivot loop interacting with an axis vertically mounted in the bracket. To attach the console to the support, two nodes are used - fixing its heels and traction. The magnitude of the friction loss in a pair of a rotary loop-axis determines the resistance to rotation of the console under the action of the supporting cable and has a significant effect on the stability of its tension. The moment of resistance to rotation is determined by friction losses in the joints of the attachment points. The magnitude of friction losses in a pair of rotary loop-axis determines the resistance to rotation of the console under the action of the supporting cable and has a significant impact on the stability of the magnitude of its tension.

Известно крепления консоли на опоре на двух узлах крепления, содержащих скобы с осями и поворотные петли (см. Справочник «Контактная сеть и воздушные линии», М, 2001, рис. 2.1.11. стр. 65). Известен также узел крепления, содержащий скобу с осью и поворотную петлю, взаимодействующую с этой осью (см. там же рис. 7.1.27. стр. 180).It is known that the console is mounted on a support on two attachment points containing brackets with axles and pivoting loops (see the “Contact Network and Overhead Lines” Handbook, M, 2001, Fig. 2.1.11. P. 65). A mounting assembly is also known, containing a bracket with an axis and a pivoting loop interacting with this axis (see also Fig. 7.1.27. P. 180).

Недостатком известных узлов крепления является то, что величина момента трения в них определяется коэффициентом трения пары сталь-сталь, причем такие узлы трения являются необслуживаемыми и в них не применяется смазка, что обуславливает сухой режим трения. Для сухого трения пары сталь-сталь значение коэффициента трения составляет 0,8. Отсутствие защитной смазки вызывает коррозию поверхностей трения и еще больше увеличивает потери на трение. Указанные недостатки способствуют увеличению момента сопротивления повороту консолей при температурном изменении длины несущего троса, это снижает стабильность натяжения несущего троса на длине анкерного участка и, в конечном счете, эффективность токосъема.A disadvantage of the known attachment points is that the value of the friction moment in them is determined by the coefficient of friction of the steel-steel pair, moreover, such friction units are maintenance-free and do not use lubrication, which leads to a dry friction mode. For dry friction of a pair of steel-steel, the coefficient of friction is 0.8. The absence of a protective lubricant causes corrosion of the friction surfaces and further increases the friction loss. These disadvantages contribute to an increase in the moment of resistance to rotation of the consoles with a temperature change in the length of the support cable, this reduces the stability of the tension of the support cable along the length of the anchor section and, ultimately, the efficiency of current collection.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности, т.е. прототипом, является узел крепления консоли контактной подвески железной дороги, описанный в книге А.С. Маркова «Контактные сети». М., 1991, с. 50, рис. 25а.). Такой узел содержит скобу с осью, закрепляемую на опоре, и взаимодействующую с ней поворотную петлю.Closest to the claimed utility model in technical essence, i.e. the prototype is the mounting node of the console of the contact suspension of the railway, described in the book of A.S. Markov "Contact Networks". M., 1991, p. 50, fig. 25a.). Such an assembly comprises a bracket with an axis fixed to the support and a rotary loop interacting with it.

Недостатком прототипа, как и приведенных выше аналогов, является наличие значительных моментов сопротивления повороту консолей при температурном изменении длины несущего троса, что снижает стабильность натяжения несущего троса на длине анкерного участка и, в конечном счете, эффективность токосъема.The disadvantage of the prototype, as well as the above analogues, is the presence of significant moments of resistance to rotation of the consoles with a temperature change in the length of the support cable, which reduces the stability of the tension of the support cable along the length of the anchor section and, ultimately, the efficiency of current collection.

Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на повышение эффективности токосъема за счет обеспечения стабильности натяжения несущего троса на длине анкерного участка.This utility model is aimed at eliminating the above drawbacks, namely, increasing the efficiency of current collection by ensuring the stability of the tension of the bearing cable along the length of the anchor section.

Поставленная задача достигается тем, что узел крепления консоли контактной подвески железной дороги на опоре, содержащий жестко закрепленную на опоре скобу, в которой установлена вертикальная ось, и поворотную петлю, установленную на оси с возможностью поворота, согласно заявляемой полезной модели дополнительно снабжен подшипником скольжения, размещенным в поворотной петле и взаимодействующим с вертикальной осью.This object is achieved in that the attachment point of the console of the contact suspension of the railway on the support, containing a bracket rigidly mounted on the support, in which the vertical axis is mounted, and a pivoting loop mounted on the axis with the possibility of rotation, according to the claimed utility model is additionally equipped with a sliding bearing placed in a rotary loop and interacting with a vertical axis.

В качестве подшипника в заявляемой полезной модели может быть использован, например, подшипник скольжения из композиционного материала, выполненный из антифрикционного и силового слоев, причем антифрикционный слой выполнен из фторсодержащего материала, армированного углеродным волокном, а силовой - из эпоксидной смолы, армированной стеклотканью. Такой подшипник обладает эффектом самосмазывания и не нуждается в обслуживании в течение всего срока эксплуатации. Коэффициент трения пары сталь-подшипник составляет 0,04, т.е. практически равен коэффициенту трения пары сталь-фторопласт. Аналогичные подшипники известны и успешно применяются в компенсаторах контактной сети с середины 90-х годов (см. например, RU 21560 (МПК В60М 1/26, опубл. 04.07.2000).As a bearing in the claimed utility model, for example, a sliding bearing made of a composite material made of antifriction and force layers can be used, the antifriction layer being made of fluorine-containing material reinforced with carbon fiber and the power one made of epoxy resin reinforced with fiberglass. Such a bearing has the effect of self-lubrication and does not require maintenance during the entire period of operation. The coefficient of friction of the steel-bearing pair is 0.04, i.e. almost equal to the coefficient of friction of the steel-fluoroplast pair. Similar bearings are known and have been successfully used in expansion joints in the contact network since the mid-90s (see, for example, RU 21560 (IPC V60M 1/26, publ. 04.07.2000).

Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время не известен узел крепления консоли на опоре, обладающий такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемый. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели "новизна".A patent search showed that the knot of the console mounting on the support, which has the same set of essential features as the proposed one, is not currently known. Thus, the claimed design meets the criteria of the utility model of "novelty."

Поскольку, при прочих равных условиях, величина момента трения в подшипниковом узле прямо пропорциональна величине коэффициента трения, за счет установки подшипника в поворотной петле, можно достигнуть снижения момента трения в узле крепления консоли в 20 раз. Таким образом, все вышеприведенные признаки, отличающие заявляемый узел крепления консоли на опоре от прототипа, касающиеся изменения конструкции узла крепления консоли, позволят существенно повысить стабильность натяжения несущего троса контактной подвески и, тем самым, повысить эффективность токосъема.Since, ceteris paribus, the magnitude of the friction moment in the bearing assembly is directly proportional to the value of the coefficient of friction, due to the installation of the bearing in the rotary loop, it is possible to achieve a reduction in the friction moment in the mount of the console by 20 times. Thus, all of the above signs that distinguish the claimed attachment point of the console mount on the support from the prototype regarding changes in the design of the attachment point of the console, will significantly increase the stability of the tension of the bearing cable of the contact suspension and, thereby, increase the efficiency of current collection.

Вышеизложенное доказывает, что совокупность отличительных от прототипа признаков позволит с успехом использовать узел крепления консоли на опоре согласно заявляемой полезной модели, который сможет снизить потери на трение при повороте консоли, т.е. он соответствует критерию полезной модели «промышленная применимость».The above proves that the combination of distinctive features from the prototype features will allow you to successfully use the console mount on the support according to the claimed utility model, which can reduce friction losses when the console is rotated, i.e. it meets the criterion of the utility model “industrial applicability”.

Заявляемая полезная модель поясняется графическим материалом, где на:The inventive utility model is illustrated by graphic material, where:

- фиг. 1 - схематично изображена консоль, установленная на опоре контактной сети;- FIG. 1 - schematically shows a console mounted on a support contact network;

- фиг. 2 - показана конструкция узла крепления консоли на опоре контактной сети.- FIG. 2 - shows the design of the console mount on the contact network support.

Консоль 1 контактной подвески железной дороги включает в себя трубчатые горизонтальный 2 и наклонный 3 стержни, одним концом посредством узлов крепления 4, 5 шарнирно закрепленные на опоре 6, а другим - связанные между собой. На горизонтальном стержне 2 установлен поворотный зажим 7 с закрепленным в нем несущим тросом 8. На наклонном стержне 3 установлен фиксатор 9, взаимодействующий с контактным проводом 10.The rail contact suspension console 1 includes tubular horizontal 2 and inclined 3 rods, one end being fastened with fasteners 4, 5 pivotally mounted on a support 6, and the other connected. On the horizontal rod 2, a rotary clamp 7 is installed with a supporting cable fixed in it 8. On the inclined rod 3, a latch 9 is installed, interacting with the contact wire 10.

Узел 4 (5) крепления консоли 1 на опоре 6 контактной подвески железной дороги состоит из жестко закрепленной на опоре скобы 11 с установленной в ней вертикальной осью 12 и поворотной петли 13, установленной на оси с возможностью поворота. Поворотная петля 13 снабжена подшипником 14 скольжения, взаимодействующим с осью 12. Подшипник 14 выполнен из антифрикционного и силового слоев. Антифрикционный слой выполнен из фторсодержащего материала, армированного углеродным волокном, а силовой - из эпоксидной смолы, армированной стеклотканью. В поворотной петле 13 посредством пальца 15 со шплинтом 16 закреплен один из стержней 2 или 3 консоли 1.The assembly 4 (5) for fixing the console 1 to the support 6 of the railway suspension bracket consists of a bracket 11 fixed to the support with a vertical axis 12 mounted therein and a pivoting hinge 13 mounted on a pivotable axis. The pivot loop 13 is provided with a sliding bearing 14 interacting with the axis 12. The bearing 14 is made of antifriction and power layers. The antifriction layer is made of fluorine-containing material reinforced with carbon fiber, and the power layer is made of epoxy resin reinforced with fiberglass. One of the rods 2 or 3 of the console 1 is fixed in the rotary loop 13 by means of a finger 15 with a cotter pin 16.

Работа узла осуществляется следующим образом.The operation of the node is as follows.

При монтаже консоли 1 на опоре 6 первоначально жестко закрепляется скоба 11 узлов крепления 4 и 5 с установленными в них осями 12 и поворотными петлями 13. Крепление скобы 11 на опоре 6 может осуществляться при помощи различных кронштейнов либо в обхват, либо на закладных элементах, устанавливаемых в специальных отверстиях опоры. После установки узлов крепления 4, 5 консоли 1 на опоре 6, в поворотных петлях 13 посредством пальца 15 со шплинтом 16 закрепляются горизонтальный 2 и наклонный 3 стержни консоли 1. Перед закреплением несущего троса 8 в поворотном зажиме 7 консоль 1 поворачивают относительно линии, перпендикулярной оси пути, на определенный угол, соответствующий температуре воздуха в момент монтажа. Значение угла определяется по специальной расчетной таблице. После поворота консоли 1 несущий трос 8 закрепляется в поворотном зажиме 7.When mounting the console 1 on the support 6, the bracket 11 of the attachment points 4 and 5 with the axles 12 and pivoting hinges 12 installed in them is initially rigidly fixed. The brackets 11 can be mounted on the support 6 using various brackets either in the girth or on the embedded elements installed in special support holes. After installing the attachment points 4, 5 of the console 1 on the support 6, in the pivoting hinges 13, with the help of the pin 15 with the cotter pin 16, the horizontal 2 and inclined 3 cantilever rods of the console 1 are fixed. the path, at a certain angle, corresponding to the air temperature at the time of installation. The value of the angle is determined by a special calculation table. After turning the console 1, the support cable 8 is fixed in the rotary clamp 7.

В процессе эксплуатации изменяется температура несущего троса 8 вследствие его разогрева эксплуатационными токами или изменения температуры окружающего воздуха. При изменении температуры несущего троса 8 изменяется его длина, и несущий трос, воздействуя на поворотный зажим 7, поворачивает консоль 1 с соединенными с ней поворотными петлями 13 вокруг осей 12. При повороте консоли 1 с поворотными петлями 13 установленный в них подшипник 14 взаимодействует с осями 12, при этом момент трения в узле ось 12 - поворотная петля 13 определяется коэффициентом трения пары подшипник 14 - ось 12, как указано выше, равным 0,04.During operation, the temperature of the support cable 8 changes due to its heating by operating currents or changes in ambient temperature. When the temperature of the supporting cable 8 changes, its length changes, and the supporting cable, acting on the rotary clamp 7, turns the console 1 with the rotary loops 13 connected to it around the axes 12. When the console 1 is rotated with the rotary loops 13, the bearing 14 installed in them interacts with the axes 12, while the friction moment in the node axis 12 is the rotary loop 13 is determined by the coefficient of friction of the pair of bearing 14 - axis 12, as described above, equal to 0.04.

Заявляемая полезная модель позволяет достигнуть снижения момента трения в узле крепления консоли в 20 раз, что позволит существенно повысить стабильность натяжения несущего троса контактной подвески и, тем самым, повысить эффективность токосъема.The inventive utility model allows to achieve a reduction in the friction moment in the console mount by 20 times, which will significantly increase the stability of the tension of the bearing cable of the contact suspension and, thereby, increase the efficiency of current collection.

Claims (2)

1. Узел крепления консоли контактной подвески железной дороги на опоре, содержащий жестко закрепленную на опоре скобу, в которой установлена вертикальная ось, и поворотную петлю, установленную на оси с возможностью поворота, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен подшипником скольжения, размещенным в поворотной петле и взаимодействующим с вертикальной осью.1. The attachment site of the console of the contact suspension of the railway on the support, containing a bracket rigidly mounted on the support, in which the vertical axis is mounted, and a pivoting loop mounted on the axis with the possibility of rotation, characterized in that it is additionally equipped with a sliding bearing located in the pivot loop and interacting with the vertical axis. 2. Узел по п. 1, отличающийся тем, что подшипник скольжения выполнен из антифрикционного и силового слоев, причем антифрикционный слой выполнен из фторсодержащего материала, армированного углеродным волокном, а силовой - из эпоксидной смолы, армированной стеклотканью.

2. The assembly according to claim 1, characterized in that the plain bearing is made of antifriction and power layers, the antifriction layer being made of fluorine-containing material reinforced with carbon fiber, and the power one is made of epoxy resin reinforced with fiberglass.