ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ФИКСАТОР ДЛЯ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА КОНТАКТНОЙ ПОДВЕСКИ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Заявляемая полезная модель относится к области электрификации железных дорог, в частности к элементам поддерживающих контактную подвеску устройств, и может быть использована при электрификации скоростных железнодорожных магистралей.
На электрифицированных железных дорогах движение поездов осуществляется за счет электрической энергии, передаваемой на токоприемник через контактную сеть, включающую следующие основные элементы: контактная подвеска, поддерживающие опорные и фиксирующие устройства, подвесные, стержневые фиксаторные и консольные изоляторы.
Чтобы обеспечить равномерное истирание пластин токоприемника железнодорожного состава по длине и ограничить возможные отклонения провода в пролете под воздействием ветра, контактный провод в плане располагают со смещением (зигзагом) относительно оси токоприемника. Для создания зигзагов контактного провода у опор применяют различные фиксаторы. Чтобы при отжатии контактного провода во время прохода токоприемника его полоз не задел за приподнятый фиксатор, ему придают изогнутую форму, а место крепления фиксатора на опоре или консоли располагают выше контактного преподав (Марков А.С. Контактные сети. М. 1991. С.29). Фиксаторы увеличивают жесткость опорного узла подвески и воспринимаются токоприемником как сосредоточенные нагрузки, поэтому при проектировании контактной подвески необходимо учитывать вес фиксаторов и их основных элементов, а также качество шарнирных соединений для обеспечения необходимого перемещения контактных проводов в вер школьной плоскости (повышения эластичности контактной подвески) и вдоль пути и соответственно снижения износа контактных проводов.
Кроме того, необходимо отметить, что повреждения фиксаторов и их элементов составляют в среднем 20% всех повреждений контактной сети и поэтому совершенствование конструкции фиксаторов является одной из важнейших задач при проектировании железных дорог.
Более высокое качество токосъема и меньший износ контактных проводов обеспечивают сочлененные и гибкие фиксаторы с дополнительными фиксаторами, установленными таким образом, чтобы в нагруженном состоянии они были растянутыми.
Гибкие фиксаторы состоят из одного или двух дополнительных фиксаторов, соединенных одним концом через трос и изолятор с фиксаторным кронштейном, а другим - с фиксирующим зажимом для контактного провода (там же. с.96).
Сочлененные фиксаторы включают основной стержень (трубчатой или в виде уголка). стойку и дополнительный фиксатор с фиксирующим зажимом для контактного провода или контактных проводов (там же, с.95).
Дополнительный фиксатор сочлененного фиксатора содержит стержень, один из концов которого служит для его крепления на стойке., а другой конец снабжен держателем, обеспечивающим связь стержня с фиксирующим зажимом контактного провода.
Необходимо отметить, что дополнительный фиксатор обычно имеет меньшую длину и соответственно меньший вес, что также улучшает процесс токосъема (там же).
В известных из уровня техники решениях стержень дополнительного фиксатора изготавливают из стальной полосы, в середине которой выштамповывают ребро жесткости. Для крепления стержня на стойке фиксатора или соединения стержня с тросом (в гибких фиксаторах) конец полосы загибают в петлю и сваривают «внахлест», далее петлю надевают на разрезное ушко стойки или проволочную петлю (Ю.И.Горошков, Н.А.Бондарев. М. Транспорт. 1990, стр.64).
Необходимо отметить, что данная технология изготовления дополнительного фиксатора, включающая сварку «внахлест», противоречит требованиям ГОСТ 9.307-89 на горячее цинкование для получения защитных покрытии, необходимых для защиты фиксатора от коррозии. Такое ограничение связано с тем, что при сварке возможно образование полостей, в которых остается трудно удаляемая серная кислота, которой обрабатывают поверхность изделия (травление кислотой в соответствии с ГОСТ 9.307-89 является одной из стадий нанесения покрытия горячим цинкованием).
Держатель известного дополнительного фиксатора выполнен из ковкого чугуна в виде втулки, надеваемой на стержень, и крепится на стержне с помощью винта (там же, с.96-
97). Фиксатор типа ФТИ имеет держатель с хомутовым зажимом, в котором закрепляют трос, монтируемый на изолирующих сопряжениях.
Фиксирующий зажим изготовлен из латуни и содержит две щеки, соединяемые с помощью болтов. В одной из щек выполнено гнездо для штифта, обеспечивающего соединение зажима с держателем. Фиксирующий зажим устанавливают таким образом, чтобы он свободно вращался вокруг штифта.
В известном решении стержень дополнительного фиксатора выполнен из трубы, а его держатель - из ковкого чугуна, имеющего низкие прочностные характеристики из-за хлопьевидной структуры графита. Применение штампованных дополнительных фиксаторов снижает ресурс их шарнирного соединения. Штампованный держатель затрудняет в ряде случаев вращение фиксирующею зажима, что препятствует свободному вращению консоли в процессе эксплуатации контактной подсоски и снижает эффективность токосъема.
Необходимо отметить, что при использовании известной конструкции дополнительного фиксатора, выполненного из трубы с держателем из ковкого чугуна, наблюдается увеличение сосредоточенной нагрузки в зоне фиксации контактного провода (особенно ощутимое при больших скоростях движения) и соответственно повышение давления на контактный провод, способствующее увеличению местного износа контактного провода в зоне фиксации, сокращению его срока службы и снижению эффективности токосъема.
Решение конструкции дополнительного фиксатора, известное из указанного выше источника информации, является наиболее близким заявляемой полезной модели и выбрано в качестве прототипа.
Задачей заявляемой полезной модели является усовершенствование конструкции дополнительного фиксатора, позволяющее уменьшить сосредоточенную нагрузку в зоне фиксации контактного провода, уменьшить давление на контактный провод и соответственно снизить износ контактного провода в зоне фиксации.
Достигаемый при реализации заявляемого решения технический результат состоит в увеличении срока службы контактного провода, а в конечном итоге повышении качества токосъема.
Технический результат достигается тем, что в дополнительном фиксаторе, включающем стержень с держателем, оба указанных элемента выполнены из сплава на основе алюминия, держатель методом литья, а стержень из прокатного профиля,
держатель механически связан со стержнем, а последний дополнительно снабжен хвостовиком, предназначенным для крепления стержня на стойке фиксатора или на тросе.
Хвостовик выполнен из нержавеющей стали литьем и механически связан со стержнем.
В частном случае реализации решения стержень имеет профиль швеллера, а хвостовик и держатель закреплены на нем с помощью заклепочного соединения.
При реализации решения со стержнем квадратного или круглого сечения хвостовик и держатель закреплены на нем с помощью штифтового соединения.
Оптимальным вариантом реализации решения является использование для крепления хвостовика и держателя алюминиевых заклепок и штифтов из нержавеющей стали.
Для изготовления стержня и держателя применимы сплавы на основе алюминия, используемые для изготовления деталей различного назначения различными способами, в том числе прокатом и литьем под давлением. В качестве примера можно указать отечественный сплав марки АК7 (АЛ9) по ГОСТ 1583-89, АЛ 23, - для держателя, АД31Т1, Амг6 для стержня, изготовленного из шнеллера, американский сплав А-356, турецкий AlSi7Mg и т.п.
Литые алюминиевые элементы дополнительного фиксатора обеспечивают значительное снижение его веса и уменьшение в ~2 раза величины сосредоточенной силы, воздействующей на контактный провод, что позволяет предохранить контактный провод (контактные провода) от деформации и таким образом увеличить срок его (их) службы и повысить эффективность токосъема. Увеличение срока службы контактного провода позволяет сократить число ремонтных работ контактной сети и использовать практически неразъемные соединения держателя и хвостовика со стержнем.
Заявляемая полезная модель поясняется графическими материалами, представленными на Фиг.1-Фиг.6.
Фиг.1 - общий вид дополнительного фиксатора, содержащею стержень 1 круглого сечения, держатель 2 в виде втулки, хвостовик 3 в виде втулки
Фиг.2 - Разрез по А-А соединения стержня 1 и держателя 2 со штифтом 4, представленного на Фиг.1
Фиг.3 Разрез по Б-Б соединения стержня 1 и хвостовика 3 со штифтом 5, представленного на Фиг.1
Фиг.4 - общий вид дополнительного фиксатора, содержащего стержень 1 в виде швеллера, держатель 2 в виде втулки, хвостовик 3 в виде втулки
Фиг.5 - Разрез по А-А соединения стержня 1 и держателя 2 с заклепками 6, представленного на Фиг.4
Фнг.6 - Разрез по Б-Б соединения стержня 1 и хвостовика 3 с заклепками 7. представленного на Фиг.4
На держателе 2 дополнительного фиксатора крепится фиксирующий зажим контактного провода (на Фиг. не показан), а отверстие 8 в хвостовике 3 служит для крепления дополнительного фиксатора на стойке сочлененного фиксатора (на Фиг. не показана) или тросе (для гибкого фиксатора).
Являясь необходимым элементом консоли, дополнительный фиксатор заявляемой конструкции удовлетворяет предъявляемым требованиям по несущей способности и устойчивости к деформациям.
Снижение веса стержня и держателя позволяет уменьшить величину сосредоточенной нагрузки, действующей на контактный провод, и соответственно снизить износ контактного провода (~ на 20%) и повысить эффективность токосъема.