СТЫКОВОЙ ЦАНГОВЫЙ ЗАЖИМ ДЛЯ МНОГОПРОВОЛОЧНЫХ И КОНТАКТНЫХ ПРОВОДОВ

Полезная модель относится к области контактной сети электрифицированных железных дорог, в частности к стыковым зажимам различного рода проводов, и предназначена для стыковки медных и сталемедных многопроволочных проводов, и может быть использована для стыковки нерабочих ветвей контактных проводов.
Стыковой зажим должен с одной стороны, обеспечить надежное соединение многопроволочных проводов в единую цепь контактной сети, а с другой стороны, создать условия по максимально возможной передаче электрической энергии по всей цепи многопроволочных проводов, без потерь в местах стыковки проводов. Известен стыковой зажим цангового типа, для стыковки многопроволочных и контактных проводов. Известный зажим (Патент РФ на полезную модель №92388, B60M 1/24, 2009 «Стыковой цанговый зажим для многопроволочных и контактных проводов» содержит корпус зажима, две гайки и две цанги, причем корпус зажима - в средней части снабжен шестигранным упором в виде гайки, а на концевых цилиндрических частях корпуса выполнена резьба, с одной стороны с левым заходом, с другой стороны с правым заходом для крепления на нем двух гаек, обе цанги, с насечкой на внутренней поверхности, имеют три паза, шириной не менее 2,0 мм, разделяющих каждую цангу на три сегмента, фиксировано закрепленных на конце цанги, а наружный продольный уклон поверхности цанги по длине составляет 6-12 градусов относительно продольной оси цанги.
Недостаток известного стыкового цангового зажима заключается в том, что корпус зажима, гайки и цанги изготавливают из бронзы БрАЖ 9-4, или подобных материалов, с высокими значениями удельного электрического сопротивления.
С одной стороны, детали стыкового зажима, изготовленные из бронзы БрАЖ 9-4, обеспечивают достаточно надежное крепление концов многопроволочных проводов. С другой стороны, в месте контакта цанги с многопроволочным проводом, из-за большой разницы в значениях удельного электрического сопротивления (более чем в 7 раз), происходит разогрев стыкуемых концов многопроволочного провода, и всего стыкового зажима. Помимо большой потери электрического тока, разогрев стыкуемых концов многопроволочных проводов, приводит к разупрочнению поверхностного слоя проводов, изготовленных из меди, что в процессе длительной эксплуатации под воздействием постоянно действующей растягивающей нагрузки, инициирует процесс деформации ползучести поверхностного слоя многопроволочных проводов, что в конечном итоге, приводит к провисанию, вплоть до обрыва проводов, и снижению контактной поверхности проводов и деталей зажима, приводящей к еще большему разогреву контактной поверхности проводов.
Кроме того, в процессе эксплуатации, под воздействием ветровой нагрузки, многопроволочные провода прокручиваются, и, при постоянно действующей растягивающей нагрузке, провисают. Насечка, выполненная на внутренней поверхности цанг, не учитывает направление действия растягивающей нагрузки, поэтому не достаточно эффективно удерживает многопроволочный провод от перемещения, и не обеспечивает плотный контакт поверхности проводов с поверхностью цанги.
Отсутствия нормирования внутреннего диаметра цанги, в зависимости от диаметра многопроволочного провода осложняет монтаж многопроволочных проводов в стыковом зажиме.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности крепления концов многопроволочных проводов в зажиме, за счет исключения провисания проводов в процессе эксплуатации, устранение разогрева стыкового зажима, снижение трудоемкости монтажа многопроволочных проводов в стыковом зажиме, а также снижение электрических потерь в стыковом цанговом зажиме в процессе эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что корпус зажима, гайки и цанги изготовлены из медного сплава с величиной удельного электрического сопротивления, превышающего величину удельного электрического сопротивления материала многопроволочного провода не более чем в 5 раз, внутренний диаметр цанги в 1,02-1,06 раза превосходит диаметр многопроволочного провода, предназначенного для стыковки, а насечка на внутренней поверхности каждой цанги выполнена путем нарезания метрической резьбы, с заходом резьбы, противоположным направлению действующей растягивающей нагрузки на многопроволочный провод.
Материал, из которого изготавливают корпус, гайки и цанги зажима должен, с одной стороны, обеспечить допустимую растягивающую нагрузку на стыкуемые провода не менее 2,0 кН, следовательно, прочностные свойства этих материалов должны быть значительно выше материала контактного и многопроволочного провода, для того, чтобы при допустимой нагрузке 2,0 кН зажим не только не разрушился, но и смог удержать от смещения провода, размещенные в нем. С другой стороны, материал деталей зажима определяет не только необходимые механические параметры крепления многопроволочных проводов и контактного провода, но и должен обеспечить наиболее эффективные условия электропередачи между стыкуемыми многопроволочными проводами, с минимальными электрическими потерями и минимальным разогревом зажима в период эксплуатации.
Испытания зажимов из различных материалов, показали, что оба условия выполняются при использовании сплавов на медной основе с величиной удельного электрического сопротивления не более чем в 5 раз превышающие величину удельного электрического сопротивления материала проводов. В качестве исходной заготовки, используемой для изготовления деталей зажима, могут быть использованы прутки из бронзы Бр.КН 1-3, Бр.Х 0,5, Бр.НХК (Ф), ΑКΗ., полученные прессованием или прокаткой литой заготовки.
У всех этих сплавов, обладающих высокими механическими свойствами, величина удельного электрического сопротивления менее чем в 5 раз превосходит величину удельного электрического сопротивления многопроволочных и контактных проводов (Смирягин А.П., Смирягина Н.А., Белова А.В. «Промышленные цветные металлы и сплавы», М., «Металлургия», 1974). Использование указанных материалов, позволяет снизить разогрев зажима, и тем самым, исключить возможность прохождения деформации ползучести в размещенных в зажиме проводах. При этом снижаются и токовые потери зажима.
Внутренний диаметр цанги в 1,02-1,06 раза превосходит диаметр многопроволочного провода, предназначенного для стыковки. При величине внутреннего диаметра цанги менее 1,02 диаметра многопроволочного провода, сложно монтировать многопроволочный провод в цангу зажима, при величине внутреннего диаметра цанги более 1,06 диаметра многопроволочного провода, возможны прослабления крепления многопроволочных проводов в зажиме, и, как следствие, провисание или обрыв провода.
Насечка на внутренней поверхности каждой цанги выполнена путем нарезания метрической резьбы, с заходом резьбы, противоположным направлению действующей растягивающей нагрузки на многопроволочный провод. Такая насечка прочно удерживает многопроволочные провода в зажиме. Противоположный направлению действующей нагрузки заход резьбы создает дополнительное сопротивление выскальзыванию проводов из зажима, и в совокупности с профилем метрической резьбы, под действием растягивающей нагрузки, дополнительно улучшается контакт поверхности многопроволочных проводов с поверхностью материала цанги, за счет более плотного проникновения зубьев метрической резьбы цанги в поверхностный слой материала проводов.
При указанных условиях полезной модели, стыковой цанговый зажим обеспечивает возможность устранить провисание медных, сталемедных и бронзовых проводов в процессе эксплуатации, улучшить условия токопередачи, и повысить надежность эксплуатации контактных сетей РЖД.