Кронштейн подвески контактного рельса

Решение относится к электрооборудованию транспортных средств с электротягой, конкретно к конструкции кронштейнов для подвески токопроводящих рельсов, предназначенных для электроснабжения, преимущественно, электропоездов метро.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является известный из патента РФ №91033 кронштейн подвески контактного рельса, выполненный в виде дугообразной детали, в верхней части которой закреплены прижимы-изоляторы для крепления контактного рельса, а на нижнем прямом участке кронштейна расположены отверстия для закрепления и регулирования кронштейна на шпале, дугообразная деталь и прижимы-изоляторы выполнены из электроизоляционного стеклопластика, прижимы-изоляторы закреплены на дугообразной детали непосредственно с помощью болтового соединения.
Все данные существенные признаки есть и в предлагаемом техническом решении.
Данный известный кронштейн в основном выполняет свои функциональные задачи, однако, как показала эксплуатация, в условиях участков подземных тоннелей с повышенной влажностью и наличием капельных протечек между тюбингами, между болтами крепления прижимов-изоляторов и закрепленным на них рельсом возникают электропроводящие дорожки - треки из пыли и продуктов эксплуатации пути (металлическая стружка и т.п.).
Предлагаемой конструкцией решается техническая задача повышения трекингостойкости кронштейна, снижающей токи утечки.
Для решения данной технической задачи в кронштейн подвески контактного рельса, выполненный в виде дугообразной детали, в верхней части которой закреплены прижимы-изоляторы для крепления контактного рельса, а на нижнем прямом участке кронштейна расположены отверстия для закрепления и регулирования кронштейна на шпале, дугообразная деталь и прижимы-изоляторы выполнены из электроизоляционного стеклопластика, прижимы-изоляторы закреплены на дугообразной детали непосредственно с помощью болтового соединения, в отличие от прототипа, болты крепления прижимов-изоляторов расположены по вертикальной плоскости симметрии кронштейна. Дополнительно, для достижения максимального удаления элементов болтового соединения от рельса, диаметр шайб болтового крепления прижимов-изоляторов выбран исходя из условия минимального выступания за пределы гаек. Кроме перечисленных выше мер, для увеличения длины пути утечки в состав изоляционной конструкции кронштейна введен эластичный фартук из листового полимерного материала между контактным рельсом и прижимами-изоляторами.
Благодаря наличию данных отличительных признаков существенно повышается трекингостойкость конструкции - за счет увеличения расстояния от металлических болтов до края кронштейна и, соответственно до контактного рельса, увеличивается длина пути утечки тока по кронштейну.
Предложенное решение может найти применение в конструкции кронштейнов для подвески токопроводящих рельсов, предназначенных для электроснабжения железнодорожного транспорта, использующего контактные рельсы.
Решение поясняется рисунком, на котором изображены виды сбоку и сверху кронштейна подвески контактного рельса.
Изображенный на рисунке кронштейн подвески контактного рельса выполнен в виде дугообразной детали 1, в верхней части которой закреплены прижимы-изоляторы 2 для крепления контактного рельса 3, а на нижнем прямом участке дугообразной детали 1 расположены овальные отверстия 4 для закрепления и регулирования кронштейна на шпале, дугообразная деталь 1 и прижимы-изоляторы 2 выполнены из электроизоляционного стеклопластика, имеют трекинг-эрозионно-стойкое покрытие, прижимы-изоляторы 2 закреплены на дугообразной детали 1 непосредственно с помощью болтового соединения, включающего в том числе болты 5 и шайбы 7. Для регулировки усилия прижима рельса прижимы - изоляторы 2 устанавливаются через прокладки 6. При этом, в отличие от прототипа, прижимы-изоляторы 2 крепятся к верхней части дугообразной детали 1 не четырьмя болтами 5, а двумя, расположенными по вертикальной плоскости симметрии кронштейна. Шайбы 7 минимально выступают за пределы гаек 8, что также обеспечивает максимальное расстояние от металлического крепежа до контактного рельса. Для увеличения пути утечки в состав конструкции введен эластичный фартук 9 из листового электроизоляционного материала. Для повышения трекингэрозионно-стойкости на поверхность кронштейна может быть нанесен силиконовый герметик, например Силотерм ЭП-71.
Установка и монтаж крепления кронштейна производится аналогично прототипу. Установка кронштейна может производиться как на прямом участке пути, так и на криволинейном, особенно на участках со сложными условиями эксплуатации - с повышенной влажностью и загрязнениями.
Выше описанный кронштейн с контактным рельсом монтируется следующим образом. На бетонные или деревянные шпалы или полушпалки в соответствии с проектным положением устанавливают основную дугообразную деталь 1 и закрепляют ее путевыми шурупами или дюбелями. Для регулировки положения кронштейна поперек оси пути отверстия в детали 1 выполнены овальными, а для регулировки по высоте между деталью 1 и прижимом 2 могут устанавливаться регулировочные прокладки 6. Затем с помощью кранового оборудования вывешивается контактный рельс 3 и выставляется в расчетное положение по высоте и дистанции, с верхней стороны между рельсом 3 и кронштейном укладывается эластичный фартук 9, с нижней стороны дугообразной детали 1 заводятся стеклопластиковые прижимы-изоляторы 2 и закрепляются болтами 5 с гайками 8 и шайбами 7. При затяжке болтового соединения выясняется необходимость и величина зазора для установки регулировочных прокладок 6. Для удобства пользования прокладки 6 имеют сквозные пазы под болты 5, выходящие до края прижимов 2, что позволяет устанавливать и подбирать толщину прокладок 6, не разбирая болтовое соединение. После подбора прокладок 6 производится окончательная затяжка болтового соединения ключом с тарированным моментом.
Установка кронштейнов в тоннеле производится в соответствии с действующей «Инструкцией по текущему содержанию пути и контактного рельса метрополитенов».
При необходимости кронштейн можно передвигать по контактному рельсу без демонтажа нижних прижимов. Для этого ослабляют затяжку болтов 5 с гайками 8, снимают крепления кронштейна к шпалам и передвигают кронштейн в нужное положение. Данная процедура возможна при установке новых кронштейнов взамен металлических на уже смонтированный в тоннеле контактный рельс 3 при ремонтных работах.
Изготовление кронштейна 1 производится следующим образом. Подготавливается препрег на основе тканых стеклонаполнителей и негорючего связующего на специальных пропиточных установках типа УПСТ-1000 и др. Далее необходимо раскроить препрег на полосы, соответствующие развертке кронштейна. Раскрой производят либо по шаблонам, либо по специальным рамкам, изготовленным по контуру развертки. Комплектуют пакет из полос препрега в порядке укладки его на форму. Количество слоев в пакете определяется расчетом в зависимости от толщины монослоя препрега и общей толщины кронштейна. Наносят на поверхность формы кистью антиадгезионную смазку.
Набирают пакет из полос препрега в форму, при наборе обеспечивают последовательное прижатие полос препрега к стенкам формы. При наборе полосы прикатывают роликом или прижимают руками в перчатках друг к другу для предотвращения появления пузырей и складок.
Сборка формы и установка прижимов для смыкания формы проводится в соответствии с конструкторской документацией на форму. Выдерживают собранную форму с набранным пакетом полос в термопечи при расчетной температуре необходимое количество часов. После остывания формы, извлекают изделие.
Далее производят механическую обработку заготовки кронштейна в соответствии с требованиями конструкторской документацией на изделие. Производится обрезка припуска, удаление облоя, сверловка отверстий и т.д. Разметка под обрезку производится по шаблонам, сверловка отверстий - по кондукторным втулкам приспособления для сверловки. После выполнения всех механических обработок кронштейн покрывается защитными составами и наносится трекинг-эрозионно-стойкое покрытие. В качестве покрытия может быть использован силиконовый герметик или покрытие ЭП-140. Далее кронштейн проходит приемосдаточный контроль на соответствие требованиям конструкторской и технологической документации. Аналогичным образом производится изготовление нижних прижимов 2.
Установка кронштейнов в тоннеле метрополитена возможна с использованием фартука 9 в виде листового полимерного материала толщиной от 1,0 до 3,0 мм между металлическим контактным рельсом 3 и прижимами-изоляторами 2. В процессе монтажа фартук 9 из листового электроизоляционного материала (например листовой силиконовой резины, листовой фторопласт Ф-4, листовой термопластичный полипропилен) устанавливается на контактный рельс 3. Затем происходит установка прижимов-изоляторов 2. Схема изоляционного узла, состоящего из кронштейна, прижимов-изоляторов 2, фартука 9 и металлического контактного рельса 3 приведена на рисунке фиг. 2.