СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЗАЖИМ

Изобретение относится к обустройству контактной сети электрифицированных железных дорог, в частности, к области изготовления арматуры электрифицированной воздушной контактной сети- железнодорожного и городского транспорта для соединения многопроволочных проводов.
Известен соединительный зажим, состоящий из двух бронзовых плашек с зигзагообразными желобами для размещения в них многопроволочных проводов или тросов, скрепляемых между собой с помощью болтовых соединений, при этом в каждом из желобов выполнена насечка из чередующихся выступов и впадин, направленных перпендикулярно к оси соединяемого провода [1].
Недостаток известного изобретения заключается в том, что известный зажим не регламентирует кривизну желобов для размещения многопроволочных проводов и тросов. В результате, не регламентируемые изгибы желобов, в процессе монтажа с одной стороны, способствуют чрезмерной деформации размещаемых в них проводов и повреждению медного покрытия, что приводит к повышенной коррозии оголенной стальной жилы и обрыву проводов и тросов при наложении растягивающей эксплуатационной нагрузки. С другой стороны, из-за высоких механических свойств многожильных проводов, разместить тросы и провода в зигзагообразных желобах в полевых условиях достаточно сложно. Такой зажим практически нельзя использовать при монтаже контактной сети в полевых условиях, так как невозможно смонтировать провода в желобах плашек без механического повреждения провода.
Кроме того, при не регламентируемой кривизне желобов не обеспечивается плотный контакт материала плашки с размещаемыми в ней проводами и тросами. Это приводит к чрезмерному росту электрического сопротивления контактного узла, непредвиденным электрическим потерям и недопустимому разогреву проводов в местах контакта, что приводит к провисанию проводов и возможности нарушения целостности контактной сети.
По этим причинам, известный зажим не нашел применения в воздушных контактных сетях железнодорожного и городского транспорта, поскольку все перечисленные его недостатки могли привести в процессе эксплуатации к обрывам контактного провода.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому положительному результату к предложенному, является известный соединительный зажим [2], содержащий две плашки, соединяемые друг с другом болтовыми соединениями, с желобами для размещения многопроволочных проводов, и имеющие выступы, высотой 1,5-2,0 мм, причем выступы желоба одной плашки смещены по отношению к выступам противолежащего желоба другой плашки на 0,5 расстояния между ними, а выступы на верхнем и нижнем желобе одной плашки размещены по отношению друг к другу в шахматном порядке, причем длина выступов желобов составляет 0,07-0,105 длины впадин.
Известный соединительный зажим имеет следующие недостатки.
Выступы в желобах, представляющие собой резкие перепады глубины желоба величиной 1,5-2,0 мм, с острыми краями, в процессе монтажа многожильных проводов в такие плашки, приводят к пережиму, деформации и механическому повреждению проводов и тросов, создавая концентраторы напряжений. При последующем наложении нормативных растягивающих натяжений, и постоянно действующих внешних нагрузках на контактную сеть, происходит ненормируемое удлинение проводов в процессе эксплуатации и, в конечном итоге, может способствовать обрыву проводов.
Известный зажим после проведения эксплуатационных испытаний из-за низкой надежности, был запрещен к использованию в контактной сети основных отделений электрифицированных железных дорог.
Имеющийся недостаток, снижает надежность работы известного зажима, не позволяет использовать его в контактных сетях электрифицированных железных дорог.
Целью, техническим результатом, предложенного соединительного зажима является повышение надежности работы контактной сети электрифицированных железных дорог за счет устранения деформации многожильных проводов и тросов в соединительном зажиме и, тем самым, устранения вероятности обрыва или удлинения проводов в процессе эксплуатации, повышения возможной растягивающей нагрузки при натяжении проводов, и снижение электрического сопротивления в местах контакта многопроволочного провода с материалом плашки, за счет улучшения контакта проводов в желобах плашки.
Технический результат достигается тем, что в известном соединительном зажиме состоящем из двух плашек с противолежащими полуцилиндрическими желобами, выполненными в виде волны с осью цилиндрической поверхности, расположенной в сечении, перпендикулярном плоскости разъема плашек, со смещением гребней и впадин волны на противолежащих желобах на расстояние 0,5 расстояния между ними, и со смещением гребней и впадин волны на верхнем желобе относительного нижнего в шахматном порядке, и болтовые соединения для крепления плашек друг с другом, отличающийся тем, что, переход от гребня волны к впадине осуществляется по наклонной поверхности, с углом наклона 12-15°, а длина волны полуцилиндрического желоба составляет 2,1-2,7 диаметра многопроволочного провода.
Амплитуда волны полусферического желоба для размещения многопроволочного провода составляет 0,07-0,12 диаметра многопроволочного провода.
Предложенный соединительный зажим иллюстрируется следующими фигурами. На фигуре 1 показан разрез плашки по полуцилиндрическому желобу. На фигуре 2 приведен внешний вид плашки. На фигуре 3 изображен зажим в сборе.
Многопроволочный провод 6 зажимается плашками 7 и 8 полуцилиндрического желоба 4. Плашки 7 и 8 скреплены между собой с помощью болтовых соединений 5. Полуцилиндрический желоб для крепления многопроволочного провода выполнен в виде волны с гребнями 1 и впадинами 2, а переход от гребня волны к впадине осуществляется по наклонной поверхности 3 с углом наклона 12-15 градусов.
Длина волны полуцилиндрического желоба составляет 2,1-2,7 диаметра многопроволочного провода размещаемого в зажиме.
Плашки зажима изготавливают методом горячей объемной штамповки бронзы из горячекатаного прутка. Конфигурация полуцилиндрического желоба - величина гребней и впадин волны, выбраны исходя из габаритных размеров многопроволочных проводом, которые крепятся в зажиме. Переход от гребня волны к впадине осуществляется по наклонной поверхности с углом наклона 12-15 градусов и длиной волны 2,1-2,7 диаметра многопроволочного провода.
Такая конфигурация полуцилиндрического желоба полностью исключает возможность пережима и повреждения проводов в желобе, а плавный переход от гребня волны к впадинам по наклонной поверхности создает эффект «запирающего клина» полностью исключающий возможность проскальзывания проводов в зажиме.
При величине угла наклона поверхности перехода от гребня волны к впадине менее 12 градусов, в полуцилиндрическом желобе не создается эффект «запирающего клина». Многопроволочные провода, помещенные в плашки, могут проскальзывать в зажиме.
При величине угла наклона поверхности перехода от гребня к впадине более 15 градусов возможно механическое повреждение многопроволочного провода зажатого плашками зажима.
В предложенном зажиме монтаж жесткого многопроволочного провода или троса в плашку осуществляется без каких-либо особых усилий, поскольку размер и конфигурация желоба не требует значительных изгибов провода. Длина волны полуцилиндрического желоба 2,1-2,7 диаметра многопроволочного провода выбрана из расчета минимальных перегибов многопроволочного провода при монтаже его в зажиме. При длине волны менее 2,1 диаметра многопроволочного провода, возникают сложности при монтаже многопроволочного провода в зажим из-за высокой прочности провода. При длине волны более 2,7 диаметра многопроволочного провода, эффект «запирающего клина» недостаточен для прочной фиксации проводов в зажиме.
Размер волны желоба - высота и длина волны, после крепления проводов в плашках болтовыми соединениями, создают дополнительный запас усилия стяжки за счет плавного изгиба проводов в пазах плашки, создающего в полуцилиндрических желобах «запирающий клин», который прочно фиксирует многопроволочные провода в зажиме. Тем самым исключается возможность проскальзывания проводов при нагрузке, и главное, исключается механическое повреждение провода, за счет перехода от гребня волны к впадине по наклонной поверхности. Кроме того, при создании «запирающего клина», при размещении многопроволочных проводов, на 20-30% повышается величина допустимой растягивающей нагрузки, за счет исключения вероятности повреждения многопроволочных проводов в предложенном зажиме.
Источники литературы, принятые во внимание.
1. Патент РФ №2115569, Кл. B60M 1/24, 1997. «Зажим для соединения двух проводов цепной подвески контактной сети».
2. Патент РФ №2165859, Кл. B60M 1/24, 2000. «Соединительный зажим»