13.8. Методы испытаний контактных подвесок в лабораторных условиях и на полигонах

Экспериментальные исследования взаимодействия токоприемника с контактной подвеской целесообразно производить в лабораторных условиях на стендах. При этом можно решать минимум две задачи:

1) варьируя различными характеристиками и конструкциями узлов натурных токоприемников, выявлять их оптимальные варианты или проверять их соответствие техническим заданиям;

2) проверять влияние допущений в используемых методах расчета контактных подвесок и программах для ЭВМ, сопоставляя для этого результаты расчетов и экспериментов на стендах с натурными токоприемниками.

Для исследования параметров токоприемников, влияющих на его вертикальную динамику, можно использовать колебательный стенд, задавая стрелу провеса (амплитуду колебаний) и скорость поезда (частоту колебаний) и принимая подвеску как жесткую с высотным положением в виде синусоиды.

Для исследования параметров и конструкций верхних узлов полозов и кареток в зависимости от вертикальных колебаний проводов и их расположения в плане следует использовать стенд с вращающимся кольцом из проводов.

При испытаниях контактной подвески на полигоне прежде всего разрабатывают программу испытаний в соответствии с поставленными целями, после чего на месте определяют испытательный анкерный участок подвески, измерительные пролеты и опоры для установки датчиков, видеокамер и измерительных шкал, а также уточняют перечень необходимого оборудования и материалов для полевых пунктов. Одновременно согласовывают предоставление «окон» в графике движения для проведения испытаний, а также локомотива с бригадой и испытательных вагонов контактной сети. Для увеличения количества поездок в течение каждого «окна» возможно принятие «челночного» способа движения испытательного поезда по перегону с возвращением на станцию.

Испытательный поезд для исследования контактной подвески формируется из электровоза с требуемой конструктивной скоростью и вагона-лаборатории. Для комплексных автоматизированных измерений параметров контактной сети и некоторых параметров рельсового пути, влияющих на оценку состояния контактной сети, используют вагон-лабораторию контактной сети (ВИКС).

Измерительные пролеты полевого пункта оснащают устройствами для измерения отжатий проводов с изолированного лейтера, пунктами видеосъемок и датчиками экстремальных отжатий в соответствии с описанными выше методиками.

На испытательном поезде определяют статические и динамические характеристики всех токоприемников электровоза и измерительных токоприемников ВИКС.

Проведение статических и динамических испытаний подвески осуществляется согласно программе. Для проведения испытаний задействуют бригады испытателей на электровозе, вагонах-лабораториях и полевых пунктах.

13.9. Порядок динамического расчета компенсированных контактных подвесок скоростных и высокоскоростных магистралей

Расчеты компенсированной подвески предлагается проводить в следующей последовательности (рис. 13.22):

1) особенности конструкции варианта, задаваемые параметры, значения скорости движения поезда и токовых нагрузок;

2) определение погонных нагрузок проводов подвески с учетом заданных метеоданных;

3) определение стрел провеса несущих тросов и контактных проводов для заданных натяжений в нормальном режиме;

4) определение стрел провеса несущих тросов и контактных проводов для заданных натяжений при гололеде;

5) определение длин пролетных струн заданных параметров подвески;

6) определение предварительных провесов рессорных струн при заданных параметрах подвески;

7) определение допустимости ветровых отклонений контактной подвески при заданных параметрах и изменениях натяжений проводов (или допусков);

8) определение жесткости подвески в пролете для заданных параметров подвески;

9) оценка влияния изменений параметров жесткости подвески на критерии ее оптимальности для различных вариантов;

10) проверка вариантов подвески по критическим скоростям и коэффициентам надежности и экономичности;

11) оценка влияния на критерии оптимальности жесткости подвески количества и расположения струн;

12) проверка вариантов количества и расположения струн на критические скорости и коэффициенты надежности и экономичности;

13) выявление оптимального варианта подвески с определенными параметрами;

14) определение для оптимального варианта подвески:

а) стрел провеса несущего троса;

б) длин струн и вспомогательных тросов рессорных струн;

в) коэффициента экономичности;

г) ветровых отклонений;

15) проверка необходимости мероприятий по предотвращению автоколебаний оптимального варианта подвески.

Предлагаемый порядок работ по созданию подвесок контактной сети для скоростей 250—300 км/ч связан с выбором конструктивных решений и расчетами рациональных статических и динамических характеристик из условий надежного и экономичного взаимодействия с токоприемниками (рис. 13.23). Варианты последовательного выполнения условий подобных методов были разработаны и применены в ОмГУПС при расчете скоростной ПКС постоянного тока КС-200.

Рис. 13.22. Порядок расчета оптимальных параметров и характеристик скоростной компенсированной цепной контактной подвески

Предлагаемая последовательность расчетов является разделом рассмотренного порядка создания ПКС и базируется на том, что характеристики и параметры современных скоростных ПКС априорно нормированы. К примеру, длина пролета 65 м; рессорный трос от 16 до 22 м; число струн в пролете от 6 до 14 шт.; натяжения проводов и тросов порядка 10—27 кН.

Расчеты компенсированной ПКС предлагается проводить с определением коэффициентов экономичности и надежности; проверок на ветроустойчивосгь и гололед, с учетом параметров токоприемника и т.д.

Рис. 13.23. Последовательность работ по созданию контактной подвески для повышенных скоростей движения