umm_186

3.4 Изменение скорости ветра, а следовательно, и его давления достигаются изменением количества грузов. Изменение ветровых отклонений КП от оси токоприемника производится масштабной линейкой.

12

Рисунок 3.1 – Разрезы модели по А-А и Б-Б (см.рис.1.1) для исследования влияния ветрового воздействия на контактные подвески: 1 - несущий трос;

2 - контактный провод; 3 – струна; 4 – компенсаторы; 5 – опора; 10 - поддерживающая конструкция; 11 - гибкая нить; 12 - грузики

3.5 Масштабы модели

3.5.1 Простая подвеска

mK = 500 mL =15 mPK = 12 mВ =5,4

3.5.2 Цепная подвеска

mH = mK = 1000 mL =30

mPK = 8,33 mf = mВ =7,5

3.5.3 Вес одного грузика - 0,1 Н.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Простая подвеска

20

4.1.1 Подготовить таблицу 3.1 для записи основных экспериментальных данных.

Таблица 3.1 – Величины ветрового отклонения КП простой подвески от оси токоприемника

Примечание: в таблицу записывают разница результатов измерений при первоначальном (ось токоприемника) и последующих положениях КП.

4.1.2Смонтировать простую подвеску без зигзага, расположив жесткую анкеровку к среднему отверстию, а шнурок компенсатора пропустить через среднюю прорезь.

4.1.3Разместить несущую конструкцию так, чтобы все ее вертикальные стойки находились на одинаковом расстоянии от провода. Это положение КП принять за ось токоприемника. Замерить расстояние между точками измерения

иопорами.

4.1.4Надеть крючки гибких нитей, ведущих к штангам для грузов, на КП. Блоки, установленные на вертикальных стойках несущей конструкции, должны располагаться так, чтобы гибкие нити, идущие к КП, занимали строго горизонтальное положение. Это позволит исключить появление вертикальной составляющей "ветрового воздействия". В процессе проведения работы постоянно следить, чтобы гибкие нити не сходили с блоков.

4.1.5Установить одновременно на все штанги по одному грузику и замерить отклонение провода от оси пути. Результатами измерений заполнить вторую строку табл.3.1.

21

4.1.6Не изменяя положения КП, увеличить число грузиков в соответствии

стабл.3.1. Измеряя отклонения КП от оси пути, заполнить остальные строки таблицы.

4.1.7Снять грузики, смонтировать простую подвеску с зигзагами и повторить измерения, указанные в п.п.4.1.5 и 4.1.6. Результаты измерений занести во вторую половину таблЗ.1.

4.1.8Подготовить табл.3.2. по форме табл.3.1. и заполнить ее с учетом

масштабов простой подвески МФ100, в метрах (mB =5,4 - масштаб ветрового отклонения, один грузик соответствует ветровой нагрузке, равной 3,6 Н/м).

4.1.9По данным табл.3.2. построить кривые максимального отклонения КП под действием "ветра" в пролете при отсутствии и при наличии зигзага, ВК MAX =f(PK ). Обе кривые построить на одном чертеже.

4.2 Цепная подвеска

4.2.1Снять грузики со всех штанг и крючки с КП. Не изменяя зигзага, смонтировать вертикальную компенсированную цепную подвеску с беспровесным состоянием КП.

4.2.2Надеть крючки на КП и НТ против каждой струны. Подвесить по 2, а затем по 4 груза на каждой штанге, замерить отклонение КП от оси токоприемника и заполнить первые две строки табл.3.3.

4.2.3Смонтировать полукосую подвеску, расположив НТ по оси токоприемника. Изменяя количество грузиков, замерить отклонения КП от оси токоприемника и заполнить следующие две строки табл.3.3.

4.2.4Смонтировать косую подвеску, расположив НТ у опор на противоположных по сравнению с КП зигзагах. Повторить действия п.4.2.3.

4.2.5Подготовить табл.3.4 по форме табл.3.3 и заполнить ее, с учетом

масштаба подвески М120 + МФ100, в метрах (mВ=7,5 - масштаб ветрового отклонения, один грузик соответствует ветровой нагрузке 2,5 Н/м).

Таблица 3.3 – Экспериментальные данные отклонения КП цепной подвески от оси токоприемника

22

для подвески с зигзагом:

где а – зигзаг контактного провода, a = 0,03-5,4 = 0,162 м..

Если расчет верен, то компьютер рассчитает оставшиеся значения для остальных грузов.

6)сменив тип подвески (с зигзагом/без зигзага), действия повторяют.

7)затем можно произвести расчеты для другой подвески (Цепная / Про-

стая).

8) строятся кривые отклонения контактного провода в пролете для вертикальной и комой контактных подвесок.

Для построения кривых использовать ветровую нагрузку, эквивалентную двум, трем или четырем грузикам - по заданию преподавателя. Значение "х" брать с модели с учетом масштаба длины, начиная с опоры №1.

4.3.3Теоретические кривые отклоненного КП в пролете при отсутствии и наличии зигзагов нанести на график вместе с экспериментальными кривыми.

4.3.4При необходимости нужные графики можно отрисовать в AutoCAD с помощью программы.

5 Содержание отчета по работе

5.1Указать цель работы

5.2Составить таблицы 3.1 и 3.2, расчет ветровой нагрузки, эквивалентной одному грузику

5.3Построить теоретические и экспериментальные кривые отклоненного ветром КП в пролете при отсутствии и наличии зигзагов

5.4Составить таблицы 3.3 и 3.4. Кривые отклонения НП в пролете для вертикальной и косой контактных подвесок

5.5Сделать выводы о ветроустойчивости разных систем контактных под-

весок

6 Контрольные вопросы

6.1Как изменяется расположение КП в плане при воздействии на него ветровой нагрузки?

6.2Какие параметры простой контактной подвески влияют на величину ветрового отклонения НП и как?

6.3Какие параметры цепной контактной подвески влияют на величину ветрового отклонения КП и как?

24

6.4Проведите сравнительный анализ различных подвесок по ветроустойчивости.

6.5Где используется при проектировании контактной сети величина ветрового воздействия на контактную подвеску и как?

6.6Какие допустимые величины принимаются при расчете максимальных длин пролетов контактной сети и почему?

6.7Какие применяются специальные конструкции ветроустойчивых контактных подвесок и где?

РАБОТА № 4

Исследование эластичности контактных подвесок в пролете

1 Краткие теоретические сведения

Качество токосъема зависит от величины нажатия токоприемника на КП и, главным образом, от ее изменения в процессе токосъема. Изменение нажатия, в свою очередь, зависит от различных факторов и в значительной степени от изменения эластичности (η ) контактной подвески по ее длине.

Эластичность контактной подвески равна отношению отжатия КП к вертикальной силе, вызвавшей это отжатие, в точке ее приложения. Эластичность зависит от конструкции контактных подвесок и изменяется по длине пролета. Измеряется эластичность в м/Н. Величина, обратная эластичности, называется жесткостью(Ж).

Точный расчет эластичности представляет значительные трудности, поэтому при расчетах обычно применяют следующие допущения: не учитывается жесткость проводов и изменение их натяжения при воздействии силы; нажатие токоприемника (Р) невелико по сравнению с основной равномерно распределенной нагрузкой на контактную подвеску. Результаты расчетов эластичности нетрудно проверить экспериментально, как в натуральном пролете, так и на модели.

Эластичность контактной подвески в различных точках пролета в основном зависит от системы подвески, натяжения проводов и типа опорных узлов. Для обеспечения надежного токосъема эластичность контактной подвески должна быть одинаковой по всей длине пролета: в опорных узлах, под ближайшими к ним струнами и в середине пролета.

В работе исследуется статическое воздействие токоприемника на величину отжатия КП в средней части пролета при различных контактных подвесках. Необходимо заметить, что результаты исследований статического воздействия токоприемника на контактную подвеску не дают возможности построить его истинную траекторию при перемещении по пролету. С увеличением скорости движения отклонение траектории движущегося полоза токоприемника от траектории, полученной в статике, возрастает. Однако результаты этих исследова-

25

ний позволяют качественно сравнить различные типы подвесок и делать правильные выводы об их пригодности для токосъема.

2 Цель работы

Исследование характера изменения эластичности в пролете простой и цепной подвесок.

3 Подготовка стенда

3.1 Экспериментальные исследования осуществляются на том же стенде, что и в предыдущих работах (см.рис.1.1). Незначительное переустройство стенда заключается в приближении стоек поддерживающей конструкции, на которых размещены ролики, к проводам модели контактной подвески, рис.4.1.

Рисунок 4.1 – Схема модели контактной подвески для исследования отжатая КП под воздействием токоприемника (разрез модели, рис. 1.1 по Б-Б):

1 - несущий трос; 2 - контактный провод; 3 - струна; 5 - опора; 10 - несущая конструкция; 11 – гибкая нить; 12 - грузики

3.2Нажатие токоприемника имитируется грузиками, вес которых с помощью гибких нитей, переброшенных через ролики, создает в проводах усилие, направленное вертикально вверх.

3.3Определение величины подъема КП производится масштабной линейкой как разность замеров высоты его расположения относительно стола до и после приложения силы нажатия.

3.4Дополнительные масштабы модели

3.4.1 Масштаб подъема КП: mhП = 5,5 - для простой подвески;

26

mhЦ =5 - для цепной подвески.

3.4.2Масштаб нажатия токоприемника:

mРП= 180 - для простой подвески; mРЦ= 250 - для цепной подвески.

3.4.3Масштабы длины подвески те же, что и в предыдущих работах.

4 Порядок выполнения работы

4.1 Простая подвеска

4.1.1Смонтировать простую подвеску с зигзагом и надеть крючки гибких нитей, ведущих к штангам, на КП против каждой стойки поддерживающей конструкции.

4.1.2Замерить расстояние от стола до КП в точках, где будет прикладываться статическая нагрузка (нажатие токоприемника), и заполнить первую строчку табл.4.1.

Таблица 4.1 – Экспериментальные данные отжатия КП под действием статической нагрузки (нажатия токоприемника) при простой подвеске

Примечание: вес одного груза - 0,1 Н

4.1.3 Изменяя количество грузов на штангах поочередно, начиная с первой (имитируя движение токоприемника), заполнить остальные графы табл. 4.1. В таблицу записывать величину подъема КП ( hК=hК - hК0).

4.1.4Подготовить табл.4.2. по форме, аналогичной табл.4.1 и заполнить ее действительными величинами в соответствии с масштабами модели.

4.1.5Рассчитать зависимость (η =V1(x)) пролете для одного из значений нажатия токоприемника (по заданию преподавателя).

Расчет провести по формулам:

27

где:

hК - величина отжатия КП токоприемником, м; η - эластичность подвески, м/Н; Р - величина нажатия токоприемника, Н;

l - длина пролета, м;

X - расстояние от опоры до точки измерения, м; K - натяжение КП, Н.

По формуле (4.1) рассчитать опытную кривую эластичности, по (4.2) - теоретическую. Результаты расчетов свести в табл.4.3.

Таблица 4.3 – Результаты расчетов эластичности простой контактной подвески

4.1.6Построить теоретическую и экспериментальную зависимости эластичности от длины пролета для заданного значения нажатия токоприемника на одном графике.

4.1.7По данным табл.4.2. построить зависимость ДП для одной точки по заданию преподавателя.

4.2 Цепная подвеска

4.2.1 Смонтировать полукосую компенсированную цепную подвеску в режиме беспровесного состояния КП и надеть крючки гибких нитей, ведущих к штангам, на КП. Натяжение проводов установить: THOM =18 H, К=10 Н.

4.2.2Повторить действия, указанные в п.п.4.1.2.-4.1.4, заполнив результатами измерений табл.4.4 и 4.5, составленные по формам соответственно табл.4.1 и 4.2.

4.2.3В процессе проведения экспериментов отметить, при какой величине нажатия разгружаются струны.

4.2.4Рассчитать экспериментальную кривую эластичности в пролете по формуле 4.1, заполнив первую строчку табл.4.6., составленную по форме табл.4.3. Расстояние х принимается для пролета цепной подвески (см.рис.1.1) с учетом масштаба ml =30.

4.2.5Теоретическую зависимость эластичности от длины пролета до разгрузки струн рассчитать по формуле

28