Введение к работе
Актуальность проблемы. Важнейшую роль в техническом перевооружении железнодорожного транспорта играет электрификация железных дорог, позволяющая повысить скорость движения поездов, а следовательно, и сократить время доставки грузов и пассажиров.
Транспортная стратегия России, принятая 03.12.2003, наметила направления развития транспортной системы страны, в том числе создание международных транспортных коридоров «Европа - Азия» и «Север - Юг», в которых основную роль будут играть электрические железные дороги.
Согласно стратегическим направлениям научно-технического развития ОАО «Российские железные дорога» на период до 2015 г. («Белая книга» ОАО «РЖД») важнейшим является создание подвижного состава и инфраструктуры для высокоскоростного движения, в том числе и контактных подвесок.
Основным направлением совершенствования скоростных контактных подвесок является разработка равноэластичных и равномассовых подвесок, а также установление их характеристик и параметров, что требует совершенствования методов расчета и измерения эластичности и натяжения проводов контактных подвесок. Это объясняется требованием обеспечения надежного и экономичного токосъема.
Цель диссертационной работы - снижение трудозатрат и повышение точности определения эластичности и натяжения проводов цепных контактных подвесок для выбора их рациональных параметров и показателей, обеспечивающих надежный и экономичный токосъем.
Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи.
Выполнить анализ параметров и показателей цепных контактных подвесок и оценить их влияние на работу токосъемных устройств.
Определить влияние параметров контактных подвесок на распределение эластичности в пролете и на качество токосъема.
Усовершенствовать методы расчета эластичности цепных контактных подвесок в промежуточных и переходных пролетах с учетом изменения ее параметров.
Предложить новые конструкции устройств для измерения эластичности и натяжения проводов и тросов контактных подвесок.
%
Разработать методы измерения эластичности и приращения натяжения проводов контактных подвесок с помощью разработанных устройств.
Выполнить экспериментальные исследования статических характеристик контактных подвесок с помощью разработанных устройств и оценить технико-экономическую эффективность предлагаемых технических решений.
Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования проведены на основе методов системного подхода, математического моделирования на ПЭВМ с использованием универсальной математической программы MathCad. Экспериментальные исследования проводились на лабораторных установках и на действующих участках магистральных железных дорог.
Научная новизна работы заключается в следующем.
Предложено использовать среднеквадратичное отклонение эластичности контактной подвески для определения ее изменения в пролете, позволяющее повысить точность оценки качества токосъема.
Усовершенствованы методы расчета эластичности контактной подвески в промежуточных и переходных пролетах с учетом изменения натяжения проводов и тросов по длине анкерного участка.
Разработаны методы для измерения эластичности и натяжения проводов и тросов контактных подвесок с помощью созданных устройств, обеспечивающих снижение трудозатрат и повышение точности измерений. На предлагаемые схемные решения этих устройств получены три патента на полезные модели.
Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами лабораторных и натурных экспериментов, проведенных на действующих электрифицированных участках Октябрьской железной дороги. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными составляет не более 6 %.
Практическая ценность диссертации заключается в следующем.
Предложенный критерий оценки изменения эластичности в пролете в виде среднеквадратичного отклонения позволяет повысить точность оценки разброса контактного нажатия при взаимодействии с токоприемником.
Усовершенствованные методы расчета эластичности цепных контактных подвесок в промежуточных и переходных пролетах с учетом изменения натяжения проводов и тросов по длине анкерного участка позволяют повысить точность определения эластичности контактных подвесок для обеспечения надежного и качественного токосъема.
3. Разработанные методы экспериментальных исследований статических характеристик контактных подвесок и созданные конструкции устройств для измерения эластичности и натяжения проводов и тросов контактных подвесок позволяют снизить трудозатраты и повысить точность измерений.
Реализация результатов работы. Разработанные методики и устройства для измерения статических характеристик и натяжения проводов и тросов контактных подвесок применены при проведении испытаний скоростной контактной подвески КС-200-06 на участке Лихославль - Калашникове Октябрьской железной дороги.
Разработанное устройство для измерения натяжения проводов и тросов контактных подвесок используется на Петропавловской дистанции электроснабжения Южно-Уральской железной дороги.
Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2007» (Ростов-на-Дону, 2007), на IV международном симпозиуме «Eltrans-2007» - «Электрификация и организация скоростных и тяжеловесных коридоров на железнодорожном транспорте» (Санкт-Петербург, 2007), на научно-технических семинарах кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа в 2005 - 2008 гг.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в десяти научных работах, которые включают в себя шесть статей, две из которых опубликованы в изданиях перечня ВАКа, три патента на полезные модели и тезисы доклада на международном симпозиуме.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, библиографического списка из 98 наименований и трех приложений. Общий объем диссертации 144 страницы, в том числе 66 рисунков и 21 таблица.
