Введение к работе
Актуальность проблемы. Повышение скоростей движения на железнодорожном транспорте позволяет решать многие проблемы, связанные с обеспечением растущего объема перевозок. Поэтому, как в России, так и за рубежом создаются и реализуются программы развития скоростного движения.
В мае 2000 г. на заседании Президиума НТС МПС была рассмотрена Концепция развития скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов на железных дорогах России. На основе зарубежного и отечественного опыта ученые и специалисты определили концепцию организации скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов, предусматривающую поэтапное повышение скоростей движения до 160 — 200 км/ч на существующих линиях с последующим переходом на сооружение специализированных высокоскоростных магистралей со скоростями движения до 350 км/ч.
Повышение маршрутных и технических скоростей движения также целесообразно для грузовых, особенно транзитных контейнерных перевозок.
Повышение скоростей движения на отечественных железных дорогах определено программой «Развитие скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов в России на период 2000-2015 г.г.». В качестве конечной цели программы намечена организация к 2015 году скоростного движения на полигоне с общей протяженностью линий около 8000 км.
На международной научно-технической конференции "Роль Транссиба в развитии российской и мировой экономики", посвященной столетию Транссибирской магистрали и 150-летию магистрали Санкт-Петербург — Москва, прошедшей в июле 2001 г., была отмечена особая роль Транссиба в обеспечении Евроазиатского транзита.
Опыт, накопленный отечественными и зарубежными специалистами, в ходе проводимых в Санкт-Петербурге симпозиумов «Eltrans - 2001, 2003», подтвердил заинтересованность иностранных фирм в надежном, скоростном и экономичном способе перевозки контейнерных грузов из Азии в Европу, как основной альтернативе морскому сообщению.
На всероссийском совещании «Транспортная стратегия России», открывшемся 03 декабря 2003 г. в Кремле, среди главных направлений развития был назван транспортный коридор «Север-Юг», соединяющий Каспийское море с северо-западом России, также позволяющий привлечь транзитные грузы из стран Ближнего Востока при увеличении скоростей и надежности перевозок, уменьшения убытков от задержек поездов.
Повышение скоростей движения связано с необходимостью решения многочисленных технических проблем, одной из которых является проблема токосъема на электротяге. Эксплуатация применяемых контактных подвесок не способствует к а ч е с т токруъ^му при повышенных) с т я х дви-'
жения. Существующие токосьемні іс?рС[тНЛЦШМі(%&ЬІЛііьіе подвески и то-
GRmfbrpr ///-З
3 ОЭ *0<;ііст/Д%
коприемники электроподвижного состава (ЭПС)) для обеспечения повышения скоростей движения требуют совершенствования и обновления, вследствие морального износа и длительного срока эксплуатации. Разработка и внедрение альтернативных типов токосъемных устройств на магистральных железных дорогах не представляется рациональной. Поэтому вопросы модернизации контактной сети являются весьма актуальными.
Представленные в работе исследования проводились автором в соответствии с перечнем актуальных проблем научно-технического развития железнодорожного транспорта (Приложение к указанию МПС России от 17 ноября 2000 г. № М - 2775У) п. 1.6. «Развитие скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов в России» и п. 4.8. «Создание принципиально новой, саморегулируемой системы тягового электроснабжения».
Цель работы — повышение качества токосъема при высоких скоростях движения на Транссибирской магистрали за счет совершенствования отдельных узлов контактных подвесок.
Это связано с решением следующих задач:
-
Обосновать дополнительные требования к контактным подвескам, связанные с обеспечением надежного, экономичного и экологичного токосъема в условиях Транссиба;
-
Выполнить анализ исследований по улучшению отдельных узлов контактных подвесок, направленных на повышение качества токосъема;
-
Разработать усовершенствованные методы расчета показателей и характеристик рассматриваемых узлов контактных подвесок;
-
Предложить новые технические решения, обеспечивающие повышение качества токосъема в подопорных узлах контактных подвесок;
-
Выполнить экспериментальные исследования разработанных технических решений и оценить их техническую эффективность.
Работа выполнена в ОмГУПСе в период с 2000 г. по настоящее время.
Теоретические исследования проводились с использованием метода расчета взаимодействия контактных подвесок и токоприемников. Метод базируется на решении системы двух дифференциальных неоднородных линейных уравнений с коэффициентами, значение которых неодинаково в различных точках пролетов.
Экспериментальные исследования выполнялись по предложенной программе с помощью поверенных приборов, с достаточным количеством повторений.
Научная новизна заключается в следующем:
-
Обоснованы дополнительные требования к контактным подвескам, связанные с обеспечением надежного, экономичного и экологичного токосъема в условиях Транссиба;
-
Разработана классификация исследований по улучшению отдельных узлов контактных подвесок, направленных на повышение качества токосъема;
3. Предложены усовершенствованные методы расчета показателей и характеристик рассматриваемых узлов контактных подвесок;
Достоверность полученных материалов подтверждается совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований, практической проверкой в условиях эксплуатации.
Практическая значимость положений и выводов состоит в следующем:
-
Разработаны практические рекомендации по регулировке под опорных зон подвесок контактной сети (ПКС);
-
Предложены устройства для реализации рациональных значений углов наклона дополнительных фиксаторов, натяжения вспомогательных тросов рессорных струн;
-
Обоснована необходимость изменения натяжений проводов контактных подвесок в зависимости от внешних факторов;
-
Выполнен расчет и проведены испытания предложенного термоэлементного компенсатора удлинений проводов ПКС.
Реализация результатов диссертации осуществлялась путем передачи научно-технической продукции различным заказчикам хоздоговорных НИР:
«Разработка самокомпенсированной, скоростной контактной подвески»; «Разработка и исследование малообслуживаемых компенсаторов темпера гурных удлинений проводов контактной подвески повышенной надежности» - ЦтехМПС (№ 509/02,2001г.; № 404/06,2002г.);
«Узел обеспечения рационального положения фиксирующих устройств поперечин и регулятор натяжения рессорных струн скоростных участков» -МПСРФ(№ 10ПС, 2001г.)
«Адаптация скоростной малообслуживаемой долговечной контактной сети КС-160-3 к условиям Западно-Сибирской ж.д. на участках, отремонтированных по новой технологии» - Служба электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги (№312,2001г.)
Основные положения работы апробировались: на межвузовских научно-практических конференциях: «Ресурсосберегающие технологии на предприятиях Западно-Сибирской ж. д. » ОмГУПС, Омск, 2001; «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе» СГУПС, Новосибирск, 2001, с международным участием «Современные научно-технические проблемы транспорта России» УВАУГА, Ульяновск, 2002; «Eltrans - 03» Санкт-Петербург - 2003, на семинарах кафедры электроснабжения ОмГУПСа в 2001 - 2003 гг.
На защиту выносятся:
1. Усовершенствованная методика учета влияния углов наклона дополнительных фиксаторов на контактное нажатие в пролетах контактных подвесок;
-
Новые технические решения, направленные на стабилизацию контактного нажатия при высоких скоростях движения, путем выравнивания и поддержания жесткости в пролетах контактных подвесок;
-
Усовершенствованная методика экспериментальных исследований предложенных устройств.
Публикации. Основные результаты опубликованы в 8 печатных работах, из которых 6 статей и 2 тезиса докладов. Материалы диссертации вошли в 4 отчета по научно-исследовательской работе, выполненных по заказу предприятий МПС РФ.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы (150 наименований), двух приложений. Работа изложена на 120 страницах печатного текста, включает 31 рисунок и 10 таблиц. Приложения включают 30 страниц текста и 1 таблицу.
Данная работа выполнена в ОмГУПСе автором в период с 2000 по 2003 гг.
