Исследование параметров полукомпенсированной контактной подвески в различных режимах

Цель работы

Целью лабораторной работы является изучение работы полукомпенсированной контактной подвески в пролете при изменении натяжения несущего троса.

Краткие теоретические сведения

В определенном состоянии положение провода в пролете характеризуется набором параметров, к которым относятся: весовая нагрузка, натяжение провода, стрела провеса, температура и т.д. При изменении одного или нескольких параметров положение провода в пролете изменяется. Между двумя режимами существует зависимость, которая описывается при помощи уравнения состояния.

В исходном состоянии длина провода в пролете описывается следующим уравнением:

(3.5)

где l – длина пролета, [м];

q₁ – результирующая равномерно распределенная нагрузка на провод в первом режиме, [даН/м];

H₁ – натяжение провода в первом режиме, [даН].

Предположим, что при переходе в i-й режим произошло изменение температуры. Этому режиму будет соответствовать длина провода

(3.6)

Тогда изменение длины провода в пролете при переходе из одного режима в другой

(3.7)

С другой стороны зная коэффициент температурного удлинения провода α, его модуль упругости E и сечение S получим

(3.8)

где t_i, t₁ – температура провода в i-м и первом режимах, ºС.

Приравнивая выражения (3.7) и (3.8) имеем

(3.9)

Разделив обе части уравнения (3.9) на αl запишем уравнение состояния

(3.10)

Зная уравнение состояния можно определять температурные зависимости натяжений и стрел провеса проводов и наоборот.

По аналогии можно получить выражения для цепной контактной подвески.

Стрелу провеса несущего троса полукомпенсированной контактной подвески определяют из выражения:

(3.11)

где T_i – натяжение несущего троса в i-м режиме, [даН];

K_i – натяжение контактного провода в i-м режиме, [даН];

f_кi – стрела провеса контактного провода в i-м режиме, [м].

Стрелу провеса контактного провода находят по формуле:

(3.12)

где T₀ – натяжение несущего троса, соответствующее беспровесному положению контактного провода, [даН].

Описание стенда

В лаборатории смонтирована модель компенсированной контактной подвески. Данная модель также позволяет исследовать полукомпенсированную подвеску, переводя компенсированную подвеску в режим полукомпенсированной.

Содержание работы

На модели задают различные натяжения для несущего троса и измеряют соответствующие им стрелы провеса контактного провода и несущего троса, которые затем сравнивают с расчетными.

Порядок выполнения работы

1. Задают натяжение несущего троса равное 1,5 даН, а контактного провода равное 1 даН. При этом натяжении несущего троса по линейке определяют стрелу провеса несущего троса и отметку положения контактного провода. Полученные данные заносят в табл.3.3. Необходимо отметить, что при этом контактный провод расположен беспровесно.

2. С помощью грузов задают натяжение несущего троса равное 2даН, по линейке измеряют провес несущего троса в середине пролёта и отметку положения контактного провода (в середине пролёта).

3. Определяют провес контактного провода как разницу между отметкой контактного провода при натяжении несущего троса равном 1,5 даН и 2 даН. Полученные данные заносят в табл.3.3.

4. Натяжение несущего троса принимают равным 1 даН и проводят измерения аналогично вышеприведённым пунктам.

5. Определяют стрелы провеса несущего троса и контактного провода по приведённым выше формулам. Рассчитывают разницу между полученными фактическими и расчётными значениями. При расчетах следует принять l = 4,815 м; q = 0,05514 даН/м.

Таблица 3.3

Экспериментальные данные и результаты расчетов

Ti, даН	1,5
Fi, м	фактическое
расчетное
ΔFi, м
fкi, м	фактическое
расчетное
Δ fкi, м

Содержание отчёта

1. Рабочие схемы положения проводов контактной подвески при натяжении несущего троса 1,5 и контактного провода 1 даН.

2. Необходимые формулы, расчёты, таблицы.

3. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Чем можно объяснить появление отклонений между фактическими и расчётными значениями?

2. Почему при одинаковом изменении натяжения Т относительно Т₀ на ± 0,5 даН провес несущего троса F изменяется относительно F₀ не на одинаковые значения?

3. Чем отличается работа полукомпенсированной подвески от компенсированной?

4. В чем преимущества компенсированной подвески по отношению к полукомпенсированной?

Литература

1. Горошков Ю.И., Бондарев Н.А. Контактная сеть: Учебник для техникумов.3-е изд. перераб. и доп. – М.:Транспорт, 1990. – 339 с.

2. Марквардт К.Г. Контактная сеть. – М.:Транспорт, 1977, с. 196 – 205.

3. Фрайфельд А.В., Бондарев Н.А., Марков А.С. Устройство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных линий. – М.:Транспорт, 1987. – 336 с.

Лабораторная работа №4