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高铁棘轮补偿装置安装方法.pdf
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1、运行与维护 Running and Maintenance 2023.8 今日制造与升级 113随着中国经济的快速发展,各省市都在筹备修建客专和高铁。棘轮补偿装置是高速铁路接触网系统中重要的组成部分,它的传动效率高达97%以上,发生事故时影响范围小于200m,其作用是调节和控制因温度变化引起的承力索和接触线的自然伸缩,使承力索和接触线的张力和弛度始终处于标准范围内,从而提高整个高速铁路接触网系统的可靠性。1 棘轮补偿装置结构1.1 组成棘轮补偿装置由棘轮底座、棘轮本体、棘轮连接架、补偿绳、平衡轮、双耳楔形线夹、坠砣串(包含坠砣及坠砣杆)和坠砣限制架组成。1.2 工作原理棘轮运行示意如图1所示。
2、678954321495铭牌1.双耳楔形线夹;2.补偿绳;3.棘轮连接架;4.止动垫块;5.制动间隙;6.双头螺杆;7.支架横螺栓组合;8.棘轮;9.平衡轮图1 棘轮运行示意图承力索与接触线棘轮结构完全一致,采用 TB/T20752020电气化铁路接触网零部件标准进行生产,棘轮本体大轮直径566mm,缠绕半径为519mm,小轮直径为170mm,传动比为1 3,传动效率大于97%,补偿绳为50型柔性不锈钢丝绳。在工作状态下,棘齿与止动垫块间止动间隙为15 20mm,确保棘轮可以自由转动,当接触网断线后,棘轮下落,落在制动垫块上,防止坠砣和棘轮继续下落,缩小事故范围,经实验表明,事故范围小于200
3、m。经施工分析,坠砣串距离地面和棘轮底座的高度直接受底座安装高度、坠砣串长度及棘轮大轮补偿尾绳的影响,棘轮大轮补偿尾绳的长度受大轮补偿绳长度及棘轮大轮补偿绳缠绕圈数的影响,棘轮大轮补偿绳缠绕圈数受小轮补偿圈数的影响,棘轮小轮补偿绳缠绕圈数受棘轮小轮补偿绳长度和承力索接触线随温度伸缩变化量的影响。2 棘轮补偿装置计算2.1 补偿绳长度计算承力索接触线受温度变化的伸缩量计算公式为:L=LT(1)式中,为线索线胀系数,承力索接触线线胀系数为0.0000175;L为中锚中心柱至棘轮补偿装置的距离,按跨距测量相加,m;T为施工温度与平均温度差值,。施工温度取施工现场导线温度,因汉十高铁接触网设计最高计算
4、温度为80,最低计算温度为-20,则平均温度为30。通化(2009)-1005接触悬挂下锚安装图中要求最高温度时平衡轮与棘轮之间的间距大于1.5m。查找资料,一般高铁接触网最大半锚段长度为750m。经过计算,在温度达到80时承力索接触线的变化量L=0.0000175750(80-30)=0.66m。棘轮侧轮最大缠绕圈数为4圈,根据安装预留0.5圈的要求,当最高温度时,单边侧轮缠绕的长度 L1=3.53.140.171.87m。经过计算,接触线棘轮侧轮补偿绳最短长度需要8.06m。根据承力索和接触线下锚安装要求,承力索的下锚绝缘子和接触线的下锚绝缘子上下空间对齐,承力索棘轮底座比接触线棘轮底座短
5、0.62m,则承力索侧轮补偿绳的最摘要文章分析了棘轮补偿装置结构、棘轮装置计算、棘轮补偿装置无调整安装工艺要求、棘轮补偿装置存在的问题及控制措施等4个方面内容,并以汉十高铁为例进行研究,为客运专线、高速铁路棘轮补偿装置的安装提供参考。关键词高速铁路;接触网;棘轮;无调整;安装中图分类号U225 文献标志码A高铁棘轮补偿装置安装方法彭伟(中铁十一局集团电务工程有限公司,湖北武汉430070)运行与维护 Running and Maintenance 114 今日制造与升级 2023.8小长度为9.3m。在温度达到80时,坠砣 B 值(坠砣底面距离地面高度)为最小值,棘轮大轮补偿绳缠绕最小圈数为0
6、.5圈。以此为例,根据设计坠砣底面距离基础面的最小距离大于0.3m 的要求,可计算此时大轮补偿绳的长度。根据支柱开孔图,接触线棘轮底座安装高度距离基础面为6.165m,接触线坠砣杆长度为1.65m,按 Q/CR95232018高速铁路电力牵引供电工程细部设计和工艺质量要求,双耳楔形线夹尾绳盘圈直径为0.2m,计划盘圈长度为3圈,需要最小长度为1.3m,则大轮补偿尾 绳 的 最 小 长 度 L2=0.53.140.519+6.615-1.65+1.2-0.36.68m。承力索棘轮安装高度距离基础面为7.306m,承力索坠砣杆长度为1.36m。根据设计要求,承力索坠砣串与接触线坠砣串的顶面对齐。以
7、汉十高铁为例,正线张力为23+28.5kN,通过计算承力索接触线需要的坠砣数量为31块+38块,坠砣厚度为0.035m,经过计算此时承力索坠砣坠砣串距离地面的高度为0.545m。经 过 计 算,L2=0.53.140.519+7.756-1.36+1.2-0.5457.87m。综合考虑汉十高铁实际情况,棘轮补偿绳的长度定为:承力索侧轮补偿绳长度为9.4m,接触线侧轮补偿绳长度为8.2m。承力索大轮补偿绳长度为9.7m,接触线大轮补偿绳长度为8.0m。满足计算最小长度要求。2.2 棘轮无调整安装计算棘轮大轮及侧轮缠绕圈数为4圈,在平均温度30时缠绕圈数均为2圈,则侧轮的棘轮缠绕圈数随温度变化 时
8、 的 计 算 公 式 为:C1=2-L(T0-T)dC1=2-0.0000175L(30-T)0.53。以2圈为中值,补偿绳收放长度计算公式为:=0.0000175L(30-T)。棘轮大轮缠绕圈数计算公式为:C2=4-C1。接触线棘轮安装高度为6.165m,根据坠砣底面与基础面的距离大于0.3m,坠砣顶面距离接触线棘轮中心的间距大于0.82m 的要求,接触线坠砣串包含坠砣38块,则在平均温度时,接触线坠砣顶部距离基础面的高度 h0=6.165-(hmin+hmax)/2=6.165-(0.82+6.165-1.3-0.3)/2=3.4725m。接触线 B 值随温度变化时,计算公式为:B1=h0
9、+3L(T0-T)-0.03538=2.1425+0.0000525L(30-T)。由于承力索坠砣顶面与接触线坠砣顶面平齐,则承力索坠砣 B 值计算公式为:B2=B1+0.0357=2.3875+0.0000525L(30-T)。接触线坠砣杆长度为1.65m,接触线大轮补偿绳尾绳有效长度(不含回头)为:L1=L1-3.140.519C2-(h-B1-1.65)=8-1.63C2-6.165+B1+1.65=3.485-1.63C2+B1。承力索坠砣杆长度为1.36m,经计算承力索大轮补偿尾绳有效长度为:L2=L2-3.140.519C2-(h-B2-1.36)=9.5-1.63C2-7.756
10、+B2+1.36=3.349-1.63C2+B1。3 棘轮补偿装置无调整安装工艺要求3.1 棘轮底座安装(1)棘轮底座安装前下锚拉线预先安装到位,安装前检查棘轮底座及连接螺栓的规格型号、质量是否符合设计标准要求,配件是否齐全。(2)利用吊机将棘轮底座吊到支柱预留开孔位置;通过连接螺栓将底座本体连接在 H 型钢支柱侧面上,并保证所有连接底板在一个垂直面上,预紧螺栓;将上部角钢、下部角钢用螺栓与底座本体4块底板连接,调整位置使棘轮底座连接角钢相对于支柱对称,上下连接孔中心铅垂,上下底座连接角钢内侧间距保证503mm,预紧固螺栓。(3)用螺栓将连接横板底座本体连接,保证中心对称,采用力矩扳手紧固力矩
11、。(4)保证上下底座连接角钢内侧间距为503mm;保证棘轮装置的安装孔位在同一铅垂线上,不会发生偏斜现象。采用扭矩扳手紧固,并拧紧副螺母。M20的螺栓紧固力矩为130Nm,M16的螺栓紧固力矩为70Nm。3.2 棘轮补偿绳安装(1)利用手持红外测温仪测量线材温度,利用钢卷尺测量中锚中心柱与补偿装置之间的距离,测量方法采用按跨距测量累加方式,与设计图纸进行校对,复核无误后输入 Excel 表中进行计算。(2)将补偿绳计算结果采用10m 钢卷尺进行测量,并进行标记,选用正确的补偿绳长度。(3)现场采用支架辅助支撑棘轮本体,便于缠绕。(4)大轮补偿绳安装。先将补偿绳整体顺直,通过计算,将大轮补偿绳圈
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