接触网滑轮补偿装置定滑轮与补偿绳偏磨研究

2023-11-30剧锦鲲

机械管理开发 2023年10期

剧锦鲲

（晋能控股煤业集团铁路运营管理山西有限公司矿山铁路分公司，山西大同 037003）

1 定滑轮与补偿绳偏磨原因分析

1.1 接触网支柱倾斜

通常，在锚杆上安装有带轮补偿器，该补偿器需要从竖向和顺线路两个方向上受到力的作用，最后整个承载都是靠支柱基础承受。因为在这条铁路上有很多疏松的粉细沙。在以上荷载作用下，由于地基较软，锚杆在承受荷载后较易发生倾斜，从而使下锚角钢和带轮的补偿机构之间产生相对的角度，很容易造成两者之间铅垂不齐，导致偏磨。

1.2 设计存在缺陷

定滑轮和支柱的移动接头部分的连接设计存在不足，双环杆在与下锚角钢连接后，另一端与滑组轮相结合，基本上没有纵向上的活动余量。滑轮组和下锚角钢的连接件是不能自由移动的，如果固定滑轮和补偿索不垂直，那么连接件就不能移动，就会出现偏磨。尽管后期在联轴器上安装垫圈能起到很好的纠正作用，但由于垫圈的磨损，需要定期进行更换，虽然提升了实际的工作量，但是这种方法只能暂时解决问题，无法从根本上消除安全隐患[1-2]。

1.3 下锚作用力

固定滑轮与支撑配合，补偿绳沿导线的回缩方向由直线中心的角度设置在固定滑轮上，从而使接触悬架的方向发生变化，从而在杆上产生力（锚杆力），用符号PM来表示。在转换柱上，锚杆的受力与转换柱的铰接类型、线路状态以及转换柱与锚杆的相对位置关系密切，受力情况如图1 所示。一方面，顺线路方向的载荷通过接触悬挂在线路上产生横向力，而在重力作用下，在垂直方向上产生一股竖向力，最后形成锚杆力PRM，使定滑轮发生偏磨。而定滑轮是与双环连杆相联接的，而角钢悬吊孔与双环杆之间存在着很大的空隙，由于受锚力的作用，定滑轮在两个空隙之间发生翻转、倾斜，加重了定滑轮和补偿索的磨损[3-4]。

图1 直线区段下锚作用力情况

1.4 长期设备运行发生改变

在设备安装过程中，由于安装角度存在一定的误差，会造成其与滑轮组的倾角，从而造成补偿绳和定滑轮的不铅垂。另一方面，由于设备运行的时间过程，加上使用环境中其他因素的综合作用，加速了锚角钢位置位移速率，从而导致了偏磨[5]。

1.5 定滑轮处转折角过大

以某车站为例，该车站共设有115 个滑轮补偿器，根据有关资料记载，在1985—1996 年间，该站出现了94 次补偿索错位（包括重复），对铁路的正常运行造成了很大的影响。经过实地考察和研究分析，发现补偿器的定滑轮偏移极其严重，主要原因是由于补偿绳与定滑轮不在一个方向上而造成的。当外部因素对导线收缩的影响较大时，很容易发生脱槽事故，或者由于固定滑轮和补偿绳的长期磨损，很容易发生断裂。

2 解决方案

解决补偿绳与定滑轮偏磨的重要基础是：在安装时，必须以《普速铁路接触网运行维修规则》（TG/GD 116-2017）第109 条接触线（六）的接触线偏转角度（在水平方向上发生变化）为基本原则，该方法的核心是确保补偿绳处于滑轮凹槽的中心位置，补偿索始终处于竖直状态，即使下锚角钢出现倾斜现象，也不会出现补偿绳偏磨。所以，设备改装人员要了解现有的接触网部件的功能和作用，了解接触网的连接方法和用途，并充分发挥它们的作用和特性，解决实际应用中的零件出现的问题，避免偏磨的产生。

2.1 改用球头挂环加双联碗头挂板

双环棒用于将下锚角钢与滑轮组相结合。由于连接下锚角钢、滑轮组的环位于一个固定的平面上，且不能转动，这就表明采用双环连杆的整个结构是静止的，不能转动。由于双环杆的特殊性，在锚角出现倾斜的情况下，它所连接的滑轮组和下锚角钢在倾斜后也会出现在同一平面，从而使定滑轮和补偿索不垂直。

经过长时间的运行和维修，对零件性能完全掌握后，采用再组装的方法使下锚角钢和滑轮组在连接后也能够实现自由转动，也就是采用球头挂环加双联碗头挂板的安装方式，将现有的“下锚角钢+双环杆+滑轮组”的连接模式改为“下锚角钢+双环柱+双环柱+双头挂环+球头挂环+滑轮组”。双碗头挂板和球头挂环相结合，球头挂环与滑轮组相连，可在两个碗头吊盘上自由旋转，当下锚角有倾斜时，利用这两个挂环进行连接，与之相配的下锚角钢、滑轮组工作在同一平面上，并且不会产生移动，在自身重力的作用下，可以保证定滑轮和补偿索维持垂直状态，从源头上避免了定滑轮和补偿索的偏磨问题的产生[6-7]。