接触网滑轮补偿装置定滑轮与补偿绳偏磨分析

接触网滑轮补偿装置定滑轮与补偿绳偏磨分析

王鹏飞

中铁电气化铁路运营管理有限公司上海维管处南京维管段

210046

摘要：接触网滑轮补偿装置中定滑轮和补偿绳在使用的过程中很容易发生磨损，滑轮补偿装置与下锚角钢之间采用的是双环杆连接，因此定滑轮偏移之后也没有调整的余量。定滑轮不铅垂的时候，补偿绳就会与滑轮边缘产生摩擦，严重的时候也会对补偿绳造成损伤或发生脱槽，造成引弓事故的出现。

关键词：接触网滑轮补偿装置；定换轮；补偿绳；偏磨分析

京沪普速铁路为例，该铁路穿过北京市、山东省、江苏省、上海市等，该铁路处于季风气候区，包括从北向南温带季风气候和亚热带季风气候。接触网补偿装置设计此阿勇的为滑轮补偿补偿装置，气候的变化会造成坠砣频繁的升起和降落，若是滑轮补偿装置补偿绳、定滑轮之间发生了偏磨，因此就会造成定滑轮边缘部分被打磨成薄片，一旦磨损严重那么就会造成补偿绳发生损伤或形成脱槽。若是滑轮补偿装置发生卡顿，线索张力无法得到补偿，那么就很容易发生断线的事故，阻碍了铁路的正常运行。

一、分析定滑轮与补偿绳发生偏磨的原因

（一）接触网支柱倾斜

滑轮补偿装置一般设置在锚柱上，锚柱承受了垂直路线和顺路线两个方向的作用力，最终由支柱基础承受所有的负荷。由于该铁路通过路途的路基基础受到负荷影响，锚柱受力后容易发生倾斜，因此会导致下锚角钢与滑轮补偿装置发生倾斜，因此补偿绳与定滑轮不铅垂，从而发生偏磨的情况。

（二）设计有缺陷

定滑轮与支柱的活动连接部件设计存在问题，双环杆与下锚角钢连接之后，另一端与滑轮组保持固定，垂直方向上无活动余量，滑轮组与下锚角钢连接部件无法实现自由活动，若是定滑轮与补偿绳不铅垂，连接件也无法活动那么就会造成偏磨的问题。虽然后期可以在连接片的位置上安装垫片来矫正滑轮，但是垫片磨损后也要及时更换，因此不仅增加了工作量，也无法从本质上解决偏磨的问题。

（三）下锚作用力

定滑轮安装在支柱上，补偿绳延线索伸缩方向从线路中心形成转角并且安装在定滑轮上，改变了接触悬挂的方向，这种情况下支出会产生一个作用力，用PM表示。下锚作用力与转换柱位置的锚段关节类型、线路状态、转换柱与锚柱的位置有密切的关系。见图1。

图1  直线区段下锚作用力的具体情况

第一，直线区段的下锚作用力。按照图1可知，跨线路一侧落锚的时候，转换柱受到极大的拉力，同一侧落锚之后，转换柱受到极大的压力，下锚作用力大小的计算公式为。A表示基础面以上的锚柱高度。a表示转换柱下锚支架偏离线路中心的距离。开口侧则采用-表示，闭口侧采用+表示。l表示锚柱与转换柱之间的距离，表示为跨距。Cx表示锚柱侧面的限界，T表示补偿张力[1]。

第二，曲线区段的下锚作用力。曲线区段形成下锚支架偏离原路线的原因为：（1）曲线区段下锚包括曲线内侧下锚和曲线外侧下锚两种类型。（2）曲线自身悬挂发生了偏移。见图2。

（a）锚柱位于曲线内侧

（b）曲线偏移计算分析

（c）锚柱位于曲线外侧

例如下锚支总偏离值为B，下锚造成的偏离值为Z，曲线引起的偏离值为x，B=x±Z。在锚柱位于曲线外侧的时候取-，锚柱在曲线内侧的时候取+。根据图2的（b）可知，通过研究三角形定理可知由曲线引起的偏离值为x=l2/2R。曲线区段下锚造成的偏离值Z与直线曲线一致，但是由于外轨超高造成的受电弓的中心与线路中心有偏移，a值有（c-a）代替。综上所述，PRM==。PRM表示曲线曲线下锚对转换柱造成的下锚作用力。c表示线路中心、受电弓中心的偏移值，R表示曲线半径，Cx表示锚柱的侧面限界。总的来说，顺线路方向的负荷通过接触悬挂沿着线路形成了一个水平方向的力，坠砣受到重力的影响而产生了一个垂直方向的力，最终形成的锚作用力造成了滑轮偏磨的情况[2]。定滑轮与双环杆连接，角钢悬吊孔与双环杆之间的间隙非常大，受到下锚作用力的影响造成定滑轮间隙发生反转、倾斜，从而加重了定滑轮与补偿绳之间的磨损。

（四）长期设备运行发生变化

施工的时候，部分下锚角钢安装与滑轮组出现倾斜，从而造成补偿绳和定滑轮不铅垂。同时，设备长期运行，受到外部因素的影响，下锚角钢位置出现了位移，从而加大恶劣偏磨的问题[3]。

（五）定滑轮位置的转折角较大

本次铁路车站滑轮补偿装置一共有115个，通过相关资料的查阅，1985～1996之间的车站发生了补偿绳脱槽的有94处，严重影响了铁路的正常运行。通过现场调查，主要原因是补偿装置定滑轮发生了严重的偏移，补偿绳和定滑轮在不同的方向上，由于定滑轮没有偏转角调节机制，因此外界造成导线伸缩量变化较大的时候就会发生脱槽的问题，或者也会因为滑轮与补偿绳长期磨损从而发生断线的问题。

二、解决方案

要解决补偿绳与定滑轮偏磨的前提，就需要补偿装置严格按照维修规则进行安装，解决问题的核心就是把保证补偿绳处于滑轮槽正中心的位置，补偿绳保持铅垂状态，就算下锚角钢出现了倾斜，也不会出现补偿绳偏磨定滑轮的问题。设备改造人员要了解接触网现有零部件功能及其作用，还要了解各种部件的连接方式和用途，善于通过某些零部件的作用来解决实际使用中出现了零部件缺损的问题，从本质上解决偏磨的问题

[4]。

（一）改变用球头挂环加双联碗头挂板

双环杆具有连接下锚角钢与滑轮组的效果，由于连接下锚角钢与滑轮组的环在一个无法转动的平面上，因此双环杆连接整体是无法进行旋转的，若是下锚角钢出现了倾斜，由于双环杆的特殊性，连接滑轮组与下锚角钢倾斜后也位于一个平面，因此定滑轮与补偿绳不铅垂。通过长期运行和维护，掌握了零部件的特点，通过重新组合零部件的方式来实现下锚角钢与滑轮组之间的连接和旋转，采用球头挂环加双联碗头挂板的方式，碗头可以随意转动，下锚角钢若是发生倾斜，通过零部件连接的优势，与连接的下锚角钢、滑轮组不会在二维平面上发生建议，定滑轮与补偿绳能够保持铅垂状态，解决了偏磨的问题。

（二）将双环杆改为杵环杆联合单联碗头挂板

分析定滑轮与补偿绳发生偏磨的原理，通过杵环杆联合单联碗头挂板能够实现滑轮组在垂直方向上旋转，其原理就是通过杵头在碗头上充分转动，滑轮补偿装置可以自动调节，保持定滑轮与补偿绳铅垂，解决了两厢偏磨的问题。

三、小结

本文针对铁路日常运行维护的经验，制定定滑轮与下锚角钢连接部位的设备改造对策，通过运行验证具有极好的效果，因此要针对滑轮与补偿绳之间的偏磨问题进行针对性的解决。日常运行维护中，要针对存在的问题进行梳理，通过反哺设计、持续施工改进、不断创新、探索零部件组合方式等，实现对设备的优化改造，保证设备的稳定、可靠运行。

参考文献：

[1]王璐.接触网滑轮补偿装置定滑轮与补偿绳偏磨分析及解决方案[J].电气化铁道,2020,31(05):62-65.

[2]韩博.接触网滑轮式补偿装置偏磨的应对方法[J].神华科技,2016,14(06):82-84.

[3]赵宁.京九线接触网补偿滑轮偏磨问题分析及应对措施[J].上海铁道科技,2014(03):42+73.

[4]谢峰.隧道内接触网滑轮组补偿装置偏磨卡滞原因分析及对策研究[J].中国西部科技,2012,11(06):47-48.