滑輪補(bǔ)償裝置偏磨及補(bǔ)償繩脫槽現(xiàn)象原因分析與改善措施

白玉發(fā)

（中國(guó)鐵路青藏集團(tuán)有限公司 供電部,青海 西寧 810000）

0 引言

接觸網(wǎng)滑輪補(bǔ)償裝置主要由定滑輪、動(dòng)滑輪、補(bǔ)償繩、墜砣串等部分組成，裝置通過(guò)墜砣串的重力作用，使線索沿線路方向在溫度變化的影響下伸長(zhǎng)或縮短，保證接觸懸掛的張力恒定不變[1-4]。目前，滑輪補(bǔ)償裝置在車速250 km/h及以下電氣化鐵路接觸網(wǎng)下錨中應(yīng)用廣泛。在線路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，存在定滑輪與補(bǔ)償繩之間的偏磨現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將損傷補(bǔ)償繩造成脫槽。若滑輪補(bǔ)償裝置卡滯，線索張力得不到有效補(bǔ)償，則可能發(fā)生斷線事故，影響鐵路安全運(yùn)營(yíng)。

1 滑輪補(bǔ)償裝置發(fā)生偏磨脫槽的原因分析

滑輪補(bǔ)償裝置的安裝示意圖如圖1所示，滑輪補(bǔ)償裝置發(fā)生偏磨、脫槽的原因主要有以下幾點(diǎn)[5-8]：

圖1 滑輪補(bǔ)償裝置安裝示意圖

（1）滑輪補(bǔ)償裝置與下錨底座采用D型連接器、雙環(huán)桿多部件連接方式，連接間隙較大，在受力狀態(tài)下，存在部件間相互扭轉(zhuǎn)的情況，并將扭轉(zhuǎn)疊加傳遞到定滑輪處，組件間扭轉(zhuǎn)時(shí)相互牽連限位，其連接處轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，使定滑輪因下錨偏角和安裝誤差等原因，導(dǎo)致鉛垂調(diào)整量不足，定滑輪與補(bǔ)償繩不在同一鉛垂面，從而引起補(bǔ)償繩偏磨輪緣現(xiàn)象?；喲a(bǔ)償裝置連接方式如圖2所示。

圖2 既有滑輪補(bǔ)償裝置連接方式

（2）滑輪補(bǔ)償裝置中定滑輪時(shí)常發(fā)生偏磨，長(zhǎng)期偏磨會(huì)產(chǎn)生輪邊緣變薄或鋒利，容易切斷補(bǔ)償繩或輪緣磨破造成補(bǔ)償繩脫槽，卡在輪軸與邊框中間，導(dǎo)致裝置卡滯，使墜砣串無(wú)法升降?；喲a(bǔ)償裝置脫槽現(xiàn)場(chǎng)情況如圖3所示，滑輪補(bǔ)償繩脫槽現(xiàn)象如圖4所示。

圖3 滑輪補(bǔ)償裝置脫槽

圖4 滑輪補(bǔ)償繩脫槽

（3）施工時(shí)下錨角鋼安裝時(shí)緊固不到位，安裝不水平，導(dǎo)致定滑輪不鉛垂；或在長(zhǎng)期振動(dòng)作用下，連接件受力面扭轉(zhuǎn)造成定滑輪偏斜，定滑輪偏斜現(xiàn)象如圖5、6所示。

圖5 定滑輪偏斜現(xiàn)象1

圖6 定滑輪偏斜現(xiàn)象2

2 滑輪補(bǔ)償裝置防偏磨、防脫槽措施

通過(guò)以上原因分析可知：要避免滑輪補(bǔ)償裝置發(fā)生補(bǔ)償繩偏磨，滑輪下錨補(bǔ)償裝置安裝完成后，需保證定滑輪輪體鉛垂，且動(dòng)滑輪、定滑輪中心面在同一鉛垂面；同時(shí)，在滑輪組使用過(guò)程中出現(xiàn)輕微偏轉(zhuǎn)后，需設(shè)防脫槽結(jié)構(gòu)防止補(bǔ)償繩脫出輪槽，避免補(bǔ)償繩卡在輪軸與邊框之間，保證墜砣串能正常升降，補(bǔ)償功能正常。由此，現(xiàn)提出以下幾點(diǎn)改善措施：

（1）優(yōu)化連接結(jié)構(gòu)：采用新型滑輪下錨底座，新型滑輪下錨底座由等邊角鋼和L型連板焊接組成，旋轉(zhuǎn)單耳通過(guò)螺栓銷與其相連，用此下錨底座連接滑輪組能夠?qū)崿F(xiàn)水平方向自由旋轉(zhuǎn)。優(yōu)化滑輪補(bǔ)償裝置和下錨柱之間的連接方式，減少連接組件，在安裝限界不變的情況下，加長(zhǎng)滑輪連板框架，同時(shí)將接觸線處滑輪下錨底座增加避讓結(jié)構(gòu)，防止承力索滑輪組補(bǔ)償繩與接觸線滑輪組磨耗。另外，將底座與框架連板直接相連，實(shí)現(xiàn)滑輪補(bǔ)償裝置繞底座連接軸的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)示意圖如圖7、圖8、圖9所示。

圖7 新型滑輪下錨底座連接方式

圖8 接觸線用滑輪底座避讓結(jié)構(gòu)

（2）增設(shè)防脫槽結(jié)構(gòu)：防止極端情況下補(bǔ)償繩從輪槽中脫出。改進(jìn)前、后滑輪補(bǔ)償裝置對(duì)比如圖10所示。

圖10 改進(jìn)前、后滑輪補(bǔ)償裝置對(duì)比

（3）規(guī)范安裝：采用水平尺對(duì)滑輪下錨底座進(jìn)行規(guī)范細(xì)致的安裝，使其達(dá)到水平狀態(tài)，按規(guī)范施加緊固力矩，使螺栓與支柱保持密貼，保證安裝狀態(tài)完全符合規(guī)范要求，防止因底座偏斜造成補(bǔ)償繩偏磨故障。

3 改進(jìn)效果驗(yàn)證

針對(duì)上述改進(jìn)后的滑輪補(bǔ)償裝置樣件模擬現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，經(jīng)20 000次疲勞試驗(yàn)后，滑輪補(bǔ)償裝置輪槽磨損正常，未出現(xiàn)補(bǔ)償繩偏磨、脫槽現(xiàn)象。測(cè)試裝置及測(cè)試結(jié)果如圖11、圖12所示?？梢钥吹?，文中所提方案可以有效改善補(bǔ)償繩的偏磨、脫槽現(xiàn)象。然而，在實(shí)際中有可能遇到更復(fù)雜的環(huán)境，比如各種大風(fēng)天氣、地震等。因此，還需進(jìn)行大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，證明文中所提方案的有效性。

圖11 疲勞試驗(yàn)

圖12 輪槽磨損情況

4 結(jié)語(yǔ)

該文通過(guò)總結(jié)分析造成滑輪補(bǔ)償裝置偏磨和脫槽的相關(guān)原因，提出了相應(yīng)的改善措施，以減少接觸網(wǎng)的故障率，保證機(jī)車的正常穩(wěn)定運(yùn)行。在改善措施中，不僅對(duì)滑輪下錨底座和滑輪補(bǔ)償裝置的連接方式和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)還增設(shè)了防脫槽結(jié)構(gòu)，這樣能夠有效減少由補(bǔ)償繩偏磨定滑輪及補(bǔ)償繩脫槽所導(dǎo)致的滑輪卡滯故障情況發(fā)生。大量的疲勞試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提改進(jìn)措施的有效性，具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。