接触网恒张力放线车线索张力在线测量装置研制

从理论上讲 ，砂浆可以作为比对的项 目。比对
砂浆 时 ，用水 泥标 准样 品和标 准砂 来制 作试 件并 规
３ 结 语
国家 计量认 证铁 道评 审组将 继 续每 ３ 年组 织 １ 次 获证 实 验 室 的能力 验 证工 作 ，并将 总 结 ３ 能 力验 次
定用水量 ，按标准状态养护后 ，对其强 度进行评
由拉 力传 感器测 出并送 入微
机 控 制 系 统 。考 虑 张 力 损 失
和附加 载荷 ，拉力传感 器所 受 拉 力 Ｆ与线 索 张 力 的计
算 公式 为
图２ 张力测量装置布置
Ｆ＝ Ｔｓ ， ｎ ｉ
・Байду номын сангаас
（） １
１ ・ ３
计 量 工 作
拨 刚ｌ
放 线 乍线 索 张 Ｊ 线 洲 ｛ 装 研
中 图分 类 号 ： Ｕ ２ ． ２７５
文献标识码 ：Ｂ
文章 编 号 ： １ ０ — １８ （０ ０ — ０ ２ ０ ０ ６ ９ ７ ２ １） ８ ０ １— ３ １
１ 概 述
接 触 网恒张 力放 线车作 为 高铁接 触 网施 工 维护 的关键设 备 ，其 核心 在于 控制放 线 过程 中的张 力恒
图３ 测 力 装 置 结构
精确 设计 的 ５个 测 力滚 轮
能保证线索圆滑地绕过横向施 力点而不产生硬弯等变形 ，此 时 ，线索 在 张力测 量 滚轮 中产 生向上的垂直分力 。为方便 测 量 ，经过 一套杠 杆机 构 对测 力 滚 轮 所 受 垂 直 分 力 进 行
放 大 ，放 大 后 的 垂 向 分 力 Ｆ
３３ 测力 装置 结构 ．
３ 测 力 装 置 设 计
３１ 装 置 设计 要求 ．
测力 装置 主要 由测 力滚 轮 、支撑座 、拉力传 感
器、杠杆机构等组成 ，具体结构如图 ３ 所示 。
虽 然测量 原 理 比较 简单 ，但 线索 在施 工 中一 直 处 于 动 态 的放 出 过程 ， 因此 ，在 具体 的结 构设 计 中必 须 同时
价 ，或 再加 上砂 浆 的物理 指标 。这 些检 测过 程应该
证的经验 、分析 比对结果数据 ，为今后更好地做好
能力验证工作提供更多的论据。同时，希望通过能
是可行的 ， 问题是 目 尚缺少试验数据 ，而对砂 但 前 浆 的比对 ， 需要经过多次检测才可以判定其他方面
力验证工作 ，提示实验室要有持续保持检测水平的 意识 ，并要注重细节 ，对检测环境 、人员和设备加 强管 理 。
式 （ ）中 ， 为修 正 系数 ；Ｔ为线 索 张 力 ，ｋ １ Ｎ；０ 为线 索 张力 与 水平 线 的夹角 ，。 。
４３ 实 际运用数 据 的取得 ．
通 过 以上 方法 处理 ，每 种接 触线 或承力 索都 能 对 应 得 到 各 自的 — Ｆ函 数关 系 。实 际运 用 中 ，只 要 在计 算机 界面输 入线 索类 型 ，计算 机 自动调 用对 应 的 Ｆ函数关 系 ，通过 张力 传感 器 的测 量值 Ｆ ， 即可得 到放 线 张力 。
自由轮采 用滚 动轴 承 ，直接 支撑在 张力 机构 轴 上 ，放 出去 的线 索 张 力 经 过 自由轮 后 几 乎 没 有
假设线索实际张力为 ，在线索垂向施加 １ 个 力 ，张力 Ｔ 与水平线的夹角为 ０ ，在 ３ 个力达到 平衡 时 ，Ｔ＝ ｎ ，测 量 的 大小 即可 计算 出张 ｏ２Ｔｓ ０ ｉ
摘
要 ：针对 接触 网恒 张力 放线 车放线 张力测 量难 的问题 ，介绍 一种 在线测量接触 网线索 张力的装置 。
通过解决测量 方法 、传感器的布置 、测量数 据的处理 ，使线索 张力 在线测量装置达到１ ／ ７—２ １ 接 １１３ ２ Ｏ １《 Ｂｒ ２ 触 网恒张力放线车》规定 的测量精度要求和装 车运用的要求。 关键 词 ： 接触 网架设 ；接触 网维修 ；恒张力放线车 ； 线索张力 ；在线测量
力 ７ １ 用 该 原理 测 出 的张 力 ，通过 微 机 进行 计 。运
衰减 ，由此保证测力装置测量的张力与放出去线索
张力 一致 。 测力 装置 设在 张力 机构下 部 ，便 于接 近 ，线 索
算 、修正得到正确的张力值 。
从装置中穿线非常容易 ，传感器 、线缆 、滚轮等也 易于 检查 、维 护 。
一
对 于非线 性误 差 ，主要 采用标 定 的方法 加 以消
５２ 动态 试验 ．
除。具体方法是 ，在导向柱后的线索 中串人高精度
无线 拉 力传 感器 （ 精度 为 ０１ ，通过 改变 张力 大 ．％） 小 ，计 算机 采样 记 录不 同张力值 所对 应传 感器 的输
静 态试验 合格后 ，在接触 网试验线 上进 行模 拟 放线 的动态试 验 。试验 时 ，将 高 精度无 线拉 力传 感 器 一 端 固定 在起 锚 支柱 上 ，另一 端 与 接触 线 连 接 ， 放 线 车停在 起锚 支柱 附近 ，在计 算机 上设 定不 同的 放线张力 ，以轨道车牵 引进行 放线作业 。在 ３ ３ Ｎ ～ ０ｋ 范 围改 变设 定值 ，计算 机 自动记 录测 量值 ，取 轨道 车匀速 运行 时 的记 录值 ，测 得传 感器 的测 量值 误差 为一 ．３ ＋ ．１ ０２％～ ０９ ％，达到标 准 要求 。 经过 反复试 验 ，测力 装置 测量 的张力 值 与无线 拉力传 感器 测量 值具 有高 度 的一 致性 。同时 ，测力 装置反 应迅 速 ，能及 时反 映线 索张 力 的实际值 ，满 足恒 张力 系统 张力控 制 的输入 条件 要求 。 样 车在西安 一咸 阳之 间进 行 了放线 试验 ，实 际
是否也满足 比对要求 ，因此 ， 这次比对不宜选择砂
浆。
‘
１ ２
２ １ １ ８Ｊ （ ０ ＇ Ｊ 总 ２ ８Ｊ ） ｌ１ ９ ９ ｊ
铁 道 技 术 监 督
第３ ９卷
第８
力传感器 ，但作为在线 检 测 ，这 种 方 式行 不 通 ，只能采 用 间接 测量
的方 式 。测 力 装置 采 用
定 ， ＢＦ ２ ２ ２ １ 《 Ｔ ／ ３７－ ０ １接触网恒张力放线车》要求
“ 步 和 停 车 时 的 张 力 误 差 应 不 超 过 设 定 值 的 起 ±０ １％；匀 速 放 线 过程 中张力 误差 应 不 超 过设 定 值 的± ％” ５ ，并 明确要求 “ 应设 有测量 张力 的装 置 ，能 在线测量接触线或承力索 （ 以下简称为线索） 的实 际
线 索 张力测 量最 直接 的方式 是在 线索 中串人拉
１ ｇ２上 ，因 此 ，样 品 的 邮 寄 成 为 一 个 大 问题 。 ０ｋ ｌ ￣ 因此 ，砂也 不宜 作 为 比对 项 目。
１ ． 钢材 ５
２ 比对 方 案 的 确 定
经 过上 述分 析论证 ，２ 年 铁道 行业 工程类 获 ０ １ １ 证 实验 室 能力验 证最终 放弃 了改 用其 他产 品进行 比 对 的想 法 ，决定 和 前 ２ 一样 ，选 用普 通 硅 酸 盐水 次 泥做 样 品 。检测 参 数 包括 比表 面积 、初凝 、终 凝 、
第３ ９卷 第 ８期
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铁 道 技 术 监 督
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接触 网恒 张力放线车线索张力在 线测量装 置研 制
段 红兵
（ 金鹰重型 工程机械有限公 司，湖北 襄阳 ４ １０ ４ ０ １）
也不 一样 ，计算 所得 结果 与实 际张 力 间有误 差 ，即
５ 试 验情 况
５１ 静 态试 验 ．
在厂 内试验 基地 的接 触 网试 验 线上 ，进行 放线
车静 止状 态下 的精度 测试 。试 验 时 ，在起 锚 支柱处
传感器输 出电压 与线索 张力 间不是完 全的线性关 系 ，不 同线索 的误 差也 不相 同 。同时 ，电气 干扰 也 对传感 器测 量精 度 产生影 响 。
张力 ，测量范 围 ０ ４ Ｎ，测量误差应不超过± ％” ￣５ ｋ ｌ 。
由于在线 检测 测量 过程 中不 能使接 触线 产生硬 点 、扭 曲 、波 状变 形等 任何损 伤 ，并且 接触 线一般 采 用 银 铜 、锡 铜 、镁 铜 等合 金 材 质 ，截 面 面 积 为
８ ～ ５ ２ ５ １０ ｍｍ ，具 有 刚 性 大 、施 工 中 张 力 大 （ ５ １～
三角 形 测力 原 理 ，如 图 １ 所示 。
图１ 三角形测力原理
过张 力机 构外 侧 自由轮 上 的轮槽 ，从 导 向柱 上部 的 导 向滚轮 中穿 出。张力 机构摩 擦 轮 由电机 驱动 ，当 液压 系统 驱动 电机 对张 力机 构施 加阻力 矩后 ，线 索
张 紧产生 张力 。
４２ 数 据处 理 方法 ．
的线 索 中 串人 高精度 无线 拉力 传感 器 ，通过 增减 坠 砣数 量 的方式 改变 线索 张力 ，放线 车计 算机 显示 的 张力 值与 无线 拉力传 感器 的输 出值 进行 对 比 ，结 果
４２１ 消除非 线性 误差 ．．
在 ３ ３ Ｎ范围内 ，张力传感器 的测量值误差为 ～ ０ｋ ０１ ％～ ０８ ％，达 到标 准要 求 。 ． ７ ＋ ．９
钢材应该是符合 比对要求的材料 ， 但大量 的实 验数 据表 明 ，钢 材 检测结 果 的离散 性太 大 ，必须 经
过专业 制样 单位 加 工样 品 ，才 能保 障检 测结 果 的离
散性符合要求。所以，普通工程用钢筋不宜作为 比
对样 品 。 １ 砂 浆 ． ６
３ 抗折 、２ 抗折 、３ｄ ｄ ８ｄ 抗压 、２ 抗压 、氧化镁 、 ８ｄ 三氧 化硫 等９ 指标 。 项
由于拉力传感器的应变非常小 ， 以整个测量 所 过程中的 ０ 角可以看做一个定值。