RU2011567C1

RU2011567C1 - Device for compressed jointing of two multiple-strand cables of contact system

Info

Publication number: RU2011567C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Лозинский; А.А. Порцелан; В.С. Пахомов; Н.А. Носкова; К.М. Раков; В.Я. Берент; В.Ф. Егоров
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта
Priority date: 1990-10-29
Filing date: 1990-10-29
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: power supply of railway transport. SUBSTANCE: device comprises S-section shackle of plastic material with constant or varying length. Upper and lower tail portions are out of contact with intermediate horizontal flat but are located away from it at a distance equal to, or larger than, diameters of wires being connected. Width of horizontal flat is selected from the expression submitted in the description of the invention. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 4 dwg

Description

Устройство для соединения двух многожильных проводов контактной сети относится к электроснабжению железнодорожного транспорта и может найти применение в контактной сети электрифицированных железных дорог или других областях техники, использующих узлы с многопроволочными проводами. A device for connecting two stranded wires of a contact network refers to the power supply of railway transport and can find application in a contact network of electrified railways or other areas of technology using nodes with multi-wire wires.

Многожильные провода контактной сети соединяют с помощью болтовых типа КС-046, КС-048, КС-069, КС-054, КС-055, КС-064 или прессуемых безболтовых зажимов. Болтовые зажимы состоят из нескольких деталей, сложны по конструкции и требуют частых осмотров, что снижает их надежность, сужает область использования. Некоторые прессуемые безболтовые зажимы имеют корпус и вкладыш, разделяющий внутреннюю полость на два канала. В эти каналы вводят соединяемые провода и опрессовывают их в прессах с помощью матрицы и пуансона. Необходимость установки вкладыша при сборке соединения создает неудобство монтажа в линейных условиях. Кроме того, зажимы этой конструкции не обладают требуемой надежностью при соединении проводов из разных материалов вследствие возникновения электрокоррозии. Stranded wires of the contact network are connected using bolt type KS-046, KS-048, KS-069, KS-054, KS-055, KS-064 or extruded boltless clamps. Bolt clamps consist of several parts, are complex in design and require frequent inspections, which reduces their reliability, narrows the scope of use. Some pressable boltless clamps have a housing and an insert that divides the internal cavity into two channels. Connected wires are introduced into these channels and crimped in presses using a die and a punch. The need to install the liner during assembly of the connection creates the inconvenience of installation in linear conditions. In addition, the clamps of this design do not have the required reliability when connecting wires of different materials due to the occurrence of electrocorrosion.

Наиболее близким по своей технической сущности и предлагаемому устройству является S-образный зажим, в котором для исключения выползания соединяемых проводов при опрессовке соединительный элемент выполнен многоотростковым, причем рядом расположенные отростки выгнуты в противоположные стороны и образуют замкнутые полости, направленные друг к другу. Это усложняет конструкцию зажима, повышает трудоемкость его изготовления. При одноотростковом зажиме для предупреждения выползания проводов необходимо, чтобы зазоры между торцами хвостовых частей и перемычкой отсутствовали. В этом случае можно осуществить соединение только проводов со свободными концами, которые вводят в цилиндрические каналы сбоку. Однако, в практике монтажа и ремонта контактной сети часто необходимо соединять провода, концы которых закреплены в анкерах. В этих случаях устройство должно иметь открытые полости, и такое устройство перед опрессовкой накладывают на соединяемые провода, вводя каждый из проводов в соответствующую полость в направлении, нормальном к внутренней поверхности зажима. При опрессовке такого зажима провода, как правило, полностью или частично выползают из полостей зажима, препятствуя образованию или снижая качество соединения. The closest in its technical essence and the proposed device is an S-shaped clamp, in which to prevent the connecting wires from creeping out during crimping, the connecting element is multi-process, and adjacent processes are curved in opposite directions and form closed cavities directed towards each other. This complicates the design of the clamp, increases the complexity of its manufacture. With a single-branch clamp, to prevent creeping of wires, it is necessary that there are no gaps between the ends of the tail parts and the jumper. In this case, you can connect only wires with free ends, which are introduced into the cylindrical channels from the side. However, in the practice of installation and repair of the contact network, it is often necessary to connect wires whose ends are fixed in anchors. In these cases, the device must have open cavities, and such a device is placed on the connected wires before crimping, introducing each of the wires into the corresponding cavity in the direction normal to the inner surface of the clamp. When crimping such a clamp, the wires, as a rule, completely or partially creep out of the clamp cavities, preventing the formation or reducing the quality of the connection.

Цель изобретения - повышение надежности и расширения области применения подобного устройства. The purpose of the invention is to increase reliability and expand the scope of such a device.

Для достижения поставленной цели в устройстве для обжимного соединения двух многожильных проводов контактной сети, содержащее скобу S-образного сечения, выполненную из пластичного материала с постоянной или уменьшающейся от середины к краям толщиной и имеющую внутренние полости, отделенные промежуточной горизонтальной площадкой, отстоящей от верхней и нижней хвостовых частей на расстояниях, равных или больших диаметров соединяемых проводов, внутренние полости скобы покрыты контактными поверхностями, а ширина b промежуточной горизонтальной площадки выбрана в соответствии с выражением
b=

где σ_т - предел текучести материала скобы,
Р - усилие прессования, приходящееся на горизонтальную площадку длиной l, соразмерной с поперечной протяженностью скобы,
К - коэффициент относительного изменения высоты деформируемого объема металла до и после опрессовки, равный:
для железных проводов 0,90. . . 0,92,
для медных проводов 0,87. . . 0,89,
для алюминиевых проводов 0,8. . . 0,83.To achieve this goal in a device for crimping two stranded wires of a contact network, containing an S-shaped bracket made of plastic material with a constant or decreasing thickness from the middle to the edges and having internal cavities separated by an intermediate horizontal platform spaced from the upper and lower tail parts at distances equal to or larger diameters of the connected wires, the inner cavity of the bracket is covered with contact surfaces, and the width b of the intermediate horizon area selected in accordance with the expression
b =

where σ _t - yield strength of the bracket material,
P is the pressing force attributable to a horizontal platform of length l commensurate with the transverse length of the staple,
K is the coefficient of relative change in the height of the deformable volume of the metal before and after crimping, equal to:
for iron wires 0.90. . . 0.92,
for copper wires 0.87. . . 0.89,
for aluminum wires 0.8. . . 0.83.

Достижению поставленной цели способствует также то, что контактные поверхности внутренних полостей скобы выполнены из тех же материалов, что и соединяемые провода. The achievement of the goal is also facilitated by the fact that the contact surfaces of the internal cavities of the bracket are made of the same materials as the connected wires.

Необходимость в горизонтальной площадке в S-образных зажимах с открытыми полостями объясняется следующими. При отсутствии горизонтальной площадки и совмещении вертикальных осей поперечных сечений обоих проводов угол наклона внутренней поверхности устройства к горизонтали уже на небольшом расстоянии от вертикали становится больше угла трения и под воздействием вертикального усилия прессования обжимаемые провода начинают скользить по внутренним поверхностям и, в конечном итоге, выползают из открытых полостей устройства, ухудшая качество соединения. Горизонтальная площадка создает опору, препятствующую такому скольжению в начальный период опрессовки. The need for a horizontal platform in S-shaped clamps with open cavities is explained by the following. In the absence of a horizontal platform and the vertical axes of the cross sections of both wires being combined, the angle of inclination of the device’s inner surface to the horizontal already at a small distance from the vertical becomes larger than the friction angle and, under the influence of the vertical pressing force, the crimped wires begin to slide along the inner surfaces and, ultimately, crawl out open cavities of the device, worsening the quality of the connection. The horizontal platform creates a support that prevents such sliding in the initial period of crimping.

Для того, чтобы усилие прессования в процессе опрессовки проводов в устройстве, в основном, расходовалось на создание плотного соединения по всей поверхности контакта между устройством и соединяемыми проводами, а не терялось на неизбежную деформацию устройства для образования горизонтальной площадки между соединяемыми проводами, эту горизонтальную площадку предусматривают на стадии изготовления устройства. В результате, при опрессовке соединения исходная длина горизонтальной площадки остается неизменной или лишь несколько увеличивается и усилие прессования на ее образование практически не расходуется, а полностью используется на обжатие проводов в устройстве. In order for the pressing force in the process of crimping the wires in the device to be mainly spent on creating a tight connection over the entire contact surface between the device and the connected wires, and not to be lost on the inevitable deformation of the device to form a horizontal platform between the connected wires, this horizontal platform is provided at the stage of manufacturing the device. As a result, when crimping the connection, the initial length of the horizontal platform remains unchanged or only slightly increases and the pressing force on its formation is practically not spent, but is completely used to crimp the wires in the device.

Однако для каждого материала устройства горизонтальная площадка должна иметь оптимальную величину (ширину) для обеспечения требуемого качества, в частности плотности прилегания проводов к устройству и полного обхвата проводов хвостовыми частями устройства. При меньшей величине площадки по отношению к оптимальной соединяемые провода выползают из устройства, при большей - в местах перехода горизонтальной площадки к хвостовым частям между устройством и проводами образуются щели, ухудшающие контакт и увеличивающие переходное электрическое сопротивление в соединении. However, for each material of the device, the horizontal platform should have an optimal size (width) to ensure the required quality, in particular, the contact density of the wires to the device and the complete coverage of the wires with the tail parts of the device. With a smaller size of the site with respect to the optimum, the connected wires crawl out of the device, with a larger one, gaps are formed in the places where the horizontal platform moves to the tail parts between the device and the wires, worsening the contact and increasing the transient electrical resistance in the connection.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство с открытыми проемами и обозначенной горизонтальной площадкой до обжатия прессом; на фиг. 2 - то же устройство после опрессовки. In FIG. 1 shows the proposed device with open apertures and a designated horizontal platform before crimping; in FIG. 2 - the same device after crimping.

С целью выбора ширины горизонтальной площадки b определили минимальное усилие прессования пресса, необходимое для производства опрессованных соединений на проводах, обычно встречающихся при монтаже контактной сети, по формуле, выведенной из положений теории обработки металлов давлением:
Р_мин = 0,65 l σ_т(D₁ + D₂₎ где D₁, D₂ - диаметры соединяемых проводов.In order to choose the width of the horizontal platform b, we determined the minimum pressing force of the press necessary for the production of pressed joints on the wires usually encountered during the installation of the contact network, using the formula derived from the theory of metal forming:
P _min = 0.65 l σ _t (D ₁ + D ₂₎ where D ₁ , D ₂ are the diameters of the connected wires.

Для расчетов были взяты стале-медные провода диаметром 14 мм и σ_тж= 19 - 23 кг/мм², медные провода такого же диаметра и σ_тм = 14 - 16 кг/м^м2 (тип М120) и алюминиевые провода диаметром 18 мм и σ_та= 8 - 10 кг/мм² (тип А185). Длина устройства была принята равной 40 мм, как наиболее часто встречающаяся в практике. Тогда:
Р_1жмин = 0,65.40.23.2.14 = 16744 кгс,
Р_1ммин = 0,65.40.16.2.14 = 11648 кгс,
Р_1Амин = 0,65.40.10.2.18 = 9360 кгс.For the calculations, steel-copper wires with a diameter of 14 mm and σ _tj = 19 - 23 kg / mm ² , copper wires of the same diameter and σ _tm = 14 - 16 kg / ^m 2 (type M120) and aluminum wires with a diameter of 18 mm were taken and σ _ta = 8 - 10 kg / mm ² (type A185). The length of the device was taken equal to 40 mm, as the most common in practice. Then:
P _1zhmin = 0.65.40.23.2.14 = 16744 kgf,
P _1mmin = 0.65.40.16.2.14 = 11648 kgf,
P _1Amin = 0.65.40.10.2.18 = 9360 kgf.

Наибольшее применение имеют ручные пресса с усилием прессования 20000 кгс, что дает возможность выполнять различные монтажные работы и опрессовывать любые провода. Применительно к этому прессу и с учетом коэффициента ширину площадки выбирают следующей:
для железных проводов
b_ж=

для медных проводов
b_м=

для алюминиевых проводов
b_A=

При соединении разнородных проводов ширину площадки устанавливают по материалу скобы с меньшим пределом текучести.Hand presses with a pressing force of 20,000 kgf are most widely used, which makes it possible to carry out various installation works and crimp any wires. In relation to this press and taking into account the coefficient, the width of the site is chosen as follows:
for iron wires
b _w =

for copper wires
b _m =

for aluminum wires
b _A =

When connecting dissimilar wires, the width of the pad is set according to the material of the bracket with a lower yield strength.

На фиг. 3 показано соединение проводов из двух разнородных материалов, когда материал устройства аналогичен материалу одного из проводов. Для контакта с другим проводом на поверхность устройства наносят соответствующий материалу провода слой металла 11. In FIG. Figure 3 shows the connection of wires of two dissimilar materials when the material of the device is similar to the material of one of the wires. To contact another wire, a metal layer 11 is applied to the surface of the device corresponding to the material of the wire.

На фиг. 4 изображено то же, для случая, когда материал устройства не аналогичен материалу проводов. Ширина площадки аналогична предыдущему случаю. In FIG. 4 depicts the same for the case when the material of the device is not similar to the material of the wires. The width of the pad is similar to the previous case.

Устройство содержит выполненную из пластичного металла постоянной или переменной толщины скобу 1, имеющую две контактные поверхности 2 и 3, каждая для контакта с одним из двух соединяемых проводов 4 и 5 соответственно. Контактные поверхности 2 и 3 выполнены криволинейными и имеющими в поперечном сечении S-образную форму, причем их верхние 6 и нижние 7 криволинейные части соединены горизонтальной площадкой и примыкающими к ней участками средней части до образования замкнутого цилиндрического канала, а удалены от них на расстояние, равное или большее диаметрам соединяемых проводов D₁ и D₂. Это создает в устройстве проемы для накладывания устройств на соединяемые провода в направлении, нормальном к продольной оси соединяемых проводов.The device comprises a bracket 1 made of ductile metal of constant or variable thickness, having two contact surfaces 2 and 3, each for contact with one of two connected wires 4 and 5, respectively. Contact surfaces 2 and 3 are made curved and having an S-shape in cross section, with their upper 6 and lower 7 curved parts connected by a horizontal platform and adjacent sections of the middle part to form a closed cylindrical channel, and removed from them by a distance equal to or larger diameters of the connected wires D ₁ and D ₂ . This creates openings in the device for imposing devices on the connected wires in the direction normal to the longitudinal axis of the connected wires.

При использовании устройства для соединения двух многожильных проводов 4 и 5 контактной сети, выполненных из разнородных материалов, в том случае, когда материал скобы 1 аналогичен материалу одного из контактных проводов 5 (фиг. 3), на вторую контактную поверхность 2 наносят слой 11 из материала, аналогичного материалу второго провода 4. When using the device for connecting two stranded wires 4 and 5 of the contact network made of dissimilar materials, in the case when the material of the bracket 1 is similar to the material of one of the contact wires 5 (Fig. 3), a layer 11 of material is applied to the second contact surface 2 similar to the material of the second wire 4.

В случае, когда материал скобы 1 не соответствует ни одному из материалов соединяемых проводов 4 и 5, используют скобу с двумя нанесенными слоями 11 и 12 из материалов, аналогичных материалам соответствующих соединяемых проводов 4 и 5 (фиг. 4). In the case when the material of the bracket 1 does not correspond to any of the materials of the connected wires 4 and 5, use a bracket with two applied layers 11 and 12 of materials similar to the materials of the corresponding connected wires 4 and 5 (Fig. 4).

Для соединения проводов 4 и 5 вначале устройство своим проемом верхней криволинейной части накладывается на один из соединяемых проводов бесконечной длины и подвешивается на нем, а затем второй соединяемый провод вставляют в проем нижней криволинейной части. Собранное таким образом соединение проводов помещается в головку пресса (чаще всего ручного) между матрицей и пуансоном и производится его опрессовка. При опрессовке оба провода упираются в горизонтальную площадку 8 устройства, которая препятствует их выскальзыванию из проемов устройства и способствует образованию высококачественного соединения. To connect wires 4 and 5, first, the device with its opening of the upper curved part is superimposed on one of the connected wires of infinite length and suspended on it, and then the second connected wire is inserted into the opening of the lower curved part. The wire connection thus assembled is placed in the head of the press (most often manual) between the die and the punch and it is crimped. When crimping, both wires abut against a horizontal platform 8 of the device, which prevents them from slipping out of the device openings and promotes the formation of a high-quality connection.

Ширина горизонтальной площадки b скобы 1 зависит от предела текучести σ_т материала устройства.The width of the horizontal platform b of the bracket 1 depends on the yield strength σ _{t of the} material of the device.

Коэффициент К определяют экспериментально. The coefficient K is determined experimentally.

Данное устройство обеспечивает повышенную надежность соединения проводов и способствует расширению их номенклатуры. This device provides increased reliability of the connection of wires and contributes to the expansion of their range.

Claims

1. DEVICE FOR CRIMPING CONNECTION OF TWO MULTI-WIRED CONTACT NETWORKS, comprising an S-shaped bracket made of plastic material with a constant or decreasing thickness from the middle to the edges and having internal cavities separated by an intermediate horizontal platform spaced from the upper and lower tail parts by distances equal to or large diameters of the connected wires, characterized in that the inner cavity of the bracket is covered with contact surfaces, and the width b of the intermediate horizontal plane adki selected in accordance with the expression
b =

,
where σ _t - yield strength of the bracket material;
P is the pressing force falling on a horizontal platform of length l, commensurate with the transverse length of the bracket;
K is a coefficient characterizing the relative change in the height of the deformable volume of the metal before and after crimping and is equal to:
for iron wires 0.90 - 0.92,
for copper wires 0.87 - 0.89
for aluminum wires 0.8 - 0.83
2. The device according to p. 1, characterized in that the contact surfaces of the internal cavities of the bracket are made of the same materials as the connected wires.