Антиплагиат. Полный отчет. Поспелов Д.Е. (Тяговые расчёты для новых схем формирования поездов), страница 4

Вэтих поездках, осуществляемых в условиях реальной эксплуатации, снижениерасхода электроэнергии на тягу составляло 3 – 14% [8].5Таким образом, наука о теории тяги развивается с каждым годом благодарясотрудничеству и совместной деятельности стран, в которых тяжеловесное идлинносоставное движение имеет высокий приоритет. Благодаря новымсимуляторам, в частности TDEAS, разработанному австралийскими икитайскими учеными, а также программным комплексам, в частности ЭТР,который является продуктом труда наших отечественных учёных, тяжеловесноедвижение получило толчок к своему дальнейшему развитию, раскрывая своивозможности в большей степени.52 АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ КПРОДОЛЬНЫМ СИЛАМ В ТЯЖЕЛОВЕСНЫХ ПОЕЗДАХ2.1 Образование продольных сил и их влияние на подвижной составТяжеловесное движение возникло из потребности обеспечить наиболее4экономичный способ перевозки руды, угля и других однородных насыпныхтипов грузов из мест их добычи до4морских портов,мест массового8складирования или до мест потребления.

Известно, что необходимым условиемполноценного развития тяжеловесного движения в разных странах явилисьорганизация и проведение исследований всех основных процессов, имеющихместо при взаимодействии экипажа и пути, и продольной динамики поезда,системный подход к проблемам взаимодействия колеса и рельса, экипажа ипути, нагрузок в системе энергоснабжения при электрической тяге. Встране развитие хозяйственной деятельности464нашейтребует увеличения объёмаперевозок, значительная часть которых осуществляется железнодорожнымтранспортом. Одним из способов повышения провозной способности железныхдорог, не требующих46больших капитальных затрат на модернизациюинфраструктуры, является введение в обращение и широкое использованиепоездов повышенной массы и46длины – от 6000 тонн и выше.

При большоймассе и увеличенной длине значительно ухудшается характер протеканияпереходных процессов в поезде при его движении;динамических сил, действующих в4949амплитуды продольныхнём, возрастают до величин, превышающихзначения, установленные по условиям статической и усталостной прочностиавтосцепок и46поглощающих аппаратов подвижного состава, в результате чеговозможно возникновение внезапных и постепенных отказов,46заключающихся вих разрушении и, как следствие, разрыве поезда.

Эти факторы являетсясерьёзным нарушением безопасности движения поездов.В документе СТО "РЖД" 1.07.002-2010 "10Инфраструктура железнодорожноготранспорта на участках обращения грузовых поездов повышенного веса идлины. Технические требования"64чётко сформулировано понятие продольнойсилы [9]. Продольная сжимающая (растягивающая) сила: медленноизменяющаяся квазистатическая сила, возникающая в поезде в процессеустановившегося его движения и определяемая осреднением за две секунды.Квазистатическая сила - медленно изменяющаяся сила, возникающая впроцессе установившегося движения с плавным характером роста и действии втечение более 2-х секунд.Продольные силы в поезде при эксплуатации длинно-составных поездовиграют решающую роль, поскольку от них зависят безопасность движения,провозная способность и износ подвижного состава.

В результате нарушенийрежима вождения в поезде могут возникать большие продольно-динамическиесилы – как растягивающие, так и сжимающие. Эффект от действия продольныхсил определяется их направлением и положением вагона по отношению ксоседним экипажам в сцепе. При расположении вагонов под углом друг к другув плане возникают поперечные горизонтальные составляющие продольных сил,а при разности высот их автосцепок — вертикальные составляющие, дающиедополнительно34нагрузку или разгрузку соответствующих колес экипажа, чтооказывает влияние на соотношение боковых и вертикальных силвзаимодействия.34Важно подчеркнуть то, что наличие продольных сил не только ведет кувеличению интенсивности виляния, но и способствует уменьшениювертикальных нагрузок в системе колесо – рельс,34сил, препятствующих вкатыванию колеса на головкууменьшение устойчивости колеса на рельсе34то есть ведет к уменьшению34рельсов.

В таких ситуацияхнаблюдаются не как результатпрямого действия продольной силы большой величины, а как следствие34интенсивных колебаний34экипажа [10]. Это особенно проявляется в зонепереходных кривых, для которых характерно наличие дополнительныхвозмущений ударного характера и34связанно с растягивающим продольнымисилами.Величина продольных сил в решающей степени зависит от характеристикпневматического тормоза. Тормозная волна распространяется несколько нижескорости звука, ну а отпускная – в разы медленнее.

В связи с этим временнойсдвиг момента срабатывания или отпуска тормозов в отдельных вагонах создаетв составе продольные силы. Разница во времени срабатывания тормозов и,соответственно, величина продольной силы тем больше, чем длиннее поезд.При организации движения поездов повышенной массы и длины2необходимо учитывать некоторые особенности работы пневматическихтормозов поезда, которые влияют на уровень продольно-динамических сил впоезде. При торможении с головы поезда тормозная волна с конечнойскоростью2от 250 до 300 распространяется вдоль состава и приводит вдействие тормозные приборы вагонов.

Таким образом, первыми тормозятголовные вагоны и через несколько секунд хвостовые вагоны поезда. Вгрузовом поезде массой 63002тонн и длиной около 1 километра это времясоставляет около 4 секунд. В поезде массой 9000 тонн различие во времениначала торможения головных и хвостовых вагонов будет около 62секунд.

Приторможении головных вагонов и незаторможенных хвостовых возникает эффектнабегания незаторможенных вагонов на заторможенную часть поезда, ипродольные силы сжатия начинают действовать на выдавливание вагонов изрельсовой колеи, раскантовку рельсов, на сдвиг рельсошпальной решетки[11].Из всего выше перечисленного можно сделать вывод о негативномвоздействии больших продольных сил как на тяговый состав (автосцепныеустройства, колесные пары, рессорное подвешивание), так и на верхнеестроение пути.

Первоочередная задача при формировании тяжеловесныхпоездов заключается в уменьшении этих продольных сил.2.2 Нормативы, определяющие допустимый уровень продольных сил впоездеБезопасность при обращении поездов повышенного веса и/или длины вбольшей степени обеспечивают следующими мерами:‒ режимом вождения поезда, при котором обеспечивается непревышениепродольными сжимающими и растягивающими силами при движении поезда,трогании с места и торможении (в том числе и при экстренном) величин всоответствии с таблицей 2.1 и таблицей 2.2 которые указаны ниже.‒ соблюдением правил формирования поездов.‒ установлением максимально допустимых скоростей движения грузовыхпоездов повышенного веса и/или длины в соответствии с нормами [12].Таблица 2.1 - Максимально допускаемые растягивающие продольные силыквазистатического характера в грузовых поездах повышенного веса и/длины (в том числе на автосцепках локомотивов)Грузовой вагонЗагрузкавагона, тРадиусы кривых, м150 200 250 400 700 и более0 392,28У 490,35У 490,35У 490,35У 490,35У10 684,49У 784,56У 882,63У 1176,84У 1274,81АР20980,7У 1078,77У 1176,8У 1274,91У 1274,91У931,67 АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,67АТ 931,67АТ302727или21274,91У 1274,91У 1274,9У 1274,91У 1274,91У931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,672АТ 931,67АТ501274,91У 1274,91У 1274,9У 1274,91У 1274,91У931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,67АТ 931,67АТ601274,91У 1274,91У 1274,9У 1274,91У 1274,91У931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,67АТ 931,67АТ28701274,91У 1274,91У 1274,9У 1274,91У 1274,91У931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,67АТ 931,67АТ2Примечание - в таблице 2.1 приняты следующие обозначения:У ‒ ограничение по устойчивости колеса на рельсе.28АТ ‒ ограничение по прочности автосцепок при трогании и электрическомторможении.АР ‒ ограничение по прочности автосцепок при разгоне.49Из таблицы видно, что по условиям безопасности сила тяги локомотива недолжна превышать усилий, допустимых по прочности автосцепки,кН при2движении2поезда с места и 950 кН приравных 13002разгоне поезда:2(2.1)Превышение сил этих величин может приводить к обрывам автосцепок,2«стаскиванию» вагонов с рельсовой колеи, раскантовке рельсов и сдвигурельсошпальной решетки.Для порожних вагонов допустимая растягивающая сила составляет 500 кН.Отсюда следует, что в поездах смешанного формирования, состоящих изгруженых и порожних вагонов, необходимые тяговые усилия в которыхпревышают 500 кН, порожний вагон не может находиться в составе поездаближе чем на расстоянии x от головы поезда[13].

Это2значение можно найти спомощью формулы(2.2)При использовании прямодействующих или электрических тормозовлокомотива и автоматических тормозов в поезде возникают сжимающиепродольные силы квазистатического характера.2Ограничения на силыторможения, развиваемые с помощью этих тормозов, приведены в2таблице 2.2.Таблица 2.2 - Максимально допускаемые растягивающие продольные силыквазистатического характера в грузовых поездах повышенного веса и/длины (в том числе на автосцепках локомотивов)Загрузкавагона, тРадиусы кривых, м150 200 250 400 700 и болееГрузовой вагон0 392,28У 441,32У 490,35У 490,35У 490,35У10 588,42У 637,46У 686,49У 735,53У 784,56У20 748,56У 833,60У 882,63У 931,67У980,7 У931,67 АТ30 980,7 У 1019,74У 1078,7У 1094,81У 1173,84У931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,672АТ 931,67АТ50980,7А 980,7А 980,7А 980,7А 980,7А931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,67АТ 931,67АТ60980,7А 980,7А 980,7А 980,7А 980,7А22727или931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,67АТ 931,67АТ2870980,7А 980,7А 980,7А 980,7А 980,7А931,67АТ 931,67АТ 931,6АТ 931,67АТ 931,67АТ2Примечание - в таблице 2.2 приняты следующие обозначения:У ‒ ограничение по устойчивости колеса на рельсе.АТ ‒ ограничение по прочности автосцепоксостоянию494928скорости движения поездов пожелезнодорожного пути ниже 60 км/ч, максимальная сжимающаясила в поезде не должна превышать 40 тс (392,28)49кН.Превышение этих сил приводит к «выжиманию» вагонов из рельсовойколеи, раскантовке рельсов и сдвигу рельсошпальной решетки.Если на перегоне имеются участки82строения, максимально допустимые2пути с различной конструкцией верхнего82квазистатические продольные силыограничиваются по наиболее слабой конструкции.82Приведенные данныераспространяются на случай предельно допустимых износов рельсов иколесных пар вагонов и локомотивов.2.3 Требования к формированию поезда повышенного веса и/или длиныВес поезда должен быть от 6000 до 16000 т, а вес соединенного до 12000тонн.

Четырехосные вагоны должны быть:- с осевой нагрузкой до 25,0 тс (245,18 кН);- с погонной нагрузкой до 8,2 т/м (80,42 кН/м).Погонная нагрузка многоосных вагонов не должна превышать 10,5 т/м(102,97 кН/м).Поезд повышенного веса формируют из груженых вагонов, норма весапоезда в границах тягового полигона или направления должна быть установленапо участку с наиболее сложным планом и профилем железнодорожного пути.При необходимости включения в его состав порожних вагонов или вагонов натележках пассажирского типа их ставят в хвосте поезда.