Диплом(Сургаев) (1233873), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

а) Увеличение силы сцепления колес с рельсами – совершенствование ПС;

б) Улучшение использование силы сцепления – условия эксплуатации.

Начнем с условий эксплуатации. Наиболее простым и распространенным способом является подача песка в зону контакта колеса и рельса. Подачу песка необходимо производить небольшими порциями, чтобы не произошло заметного увеличения сопротивления движению. При этом размер зерен песка не должен превышать 2 мм. Наиболее экономичное и эффективное использование этого способа достигается при автоматической подаче песка. До скорости 10 км/ч на мокрых рельсах при подаче песка коэффициент сцепления увеличивается на 70–75 %. По мере роста скорости эффект использования песка снижается. Следует отметить, что важно подавать песок в начале процесса боксования, т.к. ликвидация развившегося процесса боксования может привести к повреждению ТД. Основной недостаток способа-сильное загрязнение пути и оборудования ПС песком.

Кроме песка испытывались и другие средства:

- нанесения на головку рельса равномерного слоя этиловых соединений (при обилии воды на рельсах эффекта не дает);

- механическая очистка (обдув) рельса - улучшает состояние поверхностей катания. Дает эффект до скорости 20 км/ч;

- электроискровая или плазменная обработка поверхностей катания колеса и рельса – дает значительное увеличение коэффициента сцепления, но резко повышает износ колеса и рельса;

- подача в зону контакта воды под большим давлением – дает некоторое увеличение коэффициента сцепления, но неприменимо зимой.

Способы определения боксования и особенности управления локомотивом(существующая памятка по боксованию с 18 марта 2013 г. «Памятку по недопущению боксования колесных пар локомотива») [10].

Способы определения боксования:

- уменьшение тока якоря тягового двигателя (или тягового генератора) определяемого по амперметрам, вследствие увеличения противо ЭДС боксующего двигателя;

- резкие продольные оттяжки локомотива в тяговом режиме;

- срабатывание противобоксовочной защиты с сигнализацией о боксования и автоматической подачей песка, вследствие получения питания катушек реле боксования или датчиков;

- срабатывание противобуксовочной защиты с отключением тягового режима локомотива;

- характерный звук, вызванный разносным боксованием;

- резкое возрастание показания скорости на скоростемере.

Методы предотвращения и прекращения боксования С целью исключения случаев повреждения электрического и механического оборудования локомотивов по причине боксования, локомотивным бригадам необходимо при приемке локомотива:

- проверить наличие песка в бункерах песочниц;

- проверить работу системы пескоподачи [10].

Проверяется расположение наконечника песочной трубы относительно бандажа колесной пары и рельса. Конец рукава (наконечник) должен находиться на расстоянии, для электровозов: 30–50 мм от головки рельса и на 15–35 мм от бандажа колесной пары и тепловозов: 45–65 мм от головки рельса и не касаться бандажа колесной пары. Наконечник должен быть направлен в точку касания колеса с рельсом;

- проверить наличие пломб на форсунках песочниц;

- проверить работу схемы защиты от боксования (если предусмотрено конструкцией локомотива);

- проверить работу догружающего устройства;

- проверить работу гребнесмазывателей и правильность подачи смазки на гребень колесной пары;

- при следовании с поездом в тяговом режиме при отсутствии боксовки, сравнить разницу в показаниях амперметров силовой цепи тяговых двигателей.

Особенности управления локомотивом:

- руководствоваться режимными картами;

- не превышать установленную весовую норму поезда по участку;

- перед руководящими подъемами развивать максимально допустимую скорость движения поезда и использовать максимальную мощность локомотива;

- предупреждать боксование колесных пар локомотива заблаговременной подачей песка в режимах разгона поезда, при неблагоприятных погодных условиях и следовании к участкам с повышенным риском боксования (кривые участках пути, переезды, места листопада и т.д.) или уменьшении тяговой мощности локомотива;

- правильно использовать возможности переключения электрических соединений тяговых электродвигателей и возбуждения тягового генератора;

- выдерживать интервал времени 1–2 секунд между набором тяговых позиций;

- при следовании к станциям предшествующим руководящим подъемам выяснять у дежурного по станции (далее ДСП) или поездного диспетчера (далее ДНЦ) по поездной радиосвязи порядок пропуска и время проследования предыдущего поезда;

- перед остановкой на сложных участках по профилю пути за 25–30 метров до остановки производить подачу песка;

- в пути следования в случае остановки на промежуточных станциях при необходимости проверять подачу песка под колесные пары локомотива и осмотреть состояние песочных труб и их наконечников [10].

2.3 Пневмодогружатель на примере электровоза ВЛ-80

На наибольшую силу тяги, которую может развить электровоз по условиям сцепления колес с рельсами, влияет много конструктивных факторов. К ним прежде всего следует отнести:

- неравномерность статических нагрузок от колесных пар на рельсы, которая согласно нормам допускается в пределах плюс-минус 2 %;

- расхождение тяговых характеристик отдельных двигателей;

- перераспределение нагрузок от колесных пар на рельсы в режиме тяги (торможения) и вследствие колебаний подрессоренных масс и др [6].

В результате совместного влияния этих факторов наибольшая сила тяги электровоза всегда меньше суммы наибольших сил тяги отдельных колесных пар, а их отношение, называемое коэффициентом использования сцепного веса, меньше единицы. Для уменьшения отрицательного влияния указанных факторов на тяговые свойства электровоза целесообразно в условиях эксплуатации периодически проверять и регулировать развеску электровоза, подбирать тяговые двигатели по колесным парам, следить за состоянием подвешивания, буксовых поводков и гасителей колебаний.

Так как на значение коэффициента использования сцепного веса большое влияние оказывает перераспределение осевых нагрузок в тяговом режиме, то в конструкции предусматривают устройства для выравнивания осевых нагрузок.

Таким образом наиболее разгруженной оказывается первая колесная пара передней (по ходу электровоза) тележки, осевая нагрузка которой меньше статической (расчетной). Практически эта колесная пара первой начинает буксовать и ограничивает развиваемую электровозом силу тяги.

Для того чтобы нейтрализовать действие моментов, необходимо к раме тележки приложить момент, направленный в противоположную сторону. Для создания такого момента устанавливают противоразгрузочные устройства.

Противоразгрузочные устройства электровозов ВЛ10 и ВЛ11 установлены по два (по одному на каждую тележку) на каждой секции кузовов. При движении включаются устройства только передних по ходу электровоза (т.е. разгруженных) тележек каждой секции.

Противоразгрузочное устройство (рисунок 2.3) состоит из пневматического цилиндра 2, укрепленного на кронштейне концевой балки 5 рамы кузова электровоза, коленчатого рычага 3, шарнирно с помощью валика закрепленного на раме кузова, и ролика1, который взаимодействует с накладкой на поперечной балке 4 рамы тележки. Рычаг 3 выполнен из двух пластин, приваренных к торцам отрезка трубы. Нижний конец рычага шарнирно соединен со штоком. Зазор между роликом и пластиной рамы тележки должен быть 55 мм. Все шарнирные соединения устройства смазывают универсальной смазкой УС2 [6].

Противоразгрузочное устройство ВЛ-80 представлено на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Противоразгрузочное устройство ВЛ-80

При нажатии на кнопку Нагрузочное устройство срабатывают электропневматические клапаны передних по ходу цилиндров (риунок 2.4). Сжатый воздух поступает в цилиндр; перемещение поршня и штока вызывает поворот коленчатого рычага против часовой стрелки (на рисунке) и нажатие ролика на концевую поперечную балку 4 рамы тележки. Давление в цилиндре противоразгрузочного устройства устанавливается регулятором давления в зависимости от тока тяговых двигателей; поэтому сила нажатия ролика пропорциональна развиваемой силе тяги [13].

Схема расположения противоразгрузочных устройств представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Схема расположения противоразгрузочных устройств [3]

Противоразгрузочные устройства позволяют значительно увеличить коэффициент использования сцепного веса: с 0,84 (при отсутствии устройств) до 0,93 в режиме пуска электровоза ВЛ10.

2.3 Электрическая система догружения

При реализации тяговых и тормозных сил нагрузка от колесных пар на рельсы перераспределяется. Это вызывается реакцией тягового привода, т.е. моментом от сил тяги или торможения и сопротивления движению, которые прикладываются к электровозу в разных плоскостях. Разгрузка отдельных осей может сопровождаться боксованием их в режиме тяги и юзом при торможении.

Грузовые электровозы ВЛ80К и ВЛ10 имеют несбалансированное (независимое) рессорное подвешивание и упругие опоры для передачи вертикальной нагрузки от кузова на тележки. Такая конструкция механической части ухудшает распределение нагрузок по осям во время движения. Поэтому для уменьшения разгрузки колесных пар и увеличения коэффициента использования сцепного веса на этих электровозах применены противоразгрузочные устройства (ПРУ). При движении электровоза в тяговом режиме в работу включаются ПРУ на 1-й и 3-й тележках по направлению движения, а в режиме торможения на 2-й и 4-й.

ПРУ состоят из пневматического цилиндра и рычага с опорным роликом. Давление воздуха в цилиндре автоматически устанавливается регулятором давления в зависимости от величины тока в цепи тяговых двигателей. Создаваемое усилие через опорный ролик передается на концевой брус рамы тележка электровоза, догружая тем самым колесные пары [13].

Как показывает эксплуатация электровозов ВЛ10, при вписывании в кривую ролик не вращается, а скользит. В результате как ролик, так и опорная планка на брусьях рам тележек значительно изнашиваются и возникает дополнительное сопротивление повороту тележек. Поперечное воздействие электровоза ВЛ10 на путь при этом, как показал эксперимент, увеличивается на 10–20 %.

Расчеты, выполненные автором, показали, что распределение нагрузок на рельсы по осям этого электровоза как в моторном, так и в рекуперативном режимах неудовлетворительно. Для примера на рисунке 2.5 показана зависимость изменения давления колес с ΔП одной секции по сравнению с номинальным (23 тс) от величины тока двигателя тягового режима при параллельном соединении тяговых двигателей и скорости 50 км/ч. Значение ΔП со знаком «плюс» показывает повышение давления сверх номинального, а со знаком «минус» - уменьшение. Если ПРУ не работают (штриховые линии), то наиболее разгружена 1-я колесная пара, перегружена – 4-я. При часовом токе давление на рельсы 1-й оси снижается на 2,3 тс, что значительно превышает допустимую величину 0,5 тс [3].

Рисунок 2.5 – Зависимость изменения давления колесных пар ΔП от величины тока в тяговом режиме на параллельном соединении двигателей и при скорости 50 км/ч (штриховые линии – ПРУ не работают, сплошные – включены)

В тяговом режиме ПРУ работают только на первых тележках каждой секции. В большей мере они увеличивают давление 1-й колесной пары, которая, как известно, наиболее разгружена, а также, хотя и незначительно, 3-й и 4-й (сплошные линии). Но одновременно 2-я колесная пара из перегруженной становится недогруженной, а при токах больше часовых (466 А) является уже наиболее разгруженной и, следовательно, склонной к боксованию. Наиболее рационально нагрузка распределяется при токах якоря 400 А. Тогда 1-я, 2-я и
3-я оси имеют примерно одинаковую разгрузку, в то время как 4-я перегружена. В часовом режиме и работе ПРУ 2-я колесная пара разгружается на 1,2 тс, что также выше допустимой нормы.

Таким образом, ПРУ перераспределяют давление колес на рельсы и увеличивают его у наиболее разгруженных осей примерно в два раза. Но и такое распределение нагрузки неудовлетворительно и снижает коэффициент использования сцепного веса.

Противоразгрузочные устройства недостаточно ровно распределяют нагрузку по осям и не только в тяговом, но и в рекуперативном режимах. На рисунке 2.7 показана зависимость от тока давления наиболее разгруженной колесной пары в обоих режимах параллельном соединении двигателей и скорости 50 км/ч. При малых токах нагрузка лучше распределяются в тяговом режиме, а при токах более 490 А – в рекуперативном. Следует отметить, что в тяговом режиме наиболее разгруженная ось при больших токах явно
выражена – это 2-я. В тормозном же режиме 2-я,3-я и 4-я оси разгружены примерно одинаково [3].

Рисунок 2.6 – Зависимость уменьшения давления наиболее разгруженной колесной пары (второй) от тока двигателя на параллельном соединении и при скорости 50 км/ч:
1 – рекуперативный; 2 – тяговый режим

Величины моментов, действующих на тележку и кузов и приводящих к изменению нагрузок колес, пропорциональны тяговой и тормозной силам. Эти силы равны произведению тока и магнитного потока. Сила же давления опорного ролика ПРУ пропорциональна только току, протекающему через якоря двигателей, а значение магнитного потока не усчитывается. Именно это сказывается на распределении нагрузок в зависимости от соединения тяговых двигателей, скорости движения, наличия ослабления поля и, в особенности, при рекуперативном режиме, когда обмотки двигателей имеют независимое возбуждение.

Характеристики

Список файлов ВКР