1 ВКР Ким (1234268), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Из графика зависимости
видим:
- что при увеличении радиуса R круговой кривой сила давления рельса на гребень уменьшается;
- что на ТГ16М для колеи 1067 мм сила давления меньше чем на ТГ16М для колеи 1520 мм на 15,2 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1520 мм на 26,1 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1067 мм на 12,8 %.
В таблице 5.2 представлены результаты серии расчетов для тележек локомотивов ТГ16М для колеи 1520 мм, ТГ16М для колеи 1067 мм и ТГ16, в которой изменялась скорость прохождения круговой кривой.
Таблица 5.2 – Зависимость
| Модель локомотива | V, м/с | 5 | 10 | 20 | 30 |
| ТГ16М (1520 мм) |
| 31,3 | 62,5 | 125 | 189 |
| ТГ16М (1067 мм) | 26,7 | 53 | 106 | 159 | |
| ТГ16 (1067 мм) | 23,1 | 46,2 | 93 | 139 |
По данным таблицы 5.2 строим график, изображенный на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 – Зависимость
Из графика зависимости
видим:
- что при увеличении скорости V прохождения круговой кривой сила давления рельса на гребень набегающего колеса значительно увеличивается;
- что на ТГ16М для колеи 1067 мм сила давления меньше чем на ТГ16М для колеи 1520 мм на 15,8 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1520 мм на 26,5 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1067 мм на 12,6 %.
В таблице 5.3 представлены результаты серии расчетов для тележек локомотивов ТГ16М для колеи 1520 мм, ТГ16М для колеи 1067 мм и ТГ16, в которой изменялась конусность поверхности катания колеса.
Таблица 5.3 – Зависимость
| Модель локомотива | i | 0,05 | 0,1 |
| ТГ16М (1520 мм) |
| 62,5 | 53,5 |
| ТГ16М (1067 мм) | 53 | 47,5 | |
| ТГ16 (1067 мм) | 46,2 | 41 |
По данным таблицы 5.3 строим график, изображенный на рисунке 5.3.
Рисунок 5.3 – Зависимость
Из графика зависимости
видим:
- что при изменении конусности поверхности катания колеса с 0,05 до 0,1 сила давления рельса на гребень набегающего колеса незначительно снижается;
- что на ТГ16М для колеи 1067 мм сила давления меньше чем на ТГ16М для колеи 1520 мм на 11,2 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1520 мм на 23,4 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1067 мм на 13,7 %.
В таблице 5.4 представлены результаты серии расчетов для тележек локомотивов ТГ16М для колеи 1520 мм, ТГ16М для колеи 1067 мм и ТГ16, в которой изменялся радиус колеса.
Таблица 5.4 – Зависимость
| Модель локомотива | r, м | 0,425 | 0,475 | 0,525 | 0,575 | 0,625 |
| ТГ16М (1520 мм) |
| 60,5 | 61,5 | 62,5 | 63 | 63,5 |
| ТГ16М (1067 мм) | 52 | 52,5 | 53 | 53,5 | 54 | |
| ТГ16 (1067 мм) | 45,5 | 46,2 | 47 | 47,3 | 47,9 |
По данным таблицы 5.4 строим график, изображенный на рисунке 5.4.
Рисунок 5.4 – Зависимость
Из графика зависимости
видим:
- что при увеличении радиуса колеса сила давления рельса на гребень набегающего колеса незначительно увеличивается;
- что на ТГ16М для колеи 1067 мм сила давления меньше чем на ТГ16М для колеи 1520 мм на 15 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1520 мм на 24,6 %;
- что на ТГ16 сила давления меньше чем на ТГ16М для колей 1067 мм на 11,3 %.
6 МЕРОПРИЯТИЯ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА УЛУЧШЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАРЫ КОЛЕСО – РЕЛЬС
В настоящее время на железных дорогах России продолжаются поиски более совершенных методов борьбы над интенсивным износом рельсов и колесных пар подвижного состава. Проблема давно вышла за рамки локальных производственных бед и превратилась в одну из основных общесетевых, в огромной мере влияющих на рост расходов предприятий и дорог в целом.
-
Лубрикация
Для предотвращения износа и снижения контактно-усталостных повреждений колес и рельсов разработана технология лубрикации боковой поверхности головки рельса и гребней колес.
Лубрикация – это нанесение смазочного материала, для снижения износа и силы трения между контактируемыми поверхностями.
Трение и сопротивление движению поездов в кривых развивается главным образом в месте контакта гребней колесных бандажей с внутренней гранью головки наружного рельса, хотя частично сопротивление движению в кривых можно отнести за счет скольжения по рельсу одного из колес колесной пары вследствие неравенства проходимого колесами пути. Эти соображения привели к мысли применять смазку внутренней поверхности головки рельса, что при условии правильного наложения смазки оказалось весьма полезным; смазка осуществлялась ручным способом. Но ручная смазка рельсов оказывалась слишком дорогой, и она послужила толчком к созданию путевых и локомотивных лубрикаторов.
В отличие от смазывающих устройств, расположенных на локомотивах или тендерах и наносящих смазочный материал на реборды ведущих колес локомотива или непосредственно на рельс, современные автоматические рельсовые лубрикаторы снабжаются резервуаром для смазочного материала и устройством, приводимым в действие проходящими через него колесами; при этом графитная смазка или густое асфальтовое масло автоматически передаются на распределительные пластинки, с которых оно снимается каждым проходящим колесным бандажом.
Смазка рельсов в кривых может быть осуществлена следующими способами:
-
механическим путевым лубрикатором;
-
механическим локомотивным лубрикатором, смазывающим гребни колес;
-
механическим локомотивным лубрикатором, наносящим смазку непосредственно на рельс.
За счет уменьшения сил сопротивления движению экипажа по рельсам, лубрикация снижает расход топливно-энергических ресурсов на тягу, повышает ресурс колес и рельсов, снижает вероятность вкатывания колеса на головку рельса, улучшает экологические показатели, в частности делает работу железной дороги менее шумной. Применение технологии лубрикации системами ВНИИЖТ (консистентные смазочные материалы РП и Пума) и ВНИКТИ (быстросохнующее твердосмазочное покрытие РС-6 в/у) позволило снизить удельный износ гребней локомотивных колес в 3-8 раз (до 0,2-0,5 мм на 10 тыс. км пробега в зависимости от типа локомотива и региона эксплуатации). Реализуемый сегодня ограниченный полигон смазываемых участков пути (около 15% протяженности главных путей) пока не позволяет добиться прогнозируемого снижения затрат на энергоресурсы [11].
Автоматический гребнесмазыватель типа «АГС-8» предназначен для дозированного нанесения смазочного материала на гребни колесной пары локомотивов.
Целями установки «АГС-8» являются снижение интенсивности износа гребней колесных пар и рельсов и уменьшение энергопотребления за счет сокращения сил сопротивления движению.
Применение «АГС-8» в ряде локомотивных депо позволяло снизить в 5-10 раз интенсивность износа гребней, что в свою очередь повышает срок службы колесной пары в 2-3 раза. Так как в случае подреза гребня необходимо срезать в 2-3 раза больше металла, чем при обточке по прокату.
Так же опыт эксплуатации автоматических гребнесмазывателей на отечественных железных дорогах показывает, что их использование снижает расход топливно-энергетических ресурсов до 15 %.
Использование локомотивов с установленным «АГС-8» способствует повышению безопасности движения, так как смазанные гребни колес облегчают вписывание локомотива в кривые.
Эффект от внедрения «АГС-8» на железную дорогу о. Сахалин будет рассчитан в экономическом разделе.
6.2 Повышение коэффициента трения между поверхностями катания бандажа и рельса
Поддержание высокого коэффициента трения между поверхностями катания колеса и рельса – также очень важный вопрос.
Большое количество боксовин, наблюдаемое на рельсах, заставило специалистов обратить внимание на этот вид дефекта рельсов. В результате одного исследования было установлено, что наличие масла на поверхности катания головки рельса способствует появлению этого дефекта. В преобладающем количестве случаев оказывалось, что масло просачивалось из вагонных букс смачивало поверхность катания колеса и попадало на рельс; при этом сцепление между колесом и рельсом снижалось на 15-35%. По гладкой полированной поверхности рельсов масло переносится очень легко, и вместе с влагой очень быстро распространяется и масляная пленка. Небольшой дождь увеличивает скольжение колес, в то время как сильный дождь смывает масло с рельсов. Учитывая, что сцепление между колесом и рельсом может менять свою величину, предприняли меры по улучшению сцепления колеса с рельсом.
На железных дорогах России в качестве активатора трения используется песок. Преимущества заключаются в его доступности и низкой цене, но также он имеет недостатки, такие как:
-
засорение балласта;
-
абразивное воздействие на колеса и рельсы.
7 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
В разделе БЖД мною было решено описать проблемы охраны окружающей среды и экологической безопасности на железнодорожном транспорте.
В данном разделе будут рассмотрены экологические проблемы эксплуатации железнодорожного транспорта, виды и причины загрязнений, способы предотвращения и решения рассмотренных экологических проблем.
7.1 Экологические проблемы на железнодорожном транспорте
Транспортный комплекс, включающий в себя автомобильный, морской, внутренний водный, железнодорожный и авиационный виды транспорта, – один из крупнейших загрязнителей окружающей среды. Основные виды воздействия транспорта на окружающую среду и природные ресурсы - загрязнение токсичными веществами отработавших газов транспортных двигателей, выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников, загрязнение поверхностных водных объектов, образование отходов и воздействие транспортных шумов. Одним из таких видов транспорта является железнодорожный.
Железнодорожный транспорт, осуществляющий массовые перевозки грузов и пассажиров, признан одним из наиболее экологически чистых видов транспорта в транспортном комплексе страны. Доля негативного воздействия железнодорожной отрасли в общем объеме загрязнении окружающей среды в масштабах страны составляет: 0,72 % по выбросам в атмосферу от стационарных источников; 1,00% по выбросам в атмосферу от передвижных источников; 0,09% по сбросу загрязненных сточных вод в водоемы; 0,08% по образованию отходов производства [7].
На долю железнодорожного транспорта приходится 75% грузооборота и 40% пассажирооборота транспорта общего пользования в РФ. Такие объемы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов и, соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу. Влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку весьма ощутимо [7].
Оно проявляется, прежде всего, в загрязнении воздушной, водной среды и земель при строительстве и эксплуатации железных дорог. Выделяют следующие источники загрязнения: подвижные и стационарные.
Выбросы загрязняющих веществ от подвижных источников составляют в среднем 1,65 млн. т в год. Основное загрязнение происходит в районах, где в качестве локомотивов используют тепловозы с дизельными силовыми установками. При работе магистральных тепловозов в атмосферу выделяются отработавшие газы, по составу аналогичные выхлопам автомобильных дизелей. Помимо выбросов продуктов сгорания топлива, ежегодно при перевозке и перегрузке грузов из вагонов в окружающую среду поступает около 3,3 млн. т руды, 0,15 млн. т солей и 0,36 млн. т минеральных удобрений. Более 17% развернутой длины железнодорожных линий имеют значительную степень загрязнения пылящими грузами. Из вагонов-цистерн на пути и междупутье, во время перевозок, вследствие не герметичности клапанов и сливных приборов цистерн, не плотностей люков теряются нефтепродукты. Они просачиваются через почвенные горизонты и загрязняют грунтовые воды. Из пассажирских вагонов происходит загрязнение железнодорожного полотна сухим мусором и сточными водами. На каждый километр пути выливается до 180 - 200 м. куб. водных стоков, причем 60% загрязнений приходится на перегоны, остальное - на территории станций [7].
Особую тревогу с точки зрения экологической безопасности вызывает перевозка опасных грузов. По российским железным дорогам перевозятся опасные грузы 890 наименований. Число крушений и аварий поездов с опасными грузами в России довольно высоко. При перевозке опасных грузов происходят утечки нефтепродуктов, ядовитых и других веществ в пути следования.
В холодильном оборудовании рефрижераторного подвижного состава используются озоноразрушающие вещества, каждая холодильная машина (их две на вагон) заправлена 35 кг фреона. Утечки приводят к активизации процессов уничтожения озона. Серьезность глобальной экологической проблемы разрушения озонового слоя требует скорейшего отказа от применения озоноразрушающих веществ в отечественном холодильном оборудовании.
Стационарные источники по сложности и числу технологических процессов неравнозначны и могут создавать загрязнения не одного, а нескольких видов.
Загрязнения бывают [6]:
-
механические – инертные пылеватые частицы в атмосфере, твердые примеси в воде, не вступающие в химические реакции;
-
химические – газообразные, жидкие и твердые химические соединения и вещества, взаимодействующие с природной средой и изменяющие ее химические свойства;
-
физические (энергетические) – тепло, шум, вибрация, ультразвук, световая энергия, электромагнитные и радиоактивные излучения, изменяющие физические характеристики окружающей среды;
-
биологические – разнообразные микроорганизмы, бактерии, вирусы, появившиеся в результате деятельности человека и наносящие ему вред;
-
эстетические – нарушение пейзажей, появление свалок, отрицательно влияющие на человека.
На железнодорожном транспорте имеется 35970 стационарных источников выбросов в атмосферу. От них поступает в атмосферу 197 тыс. т загрязняющих веществ ежегодно, в том числе 53 тыс. т твердых веществ, 144 тыс. т - газообразных. Более 90% выбросов приходится на котловые агрегаты (котельные, кузнечные производства) [7].
, кН













