Повышение эффективности тормозной системы электроподвижного состава и безопасности движения поездов

Введение 7
1 Эксплуатируемое тормозное оборудование 8
1.1 Компрессор 12
1.2 Главный резервуар 15
1.3 Кран машиниста 17
1.4 Воздуховод и соединительные рукава 18
1.5 Запасный резервуар 20
1.6 Воздухораспределитель 22
1.7 Тормозная рычажная передача 23
2 Статистический анализ отказов элементов тормозного оборудования 26
3 Недостатки существующей системы тормозов 31
3.1 Недостаточная эффективность тормозов в длинносоставных и тяжеловесных поездах 31
3.2 Высокий износ тормозных колодок 34
3.3 Недостаточная точность регулировки тормозной силы 36
3.4 Недостаточное качество осушки воздуха, питающего тормозное оборудование 39
4 Требования к усовершенствованной системе тормозов 41
4.1 Особенности эксплуатации тормозов в нестандартных ситуациях 44
4.1.1 Работа тормозов в зимний период 44
4.1.2 Работа тормозов в сложном (горном) профиле 45
4.1.3 Работа тормозов на длинносоставных и тяжеловесных поездах 46
5 Проектирование усовершенствованной системы тормозов 50
5.1 Выбор компонентов системы тормозов, их расчет и проектирование 55
6. Обеспечение требований безопасности труда при эксплуатации и обслуживании тормозного оборудования электроподвижного состава 67
6.1 Характеристика осуществляемого технического процесса 67
6.2 Опасные и вредные производственные факторы 67
6.3 Средства обеспечивающие безопасность 68
6.3.1 Средства индивидуальной защиты 68
6.3.2 Средства коллективной защиты 69
7 Расчет затрат на внедрение оборудования в тормозную систему электроподвижного состава 71
7.1 Расчет оценки ущерба 71
7.2 Расчет стоимости оборудования, его установки 75
Заключение 79
Библиографический список 80

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время железнодорожный транспорт является одним из наиболее распространенных и важных видов транспорта. Вместе с тем, безопасность на железнодорожном транспорте играет важнейшую роль для пассажиров, грузовладельцев и персонала. Одним из ключевых элементов обеспечения безопасности движения поездов является тормозное оборудование. Для обеспечения безопасности необходимо поддерживать тормозное оборудование в рабочем состоянии и повышать его эффективность. Учитывая современную тенденцию развития железнодорожного транспорта идущую по пути увеличения массы и длинны состава, тормозное оборудование должно соответствовать новым требованиям для безотказной и эффективной работы.[1]
Также рассматриваются новые технологии и средства повышения эффективности тормозного оборудования, методы обучения персонала и проверки состояния тормозного оборудования. Экспериментальное исследование проводится с целью выявления эффективности новых технологий и средств в области тормозного оборудования.
В результате исследования будут разработаны рекомендации по совершенствованию эксплуатируемых систем торможения и организационные решения, направленные на повышение безопасности движения поездов. Полученные результаты и рекомендации помогут улучшить безопасность на железнодорожном транспорте и предотвратить случаи аварий.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Эксплуатируемое тормозное оборудование

Работу тормозной системы обеспечивают пневматическая и механическая часть. Особенность пневматической части (рисунок 1) заключается в наличии устройств, которые распознают команды машиниста и преобразуют давление воздуха в усилие, передающееся через тормозную рычажную передачу на тормозные колодки.



Рисунок 1 – Пневматическая часть тормозного оборудования четырёхосного типового грузового вагона с одним тормозным цилиндром


Механическая часть представляет собой систему рычагов и устройств (рисунок 2), которая позволяет обеспечить передачу и распределение усилий от тормозного цилиндра к тормозным колодкам.
Она предназначена для передачи усилия, развиваемого на штоке тормозного цилиндра, на тормозные колодки. В состав рычажной передачи входят триангели или траверсы с башмаками и тормозными колодками, тяги, рычаги, подвески, предохранительные устройства, соединительные и крепежные детали, а также автоматический регулятор выхода штока тормозного цилиндра.


Рисунок 2 – Механическая часть тормозного оборудования четырёхосного грузового вагона с одним тормозным цилиндром

1 – тормозная колодка; 2 – подвеска башмака; 3 – вертикальный рычаг тележки; 4 – серьга; 5 – триангель; 6 – тормозная тяга; 7 – регулировочный винт; 8 – кулиса; 10 – шток тормозного цилиндра; 11 – кронштейн; 12 – горизонтальный рычаг вагона; 13 – регулировочные отверстия для затяжки горизонтальных рычагов; 14 тяга; 15 – валик; 16 – затяжка горизонтальных рычагов; 17 – авторегулятор; 18 – распорка триангеля; 19 – вертикальный рычаг тележки; 20 валик подвески триангеля; 21 – подвеска триангеля; 22 – башмак; 23 – предохранительная скоба; 24 – распорка вертикальных рычагов; 25 – струна триангеля

Таблица – 1 Виды эксплуатируемых тормозных систем и их характеристики
Тип тормозов Максималь-ная скорость (км/ч) Длина тормозного пути на площадке при максимальной скорости движения (м) Коэффици-ент эффективнос-ти тормозов
1 2 3 4
Пассажирский подвижной состав
(кроме моторвагонного) – – –
Пневматический с чугунными колодками 120-160 1000-1600 8,3-10,0

Окончание таблицы 1
1 2 3 4
Электропневматический с композиционными колодками 160 1300 8,1
Пневматический с чугунными колодками совместно с магнитно-рельсовым 150 460 3,1
Электропневматический дисковый с композиционными колодками и магнитно-рельсовый 200 1600 8
Грузовой подвижной состав – – –
Пневматический с чугунными колодками 80 800 10
Пневматический с композиционными колодками 100 800 8
Электропневматический с композиционными колодками 100-120 750-1000 7,5-8,3
Моторвагонный подвижной состав – – –
Электропневматический с чугунными колодками 130 1000 7,7
Электропневматический с композиционными колодками 130 800 6,1

Пневматические тормоза используют однопроводную магистраль, которая проложена вдоль каждого локомотива и вагона. Она необходима для дистанционного управления воздухораспределителями, которые заряжают запасные резервуары и наполняют тормозные цилиндры сжатым воздухом при торможении. Это позволяет также соединять цилиндры с атмосферой при отпуске. Логистическая система пневматических тормозов позволяет достичь эффективного регулирования скорости и остановки транспортных средств. Каждый элемент в системе выполняет свою функцию, что предоставляет высокую точность и надежность управления. Такая система особенно важна для безопасности пассажиров и грузов в транзитных перевозках на большие расстояния.
Пневматические тормоза, используемые на подвижном составе, делятся на автоматические и неавтоматические, а также на пассажирские и грузовые в зависимости от скорости тормозных процессов. Автоматические тормоза задействуются при разрыве тормозной магистрали или открытии стоп-крана любого вагона и срабатывают из-за снижения давления в магистрали, а при повышении давления - освобождаются.
Тормоза бывают автоматическими и неавтоматическими. Неавтоматические тормоза срабатывают при повышении давления в трубопроводе и отпускаются при выпуске воздуха из трубопровода. Автоматические тормоза проходят три этапа работы: зарядку, торможение и отпуск. Зарядка воздухопровода и запасных резервуаров происходит сжатым воздухом. Торможение происходит при снижении давления воздуха в магистрали, воздух из запасных резервуаров поступает в тормозные цилиндры, которые приводят в действие тормозную передачу.
Автоматические тормоза бывают разных типов, включая мягкие с равнинным режимом отпуска. Они начинают работать при определенных значениях зарядного давления в магистрали и не срабатывают при медленном снижении давления. После торможения они производят полный отпуск, повышая давление в магистрали на 0,1-0,3 и выпуская воздух из тормозных цилиндров в атмосферу. В то же время они заряжают запасные резервуары, связанные с тормозной магистралью.
На Закавказской дороге применяются тормоза трех типов: мягкие, полужесткие с горным режимом отпуска и жесткие. Мягкие и полужесткие тормоза имеют схожие свойства, но для полного отпуска полужестких тормозов необходимо восстановление давления в магистрали на 0,1-0,2 ниже зарядного. Отпуск полужестких тормозов происходит по ступенчатой схеме. Жесткие тормоза работают на определенном зарядном давлении в магистрали и при снижении давления любым темпом производят затормаживание. Однако, они не приходят в действие при давлении в магистрали вне зарядного. Отпуск жестких тормозов происходит при восстановлении давления в магистрали на 0,1-0,2 выше зарядного. Тормоза жесткого типа применяются на участках с уклонами круче 45 градусов.
Электропневматическими называются пневматические тормоза, управляемые при помощи электрического тока.
Электропневматический тормоз прямодействующего типа с разрядкой и без разрядки тормозной магистрали, применяется на пассажирских, электро- и дизель-поездах. В этом тормозе наполнение цилиндров при торможении и выпуск воздуха из них при отпуске осуществляются независимо от изменения давления в магистрали, т. е. аналогично прямодействующему пневматическому тормозу.
Электропневматический тормоз автоматического типа с питательной и тормозной магистралями и с разрядкой тормозной магистрали при торможении применяется на некоторых дорогах Западной Европы и США.
В этих тормозах торможение осуществляется путем разрядки тормозной магистрали каждого вагона через электровентили в атмосферу, а отпуск — сообщением ее через другие электровентили с дополнительной питательной магистралью. Процессами наполнения и опоражнения тормозного цилиндра управляет обычный воздухораспределитель, как и при автоматическом пневматическом тормозе.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Распоряжение Правительства РФ от 17.06.2008 № № 877-р, «О Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года»
2 Правила технического обслуживания тормозного оборудования и управления тормозами железнодорожного подвижного состава [Текст]. – М.: Техинформ, 2014. – 224 с.
3 ГОСТ 27.002-89. Надёжность в технике. Основные понятия. Термины и определения. – Введ. 01.07.1990. – М.: Изд-во стандартов, 1989. – 37 с.
4 Распоряжение ОАО «РЖД» от 11.05.2018 N 952/р О внесении изменений в Методику оценки ущерба от инцидентов, вызывающих нарушения графика движения поездов, утвержденное распоряжением ОАО «РЖД» от 6 августа 2015 г. N 1998р
5 Обслуживание тормозов в зимний период // Вагонник. URL: http://vagonnik.blogspot.ru/2015/05/blog-post.html (дата обращения: 1.04.2017).
6 Асадченко, В. Р. Расчет пневматических тормозов железно-дорожного подвижного состава [Текст] / В. Р. Асадченко. – М.: Маршрут, 2004.–120с.
7 Патент 2623790 РФ, МПК B60T15/30. Ускоритель торможения автоматического пневматического тормоза / Дроздов Е. А. (РФ). – № 2015149181; заявл. 16.11.2015; опубл. 29.06.2017, Бюл. № 19.
8 Вуколов, Л. А. Методы ускоренной оценки эксплуатационной надежности композиционных тормозных колодок [Текст] / Л. А. Вуколов, А. Г. Фомина // Совершенствование автоматических тормозов // Труды ЦНИИ МПС. – М., 1970. – Вып. 413. – С. 47 – 66.
9 Иноземцев, В. Г. Повышение надежности механического тормозного оборудования грузовых вагонов [Текст] / В. Г. Иноземцев, В. М. Виноградов // Развитие и совершенствование автоматических тормозов // Труды ЦНИИ МПС. – М., 1974. – Вып. 607. – С. 15 – 24.
10 ГОСТ 10393-99 Компрессоры воздушные поршневые для тягового подвижного состава. Общие технические условия. — 10 с

Весь текст будет доступен после покупки