Совершенствование системы защиты от юза и боксования пассажирских электровозов

ВВЕДЕНИЕ 7
1. ОЦЕНКА ЗАГРУЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПО СЦЕПЛЕНИЮ 9
2. РЕАЛИЗАЦИЯ СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ 14
2.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСА И РЕЛЬСА 14
2.2. СПОСОБЫ ОБНАРУЖЕНИЯ БОКСОВАНИЯ И ЮЗА 18
2.3. УСТРОЙСТВА ОБНАРУЖЕНИЯ БОКСОВАНИЯ И ЮЗА 19
2.4. СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ СИЛЫ СЦЕПЛЕНИЯ МЕЖДУ КОЛЕСОМ И РЕЛЬСОМ 24
2.5. ВЛИЯНИЕ ЖЕСТКОСТИ ТЯГОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ТЯГОВЫЕ СВОЙСТВА 29
3. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ БОКСОВАНИИ 33
3.1. МЕХАНИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОДНОЙ ПРОЦЕСС 33
3.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОДНОЙ ПРОЦЕСС 36
4. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ОТ БОКСОВАНИЯ И ЮЗА 39
4.1. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КОЭФФИЦИЕНТ СЦЕПЛЕНИЯ 39
4.2. СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ОБ БОКСОВАНИЯ И ЮЗА СОВРЕМЕННОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 43
4.3. КОМПЛЕКС ПРОЦЕССОРНОГО ПРОТИВОЮЗНОГО УСТРОЙСТВА С ИЗМЕРИТЕЛЕМ СКОРОСТИ 46
5. ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ПРОТИВОЮЗНЫХ УСТРОЙСТВ 58
6. АНАЛИЗ СПОСОБОВ УВЕЛИЧЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ОТ БОКСОВАНИЯ КОЛЕСНЫХ 68
6.1. УРАВНИТЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 68
6.2. УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОТ БОКСОВАНИЯ ЗАРУБЕЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА 70
6.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ С ЖЕСТКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ 72
7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ С ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТЬЮ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 77
8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ 86
9. ОХРАНА ТРУДА. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ НА ПРЕДПРИЯТИИ 96
9.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК И ПОМЕЩЕНИЙ. ВОЗДЕЙСТВИЕ ТОКА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА 96
9.2. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ. 99
9.3. ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ 101
9.4. СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ. 104
9.5. РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ЗАЩИТНОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ СПОСОБОМ КОЭФФИЦИЕНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 109
10. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ПОВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ БАНДАЖЕЙ КОЛЕСНЫХ ЛОКОМОТИВА В РЕЗУЛЬТАТЕ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ОТ БОКСОВАНИЯ 114
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 123
ЛИТЕРАТУРА 124

Весь текст будет доступен после покупки

Проблема ресурсосбережения является сегодня одной из важнейших тем ис¬следований, проводимых учеными и специалистами железнодорожного транспорта. Наряду с экономией электроэнергии, еще одним из важных вопросов ресурсосбережения является проблема интенсивного износа колеса и рельса. Эта проблема постоянно находится в центре внимания специалистов железнодорожного транспорта.
Внедрение автоматизации управления эксплуатационными режимами локомотивов и электропоездов выдвигает повышенные требования к защите колесных пар от боксования и юза Особенно способствует развитию боксования автоматический пуск при плавном регулировании напряжения. Если не принять специальных мер, то быстродействующая система регулирования способна поддерживать пусковой ток неизменным и при начавшемся боксовании, резко интенсифицируя его.
В условиях относительно большого числа ограничений скорости и остановок на станциях важнейшим фактором повышения участковой скорости пассажирских поездов является интенсивность разгона и замедления. Это подразумевает необходимость реализации высоких тяговых и тормозных усилий, что повышает вероятность появления боксования или юза колесных пар.
Существующие системы зашиты от боксования, использующиеся на современном подвижном составе, не в полной мере отвечаю г требованиям защиты колесных пар от боксования, в частности из-за отсутствия селективности противобоксовочного воздействия, при которой потери силы тяги, а, следо¬вательно, и скорости будут минимальными. Таким образом, вопрос борьбы с боксованием колесных нар, особенно оборудованных системой плавного бесконтактного регулирования напряжения на двигателях, приобретает большую остроту и актуальность.

Весь текст будет доступен после покупки

Как показывает опыт, показатель коэффициента сцепления между колесом и рельсом изменяется весьма широко и по времени и по местоположению транспортного средства, ввиду чего оказывается затруднительным предусмотреть возможные ограничения силы сцепления. Проскальзывание колесной пары может привести к аварийным режимам: боксованию в режиме тяги и юзу в режиме электрического торможения.
Серия наблюдений за условиями возникновения пробоксовки позволила обнаружить ярко выраженную закономерность: это явление прямо связано с показателем относительной влажности, измеренной на уровне головки рельсов. Значительная часть случаев пробоксовки имела место в дождливую погоду. Так, из 4000 зарегистрированных случаев наступления состояния боксования, 8% - имело место в нормальных погодных условиях, тогда как 26% произошли в дождливую погоду, из них 16% - в очень сложных условиях высокой влажности [2].
На рис. 1.1 показаны результаты испытаний по определению коэффициента сцепления электровоза ВЛ10, проведенных ВНИИЖТом. При трогании электровоза ВЛ10 коэффициент сцепления достигал 0,36 и снижался с ростом скорости. Большой разброс опытных точек объясняется тем, что они получены при испытаниях на участках с рельсами разных типов, различным состоянием пути и с электровозами, имеющими различное техническое состояние (прокат бандажей, разница характеристик двигателей), в разных метеорологических условиях - в оттепель, во время снегопада, и т.п. [17].
Большой разброс опытных значений коэффициента сцепления свидетельствует о многообразии факторов, влияющих в условиях эксплуатации на коэффициент сцепления.
Практика эксплуатации электровозов и электропоездов показывает, что коэффициент сцепления существенно зависит от скорости движения и фрикционных свойств поверхностных слоев бандажей и рельсов. По своему составу эти поверхностные слои представляют собой полидисперсную смесь, состоящую в основной массе из продуктов износа твердых тел (окиси железа, безводных алюмосиликатов кремния), покрытых специфическими по составу и свойствам загрязнениями. Подобные смеси в зависимости от содержания в них жидкой фазы способны менять свои характеристики, приближаясь по механическим свойствам то к твердым телам, то к пастам, то к жидкостям. Эти изменения сказываются на коэффициенте сцепления [4].

Рис 1.1. Опытные данные по определению коэффициента сцепления
Известно, что предельное значение силы тяги FТ.ПР определяется как произведение силы нормального давления Gк колеса на поверхность дороги и коэффициента сцепления ?к колеса с поверхностью, т.е. .
Отсюда чем выше коэффициента сцепления ?к, тем выше реализуемая сила тяги локомотивом. Однако, потенциальный коэффициент сцепления колеса с рельсом ?к является случайной величиной и может изменяться в широких пределах [10]. По этой причине расчетное значение коэффициента сцепления ?К и тяговые характеристики, приведенные в [6], не могут служить достаточным критерием оценки загруженности электровоза по сцеплению в эксплуатационных условиях. Поэтому масса поезда, определенная при помощи тягового расчета, в обязательном порядке проверяется опытными поездками с измерительным вагоном-лабораторией.
Наиболее полная на настоящий момент методика экспериментального исследования нагруженности электровозов по сцеплению и определению критической нормы массы поезда разработана ВНИИЖТ под руководством Л.А. Мугинштейна [11] и утверждена как «Временная методика и инструкция по проведению опытных поездок для определения критических норм масс грузовых поездов при электровозной тяге».

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алексеев A.C.. Исследование влияния нелинейности кривой намагничивания тягового электродвигателя на переходные процессы в силовой цепи электровоза. - В кн.: Фундаментальные проблемы динамики и прочности подвижного состава: Сб. науч. трудов МИИТ. 1997. Вып. 912.-С. 84-88.
2. Барвелл Ф.Т. Автоматика и управление на транспорте: Пер. с англ. - 2-е. изд., испр.- М.: Транспорт, 1990. - 367 с.
3. Барский М.Р., Сердинова И.Н.. Экспериментальное исследование процессов боксования и юза электровозов // В кн. Проблемы повышения эффективности работы транспорта. Вып. 1. Изд-во АН СССР. 1953. - С. 130- 187.
4. Блохин Е.П., Манашкин Л.А. Динамика поезда: нестационарные продольные колебания. - М.: Транспорт, 1982. - 222 с.
5. Браун А.. Применение микропроцессорной техники в системах противоюзной защиты // Железные дороги мира. 1987. № 10. С. 22...26.
6. Буато М.. Современные противоюзные устройства // Железные дороги мира. 1987. № 4. С. 15...22.
7. Высокоскоростное пассажирское движение (на железных дорогах). Под ред. Н.В. Колодяжного. М. Транспорт, 1976, с.416.
8. Голубенко А.Л.. Сцепление колеса с рельсом. Киев.: 1993. - 448 с.
9. Исмаилов Ш.К. Процессы при боксовании. Электрическая и теп-ловозная тяга 1991, №7, с. 36-38.
10. Исаев И.П.. Случайные факторы и коэффициенты сцепления. - М.: Транспорт. 1970. - 184 с.

Весь текст будет доступен после покупки