Заклинивание колесных пар.




Явление, когда колесо прекращает вращение и скользит по рельсу при продолжающемся движении поезда, называется заклиниванием, или юзом. Как правило, заклинивание колесной пары не наступает мгновенно, этому предшествует ее проскальзывание, вследствие чего скорость колесной пары становится меньше поступательной скорости единицы подвижного состава. Это приводит к увеличению тормозной силы за счет повышения коэффициента трения и заклиниванию. При этом в точке касания колеса с рельсом кинетическая энергия интенсивно превращается в тепловую, и вследствие истирания и воздействия высокой температуры на поверхности катания колеса образуется ползун (овальная площадка). Это явление сопровождается характерным, сдвигом металла в месте образования ползуна.

Чтобы не произошло юза при торможении, допускаемое тормозное нажатие принимают таким, чтобы сила трения превышала силу сцепления .
Тормозная сила ограничивается коэффициентом сцепления колеса с рельсом. Для обеспечения безюзного торможения должно быть соблюдено условие
;
где — расчетный коэффициент трения;
— суммарная расчетная сила нажатия тормозных колодок на ось, тс (кН);
— расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом;
— нагрузка от оси на рельс, тс (кН).
На рис.1.6 приведена кривая изменения тормозной силы при заклинивании колесной пары.

Рис.1.6

На участке АБ тормозная сила нарастает вследствие увеличения силы нажатия колодок на колесо, и на участке БВ — из-за роста вследствие уменьшения скорости (при постоянной силе нажатия колодок). В точке В из-за нарушения сцепления с рельсом скорость вращения колеса уменьшается, увеличивается и тормозная сила резко повышается до максимальной, отмеченной на кривой буквой Г. В этот момент вращение колеса прекращается, наступает юз и тормозная сила резко падает до величины, обозначенной буквой Д. Поскольку вращение колеса прекратилось, тормозной силой (участок ДЕ) становится сила трения скольжения между колесами и рельсами.

Коэффициент трения скольжения колес по рельсам значительно меньше коэффициента сцепления, что приводит к увеличению времени движения поезда, т. е. к увеличению тормозного пути. Некоторое увеличение тормозной силы перед остановкой (точка Е) объясняется ростом коэффициента трения заклиненного колеса при падении, скорости и образованием ползуна, т. е. большей поверхностью контакта.
Основная опасность юза заключается в том, что как показано на рис.1.6 тормозная сила в случае его возникновения резко снижается, а, следовательно, значительно увеличивается тормозной путь поезда.

Особенно опасен юз при трогании с места, когда . Уже при скорости 5—8 км/ч коэффициент трения между колесом и рельсом снизится до 0,08—0,1, т. е. станет примерно в два раза меньше, и восстановить вращение колеса весьма трудно. При глубине ползуна, равной 2,5—3,0 мм, колесная пара самостоятельно выйти из юза не может, даже если наступит полный отпуск тормоза.

Износ колеса при юзе (ползун) зависит от скорости движения, нагрузки на ось и коэффициента трения скольжения заклиненного колеса по рельсу. При нагрузке на ось 6 тс износ колеса на 1000м пути составит примерно 0,1 мм при v = 80 км/ч и 0,25 мм при v = 140 км/ч; при нагрузке 20 тс износ соответственно будет 1,25 и 2,9 мм.

При заклинивании колесных пар снижается эффективность тормозов, производится отцепка вагонов для обточки колесных пар с ползунами, превышающими норму, появляются дополнительные напряжения в колесных парах, буксах и рельсах. В зимнее время несвоевременно обнаруженный ползун может привести к появлению трещин в рельсах (при ползуне глубиной 2 мм сила удара колеса по рельсу при скорости 40 км/ч составляет 45 тс).

Тормозной путь.

Тормозным путем называется расстояние, проходимое поездом за время от момента перевода ручки крана машиниста или стоп-крана (крана экстренного торможения) в тормозное положение до полной остановки.

Тормозной путь при расчетах принимают равным сумме подготовительного пути (предтормозного) и действительного пути торможения: .

Разделение тормозного пути на и чисто условное и взято для упрощения расчетов в области неустановившегося режима действия тормозной силы. Принимается, что за время прохождения поездом предтормозного пути тормоза в действие еще не пришли, а к концу предтормозного пути происходит мгновенное повышение тормозной силы до максимального значения, т. е. тормозная сила поезда повышается не постепенно, а мгновенно, спустя некоторое время, называемое временем подготовки. Таким условиям соответствует предположение, что наполнение воздухом тормозных цилиндров в поезде происходит не по действительным (для каждого вагона своим) кривым 1, 2, 3 – для среднего вагона линия АВ (рис.1.7), а условно по прямой СД спустя некоторое время называемое временем подготовки во всех вагонах одновременно.

Рис.1.7

На рис.1.7 величина — среднее время распространения торможения по поезду (с), а — время наполнения тормозного цилиндра.

За время подготовки тормозов к действию поезд проходит путь

, м.
где - скорость поезда в начальный момент торможения, км/ч.
При расчете тормозного пути для остановки поезда на площадке принимают следующее время подготовки:
для пассажирских пневматических тормозов tп=4c;
для грузовых пневматических тормозов tп= 7с;
для электропневматических тормозов tп=2с.
При движении поезда на спуске (подъеме) в процессе срабатывания тормозов его скорость растет (падает), а, следовательно увеличивается (уменьшается) и тормозной путь поезда. Чтобы учесть этот факт время подготовки тормозов к действию определяют по формуле:
;
где а и с – коэффициенты учитывающие тип и длину поезда;
- расчетный коэффициент трения при начальной скорости торможения;
- расчетный тормозной коэффициент поезда (принимается для случая экстренного торможения);
- спрямленный (в профиле и плане) уклон,, берется на подъеме со знаком плюс, на спусках со знаком минус.
Значения коэффициентов а и с приведены в табл. №1.2.

Таблица №1.2. Коэффициенты для определения времени подготовки тормозов к действию.

Тип и длина поезда коэффициент а коэффициент с
Грузовой состав длиной менее 200 осей    
Грузовой состав длиной от 200 до 299 осей    
Грузовой состав длиной более 300 осей    
Пассажирский поезд и одиночно следующие локомотивы при пневматических тормозах    
Пассажирский поезд при электропневматических тормозах    

При срабатывании автостопа время подготовки увеличивается на 12 с.

Действительный путь торможения определяют по формуле
;

где , - начальная и конечная скорости поезда в расчетном интервале, км/ч;

- замедление поезда, , под действием замедляющей силы в 1кгс/тс;

- расчетный коэффициент трения;

- основное удельное сопротивление движению поезда при холостом ходе локомотива, кгс/тс:

;

— удельное основное сопротивление вагонов;

— то же локомотива;

- вес состава, тс;

- вес локомотива, тс.

Величину принимают: для грузовых и пассажирских поездов — 120 ; для электропоездов — 119 ; для тепловозов при одиночном следовании — 114 км/ч2; - для электровозов при одиночном следовании —107 км/ч2; для дизель-поездов — 116 км/ч2. Величины и зависящие от скорости движения, необходимо рассчитывать в интервалах скоростей не более 10 км/ч, для чего следует составить таблицу замедляющих сил. В пределах каждого интервала надо брать среднее значение скорости.

Для облегчения и ускорения определения тормозных путей грузовых и пассажирских поездов рекомендуется пользоваться расчетными номограммами, составленными в зависимости от расчетного нажатия на 100 тс веса поезда для спусков различной крутизны и разных скоростей движения.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-07-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: