Гальмівна сила рухомого складу, юз, режими гальмування, гальмівний шлях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство транспорту і зв'язку Україні

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра: «Експлуатація та ремонт рухомого складу»

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

з дисципліни: «Локомотіви магістрального та промислового транспорту»

на тему:

«Гальмівна сила рухомого складу, юз, режими гальмування, гальмівний шлях»

Харків 2009г.

ГАЛЬМІВНА СИЛА РУХЛИВОГО СКЛАДУ, ЮЗ, РЕЖИМИ ГАЛЬМУВАННЯ, ГАЛЬМІВНИЙ ШЛЯХ

рухомий склад гальмування юз

Режим ведення і гальмівні системи поїзда. Локомотивна бригада при русі поїзда здійснює постійне регулювання сили тяги і швидкості руху. Необхідність в цьому викликається безперервною зміною профілю і плану шляху, а значить, опору руху, різним рівнем швидкостей, що допускаються, зупинкою поїздів на роздільних пунктах. Реалізувати такий режим, використовуючи лише силу тяги і силу опору руху, неможливо, для цього необхідна створювана у міру потреби і змінна машиністом гальмівна сила поїзда. Саме з її допомогою здійснюють зупинку поїзда і зниження його швидкості шляхом зміни кінетичній енергії рухомого поїзда.

Гальмівною називають зовнішню силу, що створюється гальмівними засобами поїзда у взаємодії з рейковою дорогою, регульовану машиністом і направлену проти руху. Гальмівна сила має велике значення для забезпечення нормального і безпечного руху поїздів, в усякому разі, не менше, ніж сила тяги. Оскільки при гальмуванні необхідно на невеликій відстані погасити кінетичну енергію рухомого поїзда, гальмівна сила по величині значно перевершує силу тяги.

Якщо до колеса, що котиться по рейці, навантаженого силойю Р, притиснути гальмівну колодку з силою К, то між поверхнею катання колеса і колодкою виникає сила тертя В = Кц, где цк - коефіцієнт тертя між колодкою і колесом. З боку колеса на колодку і далі на підвіску, раму і буксу діє реактивна сила, рівна силі В і протилежно направлена. Сила В по відношенню до колеса є внутрішньою силою, яка сама по собі не може виробити гальмування; вона створює момент Мв= Вr, направлений проти обертання колеса. Під дією моменту Мв у крапці а контакту колеса з рейкою виникає сила Вт, що діє на рейку з боку колеса і прагнуча зрушити його. Момент сили тертя Мт, направлений проти обертання колеса, називається гальмівним моментом:

Мт = Втr

Зовнішня сила Вт, що діє на колесо з боку рейки, чисельно рівна силі В і направлена убік, зворотну руху, і є гальмівною силою:

Вт = В = Кцк

Таким чином, гальмівна сила реалізується в точках контакту коліс з рейками.

Застосовуються різні системи створення гальмівної сили, які можуть бути об'єднані в дві основні групи: фрикційні і електричні. При фрикційних гальмівних системах сила гальмування утворюється унаслідок тертя гальмівних колодок об поверхню катання колісних пар. Притиснення колодок і гальмівний ефект виникають при розрядці магістралі. Гальма кожного вагону послідовно приходять в дію у міру поширення гальмівної хвилі уздовж поїзда. При великій довжині сучасних поїздів проходе значний час між початком спрацьовування гальм в головній і хвостовій частинах, що спричиняє за собою негативні наслідки у вигляді динамічних реакцій в складі, загрозливих безпеці руху і що можуть привести до розриву поїзда. Цих недоліків позбавлена система електропневматичних гальм, що забезпечує одночасність спрацьовування гальм в поїзді, проте така система застосовується лише в пасажирських і приміських поїздах.

У системах електричного гальмування тягові електродвигуни переводяться в гальмівний режим і працюють генераторами, що перетворюють кінетичну і потенційну енергію поїзда в електричну. Вироблена електрична енергія при рекуперативному гальмуванні поступає в контактну мережу, при реостатному - гаситься в резисторах тягового рухливого складу. Проте електричні гальма застосовуються, головним чином, для регулювальних гальмувань. Основним же в поїзді є фрикційне пневматичне гальмо колодки, що забезпечує гасіння кінетичної енергії поїзда шляхом притиснення гальмівних колодок до поверхні катання коліс і тертя об цю поверхню. Крім того, частина рухливого складу обладнана ручним гальмом, що дозволяє утримувати поїзд при відмові автоматичного гальма.

Явище, коли колесо припиняє обертатися і ковзає по рейці при русі поїзда, що продовжується, називається заклинюванням або юзом. Як правило заклинювання колісної пари не настає миттєво. Цьому передує її прослизання, тобто швидкість колісної пари стає менше поступальної швидкості рухливого складу, що наводить до збільшення гальмівної сили за рахунок підвищення коефіцієнта тертя і заклинювання. При цьому унаслідок тертя колесо по рейці в точці їх контакту виникають високі температури, що наводять до зрушення металу на поверхні катання колеса (навар) при прослизанні, освіті на нім повзуна (овальний майданчик) при ковзанні, а в деяких випадках - до вифарбовування металу колеса і утворення вищербини.

Між гальмівною силою і силою зчеплення існує певна залежність: для обертання загальмованого колеса необхідно, аби гальмівна сила не перевищувала силу зчеплення його з рейкою залізничної колії. Порушення цієї залежності веде до заклинювання колісної пари колодками, і тоді починає ковзати по рейках (йде юзом). Юз колісної пари може привести до утворення вибоїн на колесах. Крім того, сила тертя, яка виникла в результаті ковзання коліс по рейках буде в 2-3 рази менше гальмівної сили. Отже, при русі юзом не лише ушкоджуються колеса і рейки, але і у декілька разів знижується ефективність гальмування. При затяжному юзі вибоїна, тобто майданчик зіткнення колеса з рейкою, може збільшитися на стільки, що колісній парі вже важко буде самостійне вийти з юза, навіть якщо настане повна відпустка гальм. Проте якщо обертання почнеться, то колесо з такою вибоїною, ударяючи по рейці, може пошкодити рейковий шлях, особливо взимку при низькій температурі. Сила удару залежатиме від швидкості руху поїзда, розміру вибоїни і навантаження на колісну пару.

Гальмівний шлях - відстань, яку пройшов поїзд за час від моменту перекладу ручки крану машиніста або крану екстреного гальмування в гальмівне положення до повної зупинки поїзда. Розрізняють гальмівний шлях при екстреному, повному службовому і службовому гальмуванні.

Гальмівний шлях при екстреному гальмуванні треба знати для того, щоб визначити максимальну відстань від сигналів обгороджування до місць виконання ремонтних шляхових робіт і місць перешкоди на дорозі руху будь-якого поїзда.

Довжину гальмівного шляху при повному службовому гальмуванні враховують при складанні графіка руху поїздів і розташуванні постійних сигналів. Довжина гальмівного шляху залежно від швидкості поїзда і крутості ухилу встановлюються інструкціями Укрзалізниці.

На порожній режим гальмування включають розподільника повітря при веденні вантажних поїздів з максимальною швидкістю не більше 90 км/ч для зменшення дії гальмівних колодок на поверхню катання бандажів локомотиву, запобігання заклинюванню колісних пар і створенню при гребневих гальмівних колодках термічних тріщин в гребенях бандажів.

Деякий недолік розрахункового гальмівного натиснення, що доводиться на кожних 100 т маси локомотиву (наприклад, на електровозі ВЛ80т розрахункове гальмівне натиснення на порожньому режимі складає: 6-8=48 тс, що при масі локомотиву 190 т дає лише 25,26 тс на 100 т маси локомотиву), компенсується гальмівними засобами складу, що практично визначає гальмівну ефективність поїзда, а також обов'язковим вживанням допоміжного гальма локомотиву при екстреному гальмуванні.

На середній режим гальмування включають розподільників повітря при пересилці локомотивів збиваннями. При цьому немає такої небезпеки пошкодження коліс, як при навантаженому режимі, і в той же час забезпечується необхідна мінімальна норма натиснення на 100 т маси локомотиву [у прикладі з електровозом ВЛ80т розрахункове гальмівне натиснення на 100 т маси складе (14* 0,7* 8 * 100) /190= 41,26 тс].

Локомотивні розподільники повітря включають на навантажений режим гальмування при майбутньому дотриманні вантажного поїзда із швидкістю більше 90 км/ч, при веденні пасажирського поїзда, одиночному дотриманні локомотиву, а також на всіх локомотивах, окрім головного, при роботі за системою багатьох одиниць, якщо дія крану допоміжного гальма першого локомотиву не поширюється на подальших. Включення навантаженого режиму розподільників повітря в цих випадках визначається умовами досягнення необхідної ефективності екстреного і автостопного гальмування.

Таким чином, режими включення локомотивних розподільників повітря забезпечують необхідну ефективність екстреного і автостопного гальмування при надійнішій роботі бандажів колісних пар в режимах службових гальмувань. При гребневих колодках на локомотиві, коли можливо за умовами ведення поїзда, слід виробляти відпустку локомотивного гальма незалежно від гальм складу, особливо якщо розподільник повітря включений на навантажений режим.

Режим ведення і гальмівні системи поїзда. Локомотивна бригада при русі поїзда здійснює постійне регулювання сили тяги і швидкості руху. Необхідність в цьому викликається безперервною зміною профілю і плану дороги, а значить, опору руху, різним рівнем швидкостей, що допускаються, зупинкою поїздів на роздільних пунктах. Реалізувати такий режим, використовуючи лише силу тяги і силу опору руху, неможливо, для цього необхідна створювана у міру потреби і змінна машиністом гальмівна сила поїзда. Саме з її допомогою здійснюють зупинку поїзда і зниження його швидкості шляхом зміни кінетичній енергії рухомого поїзда.

Гальмівною називають зовнішню силу, що створюється гальмівними засобами поїзда у взаємодії з рейковою дорогою, регульовану машиністом і направлену проти руху. Гальмівна сила має велике значення для забезпечення нормального і безпечного руху поїздів, , не менше ніж сила тяги. Оскільки при гальмуванні необхідно на невеликій відстані погасити кінетичну енергію рухомого поїзда, гальмівна сила по величині значно перевершує силу тяги.

Якщо до колеса, що котиться по рейці, навантаженого силойю Р, притиснути гальмівну колодку з силою К, то між поверхнею катання колеса і колодкою виникає сила тертя В = Кц, где цк - коефіцієнт тертя між колодкою і колесом. З боку колеса на колодку і далі на підвіску, раму і буксу діє реактивна сила, рівна силі В і протилежно направлена. Сила В по відношенню до колеса є внутрішньою силою, яка сама по собі не може виробити гальмування; вона створює момент Мв= Вr, направлений проти обертання колеса. Під дією моменту Мв у крапці а контакту колеса з рейкою виникає сила Вт, що діє на рейку з боку колеса і прагнуча зрушити його.

Зовнішня сила Вт, що діє на колесо з боку рейки, чисельно рівна силі В і направлена убік, зворотну руху, і є гальмівною силою:

Вт = В = Кцк

Мал. 1. Схема сил, які діють на колесо

Застосовуються різні системи створення гальмівної сили, які можуть бути об'єднані в дві основні групи: фрикційні і електричні. При фрикційних гальмівних системах сила гальмування утворюється унаслідок тертя гальмівних колодок об поверхню катання колісних пар. Притиснення колодок і гальмівний ефект виникають при розрядці магістралі. Гальма кожного вагону послідовно приходять в дію у міру поширення гальмівної хвилі уздовж поїзда. При великій довжині сучасних поїздів проходе значний час між початком спрацьовування гальм в головній і хвостовій частинах, що спричиняє за собою негативні наслідки у вигляді динамічних реакцій в складі, загрозливих безпеці руху і що можуть привести до розриву поїзда. Цих недоліків позбавлена система електропневматичних гальм, що забезпечує одночасність спрацьовування гальм в поїзді, проте така система застосовується лише в пасажирських і приміських поїздах.

У системах електричного гальмування тягові електродвигуни переводяться в гальмівний режим і працюють генераторами, що перетворюють кінетичну і потенційну енергію поїзда в електричну. Вироблена електрична енергія при рекуперативному гальмуванні поступає в контактну мережу, при реостатному - гаситься в резисторах тягового рухливого складу. Проте електричні гальма застосовуються, головним чином, для регулювальних гальмувань. Основним же в поїзді є фрикційне пневматичне гальмо колодки, що забезпечує гасіння кінетичної енергії поїзда шляхом притиснення гальмівних колодок до поверхні катання коліс і тертя об цю поверхню. Крім того, частина рухливого складу обладнана ручним гальмом, що дозволяє утримувати поїзд при відмові автоматичного гальма.

ЛІТЕРАТУРА

1.Осипов С.І. Пересувний склад і основи тяги поїздів, - М.: Транспорт, 1990.

2. Хушит Л.І. Загальний курс залізниць. - М.: Маршрут, 2005.

3. Крилов В.І. Автоматичні гальма рухливого складу. - М.: Транспорт, 1983.

Размещено на Allbest.ru