Технические средства на железнодорожном транспорте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования иркутской области

Профессиональный колледж г. Железногорска-Илимского

Методические указания по выполнению практических работ

по дисциплине «Технические средства на железнодорожном транспорте» для специальности 190701 Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном)

2013

Автор: Чебаков И.В. - преподаватель первой квалификационной категории. Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине «Технические средства на железнодорожном транспорте» - Железногорск-Илимский: ГБОУ СПО ПКЖИ, 2013

Пособие предназначено для студентов специальности 190701 Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном).

Введение

вагон поезд токоприемник электровоз

Методические указания по выполнению практических занятий разработаны на основе программы дисциплины «Технические средства», предназначены для закрепления теоретических знаний студентов и приобретения ими необходимых практических умений и навыков в процессе подготовки выпускников по специальности 190701 Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном).

После проведения практических занятий студент должен знать:

материально-техническую базу железнодорожного транспорта;

основные характеристики и принципы работы технических средств железнодорожного транспорта;

уметь:

различать типы устройств и погрузочно-разгрузочных машин;

основные характеристики и принципы работы технических средств железнодорожного транспорта.

При проведении занятий применяются активные формы обучения (деловые игры, проблемные ситуации), направленные на развитие самостоятельности, приобретение умения выделять главное, обобщать, делать выводы, сравнивать, искать нестандартные пути решения проблем.

Программа учебной дисциплины «Технические средства» предусматривает 46 часов на проведение практических занятий для базового уровня профессионального образования.

Практические занятия должны проводиться после изучения соответствующего теоретического материала программы. График их проведения составляется преподавателем.

К выполнению практических занятий студенты приступают только после усвоения правил техники безопасности. К каждой работе студенты предварительно готовятся по данным методическим указаниям, лекционному материалу и указанной литературе.

Студенты несут материальную ответственность за порчу оборудования и приборов.

По каждой выполненной работе студенты составляют отчет с последующей его защитой и получением зачета.

Практическая работа 1

Тема: Виды габаритов вагонов, применяемых на сети железных дорог РФ.

Цель: Изучить различные виды габаритов, применяемых на сети дорог РФ, их основные характеристики и область применения.

Оборудование:

Схемы габаритов вагонов.

Рисунок 1. Верхнее очертание габарита Т



Рисунок 2. Верхнее очертание габарита Тц

Рисунок 3. Верхнее очертание габарита Тпр



Рисунок 4. Нижнее очертание Т, Тпр, Тц

Порядок выполнения

Дать определение габариту подвижного состава.

По вариантам определить область применения следующих габаритов:

1 вариант	2 вариант	3 вариант
Т	Тц	Тпр

3. Согласно варианту вычертить габарит Т, Тц, Тпр в масштабе 1:50 (в 1 см 0,5м)

4. Вывод

5. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Указать область применения габаритов С и Сп.

2. Какие из действующих в РФ габаритов могут быть использованы на зарубежных железных дорогах с колеей 1435 мм?

3. Что означает термины «нижняя негабаритность», «боковая негабаритность» «верхняя негабаритность».

4. Какие грузы считаются сверхгабаритными?

5. Что означает термин «расчетная негабаритность»?

6. Особенности пропуска поездов с негабаритным грузом.

Практическая работа 2

Тема: Анализ работы ходовых частей вагона.

Цель: Научиться определять ходовые части грузового и пассажирского вагона и анализировать их работу.

Оборудование

Трехосная тележка грузового вагона.

Букса грузового вагона на подшипниках качения.

Порядок выполнения

Внешне осмотреть трехосную тележку грузового вагона.

Ознакомиться с конструкцией и основными частями тележки.

Проанализировать работу ходовых частей вагона.

Ходовые части служат опорой кузова и направляют движение вагона по рельсовому пути с необходимой плавностью хода. Ходовая часть вагона включает в себя колесные пары, буксы с подшипниками и рессорное подвешивание, объединенные рамой в тележки.

Колесная пара, состоящая из оси и двух наглухо закрепленных на ней колес диаметром 950-1050 мм, воспринимает все нагрузки, передающиеся от вагона на рельсы. Поверхность катания колес имеет коническую форму, что способствует сохранению во время движения среднего положения колесной пары в колее, облегчает прохождение в кривых и обеспечивает более равномерный прокат по ширине колеса. С внутренней стороны поверхность катания ограничена гребнем, не допускающим схода колесной пары с рельсов.

Для передачи давления от вагона на шейки осей колесных пар, а также ограничения продольного и поперечного перемещения колесной пары служат буксы. Букса должна: обладать достаточной прочностью для передачи нагрузки; обеспечивать непрерывную подачу необходимого количества смазки к трущимся элементам буксы; быть достаточно герметичной, чтобы не было утечки смазки и загрязнения внутренней полости песком, пылью, водой и другими посторонними элементами. Должна обеспечивать удобство и легкость монтажа и демонтажа подшипников, а также осмотр деталей буксового узла.

Для смягчения ударов и уменьшения амплитуды колебаний вагона при прохождении по неровностям пути между рамой вагона и колесной парой размещают систему упругих элементов и гасителей колебаний (рессорное подвешивание). В качестве упругих элементов применяют винтовые пружины, листовые рессоры, резинометаллические элементы и пневматические рессоры (резинокордовые оболочки, заполненные воздухом).

Содержание отчета

Рисунок двухосной тележки грузового вагона.

Пояснение принципа работы ходовых частей вагона.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Типы тележек грузовых вагонов.

2. Неисправности колесных пар вагонов.

3. Виды рессорного подвешивания грузовых и пассажирских вагонов.

Практическая работа 3

Тема: Анализ работы автосцепного устройства грузового вагона.

Цель: Научиться классифицировать автосцепные устройства, определять их детали и анализировать работу.

Оборудование

Автосцепка грузового вагона типа СА-3.

Стенд «Сцепление и расцепление автосцепок».

Порядок выполнения

Внешне осмотреть автосцепку грузового вагона и ее детали.

На стенде произвести сцепление и расцепление автосцепок.

Изучить на схеме расположение деталей автосцепного устройства.

Проанализировать работу автосцепного устройства.

Автосцепное устройство относится к ударно-тяговому оборудованию вагона и предназначено для сцепления вагонов между собой и локомотивом, удержания их на определенном расстоянии друг от друга, восприятия, передачи и смягчения воздействия растягивающих и сжимающих усилий, возникающих во время движения. От исправного состояния этого оборудования во многом зависит безопасность движения поездов. На каждом вагоне современной конструкции установлено два комплекта автосцепного устройства, размещенных по концам вагонной рамы.

Перевод подвижного состава на автосцепку позволил:

рационально использовать силу тяги локомотивов;

увеличить массу поезда и тем самым повысить провозную и пропускную способность железных дорог;

устранить тяжелый и опасный труд сцепщика вагонов;

ускорить процесс формирования поездов и оборот вагона;

уменьшить тару вагонов за счет снятия буферных комплектов, облегчения боковых и концевых балок вагона.

Автоматические сцепки делятся на три типа:

нежесткие

жесткие

полужесткие

Нежесткие автосцепки допускают относительное перемещение сцепленных корпусов в вертикальном направлении. В случае разницы по высоте продольных осей нежесткие автосцепки располагаются ступенчато, сохраняя горизонтальное положение. Перемещение в горизонтальной плоскости в них обеспечивается сравнительно простыми по конструкции шарнирами на концах корпуса автосцепок. К достоинствам нежестких автосцепок относятся: обеспечение гарантированного сцепления вагонов со значительной разницей продольных осей по высоте, особенно при сцеплении груженого с порожним вагоном; отсутствие сложных концевых шарниров; меньшая масса автосцепки, простота конструкции. Применяются в вагонах наземных железных дорог

Жесткие автосцепки исключают относительное перемещение сцепленных корпусов в вертикальной плоскости. Если до сцепления вагонов имелась разность высот продольных осей, то после сцепления они совместятся и займут наклонное положение, располагаясь по одной прямой. На концах корпуса таких автосцепок имеются сложные шарниры, обеспечивающие относительные вертикальные и горизонтальные угловые перемещения. К преимуществам жестких автосцепок относятся: простота автоматического соединения воздушной магистрали и электрических линий; более плавный ход вагона вследствие малых зазоров и меньших ударов между сцепляющимися поверхностями; облегчение работы механизма автосцепок в результате меньших перемещений деталей; уменьшение шума при движении вагонов, что важно для создания комфорта пассажирам. Применяются в вагонах метрополитена.

Полужесткие автосцепки взаимодействуют друг с другом в процессе работы как нежесткие, однако вертикальные перемещения их относительно друг друга ограничены предохранительными кронштейнами, расположенными на малых зубьях корпусов. Полужесткие автосцепки применяются в вагонах, имеющих удлиненную консольную часть рамы (восьмиосные и некоторые специализированные вагоны).

Содержание отчета

Схема расположения деталей автосцепного устройства.

Пояснение принципа работы автосцепного устройства.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Детали автосцепного устройства пассажирского вагона.

2. Особенности автосцепного устройства восьмиосных вагонов.

3. Виды неисправностей автосцепного устройства.

Практическая работа 4

Тема: Анализ работы автотормозного оборудования грузового вагона.

Цель: Научиться определять детали автотормозного оборудования вагона, и анализировать режимы работы автотормозов в поезде.

Оборудование

Краны для управления тормозами локомотива и поезда.

Тормозной цилиндр локомотива.

Главная и магистральная часть воздухораспределителя вагона.

Обучающая компьютерная программа «Тормоза поезда».

Порядок выполнения

Внешне осмотреть детали для управления тормозами поезда.

Ознакомиться с конструкцией и основными частями автотормозного оборудования вагона.

Проанализировать работу автотормозного оборудования вагона.

Для уменьшения скорости движения поезда или его остановки локомотивы и вагоны снабжены тормозами. Тормоза -- это комплекс устройств, применяемых в поездах для искусственного увеличения сил сопротивления движению. Силы, создающие искусственное сопротивление (силы трения), называют тормозными.

В условиях все возрастающих скоростей движения и масс поездов для их остановки на более коротком отрезке пути требуются значительные тормозные силы. От значения тормозной силы зависит эффективность (мощность) тормозов: чем эффективнее тормоза, тем меньше тормозной путь (расстояние, проходимое поездом от начала торможения до полной его остановки) и тем дольше поезд может следовать по перегону с наибольшей скоростью.

По способу управления силовыми органами фрикционные тормоза разделяются на пневматические и электропневматические. Кроме того, все локомотивы, пассажирские и часть грузовых вагонов имеют ручной привод к фрикционному тормозу для обеспечения возможности передвижения подвижного состава с пониженными скоростями в случае порчи автотормозов или для удержания вагонов и локомотивов на месте. На большинстве локомотивов и вагонов железных дорог применяются тормоза с пневматическим управлением.

Существующее автотормозное оборудование имеет ряд недостатков, создающих затруднения в эксплуатации. Довольно громоздкие по конструкции воздухораспределители с наличием золотников сложной конфигурации, поршней с кольцевыми и манжетными уплотнениями и другими многочисленными деталями, связанными длинными «цепочками» размерных допусков, часто требуют довольно трудоемкого ремонта. Имеются также недостатки в механической части тормозных систем, как по прочностной характеристике, так и по конструктивному выполнению. Особенно неудачна механическая часть тормоза шестиосных грузовых вагонов и неудобна в эксплуатации, особенно при смене тормозных колодок, триангелей и подвесок.

Рис. 5. Схема тормозного оборудования вагона

Грузовые вагоны оборудуют пневматическим тормозом, который включает в себя тормозную магистраль 7, соединительные рукава и концевые краны 10. Разобщительный кран 8 служит для отсоединения воздухораспределителя 6 от тормозной магистрали или подсоединения к ней. Вагоны с тормозной площадкой имеют стоп-краны 3, позволяющие осуществлять экстренную остановку поезда с состава. Воздухораспределитель с двухкамерным резервуаром 5 прикреплен к раме вагона болтами. К нему подведены три трубы: от тормозной магистрали 7, запасного резервуара 9 и тормозного цилиндра 1. Между тормозным цилиндром 1 и воздухораспределителем установлен специальный прибор -- авторежим 2; этот прибор устанавливают на всех строящихся вагонах и при модернизации ранее выпущенных. Авторежим автоматически изменяет давление в тормозном цилиндре в зависимости от нагрузки вагона. Главная часть 4 воздухораспределителя при этом включается на груженый режим торможения, а если вагон оборудован композиционными колодками -- на средний режим.

Чтобы привести тормоза в действие, понижают давление в тормозной магистрали 7 (обычно краном машиниста), при этом магистральная часть 6 срабатывает и приводит в действие главную часть 4, которая сообщает запасный резервуар 9 через авторежим 2 с тормозными цилиндрами. Давление в тормозном цилиндре устанавливается автоматически пропорционально ступени торможения и загрузке вагона.

Содержание отчета

Схема тормозного оборудования грузового вагона.

Пояснение принципа работы автотормозного оборудования грузового вагона

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Виды и способы торможения.

2. Виды тормозов.

3. Рычажные передачи.

4.Виды неисправностей автотормозного оборудования.

Практическая работа 5

Тема: Анализ технологии работы ПТО вагонов на станции.

Цель: Ознакомление с технологией работы пункта технического обслуживания (ПТО) вагонов на станции.

Практическое занятие проводится в виде урока-экскурсии на ПТО вагонов железнодорожной станции Коршуниха-Ангарская.

Порядок выполнения

Ознакомиться с назначением ПТО вагонов на станции.

Ознакомиться технологией работы ПТО вагонов на станции.

Ознакомиться с технологическим процессом работы ПТО вагонов.

Во время экскурсии необходимо обратить внимание на работы, производящиеся в совмещенном парке (прибытия, формирования, отправления).

Усвоить порядок работы ПТО по прибытии поезда на станцию.

Проанализировать работу ПТО вагонов на станции.

Пункты технического обслуживания и текущего ремонта (ПТО) располагаются на сортировочных, участковых и пассажирских станциях, где производится устранение случайно возникших неисправностей вагонов в сформированных составах и подготовка поездов в рейс. Пункты технического обслуживания и текущего ремонта предназначены для выявления и устранения технических неисправностей вагонов в формируемых и транзитных поездах и обеспечения максимально возможных пробегов их без остановок. Техническое обслуживание осуществляется комплексными бригадами.

Работники ПТО должны в соответствии с технологическим процессом своевременно выполнять техническое обслуживание и нести ответственность за безопасное проследование вагонов без отцепки от поездов в пределах гарантийного участка, а для пассажирских поездов на протяжении всего рейса от пункта формирования до пункта оборота и обратно. Рабочие места осмотрщиков оснащают связью громкоговорящего оповещения с переговорными колонками (их размещают в районе работы каждой группы), внутристанционной телефонной связью, устройством централизованного ограждения (в парке технического обслуживания вагонов).

Пульт дистанционного ограждения составов находится в помещении оператора. На станциях, не оборудованных системой централизованного ограждения, применяют ограждение состава переносными сигналами -- красными щитами (днем) и красными фонарями (ночью). Освещение в парках в ночное время должно отвечать действующим нормам и требованиям охраны труда.

Контроль технического состояния вагонов начинается в пути следования.

При наличии на перегоне аппаратуры КТСМ или других средств контроля технического состояния вагонов, осмотрщик получает от оператора ПТО, информацию о времени прибытия поезда, пути приема, данные о расположении в составе вагонов с греющимися буксами, или другими неисправностями. Конкретный порядок приема поездов на станцию с неисправными вагонами на станцию отражается в техническо-распорядительном акте станции и местной Инструкции.

Для обследования прибывающего поезда (встречи сходу) осмотрщики заблаговременно выходят к пути прибытия и размещаются в местах, установленных технологическим процессом работы ПТО. Осматривая вагоны движущегося поезда, осмотрщики по внешним признакам выявляют возможные неисправности на поверхностях катания колесных пар, в буксовых узлах, тележках, определяют не отпустившие тормоза отдельных вагонов, работу привода генератора. При обнаружении на ходу поезда неисправностей или их признаков, осмотрщик фиксирует данные вагоны.

После остановки поезда осмотрщик головной группы перед началом осмотра вагонов должен получить от локомотивной бригады, информацию о работе тормозов и о замеченных в пути следования неисправностях вагонов.

Перед осмотром и ремонтом вагонов состав ограждается в установленном порядке. Ремонтируют неисправные вагоны в поезде или с отцепкой в соответствии с порядком, установленным технологическим процессом, осмотрщики-ремонтники или слесари по ремонту подвижного состава.

При обнаружении неисправностей осмотрщик наносит меловые надписи на кузовах вагонов, бортах платформ, котлах цистерн. После устранения неисправностей меловые пометки с кузовов вагонов удаляются. Качество технического обслуживания вагонов проверяет старший осмотрщик вагонов (руководитель смены) или мастер ПТО.

При обнаружении неисправностей, требующих отцепки вагонов, осмотрщик наносит меловую разметку, сообщает по телефону или радиосвязи оператору ПТО об объеме ремонта, выписывает в двух экземплярах уведомление формы ВУ-23M (ВУ-23) и передает дежурному по станции и оператору ПТО. Эту работу контролирует руководитель смены.

Осмотрщик, убедившись в окончании работ сообщает о результатах технического обслуживания оператору ПТО, а при его отсутствии дежурному по станции, для снятия сигналов ограждения состава.

Старший осмотрщик вагонов (руководитель смены), порядком, установленным технологическим процессом работы ПТО, подтверждает, росписью в книге формы ВУ-14, находящейся у дежурного по станции, готовность поезда к отправлению.

Содержание отчета

Схема расположения зданий, сооружений и технических устройств ПТО вагонов станции Коршуниха-Ангарская.

Описание видов работ, выполняемых на ПТО вагонов.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Классификация, назначение и область применения ПТО вагонов.

2. Назначение и техническое оснащение ремонтного тупика.

3. Техническое обслуживание и текущий ремонт грузовых вагонов.

Практическая работа 6

Тема: Анализ работы токоприемников П-1 и ТЛ-13У.

Цель: Научиться различать токоприемники электровозов постоянного и переменного тока и анализировать их работу.

Оборудование

Макет токоприемника ТЛ-13У.

Порядок выполнения

Ознакомиться с конструкцией и основными частями токоприемников П-1 и ТЛ-13У.

Уяснить назначение токоприемников электровозов.

Проанализировать работу токоприемников П-1 и ТЛ-13У.

Условиям работы магистрального электроподвижного состава удовлетворяют токоприемники, обеспечивающие надежный токосъем при больших скоростях движения и значительных токовых нагрузках.

Рис. 6. Токоприемник П-3 электровоза постоянного тока

Электровозы, как правило, имеют два токоприемника. Однако в работе находится один, а другой является запасным -- его поднимают в тех случаях, когда необходимо уменьшить или прекратить искрение во время гололеда. Моторный вагон электропоезда (секции) имеет только один токоприемник.

Токоприемники снабжают пневматическим приводом, что позволяет осуществлять дистанционное управление ими. Обычно установлен ручной насос или электрокомпрессор, питающийся от аккумуляторной батареи, а также небольшой резервуар, в котором сжатый воздух для подъема токоприемника можно сохранить длительное время.

Чтобы токосъем был хорошим (скольжение полоза по контактному проводу без искрения), сила нажатия полоза на провод не должна быть меньше определенного значения, обеспечивающего необходимое контактное нажатие.

Но она не должна быть и излишне большой, так как это может привести к отжатию контактного провода, а также повышенному механическому износу его и накладок полоза.

Рис. 7. Двухрычажный токоприемник ТЛ-13У6: 1 - рама; 2 - полоз; 3 - рычаги

Качество токоприемника в этом отношении определяется статической характеристикой -- зависимостью нажатия от высоты подъема при медленном вертикальном перемещении полоза. Существенно влияет на качество токосъемника материал сменных контактных накладок (вставок) полоза токоприемника. Применяют медные накладки, изготовленные методом порошковой металлургии. На ЭПС переменного тока и частично на ЭПС постоянного тока используют угольные вставки и металлокерамические пластины.

Отечественные токоприемники выполняют в основном двух типов: четырехрычажные (типа Л-23У-01, П-3 и др.) и двухрычажные (типа ТЛ-13У, ТЛ-14М). Наиболее распространенный тип токоприемника представлен на рис. 7. В основании 2 укреплены валы 1 и 5 нижних подвижных рам 10, которые шарнирно соединены с верхними подвижными рамами 9, образуя замкнутую рычажно-шарнирную конструкцию. Управление токоприемником электропневматическое. Для подъема его необходимо подать сжатый воздух в цилиндр пневматического привода 8. При этом привод сжимает опускающую пружину 6 и освобождает валы 1, 5. При выпуске сжатого воздуха из цилиндра пружина 6, преодолевая сопротивление пружин 3 и 7, поворачивает вал 1 и опускает токоприемник. Амортизаторы 4 смягчают удар верхних рам об основание.

Схема двухрычажного токоприемника показана на рисунке. Цепи тяговых двигателей от коротких замыканий и перегрузок защищают быстродействующий выключатель, дифференциальные реле и реле перегрузки.

Содержание отчета

Рисунки токоприемников П-1 и ТЛ-13У.

Описание устройства и принципа действия токоприемников.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. История появления токоприемников электровозов.

2. Токоприемники, используемые на высокоскоростных магистралях.

3. Достоинства и недостатки токоприемников П-1 ТЛ-13У.

Практическая работа 7

Тема: Анализ технологии работы ПТО локомотивов на станции.

Цель: Ознакомление с технологией работы пункта технического обслуживания (ПТО) локомотивов на станции.

Практическое занятие проводится в виде урока-экскурсии на ПТО локомотивов железнодорожной станции Коршуниха-Ангарская.

Порядок выполнения

Ознакомиться с назначением ПТО локомотивов на станции.

Ознакомиться технологией работы ПТО локомотивов на станции.

Ознакомиться с технологическим процессом работы ПТО локомотивов.

Во время экскурсии необходимо обратить внимание на работы, производящиеся на ПТОЛ.

Усвоить порядок работы ПТО по прибытии локомотивов на станцию.

Проанализировать работу ПТО локомотивов на станции.

Основой стратегии управления техническим состоянием локомотивного парка на сети дорог является планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта. Система эксплуатации, технического обслуживания, текущего и капитального ремонтов тягового подвижного состава (СТОР) введена на дорогах для обеспечения устойчивой и бесперебойной работы ТПС, предотвращения повреждений узлов и агрегатов локомотивов МВПС, выполнения графика движения поездов, соблюдения безопасности движения, эффективного использования локомотивов и снижения эксплуатационных расходов.

Пункты технического обслуживания и текущего ремонта (ПТО) располагаются на территориях локомотивных депо, где производится устранение случайно возникших неисправностей. Пункты технического обслуживания и текущего ремонта предназначены для выявления и устранения технических неисправностей и обеспечения максимально возможных пробегов локомотивов без остановок. Техническое обслуживание осуществляется комплексными бригадами.

Содержание отчета

Схема расположения зданий, сооружений и технических устройств ПТО локомотивов станции Коршуниха-Ангарская.

Описание видов работ, выполняемых на ПТО локомотивов.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Классификация, назначение и область применения ПТО локомотивов.

2. Назначение и техническое оснащение локомотивных депо.

3. Техническое обслуживание и текущий ремонт локомотивов.

Практическая работа 8

Тема: Определение общего сопротивления движению поезда.

Цель: Формирование практических навыков по определению сил общего сопротивления движению поезда.

Оборудование

Схемы профилей путей.

Порядок выполнения

Определение основного удельного сопротивления движению поезда.

Определение дополнительного удельного сопротивления движению поезда.

Определение общего сопротивления движению поезда.

При движении поезда на него действуют внешние силы, на преодоление которых расходуется сила тяги локомотива. Силы сопротивления - это силы, направленные против движения поезда. Силы сопротивления состоят из суммы сопротивлений локомотива и вагонов. Различают удельное и полное сопротивление. Удельное сопротивление - это сопротивление, приходящееся на одну тонну массы поезда, локомотива или состава (кгс/т). Полное сопротивление - это сопротивление, которое испытывает весь поезд или локомотив (тс, кгс).

Сопротивление движению делят на основное и дополнительное. Основное сопротивление действует на поезд постоянно, а дополнительное сопротивление зависит от профиля пути, климатических условий и других факторов.

К основному сопротивлению относится: сопротивление трущихся частей локомотива и вагонов; сопротивление от взаимодействия подвижного состава и пути; сопротивление воздушной среды.

Дополнительное сопротивление движению возникает при движении поезда по уклонам или в кривой; при низкой температуре наружного воздуха; при сильном встречном ветре; при трогании состава с места; при работе подвагонных генераторов для освещения пассажирских вагонов.

В тяговых расчетах принято, что все силы сопротивления, измеряемые в килограммах, относят к одной тонне веса поезда и называют удельными. Они измеряются в кГс/тс. Основное удельное сопротивление движению локомотива обозначается w_o', а движению вагона w_o".

Величины основного удельного сопротивления локомотива ('_o) и вагонов (”_o) определены для расчётной скорости локомотива по формулам

где - доля четырёхосных вагонов в составе поезда;

- доля восьмиосных вагонов в составе поезда.

Основное удельное сопротивление состава определено по формулам

где q₄ - нагрузка от оси на рельс четырёхосного вагона (;

q₈ - нагрузка от оси на рельс восьмиосного вагона (.

Сопротивление от уклона образуется составляющей веса состава, действующей на подъеме против направления движения, а на спусках по направлению движения поезда. По существу сопротивление от уклона представляет собой сопротивление силы тяжести при подъеме подвижного состава на некоторую высоту h. За счет преодоления этого сопротивления локомотивом в поезде создается соответствующий запас потенциальной энергии. Этот запас тем больше, чем больше высота, на которую поднялся поезд. Приобретенная потенциальная энергия затем по возможности должна быть рационально использована при движении поезда на легких элементах профиля.

При низких температурах повышается вязкость смазки в буксовых узлах вагонов, моторно-осевых подшипниках и трансмиссиях локомотивов, что приводит к росту основного удельного сопротивления. Наряду с этим, увеличивается также и сопротивление воздушной среды, вызываемое повышением плотности воздуха, которое происходит с понижением температуры. Правилами тяговых расчетов для поездной работы рекомендуется учитывать влияние этого сопротивления коэффициентом, зависящим также и от скорости движения поезда.

Величина основного удельного сопротивления с учетом низкой температуры определяется:

”_oнт=”_oЧk_нт,

а дополнительное сопротивление от низкой температуры определяется:

”_нт=”_oЧ(k_нт-1)

Значения коэффициента приведены в соответствующей таблице ПТР для температуры наружного воздуха от -30 °С до -60 °С и уровней скорости движения - от 20 до 120 км/ч. Дополнительное сопротивление движению от низких температур учитывается на железных дорогах с суровыми климатическими условиями в целях корректировки норм массы и скорости движения грузовых поездов в зимнее время на период снижения температуры воздуха менее -30 °С.

Дополнительное сопротивление движению грузовых поездов от ветра при решении задач учитывается на тех участках сети железных дорог, где длительное время преобладают ветры силой более 6 м/с. Перечень таких участков устанавливается управлениями дорог и утверждается ОАО «РЖД». Ветер изменяет ту часть основного удельного сопротивления движению, которая зависит от воздушной среды. Механика воздействия встречного ветра на поезд такая же, как и спокойного воздуха на движущийся поезд. Чем выше скорость ветра, тем больше сила сопротивления, воздействующая на состав.

Боковой ветер смещает состав поезда в сторону одной из рельсовых нитей, в результате чего усиливается трение гребней колесных пар о боковую поверхность рельса.

Величину основного удельного сопротивления с учетом воздействия встречного и бокового ветра, согласно ПТР, рекомендуется определять с помощью коэффициента k_в в зависимости от скорости ветра и скорости движения поезда по формуле:

”_oв=”_oЧk_в,

а дополнительное сопротивление при этом составит:

”_в=”_oЧ(k_в-1)

При составлении графика движения поездов дополнительное сопротивление от встречного бокового ветра учитывается при скоростях ветра от 6 до 12 м/с. При скоростях ветра, превышающих 12 м/с, это сопротивление учитывают в оперативной работе в процессе организации пропуска поездов только на период возникновения особо неблагоприятных погодных условий.

Значения коэффициента k_в при этом определяются для скорости ветра от 6 до 12 м/с по соответствующей таблице ПТР, а для скорости ветра от 14 до 30 м/с с учетом температуры воздуха и атмосферного давления - по специальным номограммам. В решении задач нормирования времени хода и расхода топлива в ряде случаев следует учитывать, что, если встречный ветер для поездов одного направления оказывает отрицательное влияние, то для поездов обратного направления влияние будет противоположным.

Дополнительное сопротивление при трогании поезда с места возникает в связи с тем, что за время стоянки подвижного состава происходит выдавливание смазки из соприкасающихся поверхностей трущихся деталей буксового узла. В результате в начале движения в подшипниках происходит полусухое трение с более высоким коэффициентом трения. В меньшей мере на сопротивление при трогании поезда с места оказывает повышенное сопротивление качения колес по рельсам из-за упругих деформаций колес, рельсов и прогиба рельсошпальной решетки. После трогания с места смазка начинает поступать на все трущиеся поверхности, в результате чего сопротивление движению резко уменьшается.

В связи с тем, что в устройстве автосцепки имеются пружины, при трогании с места локомотива в движение приходят не все вагоны состава одновременно, а поочередно - от головного вагона до хвостового вагона. Поэтому сам процесс трогания растянут во времени и при длинных поездах может продолжаться до 20 и более секунд. Поскольку трогание с места начинается с движения локомотива и заканчивается моментом трогания последнего вагона состава, то сопротивление троганию с места определяется именно за этот короткий период времени. После трогания сопротивление резко падает и после прохода поездом некоторого расстояния (3-7 км) приходит к установившемуся состоянию.

Установлено, что величина этого сопротивления зависит от продолжительности стоянки поезда и что особенно быстро оно возрастает в первые 20 минут стоянки, достигая максимума после 1,5 ч простоя. В ПТР приводится следующая формула для расчета удельного сопротивления троганию с места состава на роликовых подшипниках:

_тр=28/q_о+7,

где q_о - нагрузка на ось вагона, т.

При средней нагрузке на ось вагона 17,5т, основное удельное сопротивление троганию с места примерно на 20 % больше чем после окончания процесса трогания. Используя эту формулу и другие, где есть _тр, следует учитывать, что основное удельное сопротивление ”_о входит в величину удельного сопротивления троганию с места.

Дополнительное сопротивление движению от подвагонных генераторов в пассажирских поездах учитывается при скоростях свыше 20 км / ч, когда к ним подключаются электрические потребители вагонов. Это сопротивление особенно значительно у вагонов, имеющих системы кондиционирования воздуха.

Содержание отчета

Расчет общего сопротивления движению поезда.

Описание элементов, составляющих основное и дополнительное удельное сопротивление движению поезда.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Силы сопротивления движению поезда.

2. Сопротивление движению при трогании поезда с места на различном профиле.

3. Сопротивление движению от встречного и бокового ветра.

Практическая работа 9

Тема: Определение тормозной силы поезда.

Цель: Формирование практических навыков по определению тормозной силы поезда.

Оборудование

Схемы профилей путей.

Порядок выполнения

Ознакомиться со схемой действия тормозных сил.

Уяснить принцип действия тормозных сил.

Определение тормозной силы поезда.

Искусственно создаваемые силы, приложенные к поезду и направленные против его движения, называются тормозными. Они управляются машинистом локомотива. На Российских железных дорогах существует два основных способа торможения подвижного состава. Первый из них -- это фрикционное автоматическое торможение с использованием силы трения, возникающей при воздействии тормозных колодок на поверхности катания колес (рис. 8) или на тормозные диски. При втором способе применяется электрическое торможение (реостатное или рекуперативное).



Рис. 8. Схема действия сил на тормозящееся колесо

При колодочном тормозе тормозная сила зависит от коэффициента трения между колодками и поверхностями катания колес, от силы нажатия колодок и от числа тормозных осей в поезде.

Возникающая при торможении сила трения В_к равна KЧц_k и создает тормозной момент:

М_Т = KЧцkЧR,

где ц_к -- коэффициент трения между колесом и колодкой,

К -- сила нажатия колодки, тс,

R -- радиус колеса.

Под воздействием момента М в точке О возникает сила В, стремящаяся сдвинуть рельс.

Тормозной момент М_т при вращении колеса уравновешивается моментом В_г Ч R, где В_т -- сила реакции, возникающая в точке О касания колеса с рельсом. Точка О нагружена силой Q, то есть частью веса экипажа, приходящейся на колесо с учетом веса самого колеса.

Из равенства моментов сил В_к и В_т следует, что сила В_т является тормозной силой экипажа, приложенной в точке О, которая является непрерывно перемещающимся упором для силы В_к при вращении колеса.

Расчетная тормозная сила всего поезда определяется как сумма тормозных сил, создаваемых всеми тормозными колодками:

В_т = 1000 ц_кр?K_р,

где ц_кр -- расчетный коэффициент трения,

?К_р -- суммарная расчетная сила нажатия колодок поезда.

Для каждого типа подвижного состава значения К_p приведены в ПТР. Коэффициент ц_кр определяется по формулам в зависимости от типа колодок и скорости движения. Так для чугунных тормозных колодок расчетный коэффициент трения определяется по формуле:

где v -- скорость поезда в км/ч.

Время торможения отсчитывается от момента поворота ручки крана машиниста в тормозное положение до полной остановки поезда. Путь, который проходит поезд за это время, называется тормозным путем S_T. Он определяется как сумма двух составляющих -- пути подготовки тормозов к действию и действительного тормозного пути:

Путь подготовки -- это расстояние, проходимое поездом с момента поворота ручки крана машиниста до момента достижения расчетной силы нажатия:

S_п = v_н + t_п,

где v_н -- начальная скорость поезда;

t_п -- время подготовки тормозов к действию, которое принимается в зависимости от типа тормозов и длины состава, t_п = 2 - 10 с.

Многие задачи, связанные с движением поезда, решаются с помощью уравнения движения поезда. Оно выражает зависимость ускорения поезда от действующих на него сил.

Рассматривая движение тормозящегося поезда, как движение материальной точки, имеющей массу поезда, можно уравнение движения поезда получить из второго закона Ньютона (сила равна произведению массы на ускорение):

После ряда преобразований получается следующая формула для определения величины действительного тормозного пути:

где b_т -- удельная тормозная сила.

Содержание отчета

Описание способов расчета тормозной силы поезда.

Расчет тормозной силы поезда.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Фрикционное торможение.

2. Реостатное торможение.

3. Рекуперативное торможение.

Практическая работа 10

Тема: Определение удельной тормозной силы и расчетного тормозного коэффициента.

Цель: Формирование практических навыков по определению удельной тормозной силы и расчетного тормозного коэффициента.

Оборудование

Схемы профилей путей.

Порядок выполнения

Ознакомиться со схемой действия тормозных сил поезда.

Определение удельной тормозной силы поезда.

Определение расчетного тормозного коэффициента.

Для проведения расчетов используется удельная тормозная сила поезда. Удельная тормозная сила поезда - это тормозная сила, приходящаяся на одну тонну массы поезда (кгс/т).

Расчет тормозной силы поезда удобен, если все вагоны в составе имеют одинаковую силу нажатия на тормозные колодки. Обычно нажатия тормозных колодок на оси подвижного состава значительно отличаются друг от друга. Поэтому тормозную силу рассчитывают методом приведения. В этом случае коэффициент трения определяют при одном условно выбранном нажатии (К= 2,7 тс - для чугунных колодок, К= 1,6 тс - для композиционных колодок).

При этом должно быть соблюдено равенство:

В_т= 1000Ч?КЧf_к= 1000Ч?К_рЧf_кр,

где К - действительное нажатие тормозной колодки (тс);

f_к - действительный коэффициент трения каждой колодки или группы колодок с одинаковым К.

В этом случае удельная тормозная сила определяется по формуле:

b_т= 1000Чf_крЧ?К_р/P+Q= 1000Ч f_крЧн_р,

где н_р - расчетный тормозной коэффициент.

Расчетный тормозной коэффициент определяется по формуле:

н_р= ?К_р/ P+Q,

где ?К_р - суммарное расчетное нажатие тормозных колодок.

P - вес локомотива;

Q - вес состава поезда.

Расчетный тормозной коэффициент реализуется только при экстренном торможении. Поэтому для расчета тормозного пути при подходе к пунктам остановки значение расчетного тормозного коэффициента принимают: для грузовых поездов - 0,5 н_р, для пассажирских и пригородных поездов - 0,8 н_р, при полном служебном торможении - 0,8 н_р.

Содержание отчета

Определение удельной тормозной силы поезда.

Определение расчетного тормозного коэффициента.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Порядок определения расчетного коэффициента трения.

2. Назначение, типы и область применения тормозных колодок.

3. Унифицированное тормозное нажатие.

Практическая работа 11

Тема: Анализ переключения мачтовых разъединителей контактной сети дистанционно и вручную.

Цель: Уметь переключать мачтовые разъединители контактной сети; правильно пользоваться тумблерами на пульте дистанционного переключения.

Оборудование

Алгоритм переключения мачтового разъединителя дистанционно.

Стенд «Средства защиты».

Порядок выполнения

Ознакомиться с пультом дистанционного переключения мачтового разъединителя контактной сети.

Ознакомиться с комплектом для переключения разъединителя вручную.

Проанализировать последовательность действий при переключении мачтового разъединителя дистанционно и вручную.

Переключение мачтовых разъединителей контактной сети производится только по приказу энергодиспетчера, кроме разъединителей контактной сети электродепо, экипировочных устройств и путей, где производится осмотр крышевого оборудования электроподвижного состава. Эти разъединители могут переключаться работниками локомотивного депо без приказа энергодиспетчера.

Право производства переключений предоставляется работникам дистанций электроснабжения, дежурным по станциям, работникам локомотивных и вагонных депо при условии сдачи ими экзаменов в комиссии при начальнике района контактной сети после специального теоретического и практического инструктажа с выдачей удостоверения формы ЭУ-43 и оформлением в журнале формы ЭУ-39. Список лиц, имеющих право переключения разъединителей, в том числе работников других служб, согласованный с ДС опорных станций, должен находиться у энергодиспетчера.

Дежурные по станции, не имеющие права производства переключений разъединителями, к дежурству не допускаются. Все вновь принимаемые дежурные по станции в процессе стажировки должны пройти обучение правилам производства переключений и сдать экзамены на право переключения.

Дежурный по станции или другой работник, имеющий право переключения, при получении приказа энергодиспетчера на переключение записывает текст в книгу диспетчерских приказов и повторяет его. Если содержание приказа не ясно или вызывает сомнение, он обязан затребовать от энергодиспетчера объяснение. Энергодиспетчер, убедившись в том, что приказ понят правильно, утверждает его словами: «УТВЕРЖДАЮ» и указывает время, свою фамилию. Приказ, не утвержденный энергодиспетчером, исполнению не подлежит.

Получив приказ, дежурный по станции или другой работник, имеющий право переключения, лично выполняет переключение разъединителя. При дистанционном переключении разъединителя с моторным приводом необходимо:

- убедиться в соответствии наименования разъединителя на пульте его названию в приказе ЭЧЦ;

- убедиться в наличии питания цепей управления по загоранию сигнальной лампы и проверить внешним осмотром исправность заземления пульта;

- убедиться по цвету сигнальной горящей лампы в соответствии исходного положения разъединителя указанному в приказе ЭЧЦ (зеленая лампа - отключен, красная - включен);

- установить первый тумблер в положении ДУ (РУ), а второй тумблер в положении «ВКЛ.» или «ОТКЛ.» в соответствии с приказом ЭЧЦ и произвести переключение разъединителя нажатием кнопки в течение 3-4 секунд;

- убедиться по загоранию соответствующей сигнальной лампы в состоявшемся переключении, вывесить плакат «НЕ ВКЛЮЧАТЬ - РАБОТА НА ЛИНИИ», установить первый тумблер в положении ТУ, после чего передать ЭЧЦ уведомление о выполнении приказа.

При переключении разъединителя вручную необходимо:

- убедиться по надписи на приводе (или на опоре контактной сети, где установлен привод) в соответствии наименования разъединителя заданному в приказе ЭЧЦ;

- убедиться путем осмотра в наличии и исправности заземления привода, а также в исправности и фактическом исходном положении разъединителя;

- надеть диэлектрические перчатки, защитную каску, открыть замок и выполнить переключение, после чего закрыть замок привода;

-осмотром с земли убедиться в выполнении переключения по положению ножей разъединителя, после чего передать ЭЧЦ уведомление.

Перевод первого тумблера (переключателя) в положение ДУ или РУ разрешается только по согласованию с энергодиспетчером.

Энергодиспетчер, приняв уведомление, называет его порядковый номер, время и свою фамилию, после чего переключение считается выполненным. Дежурный по станции или другой работник, имеющий право переключения, записывает номер уведомления и время в книгу приказов.

Содержание отчета

Описание порядка переключения разъединителя контактной сети дистанционно.

Описание порядка переключения разъединителя контактной сети вручную.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Секционирование контактной сети на станции.

2. Переключение разъединителей линий автоблокировки и продольного электроснабжения.

3. Комплект для переключения мачтового разъединителя вручную.

Практическая работа 12

Тема: Расчет потребного парка погрузочно-разгрузочных машин.

Цель: Рассчитать потребный парк погрузочно-разгрузочных машин и устройств; проанализировать схемы комплексной механизации переработки грузов.

Оборудование

Схема комплексной механизации переработки тарно-упаковочных и штучных грузов, перевозимых в крытых вагонах.

Порядок выполнения

Расчет технической производительности погрузочно-разгрузочных машин и устройств.

Расчет эксплуатационной производительности погрузочно-разгрузочных машин и устройств.

Расчет потребного парка погрузочно-разгрузочных машин и устройств.

Производительность машины и установки -- это то количество (т, м3, шт.) груза, которое может быть выработано машиной или установкой за определенный промежуток времени.

Теоретическая (расчетная) производительность характеризует непрерывную работу машины в течение 1 часа при номинальной (расчетной) загрузке, при использовании ее на погрузке (выгрузке) груза в условиях, для которых она запроектирована.

Техническая производительность характеризует непрерывную работу машины за 1 час, но с учетом фактической массы груза, перемещаемого машиной (установкой). Техническая производительность позволяет оценить использование машины или установки по фактической загрузке.

Эксплуатационная производительность характеризует количество конкретно перегружаемого груза в течение одной рабочей смены при правильной организации труда, передовых ее методах и на определенном месте работы. В отличие от технической эксплуатационная производительность учитывает как использование машины по времени, так и ее загрузку в течение одной рабочей смены.

Техническая производительность, т/ч, погрузочно-разгрузочной машины периодического действия определяется по формуле:

П_т=3600ЧQ_н/Т_ц,

где Q_н - масса груза, перемещаемая машиной за один цикл (номинальная грузоподъемность), т;

Т_ц - продолжительность одного цикла, с; определяется как сумма времени, затрачиваемого на выполнение операций цикла (застропки, подъема, перемещения, отстропки или высыпания груза и др.).

Т_ц=?Ч(t₁+t₂+……+t_n),

где ? -- коэффициент, учитывающий совмещение отдельных операций цикла, для мостовых кранов он равен 0,8; передвижных поворотных кранов (автомобильных, железнодорожных и др.) -- 0,7, погрузчиков -- 0,85.

Техническая производительность, т/ч, машин непрерывного действия:

- при переработке грузов отдельными порциями (тарно-штучные грузы или грузы, перемещаемые в ковшах) определяется по формуле:

П_т=3,6Чq/aЧv

где q -- масса единицы груза или масса груза в одном захватном органе, кг;

a -- расстояние между единицами груза, расположенного на несущем органе машины, м;

v -- скорость движения несущего органа машины, м/с;

- при переработке грузов непрерывным потоком определяется по формуле:

П_т=3600ЧFЧгЧv,

где F -- площадь поперечного сечения груза на несущем элементе, м²;

г -- насыпная плотность груза, т/м³;

v -- скорость движения несущего органа машины, м/с.

Эксплуатационная производительность (т/смену) определяется по формуле

П_см=П_тЧk_вЧk_грЧТ_см,

где k_в-- коэффициент использования машины во времени (отношение времени работы в течение смены к ее продолжительности);

k_гр -- коэффициент использования машины по грузоподъемности (отношение массы груза, перемещаемой в среднем за один рабочий цикл, к номинальной грузоподъемности);

Т_см -- число рабочих часов в смене.

Потребный парк (расчетный) погрузочно-разгрузочных машин определяется по формуле:

Z= Q_гЧk_н/n_смЧП_смЧ(365?Т_пр),

где Q_г -- годовой грузооборот, т; k_н -- коэффициент неравномерности поступления грузов;

n_см -- число рабочих смен в сутки;

365 -- число дней в году;

Т_пр -- регламентированный простой машины в течение года (нерабочие дни, праздники, ремонт, техническое обслуживание и др.), сут.;ориентировочно Т_пр = 52--80 сут.

Необходимо проверить, обеспечит ли расчетное число машин или установок своевременную обработку подвижного состава. При проверке должно выполняться условие:

Z_м ? Q_с/П_тЧ(Т?ХЧt_м),

где Q_с -- максимальный поток груза данной номенклатуры, поступающий на станцию за сутки, т;

П_т -- техническая производительность машин или установок, т/ч;

Т -- продолжительность работы грузового фронта, т;

Х -- число подач вагонов на грузовой фронт;

t_м -- время на подачу, уборку или перестановку вагонов одной подачи, ч.

Если в схему механизации входит несколько машин, передающих последовательно груз от одной к другой, то следует подобрать их так, чтобы производительность каждой последующей была равна или несколько превышала производительность предыдущей.

Содержание отчета

Описание порядка расчета потребного парка погрузочно-разгрузочных машин и устройств.

Анализ работы устройств однопутной двусторонней автоблокировки.

Выводы студента.

Оформление отчета по выполнению практической работы.

Контрольные вопросы

1. Классификация погрузочно-разгрузочных машин и устройств.

2. Требования, предъявляемые к погрузочно-разгрузочным машинам и устройствам.