рости определяют методом сравнения тока, напряжения или угловой скорости колесной пары. Чувствительность датчиков второго типа определяется установленным значением углового ускорения колесной пары, при котором включается исполнительный механизм. Второй способ является более эффективным из-за отсутствия устройства сравнения, схема более проста и надежна в эксплуатации, чувствительность датчиков обнаружения не зависит от разброса диаметров колес, параметров цепей тяговых двигателей. Противобоксовочная система этого типа срабатывает и в том случае, когда боксуют все колесные пары, в ней можно применять автономные противобоксовочные устройства для каждой колесной пары. Например, на тепловозе типа ТЭ10 сигнал датчика ускорения шунтирует обмотки возбуждения тахогенератора, снижается его напряжение и через амплистат происходит уменьшение напряжения тягового генератора и жесткости тяговой характеристики.
Эффективность различных противобоксовочных устройств целесообразно сравнивать по следующим показателям: продолжительности боксования от подачи сигнала обнаружения до момента восстановления сцепления; коэффициенту уменьшения силы тяги локомотива за время боксования; снижению скорости за время боксования. Отработка сигнала боксования не должна быть более 0,2 с. Боксование при скорости скольжения 0,6 км/ч и более недопустимо. Наибольший коэффициент сцепления реализуется при скорости скольжения 0,4— 0,5 км/ч.
Устойчивость против боксования зависит не только от конструкции и тяговых характеристик локомотивов, но и от их режима работы. Известно, что при резком наборе позиций контроллера может возникнуть боксование. Однако и сброс позиций контроллера для прекращения боксования не должен быть резким (не более чем на 2—4 позиции), иначе ударное воздействие силы тяги при восстановлении сцепления может повредить зубчатую передачу.
Боксование легче предупредить, чем бороться с ним после возникновения. Ранее показано, что относительная скорость скольжения колес является основным признаком устойчивого или возмущенного движения локомотива. Все перечисленные факторы, влияющие на силу сцепления, совместно отражаются на скорости скольжения. Поэтому основным критерием оценки устойчивости сцепления принята х а -рактеристика сцепления (зависимость силы тяги по сцеплению, реализуемой в условиях эксплуатации, от относительной скорости скольжения движущих колес). Графически эта характеристика подобна характеристике F (и) (см. рис. 2.3). Установлено, что сила тяги по сцеплению отечественных локомотивов достигает наибольшего значения при скорости скольжения колес 1,5—2,5 % от скорости поступательного движения. При повышении скорости скольжения сверх этого значения сила сцепления снижается.
41
Для предупреждения боксования в настоящее время применяются устройства обнаружения повышенного скольжения колес, которые подают сигнал машинисту, как только достигнет установленного уровня разность угловых скоростей и ускорений колесных пар. Более совершенные из них одновременно с подачей сигнала включают автоматически песочницу (у электровоза ВЛ10). Применение автоматического управления силой тяги по принципу слежения за скольжением каждой колесной пары может повысить расчетное значение силы тяги на 30 %.
Эксплуатационные опыты показали, что адсорбционные и окисные пленки на поверхности рельсов снижают силу сцепления в несколько раз. Попытки их удаления обдувом воздухом рельсов, очисткой рельсов опрыскиванием химическими растворами, электроискровой обработкой рельсов токами высокой частоты, механическим удалением влаги с рельсов каучуковыми роликами и др. оказались либо малоэффективными, либо дорогими, либо вызывающими износ рельсов и бандажей. Заслуживает внимания использование магнитного увеличения сцепления по схеме ЛИИЖТа, несмотря на то, что оно еще недостаточно изучено.
Наиболее простым и эффективным является подача песка под колеса, которая повышает коэффициент сцепления до 0,5—0,7. Установлено, что для предотвращения боксования более эффективна непрерывная, а не импульсная подача песка, так как в промежутках между импульсами подачи возникают всплески боксования. Избыточная подача песка повышает сопротивление движению до 20 % и не увеличивает коэффициент сцепления. Напротив, при большой толщине слоя песка на рельсах происходит взаимное проскальзывание его зерен и снижение коэффициента сцепления. Наилучшие результаты получены при толщине слоя песка 20—30 мк. При существующей пневматической системе подачи песка на рельсы оптимальный расход его на 1 км пути составляет 3 кг под колеса первой и 1,6 кг — второй тележки по ходу движения. При диаметре колес 1050 мм оптимальная подача песка при сухих рельсах составляет 450 г/мин под колесо. При превышении этой подачи коэффициент сцепления не возрастает. При мокрых рельсах подача должна быть увеличена до 600 г/мин.
Особенно эффективна подача песка при низких скоростях, например при скорости до 10 км/ч коэффициент сцепления увеличивается на 70 %, при скорости 35 км/ч — лишь на 25—30 %. Подачу песка целесообразно использовать для предупреждения боксования. Подача при скорости скольжения 15—20 км/ч может принести только вред.Кварцевый песок должен иметь зерна размером 0,1—0,3 мм. Струя песка должна подаваться под углом 15° к рельсам. Скорость выброса песка из форсунок песочницы должна быть на 12—15м/с больше скорости движения локомотива.
Большую эффективность имеет подача под колеса специального состава с диаметром гранул не более 1,2 мм, применяемого в Японии, со-
42
стоящего из 40—90 % окиси алюминия, 5—60 % двуокиси силиция. В этом случае коэффициент сцепления возрастает в 1,6—2,3 раза по сравнению с применением песка.
2.5. НОРМАТИВНО-РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СИЛЫ ТЯГИ ПО СЦЕПЛЕНИЮ
Как было показано, сцепление имеет сложную физическую природу контактного молекулярно-механического взаимодействия колес с рельсами. Более того, локомотив представляет собой сложную динамическую нелинейную колебательную систему, подверженную возмущающим воздействиям случайного характера, что затрудняет численное определение сил, обусловливающих сцепление.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.