Управління та обслуговування електровоза
тема:
Сила тяги та гальмування електровоза
1. Режими руху поїзда і сили, що діють на нього
Розрізняють три основні режими руху поїзда: тяга, вибіг і гальмування. У режимі тяги (контролер включений) на поїзд діють сила тяги локомотива і сили опору руху при вибігу (контролер вимкнений), поїзд рухається за інерцією в режимі гальмування, на поїзд діє як сила гальмування, так і сили опору руху. Сила інерції проявляє себе у всіх випадках зміни режиму руху поїзда.
Якщо сила тяги більше сил опору, то її надлишок йде на подолання інерції поїзда, швидкість руху якого зростає до тих пір, поки силу тяги не врівноважує сили опору руху. Надалі потяг рухається з однією і тією ж швидкістю, званої сталої. Коли сили опору руху поїзда перевищують силу тяги, поїзд рухаєте; з уповільненням. В цьому випадку, а також при гальмуванні інерція поїзда перешкоджає зниженню швидкості.
Уміло регулюючи сили тяги і гальмування, враховуючи інерцію поїзда і опір його руху, машиніст домагається плавності розгону поїзда, ведення його строго за розкладом і забезпечує зупинку в необхідному місці.
2. Освіта сили тяги електровоза
Момент, що обертає тягового електродвигуна електровоза через зубчасту передачу передається на колісну пару; цей момент Мк (рис. 1) відповідно до правил механіки можна представити у вигляді пари сил F і F1 з плечем дії Rк (тут Rк - радіус колеса).
Отже, Mк = FRк а F = F1 = Mк / Rк.
Колісна пара тисне на рейки з певною силою, тому між колесом і рейкою виникає зчеплення, що перешкоджає прослизанню коліс. Якщо зчеплення досить, то в точці дотику колеса і рейки виникає сила, рівна за значенням силою, але протилежно спрямована. Ця сила і є тією зовнішньою силою, без якої неможливий рух; її називають дотичній силою тяги на ободі колеса.
Силою тяги на ободі колеса називають зовнішню силу, прикладену до рушійному колесу локомотива в напрямку його руху, яка викликає переміщення локомотива і складу.
Ця сила прямо пропорційна обертального моменту тягового двигуна, передавальному відношенню зубчастої передачі і обернено пропорційна радіусу колеса.
При достатньому зчепленні колеса з рейкою сили врівноважуються і рух колісної пари відбувається під дією залишилася неврівноваженою сили, прикладеної до осі колісної пари і буксе.
Зменшення діаметра колеса при звичайному опорно-осьовому підвішування двигуна неможливо, оскільки неприпустимо змінити габарити тягового двигуна по висоті, що призвело б до зниження його потужності; збільшення передавального числа може відбуватися за рахунок збільшення або радіусу великого зубчастого колеса (рис. 2), або радіусу малого зубчастого колеса (шестерні). Однак до теперішнього часу ці можливості практично вичерпані: велике зубчасте колесо вантажних електровозів, маючи число зубів 88, нижньою частиною (з урахуванням кожуха передачі) виходить за габарит рухомого складу по відношенню до деталей автоматизованих сортувальних гірок станцій, а радіус шестерні не може бути знижений за умовами її міцності.
Рис.1. Схема, освіти сил тяги. Рис.2. Схема передачі крутного моменту ТЕД до КП.
Під силою тяги електровоза мають на увазі суму сил тяги розвиваються всіма колісними парами електровоза.
Таким чином, основними шляхами збільшення сили тяги електровоза слід вважати підвищення числа колісних пар (числа секцій у електровоза) або крутного моменту тягових двигунів; однак і збільшення моменту має свої обмеження, про які буде вказано нижче. Слід зауважити, що при однаковому струмі тягових двигунів електровози з колесами, зношеними по діаметру, мають дещо більшу силу тяги (але і меншу швидкість руху). Так, товщина нових бандажів вантажних електровозів допускається до 100 мм, а гранично зношених - 40 мм (з урахуванням прокату 7 мм), т. Е. Найбільша різниця діаметрів нових і зношених коліс 120 мм, що становить майже 10% повного діаметра колеса. Електровоз з новими бандажами розвиває силу тяги на 10% меншу, ніж з гранично зношеними.
3. Опір руху поїзда
Виникаючі при русі поїзда сили тертя в вузлах рухомого складу, сили взаємодії між рухомим складом і шляхом, зовнішніми поверхнями рухомого складу і навколишнім повітряним середовищем, а також силу тяжіння, яка виявляється на ухилах шляху, відносять до сил опору руху поїзда. Рівнодіюча всіх цих сил зазвичай спрямована проти напрямку руху і лише на крутих спусках збігається з ним. Значення всіх сил опору не залежать від машиніста, проте він повинен знати, що ці сили, через низку обставин, змінюються, і відповідно до цього при веденні поїзда регулювати режим роботи електровоза.
Повний опір руху поїзда (Локомотива і вагонів) W поділяють на основне W0 і додаткове Wд
W = Wo + Wд
Основний опір руху. Воно являє собою суму всіх сил, що перешкоджають руху на прямих горизонтальних ділянках шляху, і виникає в результаті взаємного тертя деталей рухомого складу, опору від взаємодії; колії та рухомого складу, а також опору повітряного середовища при відсутності вітру.
Опір від взаємного тертя деталей рухомого складу. Це опір, перш за все, залежить від сили тертя в буксових підшипниках колісних пар, визначається типом і станом підшипників, якістю і кількістю мастила, температурою зовнішнього повітря (впливає на в'язкість мастила), швидкістю руху поїзда і натисканням підшипника на шийку осі. У роликових буксових підшипниках замість тертя ковзання діє тертя кочення, що забезпечує значне зменшення сил тертя; слід враховувати, що сила натискання на буксовими шийку осі колісної пари електровозу перевищує 10 тс, а у повністю завантажених вагонів досягає 9 тс.
Внутрішній опір руху електровоза обумовлено також тертям в зубчастої передачі, якірних і моторно-осьових підшипниках, між щітками і колекторами тягових двигунів і т. П. Внутрішній опір зменшується при правильному догляді і справному стані цих вузлів.
Опір від взаємодії колії та рухомого складу. Воно виникає в результаті тертя кочення і тертя ковзання між колесами і рейками. При великий твердості матеріалу коліс і рейок вони менше вдавлюються один в одного і тертя кочення зменшується; застосувань безстикової колії і рейок більш важкого типу також зменшує це тертя. Тертя ковзання між колесом і рейкою виникає при нерівності діаметрів коліс однієї колісної пари, зіткненні гребенів бандажів з бічними гранями головок рейок і поперечному ковзанні під час виляння візків. Чим вище швидкість, тим більше перешкоджають руху ці явища.
Необхідно враховувати також поштовхи від набігання коліс на торці рейок на стиках, хрестовинах стрілочних переводів. Це опір може бути знижено поліпшенням змісту полотна залізниці і рейок, а також збільшенням довжини рейок. Нерівності рейок або бандажів коліс (вибоїни, овальність) також збільшують опір руху, так як при вертикальному переміщенні ходових частин частина енергії локомотива поглинається деталями ресорного підвішування, як самого електровоза, так і вагонів; крім того, є втрати енергії в обрезиненних деталях повідків букс.
Завдання на дистанційне навчання:
Прочитати, законспектувати і вивчити матеріал.
Викладач Шеховцов Микола Васильович
Питання та індівідуальні консультації на вайбер 0669797045
