Обрывы автосцепок в грузовых поездах
Основные причины обрыва автосцепок
Основная причина обрыва автосцепок грузовых поездов - резкий неуправляемый переход поезда из сжатого состояния в растянутое при следовании на выбеге, в тяге или при торможении. При разнице скоростей 3-4км/ч двух рядом движущихся вагонов возникают продольные динамические усилия, намного превышающие прочность автосцепок из-за:
нарушений в подготовке тормозного оборудования вагонов;
неисправности автосцепных устройств;
увеличения разницы тормозной силы в отдельных местах состава по причине:
неправильного включения режимных переключателей торможения воздухораспределителей,
значительных местных утечек воздуха в тормозной магистрали,
замедленного отпуска отдельных воздухораспределителей,
ненормативных выходов штоков тормозных цилиндров;
неправильного управления тормозами машинистами локомотивов (невыполнение требований типовых и местных инструкций по управлению тормозами);
нарушения технологии ведения поезда по переломному профилю (неумение машиниста вести поезд в растянутом или сжатом состоянии в зависимости от местных условий и неплавный переход из одного состояния в другое при ведении поезда по переломному профилю из-за неправильного управления тягой или вспомогательным тормозом локомотива);
нарушение технологии взятия поезда с места;
резкое прекращение начавшегося боксования;
|
|
|
отказ реостатного или рекуперативного тормоза и схем их замещения.
Динамические усилия, действующие на подвижной состав при торможении
Впроцессе торможения на подвижной состав действуют продольные усилия, возникающие из-за разницы удельных тормозных сил вагонов поезда в процессе наполнения тормозных цилиндров и при установившемся в них давлении.
Разница тормозной силы характеризуется четырьмя фазами в соответствии с диаграммой наполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом в функции времени по длине поезда:
1 фаза.С момента поворота ручки крана машиниста в тормозное положение до начала наполнения тормозного цилиндра хвостового вагона.
Тормоза начинают последовательно вступать в силу. В этой фазе происходит распространение торможения и сжатия поезда. Поезд начинает сжиматься. Опасная фаза.
2 фаза.От начала наполнения тормозных цилиндров хвостового вагона до окончания наполнения тормозного цилиндра первого вагона.
Во всех тормозных цилиндрах поезда давление возрастает. В этой фазе поезд продолжает сжиматься. Опасная фаза.
3 фаза.От окончания наполнения тормозных цилиндров первых вагонов до окончания наполнения тормозных цилиндров хвостовых вагонов. Давление в тормозных цилиндрах от первого до последнего вагона поезда достигает максимальной величины. Ранее сжатые поглощающие аппараты автосцепок в этой фазе дают последовательную отдачу, полную или частичную, в зависимости от типа аппарата и уровня установившихся сил. Очень опасная фаза.
|
|
|
4. фаза. Торможение с максимальной силой. В этой фазе при равномерном распределении по поезду тормозной силы никаких реакций в сцепных приборах не будет. При неравномерном распределении возникают реакции сжатия или растяжения - опасный вариант фазы.
Наличие зазоров в автосцепках и пружин в поглощающих аппаратах способствуют появлению относительных скоростей движения между вагонами. Распространение ударной волны вдоль поезда представляет собой волновое движение. Скорость распространения ударной волны по поезду зависит от его состояния перед торможением (растянут или сжат) и в подавляющем большинстве случаев находится в пределах 50-250м/с.
Вызванные изменением режима движения (набор или сброс тяги, торможение, ускорение на спуске или замедление на подъеме) силы упругости передают воздействие локомотива на каждый последующий вагон. Вагоны поезда обладают инерцией и поэтому под действием сил упругости пружин в поглощающих аппаратах автосцепок приходят в колебательное движение не мгновенно, а с некоторым запаздыванием. Чем дальше расположен вагон от локомотива, тем позднее начнутся его продольные колебания. На переломном профиле источников колебаний может быть несколько.
|
|
|
В однородном поезде каждый вагон совершит такое же колебательное движение, как и локомотив, и по мере удаления от локомотива оно будет отставать по фазе и затухать вследствие работы поглощающих аппаратов автосцепок. В результате смещения колеблющихся вагонов от своего первоначального взаимного расположения в поезде (в корпусах автосцепок) образуются зоны сжатия, а за ними зоны растяжения, хотя пружины поглощающих аппаратов всегда работают только на сжатие. В неоднородном поезде в зависимости от подвижности груза, его массы и расположения по поезду продольные динамические силы будут иметь примерно на 20-30% большее значение.
Развитию колебательных процессов в длинносоставном поезде способствует и пневматическое торможение. Неодновременность срабатывания воздухораспределителей вдоль поезда (время распространения тормозной волны в длинносоставном поезде составляет 6-13с) при пневматическом торможении можно сравнить с замедлением движения поезда на выбеге в момент его вступления на подъем. Только при торможении поезда сопротивление движению поезда пропорционально распространению тормозной волны. При этом образуются три зоны протекания тормозных процессов различных и сдвинутых во времени. Это прежде всего головная часть поезда в которую входит до 10-18 вагонов (в зависимости от длины поезда). В этих вагонах тормозные процессы развиваются почти одновременно примерно через 3-4с после снижения давления краном машиниста в уравнительном резервуаре. Совместно с локомотивом эти вагоны образуют движущийся упор, быстро замедляющий свое движение.
|
|
|
Далее, с отставанием на 2-3с, начинается тормозной процесс в вагонах средней части поезда (около половины вагонов). Причем под действием набегающих незаторможенных вагонов хвостовой части у вагонов средней части происходит почти полное сжатие пружин поглощающих аппаратов. Сами вагоны в результате приложения продольных сил не по центру располагаются в рельсовой колее в "елочку" и распирают колею; гребни их колесных пар вступают в контакт с боковой поверхностью рельсов, причем тем сильнее сила их нажатия, чем ближе вагоны к головной части поезда. При большом боковом износе рельсов (свыше 13-15мм) гребни новых колесных пар вступают в контакт с рельсом по большой поверхности (чего нет при изношенном гребне бандажа или новом рельсе) и под действием сил трения поверхность катания колеса иногда даже бывает приподнята над головкой рельса на высоту до 10мм. На стыке, да еще дефектном, при небольшой вертикальной нагрузке (порожние вагоны) такая колесная пара легко всползает на рельс и сходит с него даже на прямом участке пути, причем почти с равной вероятностью как у передней (по ходу движения), так и задней тележки.
Практика вождения поездов и анализ подтверждают, что при пневматическом торможении чаще всего с рельсового пути сходят колесные нары у 15-25 вагона, в то время как при электрическом торможении - у вагонов вблизи от локомотива (2-6). Возросшее сопротивление движению поездов вследствие контактирования гребней с боковыми поверхностями рельсов приводит к еще большему замедлению движения поезда. При этом набежавшие еще незаторможенные хвостовые вагоны (около пятой части поезда) не только замедляют свое движение, но могут начать двигаться в обратном направлении, освобождая от сжатия пружины поглощающих аппаратов вагонов в середине поезда. Происходит мощный рывок, который может окончиться обрывом автосцепки.
Динамические процессы в поезде можно сравнить с работой молота. Головные вагоны вместе с локомотивом выполняют роль подвижной наковальни (основание), средние вагоны - роль деформируемого металла, а хвостовые - бойка молота. Именно поэтому больше всего обрывов автосцепок наблюдается в средней части, и чем тяжелее хвостовая часть, да ещё с подвижным грузом, тем больше опасность разрыва поезда.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 1332; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!