CC BY
16
Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы
ш
(13). с. 132.
6. Тарасевич Ю. И. Строение и химия поверхности слоистых силикатов. Киев : Наукова Думка, 1988. 321 с.
7. Челищев Н. Ф. Цеолиты - новый тип минерального сырья. М. : Недра, 1987. 82 с.
8. Гладких С. Н. Применение алюмосиликатного адсорбента при очистке стоков гальванического производства / С. Н. Гладких, Е. Г. Петров, Ю. Н. Гладких // Гальванотехника и обработка поверхности 1994. № 3. С. 72.
9. Белеванцев А. Н. Природные сорбенты в технологии очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1983. № 11. С. 27.
10.А.С. №1426949 СССР, МКИ С 02 Б 1/28 Сорбент для очистки сточных вод / В. Я. Дорошенко, Ю. И. Тарасевич; Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского. № 4103677/3126 ; заявл. 04.08.86 ; опубл. 30.09.88.
11. Гистохимические исследования процессов сорбции цветных металлов сорбентом на основе ламинарии / Т. П. Белова [и др.] // Сохране-
ние биоразнообразия Камчатки и прилегающих морей : материалы V науч. конф. Петропавловск-Камчатский, 2004. С. 13.
12.Перспективы использования клиноптилолита для сорбции тяжелых металлов из водных растворов / А. В. Юминов и др. // Аналитика Сибири и Дальнего Востока : тезисы конф. Владивосток, 2004.С. 16.
13.Обуздина М. В. Исследование закономерностей сорбционного извлечения органических загрязнителей из промышленных сточных вод цеолитами / М. В. Обуздина, Е. А. Руш // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011 № 1 (29). С. 117-123.
14.Кельцев Н. В. Физическая адсорбция из многокомпонентных фаз. М. : Наука, 1982. 173 с.
15. Черняк А. С. Методы научных исследований в неорганической химии. Иркутск : Из-во ИГУ, 1986. 156 с.
16.Тимофеев Д. П. Кинетика адсорбции. М. : Изд-во АН СССР, 1982. 250 с.
УДК 629.4.14.3-726 Давыдов Юрий Анатольевич,
д. т. н., профессор, заведующий кафедрой «Электроподвижной состав», Дальневосточный государственный университет путей сообщения, тел. (4212) 40-70-97, e-mail: [email protected]
Пляскин Артем Константинович, к. т. н., доцент, кафедра «Электроподвижной состав», Дальневосточный государственный университет путей сообщения, тел. (4212) 40-70-76, e-mail: [email protected] Кейно Максим Юрьевич, ст. преподаватель, кафедра «Электроподвижной состав», Дальневосточный государственный университет путей сообщения, тел. (4212) 40-70-76, e-mail: [email protected]
Бокач Геннадий Викторович, начальник службы технической политики Дальневосточной железной дороги,
тел. (4212) 38-40-47, e-mail: [email protected] Эрязов Евгений Александрович, главный инженер Дирекции по эксплуатации и ремонту путевых машин
Цыденов Самбу Цыденович, начальник дорожного конструкторско-технологического бюро, e-mail: [email protected]
БЕЗОПАСНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ЛУБРИКАЦИИ
Yu.A. Davydov, A.K. Plyaskin, M. Yu. Keyno, G. V. Bokach, E.A. Eryazov, S.C. Cydenov
SAFETY OF IMPLEMENTATION OF MODERN TECHNOLOGIES
OF A LUBRICATION
Аннотация. Рассмотрены результаты внедрения нового вагона-рельсосмазывателя на ДВостЖД. Показаны результаты опытных поездок. Представлен созданный автоматизированный измерительный комплекс для проведения испытаний подвижного состава.
Ключевые слова: лубрикация, измеритель-
ный комплекс, электровоз, метод, безопасность.
Abstract. The result of implementation of the new lubrication car are given. The created automation complex for testing locomotives is introduced.
Keywords: lubrication, car, automation complex, electric locomotive, method, safety.
иркутским государственный университет путей сообщения
Современные тенденции увеличения массы и длины поезда, обусловленные перспективами роста объемов перевозок, сопровождаются особыми требованиями к безопасности перевозок, ресурсосбережению и надежности объектов железнодорожной инфраструктуры [1, 2].
Среди многочисленных факторов, обеспечивающих перечисленные требования, важнейшими можно считать взаимодействие единиц подвижного состава между собой и верхним строением пути, а также износ узлов и агрегатов. Несмотря на значительное количество разработанных средств и методов, минимизирующих износ колес и рельсов, его величина остается высокой.
Традиционным методом, уменьшающим износ, является лубрикация. Нанесение смазки на рельс осуществляется или устройствами, установленными на локомотиве, или с использованием специально оборудованных вагонов.
Один из вариантов применения вагонов-рельсосмазывателей основан на перемещении его по участку в рабочем режиме с выделенным локомотивом. Это высокозатратное мероприятие, к тому же уменьшающее пропускную способность и без того загруженных участков железных дорог.
С целью уменьшения затрат целесообразно рассмотреть варианты постановки вагона рель-сосмазывателя в состав грузового поезда. Учитывая, что большая часть поездов восточного направления Транссиба являются тяжеловесными, с использованием кратной тяги и подталкивания, включение специального вагона требует оценки статических и динамических сил, возникающих в составе, с целью безусловного обеспечения безопасности движения. Оценка должна носить комплексный характер, учитывать все режимы работы локомотивов при различных весовых нормах, реальном профиле пути с применением современных технологий оперативного контроля и мониторинга состояния узлов подвижного состава в пути следования [3].
В рамках программы ресурсосбережения, реализуемой на Дальневосточной железной дороге, Дорожным конструкторско-технологическим бюро был создан вагон-рельсосмазыватель на базе служебно-технического вагона пятивагонной рефрижераторной секции БМЗ модели 16-3001.
Возможность эксплуатации созданного ва-гона-рельсосмазывателя в составе грузовых поездов на перевальных участках Дальневосточной железной дороги определялась по продольным сжимающим и растягивающим силам.
Предварительно проведенные теоретические обоснования, учитывающие конструктивные особенности вагона, существующие схемы расстановки локомотивов по составу на тепловозном и электровозном ходу дороги при различных весах поездов, позволили сформулировать заключение о допустимых продольных растягивающих и сжимающих силах, при которых возможна безопасная эксплуатация вагона в голове или хвосте поезда, а также подготовить программу и методику динамических поездных (ходовых) испытаний.
Для обеспечения достоверности измерений в опытных поездках был создан контрольно-измерительный комплекс, обеспечивающий мониторинг работы устройств локомотива и вагонов, проведено тарирование автосцепок. В созданном для целей испытаний измерительном комплексе использовались наработки кафедры «Электроподвижной состав» ДВГУПС в области создания автоматизированных информационно-измерительных систем [3]. Проведен монтаж и наладка оборудования на опытных электровозах 2ЭС5К № 119 и № 104.
Симбиоз высокотехнологичных устройств контроля технических объектов и информационных технологий позволили получить объективные данные о работе узлов локомотива в эксплуатации, технологии ведения поезда по сложному профилю, реакциях, возникающих в составе, и других параметрах, в том числе:
^ силе сжатия и растяжения автосцепных устройств локомотивов и вагона;
^ параметрах работы автосцепок и сопряженных элементов;
^ скоростя и местоположении движения локомотива;
^ токах, напряжениях ТЭД и трансформатора.
Для измерения тяговых усилий были установлены две автосцепки СА-3, оборудованные тензометрическими датчиками, преобразователями и линией передачи данных. Одна из них была поставлена между сцепом двух локомотивов 2ЭС5К № 104/119 (2^2) на первой секции локомотива 2ЭС5К № 119, другая между электровозом 2ЭС5К № 119 и ведомым вагоном (рис. 1).
Система видеорегистрации параметров работы автосцепки (рис. 2) дала возможность контролировать положения отдельных элементов автосцепки и сопряженных с ней деталей в эксплуатации, в том числе работу поглощающего аппарата.
Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы
Рис. 1. Тензометрическая автосцепка между локомотивом 2ЭС5К № 119 и ведомым вагоном
Рис. 2. Элемент системы видео регистрации положения элементов автосцепки
Измерительный комплекс, датчики, преобразователи, система передачи данных, вспомогательное оборудование были размещены в кузове электровоза, а система приема, обработки данных и компьютер - в нерабочей кабине электровоза. Трансформатор напряжения и элементы системы позиционирования ГЛОНАСС/GPS были установлены на крыше 2-й секции электровоза 2ЭС5К № 119 (рис. 3).
Автоматизированный комплекс, разработанный с помощью среды LabVIEW, позволил не только получать массивы данных, но и в оперативном режиме проводить анализ работы подвижного состава, оценивать режим ведения поезда, взаимное влияние параметров работы электровозов и поезда (рис. 4, 5).
На основе ограниченного перечня непрерывно контролируемых параметров программное обеспечение измерительного комплекса позволяло выявлять критические режимы работы подвижного состава [3].
Персонал, обеспечивавший опытные поездки, находясь на локомотиве либо по системе удаленного доступа получал информацию о состоянии объекта и оперативно принимал решения о дальнейших режимах испытаний.
Рис. 3. Размещение измерительного комплекса на электровозе
Проведенные исследования на сложном перевальном профиле участка Смоляниново -Находка ДВостЖД показали, что:
1) поезда массой 6200 тонн и выше:
✓ испытывают продольно-сжимающие силы в условиях рекуперативного торможения выше 50 тс (на отдельных участках до 80 тс) при различных скоростях движения;
✓ при использовании прямодействующих тормозов локомотива на спуске и площадке испытывают продольно-сжимающие силы более 55-60 тс при скорости не выше 48 км/ч;
в условиях изменения режимов ведения
поезда (тяга - выбег, выбег - рекуперация), испытывают продольно-сжимающие силы более 55 тс;
✓ при переходе на ручной режим управления рекуперацией максимальные силы сжатия лежат в области 80 тс;
✓ при сбросе нагрузки с подталкивающего локомотива силы растяжения находятся в диапазоне 110-120 тс;
✓ в условиях действия продольно-растягивающих сил, на затяжных подъемах, при наличии кривых малого радиуса и $-образных кривых автосцепки испытывают нагрузки более 95 тс;
МЙОО 55000 «ЮМ - 50 ■ ЛХИК лооо - до и
Рис. 4. Анализ данных по опытной поездке, с обозначением критических сил сжатия и растяжения в тяжеловесном поезде
Глаомся Скороети УСИЛИЧ м первМйЦМ1А Т>л:п и иапряиети'я ДопОлжтеда« |
Рис. 5. Оперативный контроль данных в опытной поездке (показано синхронное боксование нескольких колесных пар головного локомотива при наборе тяги)
^ в установившихся режимах тяги силы растяжения могут достигать значений от 35 до 60 тс;
^ при экстренном торможении на площадке силы сжатии и растяжения лежат в пределах допустимых норм по условиям испытаний;
^ динамические реакции на автосцепке (до 2 секунд) в сжатии достигают 95 тс, а в растяжении - 130 тс;
2) поезда массой 5600 тонн: ^ при скоростях 45-55 км/ч и режиме рекуперации, испытывают продольно-сжимающие силы в диапазоне 60-63 тс;
^ при рекуперации и одновременном применении прямодействующего тормоза локомотива испытывают силы сжатия до 70 тс;
Информатика, вычислительная техника и управление. Приборостроение. Метрология. Информационно-измерительные приборы и системы
✓ при изменении режимов ведения (тяга -выбег, выбег - рекуперация) испытывают нагрузки в сжатии 54 тс;
✓ в условиях действия продольно-растягивающих сил, на затяжных подъемах, при наличии кривых малого радиуса и S-образных кривых испытывают нагрузки от 85 до 95 тс;
3) поезда массой 2190 тонн:
✓ на отдельных участках Грузовая - Хмы-ловский и Красноармейский - Фридман испытывают силы сжатия в условиях рекуперативного торможения 50-53 тс, на остальных участках следования при всех видах штатного торможения силы сжатия не превышают допустимых по условиям испытаний значений;
✓ испытывают продольно-растягивающие силы в диапазоне 25-40 тс, что допустимо по условиям испытаний;
4) поезда массой 1600 тонн (однородного формирования):
✓ в условиях всех видов штатного торможения и режимов ведения поезда испытывают нагрузки в сжатии не более 20 тс;
✓ в условиях увеличения тяговых усилий испытывают силы растяжения не более 60 тс;
5) поезда массой 700 тонн:
✓ в условиях всех видов штатного торможения и тяги испытывают нагрузки в сжатии не более 10 тс;
✓ в режиме тяги испытывают силы растяжения не более 40 тс.
Помимо выявленных режимов работы поездов вышеобозначенного формирования на условия их работы в значительной мере влияют:
✓ состояние пути и экипажной части электровозов и вагонов (автосцепки и сопряженное с ними оборудование);
✓ состояние колесных пар локомотивов и вагонов;
✓ однотипность или разнородность состава;
✓ погодные условия;
✓ опыт локомотивной бригады.
На основании проведенных опытных поездок и последующего анализа полученных данных можно сделать вывод о том, что вагон-рельсосмазыватель, разработанный на базе дизельного вагона рефрижераторной секции БМЗ модели 16-3001, относящийся к порожнему грузовому вагону [2], может быть включен в голову состава поезда весом 2190 тонн и эксплуатироваться с поездами подобного формирования на участке Смоляниново - Находка при условии пересмотра технологии управления тормозами на критических участках (спусках).
Кроме того, вагон может эксплуатироваться в рабочем режиме с поездами весом 1600 и 700 тонн на участке Смоляниново - Находка. Включение указанного вагона в более тяжелые поезда недопустимо по условиям сжимающих сил.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. СТО РЖД 1.07.002-2010 «Инфраструктура железнодорожного транспорта на участках обращения грузовых поездов повышенного веса и длины. Технические требования». М. : ОАО «РЖД». 2010. 37 с.
2. Инструкция по организации обращения грузовых поездов повышенного веса и длины на железных дорогах Российской Федерации : утв. первым Зам. министра путей сообщ. Рос. Федерации А. В. Целько 12 августа 2001 г. № ЦД-ЦТ-851.
3. Кейно М. Ю. Современный подход к исследованию режимов работы локомотивов // Автоматизация в промышленности. 2007. № 1. C. 36-38.
