CC BY
40
ГРНТИ 73.29.41
Каниев Нуржан Курметович
магистрант, кафедра «Транспортная техника и логистика», Факультет инженерии, Торайгыров университет, г. Павлодар, 140008, Республика Казахстан, e-mail: nurzhan099@mail.ru Цайролла Бацтияр Цайратоллаулы
студент, кафедра «Механика и нефтегазовое дело», Факультет инженерии, Торайгыров университет, г. Павлодар, 140008, Республика Казахстан, e-mail: dark.kz.best@mail.ru
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
В статье приведены недостатки тормозной системы, снижающие эффективность работы тормозов грузовых вагонов. Основными из которых являются неплотности соединений, дефекты и неисправности тормозных приборов, изгибы элементов тормозной рычажной передачи.
Описаны преимущества использования системы раздельного потележечного торможения, которая характеризуется отказом от тормозной тяги, идущей от одной консольной части вагона к другой.
С целью повышения эффективности торможения даны рекомендации по введению в систему дополнительных приборов авторежима.
Ключевые слова: тормозная система, грузовой вагон, воздухораспределитель, эффективность работы, безотказность, прибор авторежима.
ВВЕДЕНИЕ
Эффективность работы железнодорожного транспорта требует постоянного совершенствования всех многочисленных технологий, обеспечивающих перевозочный процесс. В последние годы огромное внимание уделяется технологиям вождения поездов с позиций ресурсосбережения и повышения безопасности их движения.
Увеличение скоростей движения поездов, повышение их массы и длины, уровень безопасности движения неразрывно связаны с вопросами управления подвижным составом в процессах тяги и, особенно, торможения, так как, режим торможения является наиболее критичным с точки зрения обеспечения безопасности движения поездов, в нем реализуются наиболее значительные продольные усилия, он обладает существенной инерционностью и нелинейностью, вследствие чего возникают неуправляемые волновые процессы [1].
В сложившейся ситуации требуется обеспечить эффективность работы тормозной системы грузовых вагонов.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Типовая тормозная система грузовых вагонов имеет определенные недостатки, к числу которых относятся неплотности соединений, дефекты и неисправности тормозных приборов, изгибы элементов тормозной рычажной передачи [2, 3]. Помимо этого, человеческим фактором обусловлена неправильная настройка тормозных приборов и неправильная регулировка тормозной рычажной передачи. Вследствие перечисленных недостатков снижается эффективность тормозов вагонов, которая выражается силой нажатия тормозных колодок меньше или больше допустимой. В связи с этим на поверхности катания колес образуются такие дефекты как ползун и навар, значительно быстрее происходит образование проката и выщербин [4].
Усугубляет положение применение на грузовых вагонах композиционных тормозных колодок, которые практически не отводят тепловую энергию от зоны контакта колодки с колесом, в отличие от чугунных колодок. К тому же композиционные колодки приводят к образованию такого дефекта как кольцевые выработки на поверхности катания колеса.
Что касается человеческого фактора, для правильной настройки тормозной системы необходимо установить в нужную позицию переключатели на воздухораспределителе и правильно отрегулировать тормозную рычажную передачу [5]. Помимо этого, в обязанности осмотрщика вагонов входит проверка работоспособности и замена неисправных тормозных приборов. Также возможно допущение брака при ремонте тормозной системы, например, недостаточное количество смазки на поршне тормозного цилиндра может привести к неуходу штока и, соответственно, неотпуску тормозов.
Для повышения безотказности работы тормозной системы и снижения влияния человеческого фактора на безопасность движения поездов разрабатываются и внедряются различные устройства и приборы. Например, применение автоматического регулятора максимального давления в тормозном цилиндре (прибор авторежима) позволяет исключить человека из настройки воздухораспределителя на соответствующий режим в зависимости от загрузки вагона [6, 7].
Известно, что регулировка тормозной рычажной передачи тележек - довольно-таки трудоемкий процесс с участием человека. Применяются тормозные цилиндры со встроенными авторегуляторами выхода штока, которые способствуют значительному упрощению механической части тормоза и исключают человеческий фактор из процесса регулировки тормозной рычажной передачи.
Увеличение числа тормозных цилиндров приводит к усложнению механической части тормозной системы, в частности, к увеличению количества регуляторов тормозной рычажной передачи. При этом не следует забывать, что в эксплуатации единиц подвижного состава с такой тормозной системой возникает необходимость настройки каждого регулятора тормозной рычажной передачи [8].
В настоящее время система раздельного потележечного торможения применяется на вновь строящихся вагонах бункерного типа с целью отказа от тормозной тяги,
с/ с/ и с/ т т
идущей от одной консольной части вагона к другой. Но в этом случае количество регуляторов тормозной рычажной передачи соответствует количеству тормозных цилиндров, то есть на одном вагоне возникает необходимость регулировки не
одного регулятора, а двух. Следует заметить, что питание тормозных цилиндров осуществляется опять-таки от одного воздухораспределителя.
л г ^ "
У грузовых вагонов регулировка тормозной рычажной передачи осуществляется без участия человека. Наличие приборов авторежима способствует максимальному снижению воздействия человеческого фактора на безопасность движения поездов.
Однако стоит заметить, что применение системы раздельного потележечного торможения на цистернах со стандартной длиной по осям зацепления 12020 мм и на полувагонах неоправдано с финансовой стороны. Установка двух тормозных цилиндров диаметром 10 дюймов вместо одного 14-дюймового и увеличение числа авторегуляторов тормозной рычажной передачи с одного до двух приводит к увеличению стоимости конструкции, но в то же время упрощает работу осмотрщика вагонов при регулировании тормозной рычажной передачи.
Проблема самопроизвольного срабатывания воздухораспределителей типа 483 также была устранена в последние годы с разработкой и запуском в производство воздухораспределителей стоечного типа 483А-05 (рисунок 1)
л г и "
У данных моделей воздухораспределителей оси чувствительных элементов располагаются перпендикулярно продольной оси вагона, что при больших продольных динамических воздействиях на вагон не приводит к их самопроизвольному срабатыванию. Однако проблема снижения чувствительности воздухораспределителей при низких температурах остается нерешенной. Также по-прежнему встречаются случаи брака с использованием резиновых элементов, утративших свои упругие свойства [9].
Рисунок 1 - Тормозные приборы грузового вагона
Из вышесказанного можно сделать вывод, что на вновь строящихся грузовых вагонах тормозная система значительно эффективнее по сравнению с типовой тормозной системой за счет максимального снижения влияния человеческого фактора на ее правильную настройку. Однако у длиннобазных вагонов, особенно с неравномерной загрузкой ходовых частей, даже с применением подобной тормозной системы проблема неэффективности тормозов не решается полностью. Дело в том, что наличие одного прибора авторежима в тормозной системе позволяет регулировать максимальное давление в тормозных цилиндрах в зависимости от загруженности одной тележки (с площадкой под авторежим).
А в случае неравномерной загрузки ходовых частей (например, у длиннобазных контейнерных платформ или платформ сочлененного типа) только на колеса тележки с площадкой авторежима будет действовать сила нажатия колодок
и гтч и и
нормативной величины. Такая же сила нажатия будет действовать на колеса другой тележки, которая в то же время может быть либо перегружена, либо недогружена по сравнению с первой. В связи с этим возникает необходимость регулирования силы нажатия тормозных колодок на колеса каждой тележки независимо. Эта проблема решается введением дополнительных приборов авторежима, число которых должно соответствовать числу тележек и тормозных цилиндров. В этом случае тормозная система вагона будет работать довольно-таки эффективно [10].
Срабатывание тормозной системы зависит от исправности воздухораспределителя. Введение дополнительного воздухораспределителя повышает вероятность срабатывания тормозной системы. Если откажет один прибор, сработает другой, и вагон в любом случае не останется «без тормозов». К тому же введение дополнительного воздухораспределителя повышает скорость распространения тормозной волны в тормозной магистрали, поэтому на длиннобазные вагоны целесообразно устанавливать два воздухораспределителя.
ВЫВОДЫ
Использование двух воздухораспределителей способствует увеличению эффективности торможения и снижению повреждаемости колес.
Кроме того, из вышесказанного, можно сделать выводы о путях совершенствования тормозной системы вагонов:
- для снижения влияния человеческого фактора на правильную настройку тормозной системы необходимо все грузовые вагоны оборудовать приборами авторежима и на вагонах с потележечным торможением применять тормозные цилиндры со встроенными авторегуляторами выхода штока;
- для предотвращения случаев самопроизвольного срабатывания тормозов необходимо применять воздухораспределители, оси чувствительных элементов которых не совпадают с продольной осью вагона;
- для увеличения скорости распространения тормозной волны и повышения вероятности срабатывания тормозов на длиннобазных грузовых вагонах целесообразно устанавливать два воздухораспределителя;
- на вагонах с неравномерной загрузкой ходовых частей необходимо применять систему раздельного потележечного торможения, в которой количество тормозных цилиндров, приборов авторежима и воздухораспределителей соответствует количеству ходовых частей.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Адильбекова, К. Б., Каербеков, Д. Ж., Медведев, А. С., Ставрова, Н. Д.
Реконструкция железнодорожного пути с целью увеличения скорости движения поездов // Наука и техника Казахстана. - 2017. - № 3-4. - С. 9-18.
2 Крылов, В. И. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава : справочник / В. И. Крылов, В. В. Крылов, В. Н. Ефремов, П. Т. Демушкин. - М. : Транспорт, 1989. - 487 с.
3 Галай, Э. И. Тормозные системы железнодорожного транспорта. Конструкция тормозного оборудования : учебное пособие / Э. И. Галай, Е. Э. Галай / Белорусский государственный университет транспорта - Гомель : БелГУТ, 2010. - 315 с.
4 Асадченко, В. Р. Автоматические тормоза подвижного состава: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / В. Р. Асадченко. - М. : Маршрут, 2006. - 392 с.
5 Шумейко, И. А., Касенов, А. Ж., Абишев, К. К. Роль машиностроения и особенности развития отрасли в Казахстане // Наука и техника Казахстана. -2019. - № 4. - С. 81-89.
6 Иноземцев, В. Г. Автоматические тормоза : учебник для вузов / В. Г. Иноземцев, В. М. Казаринов, В. Ф. Ясенцев. - М. : Транспорт, 1981. - 464 с.
7 Иванов, А. А., Козарезова, М. А. Анализ контролепригодности тормозной системы грузового вагона // Мир транспорта. - № 2. - 2017. - С. 82-96.
8 Косарев, А. Б. Тормозные системы грузовых железнодорожных вагонов. Технические требования и правила расчета. - М. : ОАО «ВНИИЖТ», 2008. - 47 с.
9 Федоров, Е. В., Лаптев С. И. Анализ свойств автоматичности тормозов грузовых поездов // Материалы Международной научно-технической конференции «Инновационный транспорт - 2016», посвященная 60-летию основания Уральского государственного университета путей сообщения. - 2017. - С. 291-297.
10 Абашкин, И. В. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог / И. В. Абашкин, Н. С. Кукуев, В. П. Светиков. - М. : Трансинфо, 2005. - 160 с.
Материал поступил в редакцию 03.09.20.
Каниев Нуржан Курметович
магистрант, «Келжтж техника жэне логистика» кафедрасы,
Инженерия факультет^
ТораЙFыров университет^
Павлодар к., 140008, Казахстан Республикасы,
e-mail: nurzhan099@mail.ru
Кайролла Бацтияр Кайратоллаулы
студент, «Механика жэне мунайгаз id» кафедрасы,
Металлургия, машина жасау жэне келж факультет^
Инженерия факультет^
Павлодар к., 140008, Казахстан Республикасы, e-mail: dark.kz.best@mail.ru Материал баспаFа 03.09.20 тYстi.
ЖYк вагондары тежеу1ш жYЙеdнiц жумыс ти1мд1л1г1н арттыру жолдары
Мацалада жук вагондары тежеуштерШц жумыс тшмдшгт твмендететт тежеуш жуйестщ кемшiлiктерi келтiрiлген. Олардыц негiзгiлерi цосылыстардыц тыгыз еместш, тежеуш аспаптардыц дефектiлерi мен ацаулары, тежеуш ummipeKmi бершстщ элементтерШц u^yi болып табылады.
Вагонныц 6ip консольдыц бвлтнен еюншкте баратын тежеуш тартымынан бас тартумен сипатталатын бвлектеп тежелу жуйест пайдаланудыц артыцшылыцтары жазылган.
Тежелу тшмдшгт арттыру мацсатында жуйеге авторежимтц цосымша цуралдарын енг1зу бойынша усыныстар берiлдi.
Кiлттi свздер: тежеуш жyйесi, жук вагон, аyаyлестiргiш, жумыс тшмдш^, тоцтаусыз, авторежим аспабы.
Kaniev Nurzhan Kurmetovich
undergraduate student, Department of Transport Equipment and Logistics,
Faculty of Engineering,
Toraighyrov University,
Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan,
e-mail: Nurzhan099@mail.ru
Kairolla Baktiyar Kairatollauly
student, Department of Mechanics and Oil and Gas Engineering,
Faculty of Engineering,
Toraighyrov University,
Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan,
e-mail: dark.kz.best@mail.ru
Material received on 03.09.20.
Ways to improve the performance of the freight car braking system
The article presents the disadvantages of the brake system that reduce the efficiency of the brakes of freight cars. The main ones are loose connections, defects and malfunctions of brake devices, bends in the elements of the brake lever transmission.
The advantages of using a system of separate braking, which is characterized by the rejection of the brake rod going from one cantilever part of the car to the other, are described.
In order to improve the braking efficiency, recommendations are given for the introduction of additional auto-mode devices into the system.
Keywords: brake system, freight car, air distributor, efficiency, reliability, auto-mode device.
