Введение к работе
Актуальность темы. Резкое падение объемов перевозок за последние шесть лет более чем в два раза, усиление в условиях рынка конкуренции со стороны других видов транспорта привели к напряженному финансово -экономическому положению железнодорожного транспорта России. В этой ситуации основной задачей является выработка правильной стратегии развития отрасли на ближайшие несколько лет и на перспективу, а также определение актуальных сегодняшних проблем.
К среднесрочным задачам в сфере научно - технических разработок и использования их результатов и рекомендаций относится реализация работ, направленных на поддержание в исправном состоянии железнодорожной техники в условиях ограниченных финансовых и материальных ресурсов для ее обновления. Это касается научно - исследовательских разработок, обеспечивающих организацию восстановления и продления ресурса изношенных технических средств, улучшения системы их ремонта и технической эксплуатации с обоснованием нормативов для линий и объектов в зависимости от их категорий.
Основополагающее место в безопасной эксплуатации любой транспортной системы, включая и железнодорожную, занимает комплекс средств и мероприятий, позволяющих управлять искусственно создаваемыми силами сопротивления движению, иначе говоря, управлять процессом торможения. На железнодорожном подвижном составе эта задача - одна из самых сложных, поскольку пневматический фрикционный тормоз, являющийся основным тормозом безопасности, ограничивается силой сцепления колеса с рельсом.
Проблема повышения надежности и эффективности тормозных средств подвижного состава находилась в центре внимания специалистов практически в течение всей истории развития железнодорожного
транспорта. Для решения этой проблемы исследования были направлены на создание новых тормозных приборов и фрикционных узлов, совершенствование технического тормозного оборудования, разработку устройств автоматического действия, контролирующих работу тормозов и величину тормозной силы в зависимости от изменения внешних условий. Прежде всего следует остановиться на фундаментальных теоретических исследованиях отечественных ученых: В.Ф. Егорченко, Б.Л. Карвацкого, В.М. Казаринова, Д.Э. Карминского, В.Г. Иноземцева, П.С. Анисимова, П.Т. Гребенюка. Значительный вклад в развитие эффективного и быстродействующего тормоза подвижного состава внесли Ф.П. Казанцев, И.П. Матросов, П.А. Албегов, М.Д. Фокин, В.Ф. Ясенцев, В.В. Клыков, В.И. Крылов. Широкое внедрение получили композиционные тормозные колодки, разработанные под руководством В.Г. Иноземцева и Л.А. Вуколова.
Всесторонними исследованиями устройств управления и контроля автотормозов поезда, используемых системами автоматического и телемеханического управления, занимались Б.Д. Никифоров, И.Г. Левин, В. И. Головин, В.А. Гасилов, Г.М. Елсаков, Л.В. Казюлин, Ю.Г. Кутыев, А.Н. Михалев, М.В. Яковлев.
В настоящее время продолжают активно работать и вносить
существенный вклад в развитие теории торможения, в разработку новых
тормозных систем и оборудования и в совершенствование существующих
ученые ВНИИЖТ - В.В. Крылов, А.В. Казаринов, М.И. Глушко,
Г.Б. Никитин, И.В. Абашкин, УрГАПС - В.Р. Асадченко,
ГІКБ ЦВ - В.М. Щегров. Математическим моделированием тормозных магистралей грузовых поездов и процессов, в них происходящих, занимаются специалисты НИЦ "Спектр" под руководством В.Е. Попова. Научно - исследовательская лаборатория автоматических тормозов УрГАПС под руководством В.Н. Муртазина на основе математических моделей тормозных приборов разрабатывает автоматизированные диагностирующие
системы проверки и контроля работы как отдельных тормозных приборов, так и тормозных систем подвижного состава в целом.
В настоящее время главная задача, стоящая перед вагонным и локомотивным департаментами МПС РФ, - это уменьшение эксплуатационных затрат на содержание подвижного состава при сокращении численности обслуживающего персонала почти в два раза. Для решения ее необходимо увеличить межремонтные сроки плановых видов ремонта подвижного состава в 2 ... 3 раза, внеплановых ремонтов - в 5 ... 10 раз, а для этого необходимо существенное повышение уровня его безопасной и надежной работы.
Состояние тормозного оборудования подвижного состава не отвечает необходимым эксплуатационным требованиям, т.к. на его ремонт и устранение причин дефектов, вызванных неисправной работой тормозов, затрачиваются большие средства. Основная часть расходов на содержание вагонного хозяйства приходится на обработку и закупку колесных пар, а анализ причин, по которым бракуются колесные пары, попадающие на обточку, выявил, что 60 ... 65 % их бракуется из - за ползунов, наваров, выщербин, неравномерного проката, которые обычно появляются вследствие неправильной работы тормозов. Кроме этого, трещины на дисках колес, перегревы букс наблюдаются в основном на колесах, имеющих неравномерный прокат, который является также следствием неисправностей в тормозной системе. И ряд других неисправностей: обрывы поездов, трещины на автосцепках, определяющих безопасность и надежность работы подвижного состава, - тоже результат некачественной работы тормозов. Поэтому задача повышения надежности и безопасности подвижного состава для перехода на увеличенные межремонтные сроки во многом определяется качеством работы тормозного оборудования.
Для решения этой задачи необходимо, прежде всего, выявить причины неудовлетворительного состояния тормозного оборудования и разработать мероприятия по их устранению.
Цель работы. Па основе обширного анализа технического состояния тормозного оборудования грузового подвижного состава, находящегося в эксплуатации, определить основные причины, вызывающие некачественную работу тормозов и разработать мероприятия по их устранению путем совершенствования техники и технологии ремонта и обслуживания тормозных приборов и оборудования.
Методика исследований. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Для решения теоретических вопросов применялись методы математического анализа и теории течения сжимаемой жидкости при различных режимах истечения. При экспериментальных исследованиях использовались находящиеся в эксплуатации грузовые вагоны и локомотивы.
Научная новизна. Разработана методика и устройство для исследования состояния пневматической части тормозного оборудования грузовых локомотивов в эксплуатации.
На основании корреляционного и регрессионного анализа опытных данных выведена эмпирическая зависимость величины падения давления воздуха на тормозной магистрали от величины изменения фактического объема питающей сети.
Разработана методика исследований технического состояния тормозного оборудования грузовых вагонов в эксплуатации, на основании которой были определены основные категории неисправностей тормозной техники подвижного состава, влияющие на безопасность движения, и основные причины, определяющие их появление.
Разработаны методики исследований условий ремонта, ремонтной базы, технологии ремонта и послеремонтных испытаний тормозного
оборудования в автоконтрольных пунктах вагонных депо при производстве плановых и внеплановых видов ремонта.
Практическая ценность и реализация работы. Предложена методика проверки пневматической части тормозной системы локомотива с использованием разработанного устройства, позволяющая оценивать параметры системы, в том числе фактический объем питающей магистрали (главных резервуаров), оказывающий влияние на процесс отпуска автотормозов состава. Определены нормативные параметры величины уменьшения фактических объемов питательной сети локомотивов, величины падения давления между уравнительным резервуаром и тормозной магистралью, величины падения давления на тормозной магистрали локомотива и величины колебаний давления в тормозной магистрали, предложенные для внесения в нормативные документы.
Внедрение на Свердловской и Южно - Уральской железных дорогах устройств проверки тормозных систем локомотивов (УПТЛ) позволило только на Свердловской железной дороге (по данным дено Свердловск -Сортировочный) снизить число обрывов поездов в 5 раз.
На основе обширного (около 7000 единиц подвижного состава) анализа состояния тормозного оборудования грузовых вагонов определены основные виды неисправностей, встречающиеся в эксплуатации, и причины, их определяющие. По заказу Департамента вагонного хозяйства разработана Программа технического переоснащения автоконтрольных пунктов вагонных депо новыми технологиями ремонта и контроля качества ремонта тормозного оборудования и приборов, предусматривающая использование автоматических контролирующих и диагностирующих систем с регистрацией проверяемых параметров. Основные положения Программы внедрены на сети дорог в рамках Государственной программы МПС РФ.
На основании теоретических и экспериментальных исследований подтверждена целесообразность использования на подвижном составе
автоматических регуляторов режимов торможения № 265 Л - 1. С целью выравнивания значений тормозного коэффициента различных вагонов, независимо от степени загрузки, предложена новая методика регулировки авторежимов в эксплуатации. Это приведет к уменьшению продольно -динамических реакций в поезде при торможении. Предложена новая методика регулировки авторежимов. При разработке дополнений в Инструкцию по ремонту тормозного оборудования вагонов ЦВ - ЦЛ - 292 были внесены рекомендации, касающиеся послеремонтных испытаний авторежима при поднятом поршне демпферной части на 14 мм.
Апробация результатов работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на научно - технических конференциях Уральской государственной академии путей сообщения (Екатеринбург, 1996, 1997 г.г.), на научно - технических совещаниях хоздоговорной научно исследовательской лаборатории (ХозНИЛ - 1) УрГАПС (1997, 1998 г.г.), на научно - техническом совете отделения автотормозного хозяйства Всероссийского научно - исследовательского института железнодорожного транспорта (1998 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ. Список работ прилагается.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Основная часть работы содержит 154 страницы машинописного текста и 37 страниц иллюстраций. Список литературы включает 75 наименований. В приложении приведены копии документов, подтверждающие внедрение устройств проверки тормозной системы локомотива (УПТЛ) и обучающих экзаменационных комплексов.
