Укажите способ определения боксования

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОКСОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВЕДУЩИХ КОЛЕС Российский патент 2008 года по МПК B61C15/08

Описание патента на изобретение RU2332320C1

Изобретение относится к рельсовому транспорту, к средствам для предотвращения проскальзывания ведущих колес.

Известно, что разносное боксование часто приводит к опасному увеличению скорости вращения тяговых двигателей. Кроме того, уменьшается сила тяги и торможения, увеличивается износ бандажей. Явления боксования возникают очень часто, особенно при ведении тяжелых составов. Машинист должен внимательно следить за работой привода и при возникновении разносного боксования принимать меры к восстановлению сцепления подачей песка под колеса или уменьшением силы тяги.

Даже при высокой квалификации машиниста трудно полностью исключить проявления разносного боксования, особенно при управлении несколькими электроповозками с одного поста, а тем более обеспечить пуск при силе тяги, близкой к силе сцепления. Для облегчения этой задачи используются различные способы автоматизированного управления, в основе которых лежит определение наличия боксования тем или иным способом.

Классическим способом определения боксования является применение различных реле боксования. Эти реле выявляют возникшее избыточное проскальзывание у части колес и сигнализируют об этом (при неавтоматической защите) или воздействуют на устройства для автоматического прекращения избыточного проскальзывания (при автоматической защите). Действие реле основано на выявлении разности скоростей вращения колесных пар косвенным или прямым путем. По первому способу о появлении различия в скорости вращения колес судят по косвенным признакам, например по изменению тока или напряжения тяговых двигателей. Для этого соответствующим образом включают обмотки реле в цепь тяговых двигателей [1, с.252].

Косвенные способы выявления боксования недостаточно точны, так как напряжение и ток разных двигателей могут быть неодинаковыми даже при равной скорости вращения из-за различия характеристик двигателей. Поэтому уставка реле боксования должна быть сделана с запасом для исключения ложных срабатываний, что снижает чувствительность защиты.

Гораздо точнее можно выявить боксование путем прямого сравнения скоростей вращения колес. При этом скорость колес измеряют датчиком, обычно в виде тахогенератора с постоянными магнитами, встроенным в буксу. Напряжения, генерируемые тахогенераторами, пропорциональны скорости вращения колес. Разность напряжений пропорциональна скорости проскальзывания с точностью, определяемой допустимым различием диаметров колес. Разность напряжений тахогенераторов определяют с помощью устройства, выделяющего максимальную разность входных сигналов, например в виде многофазного выпрямительного моста, и подают на релейный элемент [1, с.253].

Недостатком описанного способа является то, что в случае боксования всех колесных пар различия скоростей вращения может и не быть. В этом случае прибегают к контролю ускорения колес, которое при боксовании больше, чем при пуске. С этой целью реле включают через конденсатор. Однако, зачастую, и ускорения колес оказываются одинаковыми, и обнаружить боксование по различию между ускорениями так же затруднительно, как и между скоростями.

Попытка устранить указанные недостатки была предпринята авторами [2, 3], которые предлагают измеренные скорости вращения колесных пар сравнивать (с учетом диаметра колес) с результатом измерения линейной скорости локомотива предложенным ими способом. Недостатком подобного способа является повышенная сложность реализации, возможность отказа в случае отсутствия неоднородностей путевой структуры или их незаметности (например, при снежных заносах), а, главное, необходимость предварительной настройки системы в соответствии с действительным диаметром ведущих колес по кругу катания и последующей регулярной подстройки по мере износа ведущих колес, без которой система может дать ложное срабатывание.

Цель изобретения — предложение способа, свободного от указанного недостатка, который позволял бы осуществлять контроль боксования независимо от числа боксующих колесных пар.

Поставленная цель достигается путем определения наличия боксования без использования прямого или косвенного измерения скорости колесных пар. В качестве признака наличия боксования ведущего колеса предлагается использовать наличие металлической пыли в месте контакта колеса с рельсом в результате их взаимного трения при проскальзывании.

На чертеже изображена принципиальная схема варианта реализации предлагаемого способа в виде устройства датчика для определения боксования ведущих колес. Устройство датчика, определяющего наличие боксования металлического ведущего колеса 1, катящегося по рельсу 2, состоит из корпуса воздухоприемника 3, входное отверстие которого расположено у места контакта колеса 1 с рельсом 2, электродов 4, встроенных в корпус воздухоприемника и вентилятора 5, размещенного в том же корпусе. Электроды 4 соединены последовательно с датчиком наличия тока 6 и подсоединены к генератору импульсов высокого напряжения 7. Датчик наличия тока в цепи электродов может быть любого известного типа — резистивного, трансформаторного и т.п.

При работе датчика воздух, в котором, возможно, содержится металлическая пыль, засасывается вентилятором 5 из места контакта в корпус воздухоприемника 3 и попадает в пространство между электродами 4. Разрядный промежуток между электродами 4 и величина подаваемого на них напряжения от генератора 7 подобраны таким образом, что при отсутствии металлической пыли в воздухе внутри корпуса воздухоприемника 3 пробой между электродами не происходит. При этом ток в цепи электродов (за исключением малого тока утечек) отсутствует, и на выходе датчика наличия тока также отсутствует выходной сигнал, что говорит об отсутствии боксования.

В случае наличия боксования ведущего колеса 1 внутрь корпуса воздухоприемника 3 засасывается воздух, содержащий металлическую пыль. В результате наличия запыленного воздуха между электродами 4 происходит пробой воздушного промежутка, сопровождающийся протеканием разрядного тока от генератора 7 в цепи электродов 4. Наличие импульсов тока в этой цепи обнаруживается датчиком наличия тока 6, на выходе которого появляется сигнал, указывающий на наличие боксования ведущего колеса 1.

После прекращения боксования ведущего колеса 1 в воздухе в месте контакта исчезает металлическая пыль. Этот воздух засасывается в корпус воздухоприемника 3 и попадает в разрядный промежуток между электродами 4. В результате напряжение пробоя между электродами повышается и пробои воздушного промежутка высоковольтными импульсами генератора 7 прекращаются. В результате исчезают импульсы тока в цепи электродов 4, что приводит к исчезновению выходного сигнала датчика тока 6, указывающего на наличие боксования.

Таким образом, описанный датчик реализует предлагаемый способ определения боксования металлических ведущих колес.

1. Петров Б.Л. Электрическое оборудование и автоматизация электрического подвижного состава. Изд. 2-е, переработанное и дополненное. М-Л., Госэнергоиздат, 1963, 304 с.

2. Пат. RU 2189599 Зарифьян А.А.; Кириевский Е.В.; Январев С.Г.; Колпахчьян П.Г. Способ измерения линейной скорости локомотива. Заявл. 2001.07.16, опубл. 2002.09.20.

3. Пат. RU 2189600 Зарифьян А. А.; Кириевский Е. В.; Колпахчьян п.Г.; Январев С.Г. Способ измерения линейной скорости локомотива. Заявл. 2001.07.16, опубл. 2002.09.20.

Похожие патенты RU2332320C1

название	год	авторы	номер документа
Способ обнаружения боксования и юза колес транспортного средства с электрической передачей	2016	Грачев Владимир Васильевич Грищенко Александр Васильевич Базилевский Федор Юрьевич Ким Сергей Ирленович Федотов Михаил Владимирович Титов Михаил Владимирович	RU2657157C1
Способ обнаружения боксования и юза колес транспортного средства с электрической передачей	2018	Грачев Владимир Васильевич Грищенко Александр Васильевич Базилевский Федор Юрьевич Ким Сергей Ирленович Федотов Михаил Владимирович	RU2702549C1
Устройство для регулирования напряжения тягового генератора транспортного средства	1982	Филиппов Лев Константинович Борзов Александр Иванович Липовка Вилен Иванович Казьмин Владимир Иванович Калмыков Виталий Семенович	SU1090590A1
Устройство для защиты от боксования транспортного средства с асинхронными двигателями	1979	Быков Юрий Григорьевич Гингольд Мирон Израилевич Михайлов Сергей Андреевич Кутуров Анатолий Николаевич Мацнев Валентин Дмитриевич	SU863435A1
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРИВОДНОГО И/ИЛИ ТОРМОЗНОГО УСИЛИЯ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА БЕЗ СВОБОДНЫХ ОСЕЙ В ОБЛАСТИ ГРАНИЧНОГО СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС С РЕЛЬСАМИ	1995	Карл Хан[De]	RU2105679C1
ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМЫЙ АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД	2007	Багров Геннадий Викторович Мицкович Владимир Степанович Ивахин Александр Иванович Хвостов Вячеслав Алексеевич Болтенко Евгений Владимирович Хохлов Дмитрий Анатольевич	RU2359400C2
МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ БОКСОВАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА	2009	Ермаков Александр Евгеньевич Самме Георгий Вольдемарович Горелик Владимир Юдаевич Яковлев Валерий Анатольевич	RU2440898C2
Устройство противобоксовочной и противоюзовой защиты тягового электропривода	1986	Сулейманов Рашит Яхъевич	SU1318444A1
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЗА	2010	Ким Сергей Ирленович Клименко Юрий Иванович Варегин Юрий Андреевич Сергеев Сергей Валерьевич Харитонов Владимир Иванович Ким Светлана Владимировна	RU2423252C1
Устройство для обнаружения скольжения колесных пар подвижного состава	1982	Росланас Владимир Станиславович Рюхин Константин Николаевич	SU1050925A1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БОКСОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ВЕДУЩИХ КОЛЕС

Изобретение относится к области рельсового транспорта различного назначения. Предлагается для определения факта боксования металлических ведущих колес использовать выделение металлической пыли в зоне контакта колеса с рельсом при их взаимном проскальзывании. Для обнаружения металлической пыли воздух из места контакта засасывается вентилятором в воздухоприемник, внутри которого установлены электроды с разрядным промежутком, питаемые импульсами высокого напряжения. При наличии металлической пыли происходит пробой воздушного промежутка между электродами, который обнаруживается датчиком наличия тока в цепи электродов и служит сигналом о наличии боксования. Технический результат заключается в упрощении средств выявления боксования и повышении их надежности. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 332 320 C1

Способ определения боксования металлических ведущих колес, основанный на определении взаимного проскальзывания колеса и рельса, отличающийся тем, что взаимное проскальзывание обнаруживается по появлению в воздухе, находящемся в зоне контакта колеса с рельсом, металлической пыли, о наличии металлической пыли в воздухе судят по изменению его электропроводности.

Источник

Памятка локомотивной бригаде по недопущению боксования колесных пар локомотива

Боксование — это явление, при котором нарушаются условия сцепления бандажей колёсных пар локомотива с рельсами, когда сила тяги оказывается больше силы сцепления колеса с рельсом. Колесная пара начинает проскальзывать по поверхности головки рельса и совершать вращательное движение с повышенной частотой по отношению к другим колесным парам.

Частота вращения колесной пары и якоря тягового электродвигателя резко возрастают, что ведет к повреждениям механического и электрического оборудования локомотива, повреждению верхнего строения пути, создает угрозу обрыва автосцепных устройств поезда.

Боксованию способствуют:

• превышение расчетного веса поезда для данного участка;
• увлажнение поверхности рельса (дождь, изморозь, туман);
• загрязнение поверхности рельса или поверхности катания бандажа колёсной пары (масла, пыль, листопад, трава)
• неправильная регулировка расположения наконечников рукавов песочных форсунок или количества подачи смазки гребнесмазывателями;
• разница диаметра бандажей у одной колесной пары более 2мм;
• нарушения в работе электрического оборудования локомотива;
• разгрузка оси колёсной пары из-за неправильной развески локомотива;
• разгрузка первой оси тележки локомотива при тяговом усилии;
• наличие на колёсной паре большого проката, что изменяет пятно контакта колеса и рельса;
• нахождение тягового подвижного состава в кривой малого радиуса (при этом неизбежно возникает проскальзывание, так как колесо, движущееся по внешней нитке рельсового пути проходит больший путь, чем колесо, движущееся по внутренней нитке).

Последствиями боксования являются:

• уменьшение силы тяги локомотива при боксовании колесных пар влечет за собой остановку поезда на подъемах;
• резкое увеличение частоты вращения тяговых двигателей может вызвать круговой огонь по коллектору, привести к выходу силового тягового оборудования;
• размотка бандажа якоря тягового двигателя, т.к. увеличиваются центробежные силы, действующие на якорную обмотку;
• излом зубьев шестерни и зубчатого колеса вследствие резкого прекращения боксования;
• излом подвески тягового двигателя;
• проворот бандажей колесных пар;
• обрыв автосцепки в поезде по причине возникновения больших продольно- динамических реакций;
• образование пропилов на головках рельс и поверхности катания бандажей колесных пар.

Способы определения боксования:

• уменьшение тока якоря тягового двигателя (или тягового генератора) определяемого по амперметрам, вследствие увеличения противо ЭДС боксующего двигателя;
• резкие продольные оттяжки локомотива в тяговом режиме;
• срабатывание противобоксовочной защиты с сигнализацией о боксования и автоматической подачей песка, вследствие получения питания катушек реле боксования или датчиков;
• срабатывание противобуксовочной защиты с отключением тягового режима локомотива;
• характерный звук, вызванный разносным боксованием;
• резкое возрастание показания скорости на скоростемере.

Методы предотвращения и прекращения боксования

С целью исключения случаев повреждения электрического и механического оборудования локомотивов по причине боксования, локомотивным бригадам необходимо при приемке локомотива:

• проверить наличие песка в бункерах песочниц;
• проверить работу системы пескоподачи.

Проверяется расположение наконечника песочной трубы относительно бандажа колесной пары и рельса. Конец рукава (наконечник) должен находиться на расстоянии, для электровозов: 30-50 мм от головки рельса и на 15-35мм от бандажа колесной пары и тепловозов: 45-65 мм от головки рельса и не касаться бандажа колесной пары. Наконечник должен быть направлен в точку касания колеса с рельсом; проверить наличие пломб на форсунках песочниц;

• проверить работу схемы защиты от боксования (если предусмотрено конструкцией локомотива);
• проверить работу догружающего устройства;
• проверить работу гребнесмазывателей и правильность подачи смазки на гребень колесной пары;
• при следовании с поездом в тяговом режиме при отсутствии боксовки, сравнить разницу в показаниях амперметров силовой цепи тяговых двигателей.

Особенности управления локомотивом:

• руководствоваться режимными картами;
• не превышать установленную весовую норму поезда по участку;
• перед руководящими подъемами развивать максимально-допустимую скорость движения поезда и использовать максимальную мощность локомотива;
• предупреждать боксование колесных пар локомотива заблаговременной подачей песка в режимах разгона поезда, при неблагоприятных погодных условиях и следовании к участкам с повышенным риском боксования (кривые участках пути, переезды, места листопада и.т.д.) или уменьшении тяговой мощности локомотива;
• правильно использовать возможности переключения электрических соединений тяговых электродвигателей и возбуждения тягового генератора;
• выдерживать интервал времени 1-2 сек. между набором тяговых позиций;
• при следовании к станциям предшествующим руководящим подъемам выяснять у дежурного по станции (далее ДСП) или поездного диспетчера (далее ДНЦ) по поездной радиосвязи порядок пропуска и время проследования предыдущего поезда;
• перед остановкой на сложных участках по профилю пути за 25-30 метров до остановки производить подачу песка;
• в пути следования в случае остановки на промежуточных станциях при необходимости проверять подачу песка под колесные пары локомотива и осмотреть состояние песочных труб и их наконечников.

Нестандартные ситуации

При ведении поезда и выявлении боксования колесных пар локомотива машинист должен перейти на пониженные позиции (уменьшить тяговую мощность) и произвести подачу песка.

Для предотвращения боксования колесных пар категорически запрещается применять вспомогательный тормоз локомотива с одновременной подачей песка.

При выявлении срабатывания противобоксовочной защиты, отключения аппаратов защиты тяговых электродвигателей со снятием режима тяги, локомотивная бригада обязана:

• убедиться в отсутствии признаков заклинивания колесно-моторного блока;
• выявить неисправный тяговый электродвигатель и произвести его отключение;
• предупредить ДСП, ДНЦ участка о необходимости остановки для осмотра ходовых частей локомотива на первой станции;
• при остановке, соблюдая требования охраны труда осмотреть состояние тягового электродвигателя на предмет разбандажировки обмотки якоря, что может являться причиной его заклинивания (признаком начавшейся разбандажировки является наличие изоляции в выхлопных вентиляционных каналах);
• отсутствие признаков заклинивания (подклинивания) колесной пары (по состоянию поверхности катания КП), нагреву буксовых подшипников;

При отсутствии признаков заклинивания якоря тягового электродвигателя продолжить движение на аварийной схеме работы локомотива, при условии допустимого веса поезда с выключенным тяговым электродвигателем.

Источник