что такое боксование локомотива
Боксование
Боксование — железнодорожный термин, обозначающий срыв сцепления между колесом и рельсом при реализации тягового усилия локомотивом или моторным вагоном. Проявляется во внезапном и значительном увеличении скорости вращения колёсной пары или колеса и вызвано превышением в данный момент времени приложеного тягового усилия над максимально реализуемым в данной точке контакта колеса и рельса. Может происходить как при трогании поезда с места, так и в движении. После срыва в боксование коэффициент трения скольжения между колесом и рельсом резко уменьшается, и самопроизвольно боксование прекратиться уже не может. Длительное не прекращающееся боксование называется разносным боксованием. Для предотвращения боксования используют модификаторы трения (например, подачу песка) и автоматическую регулировку тягового момента.
Противоположностью боксованию является юз — заклинивание колёс при торможении транспортных средств.
Происхождение термина
«Боксование» является вариантом написания «буксование» в значении действия по глаголу буксовать в значении «вращаться, скользя, но не двигаясь с места (о колёсах)». Толковый словарь Ушакова приводит вариант «боксование» как дополнительный к основному «буксование», указывая на его происхождение от нем. Büchse (букса). В качестве примера использования тот же словарь приводит описание ситуации на железной дороге («посыпали песком рельсы, чтобы колёса не буксовали»), что косвенно указывает на отсутствие специфически «железнодорожного» объяснения варианта написания через «о». Сама букса представляет собой устройство, внутри которого размещены подшипники скольжения (как вариант — качения), обеспечивающие «проскальзывание» движущейся оси колёсной пары относительно неподвижной несущей части самой буксы. Есть мнение, что термин возник из-за сходства рывков шатунов боксующего паровоза с ударами рук боксёра.
В толковом словаре Ожегова вариант написания от «боксовать» отсутствует. Вариант «буксовать» приводится и разъясняется, как общий для всех видов транспорта: «О ходовых колёсах, гусеницах: вращаться; скользя и не двигаясь с места». Тот же вариант разъяснения и тот же пример употребления глагола «буксовать» приводится в современном Универсальном справочнике русского языка для школьников и абитуриентов.
Вместе с тем, «Энциклопедия железнодорожного транспорта» (1988, стр. 43) ставит вариант написания «боксование», как основной, а «буксование» как вариант к нему.
Последствия боксования
Для тягового подвижного состава
При боксовании паровоза может произойти повреждение паровой машины.
При боксовании тепловоза, электровоза или МВПС с электроприводом происходит резкое увеличение частоты вращения тяговых двигателей, что в первую очередь резко ухудшает коммутацию и может вызвать круговой огонь по коллектору.
При разносном боксовании частота вращения якоря ТЭД резко увеличивается, увеличиваются центробежные силы, действующие на якорную обмотку, уложенную в пазах якоря, и может произойти размотка бандажа якоря, выдавливание клиньев, удерживающих обмотку, и петель самой обмотки из пазов. Тяговый двигатель повреждается в такой степени, что может требовать капитального ремонта.
Для путевого хозяйства
При боксовании на головке рельса образуются пропилы и волнообразный износ рельсов. Известны случаи, когда в результате неграмотных действий машиниста образовывались пропилы, полностью «съедавшие» головку рельса. От сильного трения металл разогревается, в результате чего течёт в стороны под нагрузкой (как при ковке). Для ликвидации этих дефектов необходимо производить шлифовку, а в особо тяжёлых случаях — замену рельсов.
Наиболее часто повреждаются пропилами горловины парков отправления сортировочных станций или станций смены локомотива, где очень часто локомотивы берут с места составы большого веса и длины.
Причины боксования и условия возникновения
Боксование возникает на локомотиве или моторном вагоне МВПС вследствие превышения реализуемой колёсной парой силой тяги силы сцепления колеса с рельсом. Возникновению и развитию явления боксования способствуют:
Среди всех локомотивов наиболее склонны к боксованию паровозы. Это связано с неравномерностью крутящего момента, создаваемого поршневой паровой машиной и спаренность колесных пар. Наименее склонны к боксованию электровозы и тепловозы с независимым управлением тягой каждой оси.
Методы предотвращения и прекращения боксования
Для предотвращения используются системы, догружающие первую по ходу движения колёсную пару в каждой тележке, системы, анализирующие разницу тока по двигателям одной тележки. Также применяется балластировка локомотива для повышения сцепного веса. Для прекращения возникшего боксования используются следующие методы:
Последний из методов запрещён Правилами технической эксплуатации, так как при его применении перегревается бандаж колёсной пары, что может привести к его провороту.
Боксование
Противоположным боксованию является юз — заклинивание колёс при торможении транспортных средств.
Содержание
Происхождение термина
Последствия боксования
Для тягового подвижного состава
При боксовании паровоза может произойти повреждение паровой машины.
При боксовании тепловоза, электровоза или МВПС с электроприводом происходит резкое увеличение частоты вращения тяговых двигателей, что в первую очередь резко ухудшает коммутацию и может вызвать круговой огонь по коллектору.
При разносном боксовании частота вращения якоря ТЭД резко увеличивается, увеличиваются центробежные силы, действующие на якорную обмотку, уложенную в пазах якоря, и может произойти размотка бандажа якоря, выдавливание клиньев, удерживающих обмотку, и петель самой обмотки из пазов. Тяговый двигатель повреждается в таком объёме, что требует капитального ремонта.
Для путевого хозяйства
При боксовании на головке рельса образуются пропилы и волнообразный износ рельс. Известны случаи, когда в результате неграмотных действий машиниста образовывались пропилы, полностью «съедавшие» головку рельса. От сильного трения металл разогревается, в результате чего вскоре выкрашивается. Для ликвидации этих дефектов необходимо производить шлифовку рельсов, а в особо тяжёлых случаях — замену рельсов.
Наиболее часто повреждаются пропилами горловины парков отправления сортировочных станций или станций смены локомотива, где очень часто локомотивы берут с места составы большого веса и длины.
Причины боксования и условия возникновения
Боксование возникает на локомотиве или моторном вагоне МВПС вследствие превышения реализуемой колёсной парой силой тяги силы сцепления колеса с рельсом. Возникновению и развитию явления боксования способствуют:
Методы предотвращения и прекращения боксования
Для предотвращения используются системы, догружающие первую по ходу движения колёсной пары в каждой тележке, системы анализирующие разницу тока по двигателям одной тележки. Для прекращения возникшего боксования используются следующие методы:
Последний из методов запрещён Правилами технической эксплуатации, так как при его применении перегревается бандаж колёсной пары, что может привести к его провороту.
Что такое боксование локомотива
3.2.5.3. БОКСОВАНИЕ И ЮЗ
[ЖДТЭ] Боксование (буксование) – вращение движущих колес локомотива с угловой скоростью, превышающей поступающую скорость движения локомотива. Боксование у локомотивов является результатом превышения усилия, передающегося от тяговых двигателей, над силой сцепления колес с рельсами. [ТПДеев] В процессе боксования может произойти разрыв бандажей обмоток тяговых двигателей, повреждение зубчатой передачи, образование кругового огня на коллекторе. В момент прекращения боксования возникает резкое увеличение (толчок) силы тяги и опасность разрыва поезда. Боксование сопровождается интенсивным износом бандажей колесных пар и рельсов.
Рис.3.2.5.3-1. Результат «легкого» боксования
Незначительное боксование с перерывами называется пробоксовыванием.
[ОТП] В эксплуатации перед каждой поездкой проверяют надежность действия песочниц, особенно в зимнее время, когда трубы забиваются снегом. Чтобы повысить эффективность использования песка, его нужно подавать перед возможным срывом сцепления, при движении по кривым малого радиуса, переездам и местам с загрязненными рельсами.
В настоящее время локомотивы имеют реле боксования, которые помогают машинисту обнаружить начавшееся боксование колесных пар, сигнализируют ему об этом, автоматически подают песок под колеса или снижают силу тяги.
Все существующие системы реле боксования обнаруживают уже начавшееся проскальзывание колесных пар. Для возможно более раннего его обнаружения они должны обладать достаточно высокой чувствительностью. Однако такая чувствительность не должна вызывать ложные срабатывания реле.
Юз может возникнуть также при заклинивании моторно-якорных подшипников тяговых электродвигателей, зубчатой передачи, заклинивании тормозных колодок на колесах вагонов.
[ТПДеев] Опасность и вредные последствия юза состоят в увеличении тормозного пути поезда, в изнашивании рельсов и образовании ползунов (лысок) на ободах колес вследствие трения между ними, в интенсивном выделении тепла в зоне контакта, резко снижающего прочность стали, в возникновении наваров на колесе в результате наволакивания металла.
Рис.3.2.5.3-2. Ползун и наволакивание метала на ободе колеса
Для обнаружения юза (по аналогии с боксованием) на локомотивах применяются реле, подающие сигнал на пульт машиниста, где расположена сигнальная лампа.
Боксование, причины, последствия, предупреждения.
Боксование электровозов – явление частое и довольно опасное. Сильное буксование может вызвать механическое или электрическое повреждения деталей и узлов электровоза.
Как было описано ранее, если сила тяги превысит значение Ро, то сцепление колеса нарушается, колесо начнет проскальзывать по рельсу, при этом сила сцепления резко уменьшается, колесо лишается упора и начинает вращаться быстрее. Вследствие этого под влиянием центробежной силы проводники обмотки Я начинают растягивать скрепляющие их бандажи, пластины коллектора увеличивают давление на миканитовые манжеты конусов Я. Если не остановить буксование, то это давление превышает расчетные значения и происходит полное разрушение машины. Так же буксование приводит к быстрому износу бандажей и рельсов.
Довольно опасно резкое прекращение буксования путем подачи большого количества песка. В этом случае большая часть кинетической энергии превращается в энергию удара, в результате чего повреждается изоляция обмотки якоря, ее крепление в пазах, разрушаются зубья КЗП, детали подвески ТЭД, проворот бандажа и другие повреждения механического оборудования.
Нарушения коммутации вызывает круговой огонь по коллектору и как следствие приводит к короткому замыканию ТТ и протеканию по его обмоткам опасного тока. При запыленном и влажном воздухе или грязных изоляторах дуга перебрасывается на остов ТЭД и вызывает КЗ вторичной обмотки ТТ. При нарушении регулировкив аппаратах защиты происходит сильное повреждение ТЭД, ТТ и ВИП.
Под действием кругового огня оплавляется рабочая поверхность пластин коллектора и петушков. Наблюдается сильное почернение коллектора, капли меди на концах пластин.
Незначительное буксование может продолжаться долго и не вызывать повреждений, но это влияет на ведение поезда как правило это выражается падением силы тяги.
Боксование КП имеет отрицательное последствие для КМБ которое можно разделить на механические и электрические.
К механическим неисправностям относятся:
1. Повышенный износ бандажей.
2. За счет большой центробежной силы идет повышенное давление на изоляцию и детали якоря, что приводит к потере цилиндрической формы коллектора, обрыву бандажей лобовых частей якорной обмотки, смятию и перетиранию покровной изоляции катушек якорной обмотки.
3. При резком прекращении боксования возникает большое усилие, которое приводит к провороту бандажей, излому зубьев тяговой передачи, разрушению якорных подшипников, обрыву болтов крепления подшипниковых щитов, обрыву подвески ТЭД.
К электрическим повреждениям относятся:
Образование кругового огня по коллектору из за повышения U, что приводит к прогоранию корпусов щеткодержателей и КЗ во вторичной обмотке тягового трансформатора (ТТ).
Машинист обязан предотвратить боксование, для этого на электровозе имеется ПРУ и система подачи песка.
Меры предупреждения боксования.
1.Четко знать места с повышенной склонностью к буксованию.
2. Знать график движения РСМ.
3. Контролировать работу деффектоскопных тележек.
4. Своевременно обтачивать КП.
5. Не допускать значительную разницу по диаметру бандажей.
6. Не применять ОП в местах с повышенной склонностью к буксованию.
7. Не принимать электровоз с неисправными РБ.
8. Своевременно регулировать ПРУ.
1. Снижение силы тяги.
2. Реакции в поезде.
4. Круговой огонь по коллекторным пластинам.
8. Вынос, за счёт центробежных сил, коллекторных пластин.
9. Излом зубьев КЗП.
Все эти факторы машинист должен учитывать и путем подачи песка под КП не допускать боксования. При возникновении боксования особенно разносного т.е. буксуют все КП, машинист обязан уменьшить силу тяги т.е. убрать позиции, а затем подать песок. Применять кран №254 для предотвращения боксования категорически запрещается. Его можно использовать кратковременно для очистки бандажей. При боксовании происходит перераспределение нагрузки на другие ТЭД, что может вызвать их боксование.
Предотвратить буксование значительно легче, чем прекратить его.Для этого применяется песок, особенно при влажной и загрязненной поверхности рельс. Песок подавать часто, но малыми порциями. Длительная подача песка приводит к ухудшению качения КП т.е. к увеличению сопротивления движения (20%).
Плюс к этому возникает лишний расход воздуха, как следствие длительная работа КТ (нагрев, конденсат).
При больших токах при входе в кривую, сырую и снежную погоду, изморози, гололеде, листопадах подавать песок заблаговременно. При боковом ветре подачу песка нужно увеличивать. После отправления со станции целесообразно очистить колодки и бандажи подачей песка и созданием давления в ТЦ 0.1-0.2 кг/см2. При ведении поезда по перегону кнопка «АПП» должна быть включена.
При возникновении буксования машинист должен немедленно снизить напряжение на ТЭД, применить песок малыми порциями. Недопустимо производить полный сброс тяги, так как это сразу приведет к значительным продольно динамическим реакциям в поезде, набеганию, оттяжке.
После прекращения буксования следует восстановить прежний режим работы ТЭД.
В процессе ремонта электровоза особое внимание уделяют подбору:
— КП по бандажу и ТЭД по скоростным характеристикам (характеристика это: произведение диаметра бандажа на частоту вращения якоря в минуту при часовом режиме),разница не более 3%.
— Подбор рессор с одинаковыми размерами и упругостью, а так же рессорных стоек.
Контрольные вопросы проверки знания по пройденной теме.
— что, называется буксование электровоза;
— какие последствия вызывает буксование электровоза;
— почему опасно, резкое прекращение буксования, путем подачи большого количества песка;
— какие последствия вызывает круговой огонь по коллектору во время буксования электровоза;
— какие меры предупреждения буксования;
— чему уделяется особое внимание во время ремонта.
Причины появления «седловины» на рельсе
Есть несколько причин, способных привести к повреждению рельса, но все они так или иначе вызваны “боксованием” колесной пары локомотива. Боксование — железнодорожный термин, который означает, что крутящий момент колес, превышает его сцепление с поверхностью рельс. Подобная ситуация может возникнуть, как вследствие ошибки машиниста, так и в результате неисправности самого поезда.
Например, бывают ситуации, когда залипают неисправные линейные контакторы, служащие для сбора и разбора силовой схемы на «ход» и «тормоз», по этой причине питание на двигатель не отключается и одна из колесных пар продолжает вращение, при стоящем на месте составе. Хотя, эту ситуацию так же смело можно отнести к ошибкам машиниста, который не воспользовался «Главным выключателем».
В некоторых случаях состав поезда дополнен локомотивом-толкачом, который может находится не только в голове поезда, но и в его середине. Такой состав поезда требует особых навыков для управления, а машинисты должны действовать максимально слаженно.
Например, на перегоне Тоннельная-Баканская, когда машинист головного локомотива не мог «дозвониться» по рации, до машиниста толкача. И получилось почти, как в сказке “Лебедь рак и щука”, с одной лишь поправкой один толкает, другой стоит. По слухам кстати, машинист толкача просто уснул.
К слову о слаженной работе “головного” и машиниста “толкача”. При ошибке в совместном управлении, пострадать могут не только рельсы, но и вагоны внутри состава. Если “толкач” сильно напирает на состав, пока “головной” не спеша разгоняет локомотив вагоны могут сложиться гармошкой и сойти с рельс.
В общем, причины «боксования» бывают разные:
— это может быть дождливая погода, когда машинист отчаянно пытается стронуть состав с места;
— опавшие листья на рельсах, которые мешают хорошему сцеплению колес;
— масляные жидкости загрязняющие колеса либо рельсы и т.д.
Как итог, появляется значительное увеличение вращения колесной пары, которая в свою очередь разогревает железнодорожное полотно. Если вы водитель, вы скорее всего сталкивались с буксованием на автомобиле, когда колеса при вращении начинают закапываться. С поездами все по другому. При боксовании, раскаленные от трения рельсы, начинают плавиться и растекаться, под давлением многотонной махины. Это можно сравнить с ковкой металла, вот только “машиниста-кузнеца” вряд ли похвалят после его проступка. Восстановление поврежденной рельсы возможно, но при сильных дефектах и появления глубокой «седловины» остается только их замена.
Если кому интересно, видео с боксованием есть в нашей статье оригинале: