17. Боксование колесных пар

Оно возникает, когда сила тяги превысит силу сцепления колес с рель­сами, что приводит к уменьшению силы тяги. Сильное боксование может вызвать механические или электрические повреждения дета­лей и узлов электровоза. При возник­новении боксования коэффициент сцепления резко снижается и под действием значительного вращающего момента двигателя ускоряется вращение якоря и колесной пары. Вследствие этого под влиянием центробежной сил проводники обмотки якоря начинают растягивать скрепляющие их бандажи. Частота вращения якоря может превысить допустимую величину, что может привести к полному ее разрушению. Довольно опасно резкое прекращение боксования, например по­дачей большого количества песка. В этом случае большая часть запа­сенной кинетической энергии отдельных, деталей превращается в энер­гию удара, в результате чего повреждаются изоляция обмотки якоря, ее крепление в пазах, зубья передачи. Повышенное напряжение на коллекторе «боксующего» двигателя вызывает увеличение напряжения между соседними коллекторными пластинами — возникает круговой огонь. При недостаточно четком действии ап­паратов защиты в этом случае возмож­ны сильные повреждения ТД, и обмоток силового транс­форматора и выпрямителей. Под действием кругового огня оп­лавляется рабочая поверхность пластин коллектора и петушков. Не всегда возникшее искрение перехо­дит в круговой огонь. При незначительном превышении нормальной частоты вращения якоря боксование может продолжаться до­вольно долго, не вызывая серьезных повреждений, но оно сильно влияет на режим ведения поезда. Повышение противо э. д. с. «боксующего» двигателя вызывает умень­шение тока цепи, в которую он включен. Так как сила тяги электровоза пропор­циональна квадрату тока тяговых двига­телей, боксование затрудняет разгон и ве­дение поезда. При следовании по крутому подъ­ему длительное боксование одной из колес­ных пар приводит к падению силы тяги, снижению скорости поезда и перегрузке двигателей, находящихся в других парал­лельных цепях, вследствие чего могут на­чать боксовать и другие к.п. Предотвра­тить боксование значительно легче, чем прекратить его. Чтобы пре­дотвратить боксование, применять песок, особенно при влажной и загрязненной их поверх­ности. Подавать песок следует часто, но малыми порциями, при входе в кривую и проследовании ее, на прямых участках пути в сырую и снежную погоду, при изморози, гололеде, листопаде на рельсах, особенно при больших токах двигателей. В случае возникновения боксования уменьшать ток ТД. При следо­вании с тяжелым поездом все эти действия выполнять как можно быстрее. На ремонте под­бирать к.п. по диаметру и ТД по скоростным характеристикам: двигатель, спаренный с к.п. большего диаметра, будет иметь меньшую частоту вращения якоря, меньшую противо-э. д. с, а следовательно, ток в обмотках и вращающий момент у него будут выше, чем у других двигателей; к.п. будет пробоксовывать чаще, чем у других. То же происходит, если двига­тель имеет повышенную скоростную характеристику: чем меньше раз­ность в диаметрах колес и ближе характеристики, тяговых ТД, тем лучше тяговые свойства электровоза. Большое значение для обеспечения надежной коммутации ТД имеет выбор напряжения между соседними коллекторными пластинами (межламельного напряжения). Более высокое напряжение способно пробить воздушный промежуток, и тогда в момент разрыва контакта между щетками и сбегающими с них коллекторными пластинами возникает искрение приводящие к перебросу по коллектору.

Расчет межламельного напряжения:

ТД НБ-418К6 (имеет 348 коллекторных пластин, 6 главных полюсов).

Пример: 348 : 6 = 58 параллельных ветвей.

Номинальное напряжение НБ-418К6 составляет 950 вольт.

950 : 58 = 16,3 вольт межламельного напряжения.

При полной нагрузке на ТД особенно в период разгона, значительно понижается напряжение в контактной сети, и при возникновении боксования происходит восстановление обратного, тогда ток на якоре ТД значительно уменьшается, что приводит к увеличению напряжения на ТД.

Пример: 1200 : 58 = 20 вольт (т.е. переброс по коллектору).

И самое опасное - при интенсивном боксовании, сила тяги локомотива значительно уменьшается, машинист своими грубыми и преступными действиями (особенно при скорости движения до 40-50 км/ч) производит подачу песка под все колесные пары, что приводит к тому, что локомотив стремится создать первоначальную силу тяги и из-за ее резкого возрастания происходит обрыв автосцепки с падением на путь и нарушением габарита, приводящие к крушению поезда.

Причины боксования:

- увеличение напряжения в контактной сети, за счёт чего происходит резкое увеличение нагрузки (тока на якоре ТД);

- иней на рельсах (мороз, дождь, туман, перепад температуры наружного воздуха);

- увеличение сопротивление движению поезда ( кривые малого радиуса);

- не плавный разгон поезда за счёт чего происходит не равномерное распределение нагрузки по осям колесных пар;

- предельный прокат бандажей колесных пар;

- предельный износ рельсов.

Предупреждение и прекращение боксования:

- не производить резкого увеличения тока на якоре ТД;

- при резком увеличении напряжения в контактной сети, необходимо снизить нагрузку на ТД, подача песка при этом категорически запрещается;

- следить за регулировкой песка;

- предварительно подавать песок под первые колесные пары:

а) перед кривыми;

б) перед разгоном поезда;

в) при инеи на рельсах.

- КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО ПРИМЕНЕНИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ТОРМОЗА ЛОКОМОТИВА ПРИ БОКСОВАНИИ КОЛЕСНЫХ ПАР.

Расход песка составляет от 400 до 600 г/мин, для реализации максимального коэффициента сцепления расход песка 550 г на 1 км пути.

Пример ведения поезда на определенном участке следования: Рис.6.

Рис.6.