УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ПЕСКА  ПОД КОЛЕСА ЛОКОМОТИВА
DEVICE TO FEED SAND UNDER LOCOMOTIVE WHEELS

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам регулирования подачи песка под колеса локомотива при движении поезда по рельсовому пути в реальных условиях эксплуатации, например на карьерах, в горной промышленности.
В условиях эксплуатации железнодорожного транспорта на горных предприятиях, ведущих разработку открытым способом твердых полезных ископаемых, наблюдается интенсивный износ контактирующих поверхностей колеса и рельса в связи с имеющим место скольжением колес локомотива относительно рельсов. Этому способствует ряд специфических факторов, в том числе повышенные углы подъема рельсового пути (40…60%) и малые радиусы закруглений рельсовых путей (до 40…80 м), наличие криволинейных участков карьерных путей радиусом менее 350 м с протяженностью более половины их общей длины и т.п.. Одним из способов решения данной проблемы является повышение коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами.
Известен способ увеличения сцепления колеса локомотива с рельсом, заключающийся в подаче сухого песка к точкам контакта колес с рельсами [1]. Данный способ для применения в зимних условиях не пригоден, так как непрерывно подаваемое при этом в зону контакта количество песка значительно превышает требуемое количество и его избыток засоряет рельсовый путь.
Известно устройство для подачи песка под колеса локомотива, содержащее песочный бункер, патрубок, соединенный с форсункой, к выходу которой присоединено сопло. Данное устройство содержит также импульсный прерыватель подачи песка и датчик влажности наружного воздуха [2].
Недостатком известного устройства является низкий коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами, так как в условиях карьеров при повышенных углах подъема рельсового пути не обеспечивается требуемое тяговое усилие вследствие прерывистой подачи песка. При этих условиях подача песка должна быть непрерывной [3]. А при движении на закруглениях рельсового пути будет происходить повышенный расход песка. Кроме того, при отрицательных температурах, свойственных условиям зимнего климата северного региона и Сибири, датчик влажности воздуха не может выполнить в полном объеме свои функции.
Известно также устройство для подачи песка под колеса локомотива, содержащее песочный бункер, связанный песочными трубопроводами с форсунками, к выходам которых присоединены пескоподающие трубы, соединенные в одну основную пескоподающую трубу с соплом. При этом каждая из форсунок заранее отрегулирована на подачу определенного количества песка в единицу времени [4]. Техническим результатом известного устройства является решение, обеспечивающее регулируемое количество песка, непрерывно подаваемого под колеса локомотива. Это техническое решение принято нами в качестве прототипа. Недостатком прототипа является повышенный расход песка при прохождении локомотивом криволинейных участков рельсового пути.
Техническим результатом изобретения является уменьшение расхода песка при прохождении локомотивом криволинейных участков рельсового пути, увеличение сцепления колеса с рельсом и повышение тягового усилия.
Технический результат достигается тем, что пескоподающие трубы с соплами установлены с возможностью направлять песковоздушную струю на центральную часть дорожки катания колес локомотива и в направлении гребня колеса, взаимодействующего с рабочей выкружкой головки рельса. Технический результат достигается также тем, что при движении по криволинейным участкам рельсового пути подающие песок сопла в зависимости от направления поворота подвижного состава работают в режиме, обеспечивающем подачу песка исключительно в центральную часть зоны контакта колеса с рельсом на внутреннем рельсе и в зону контакта (рабочей выкружки) на гребень колеса с внутренней стороны наружного рельса.
На фиг.1 изображена схема устройства для подачи песка под колеса локомотива.
На фиг.2 изображен вид сбоку колеса локомотива и рельса.
Устройство для подачи песка под колеса локомотива состоит из бункера с песком 1, связанный с песочными трубопроводами и форсунками 2, 3, 4, 5, соединенными с соответствующими пескоподающими трубами 6, 7, 8, 9. Пескоподающие трубы попарно вставлены в обоймы 9,10 и снабжены соплами, соответственно 11, 12 и 13, 14, имеющими возможность направлять песковоздушную струю на центральную часть дорожки катания колес локомотива 15, 16 и в направлении гребня колеса, взаимодействующего с рабочей выкружкой головки рельса 17.
Форсунки 2, 3, 4, 5 соединены с электропневматическими клапанами, соответственно, 18, 19, 20, 21.
Устройство работает следующим образом.
При движении локомотива по прямолинейному участку рельсового пути колеса 15 и 16 колесной пары располагаются симметрично относительно оси рельсового пути, а пятно контакта находится в центральной части головки рельса. Путем нажатия на выключатели 22 и 23 воздух от питательной магистрали 26 через разобщающий кран 27 и электропневматические клапаны 18 и 21 подводится к песочным форсункам 2 и 5. Далее песочновоздушная смесь по трубам 6 и 9 подается к соплам, соответственно, 11 и 14 и поступает в центральную часть головки рельса в зону пятна контакта колес локомотива с рельсами.
При движении локомотива по криволинейному участку рельсового пути колесная пара локомотива в связи с действием центробежных сил смешается в сторону наружного рельса криволинейного участка пути и прижимается гребнем колеса к его внутренней грани. При этом пятно контакта (например, при повороте налево - у колеса 15) будет находиться ближе к гребню этого колеса с внутренней стороны наружного рельса, а колесо 16 при этом переместится на величину зазора рельсовой колен в сторону наружного рельса криволинейного участка и его пятно контакта будет располагаться ближе к центральной части головки внутреннего рельса. В данном случае путем нажатия на выключатели 24 и 23 воздух от питательной магистрали 26 через разобщающий кран 27 и электропневматические клапаны 19 и 21 подводится к песочным форсункам 3 и 5. Далее песочновоздушная смесь по трубам 7 и 9 подается к соплам, соответственно, 12 и 14 и поступает в в зону контакта (рабочей, выкружки) на гребень колеса 15 с внутренней стороны наружного рельса и центральную часть головки рельса в зону пятна контакта колеса 16.
В связи с применением лубрикации (смазки) внутренней грани наружного рельса криволинейных участков рельсового пути, подача песка на гребень колеса в зону его контакта с рельсом будет способствовать повышению коэффициента сцепления при движении локомотива по криволинейному участку рельсового пути.
Предлагаемое изобретение позволяет сократить расход песка при движении локомотива в условиях карьеров и повысить тяговое усилие за счет улучшения условий сцепления колес локомотива с рельсами.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Филонов С.П., Гибалов А.И. и др. Тепловоз 2ТЭ116. Песочная система. М., Транспорт, 1985.
2. А.с. 592645, кл. В61С 15/10, 1976. Устройство для подачи песка под колеса локомотива.
3. Каменев Н.Н. Эффективное использование песка для тяги поездов. М., Транспорт, 1968, 87 с.
4. А.с. 1507619, кл. В61С 15/10, 1989. Устройство для подачи песка под колеса локомотива.