Погрешности скоростемера 3СЛ–2М

При расшифровке скоростемерной ленты необходимо учитывать погрешности, которые могут иметь место при работе механического скоростемера. Некоторые погрешности допускаются инструкцией по эксплуатации и ремонту скоростемеров. Отдельные могут возникать по причине некачественной регулировки при ремонте, небрежной заправки скоростемерной ленты, а также при износе деталей.

При расследовании различных нарушений, которые произошли при движении поезда (локомотива), по данным скоростемерной ленты, когда необходимо более точно установить значение скорости, времени, расстояния, тормозного давления и других параметров, зафиксированных на ленте, необходимо учитывать все особенности данного локомотива и его скоростемера. Для этого нужно расшифровать ленту с учетом всех возможных погрешностей, которые могли каким-то образом исказить достоверность данных, зафиксированных на скоростемерной ленте.

3.1 Погрешности от износа бандажей колесных пар

Износ бандажей колесной пары, от которой приводится скоростемер, влияет на показания указателя скорости, а также на запись скорости и число километровых наколов на ленте.

Частота вращения колесной пары с изношенным бандажом выше частоты вращения колесной пары с новым бандажом при одной и той же скорости движения локомотива. Поэтому при изношенном бандаже скоростемер показывает и записывает скорость выше действительной и будет большее число километровых наколов. Для уменьшения погрешности от износа бандажа редуктор привода скоростемера рассчитывают не по новому бандажу, а по среднему его диаметру с учетом примерно половины износа, который называется расчетным.

Для электровозов ЧС4, ЧС8, ВЛ80в/инд. Расчетный диаметр бандажа составляет 1180 мм, полный – 1250 мм при передаточном числе привода скоростемера – 9.

Для тепловозов: расчетный диаметр 1010 мм, полный 1050 мм передаточное число редуктора скоростемера 10, 54.

Для электропоездов и дизель-поездов: расчетный диаметр 920 мм, полный 950 мм, передаточное число редуктора скоростемера 11, 5.

Для учета погрешности от износа бандажа нужно расчетный диаметр бандажа разделить на фактический диаметр бандажа на локомотиве. Полученное число определяет искомую поправку на погрешность от износа бандажа:

1. разделив на поправку значение скорости, зарегистрированное на скоростемерной ленте, получим действительную скорость движения.

2. разделив на поправку путь, зарегистрированный на скоростемерной ленте, получим действительный путь, пройденный локомотивом.

При расшифровке скоростемерной ленты, особенно на участках ограничения скорости, следует учитывать, что участок, пред которым введено ограничение скорости, поезд, как правило, проходит со значительно большей скоростью. Затем вследствие торможения скорость поезда уменьшается. Поэтому во избежание ошибок нужно более точно определять на скоростемерной ленте место с ограничением скорости, а также другие величины с учетом поправок на износ бандаж

3.2 Погрешности от неудовлетворительной работы лентопротяжного механизма

При определении по скоростемерной ленте расстояния, пройденного локомотивом, нужно измерять не длину ленты, а подсчитать количество километровых наколов, т.к. вследствие сильной затяжки фрикциона лентопротяжного механизма может вытянуться, т.е. расстояние между двумя смежными наколами может увеличиться. Это расстояние может быть не равно 5, 0 мм, в то время как на число наколов вытяжка ленты не влияет.

При нормальной протяжке ленты расстояние между двумя соседними наколами должно быть 5, 0 мм. Это расстояние не должно нарушаться. На 20 наколов, т.е. на 100 мм длины скоростемерной ленты допускается отклонение ±2 мм (на 100 км пути погрешность допускается на 2 км). Следовательно, нормальным может считаться расстояние между наколами от 4, 9 до 5, 1 мм.

При эксплуатации скоростемеров 3СЛ-2М неисправности лентопротяжного механизма могут изменять расстояние между наколами. В таких случаях говорят, что скоростемер удлиняет или укорачивает ленту, или лента с нарушением перфорации.

Для определения масштаба погрешности лентопротяжного механизма нужно на исследуемой ленте отсчитать 20 отрезков между километровыми наколами, измерить расстояние между первым и последним наколами ленты и эту величину разделить на 20. Полученное среднее расстояние между наколами нужно учитывать при расшифровке этой скоростемерной ленты.

Действительное расстояние Sд, пройденное локомотивом по скоростемерной ленте с учетом погрешности лентопротяжного механизма можно определить по формуле

Х · 1000

Sд = ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ м

а

где х – расстояние (в мм) со скоростемерной ленты; а – масштаб наколов

(в мм) на этой ленте; Sд – действительное расстояние, пройденное локомотивом.

При расшифровке лент можно пользоваться данными табл.4 изменений расстояний в зависимости от масштаба наколов.

Таблица № 4

3.3 Погрешность измерителя скорости

У механического скоростемера на основании паспортных данных изготовителя прибора основная погрешность показаний скорости в диапазоне 5 – 150 км/ч и 5 – 225 км/ч не должна превышать ±1, 5% верхнего предела измерений, т.е. соответственно ±2, 25 км/я и ±3, 3 км/ч.

Амплитуда колебаний указателя скорости (стрелки) при установившейся скорости должна быть не более половины цены деления шкалы скорости, т.е. не более 2, 5 км/ч. В диапазоне 0 – 5 км/ч погрешность не нормируется.

Основная погрешность регистрации скорости в диапазоне 5 – 150 км/ч у скоростемеров с пределом измерения 150 км/ч не должна превышать

±4, 5 км/ч (~ 5км/ч), а у скоростемеров с пределом измерения 225 км/ч в диапазоне 5 – 225 км/ч не должна превышать ±6, 6 км/ч (~ 7км/ч).

Следовательно, основная погрешность регистрации скорости не должна превышать удвоенного значения предела основной погрешности показания, т.е. те же 4, 5 км/ч и 6, 6 км/ч соответственно. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что возможна разница между показаниями скорости стрелкой скоростемера и зарегистрированной писцом на скоростемерной ленте. Но разница между величиной скорости, показанной стрелкой скоростемера в диапазоне скорости от 5 км/ч до максимальной на шкале скоростемера, т.е.150 или 225 км/ч, не должна выходить за пределы ±4, 5 или

±6, 6 км/ч для соответствующих скоростемеров. В диапазоне 0 – 5 км/ч погрешность не нормируется.

Начало движения стрелки и начало записи скорости писцом должны совпадать.

Писец скорости должен начинать запись от линии нижних километровых наколов, которые являются линией нулевой скорости. Это одно из основных требований к исправно работающему скоростемеру.

При колебаниях стрелки скоростемера и уширенной записи скорости на ленте, т.е. вибрация писца скорости, скорость определяют по средней линии записи. При этом погрешность не должна превышать ±4, 5 км/ч для скоростемерной ленты до 150 км/ч. Ширина записи линии скорости не должна быть более 1, 2 мм для любых скоростемеров

Начало записи скорости должно совпадать с линией километровых наколов, т.е. нулевой линией скорости. В случае если писец скорости начинает писать выше линии километровых наколов (не садится на ноль), необходимо это значение отклонения в миллиметрах умножить на масштаб скорости для данного скоростемера и полученное значение вычесть из значения скорости, записанного писцом на ленте, т.е. внести поправку. Так определяется фактическая скорость на данном участке.

Если начало записи ниже линии километровых наколов, т.е. ниже линии нулевой скорости, то для определения действительной скорости необходимо это значение отклонения (в мм) умножить на масштаб скорости для данного скоростемера и добавить полученные значение к записанной писцом скорости, т.е. внести необходимую поправку.

Эти недостатки и особенно люфт в зубчатых передачах могут влиять в местах, где измеряется величина скорости от большей к меньшей. Например, величина снижения скорости в режиме торможения в местах проверки действия тормозов в пути следования.

Для определения правильности определения значения скорости необходимо скорость определять по времени и по пройденному пути.

При этом перфорация километровых наколов должна строго соответствовать масштабу 5, 0 мм = 1000 м. Если же имело место нарушение перфорации, то необходимо учитывать и эту погрешность.

Действительная скорость Vд прохождения участка пути по времени на скоростемерной ленте определяется по формуле

S

Vд = 60 ─ ─ ─, км/ч

a t

где: S – участок пути, пройденный с равномерной скоростью, на данной

ленте, в мм

а – масштаб километровых наколов на данной ленте, в мм

t – время прохождения участка пути с равномерной скоростью на

данной ленте, в мм

Необходимо отметить, что при определении действительной скорости таким способом все величины S, a, t берутся с конкретной скоростемерной ленты в миллиметрах.

По это формуле можно определить действительную скорость прохождения локомотивом любого участка пути, даже в тех случаях, когда писец скорости не производил никакой записи на скоростемерной ленте. Достаточно будет записи минутного писца и километровых наколов.

Машинист должен знать, что при первичной расшифровке скоростемерной ленты в скорость движения локомотива, записанную на ленте, поправки на износ бандажа и на погрешность самого скоростемера не вносится. Скорость, записанная на скоростемерной ленте – это скорость, которую машинист наблюдал по стрелке и шкале прибора и за которую он несет ответственность.

В случае, если стрелка прибора показывает не ту скорость, которую записывает писец скорости, машинист должен сделать запись на скоростемерной ленте о имеющемся несоответствии. Такой скоростемер должен быть снят и направлен в ремонт, а скорость, записанная на скоростемерной ленте, должна быть проверена по времени и пути, руководствуясь формулой по проверке действительной скорости.

Существует способ, позволяющий с относительной точностью определять равномерную скорость следования поезда без сложных расчетов, по изменению угла наклона линии минутного писца. При этом можно руководствоваться данными табл. 5.

Таблица № 5

3.4 Погрешность часового механизма

Погрешность регистрации 30 – минутного интервала времени не должна превышать ± 0, 5 мин.

Получасовые спады минутной рейки должны совпадать с соответствующими показаниями минутной стрелки часов. Подъем рейки минут на высоту 30 мм до верхней линии перфорации соответствует 30 мин (1 мм равен 1 мин.).

Время подъема рейки часов на высоту 30 мм соответствует 24 часам, в течение которых игла отметки часов производит на скоростемерной ленте 24 прокола. Последний 24 – й прокол должен находиться на верхней линии перфорации.

Спад часовой рейки должен происходить не ранее 10 минут и не позднее 25 минут первого часа следующих суток по показаниям часов данного прибора. Погрешность суточного хода часов не должна превышать ± 3 минуты. В 24 часа расположение часовой и минутной стрелок должно совпадать.

Полный завод часовой пружины должен обеспечить непрерывную работу часов продолжительностью не менее 30 часов.

3.5 Погрешность индикатора тормозного давления.

Индикатор тормозного давления служит для измерения и регистрации на скоростемерной ленте скоростемера величины изменения тормозного давления в тормозной магистрали локомотива (или в тормозном цилиндре моторвагонного подвижного состава).

Рис. 4 Индикатор тормозного давления на 8 кгс/см²

Индикатор тормозного давления (рис. 4) состоит из цилиндрического корпуса, прикрепленного снизу к корпусу скоростемера. Внутри корпуса размещен сильфон 1, представляющий собой тонкостенную гофрированную трубку с дном. Внутри сильфона установлена измерительная пружина 5, препятствующая сжатию сильфона. В качестве направляющей для штока 2 служит регулировочная втулка 3, ввернутая во фланец 4. С дном сильфона связан шток 2, который через ось 8 соединен с вилкой 6. Вилка в свою очередь жестко соединена с рычагом 7.

Сжатый воздух из тормозной магистрали поступает внутрь корпуса индикатора тормозного давления, полость корпуса является камерой высокого давления, которая связана с тормозной магистралью локомотива через штуцер 10. расположенный в нижней части корпуса. В штуцер ввернут

регулировочный винт 9. Под давлением сжатого воздуха сильфон и пружина сжимаются и нижний фланец сильфона 4, вместе со штоком 2 поднимаются вверх. Шток через ось 8 поворачивает вилку 6 на определенный угол и на тот же угол поворачивается рычаг 7. Последний через тягу сообщает движение писцу, регистрирующему величину изменения давления на скоростемерной

ленте. При падении давления сильфон и пружина разжимаются и писец опускается вниз.

В настоящее время на скоростемерах 3СЛ-2М эксплуатируются индикаторы тормозного давления двух типов: с пределом измерения до 6 и 8 кгс/см².

Индикатор тормозного давления старого типа имеет верхний предел измерения 6 кгс/см².

Линия нулевого давления должна располагаться:

на скоростемерной ленте до 150 км/ч на линии скорости 50 км/ч;

на скоростемерной ленте до 225 км/ч на линии скорости 80 км/ч.

Писец индикатора тормозного давления должен подниматься при давлении:

6, 0 кгс/см² на 25±0, 5 мм;

5, 5 кгс/см² на 23±0, 5 мм;

5, 0 кгс/см² на 21±0, 5 мм.

По этим координатам можно построить график (рис.5) перемещения писца, зная, что подъем индикатора тормозного давления на 1 мм соответствует изменению давления на 0, 24 кгс/см². (6: 25 = 0, 24).

Рис. 5 График подъема писца индикатора тормозного давления на 6 кгс/см²

В определенных пределах с учетом погрешности можно составить таблицу 6

Таблица № 6

На основании этой таблицы и построен график подъема писца индикатора тормозного давления (рис. 5). Наличие этих данных значительно облегчает расшифровку скоростемерных лент.

Индикатор тормозного давления нового типа имеет верхний предел измерения 8 кгс/см² (рис. 4).

Поле регистрации давления по вертикали равно 25 мм. Масштаб записи давления 1 мм = 0, 32 кгс/см² (8: 25 = 0, 32).

Можно построить график подъема писца в зависимости от изменения давления, для чего поле регистрации разбить на восемь равных частей (таблица 7).

Таблица № 7

На основании этой таблицы и построен график подъема писца индикатора тормозного давления (рис. 6).

Рис. 6 График подъема писца индикатора тормозного давления на 8 кгс/см²

На основании паспортных данных индикатора регистрации давления основная допустимая погрешность регистрации давления в диапазоне

3 – 8 кгс/см² равна ±2, 5%, что соответствует ±0, 2 кгс/см². В диапазоне

0 – 3 кгс/см² погрешность не регламентируется.

Эти условия вызывают определенные трудности при расшифровке величины давления в тормозном цилиндре моторвагонного подвижного состава, где диапазон изменения давления в процессе торможения находится в пределах 0 – 4 кгс/см².

Для более точного определения величины изменения давления в тормозных цилиндрах машинисту перед началом работы рекомендуется на скоростемерной ленте отмечать величину максимального давления первой ступени торможения и величину максимально допустимого давления в тормозном цилиндре с протяжкой скоростемерной ленты на 5 мм после установки этих величин. Эти меры облегчают последующую расшифровку скоростемерной ленты моторвагонного подвижного состава.

3.6 Погрешность регистратора направления движения

Начало записи обратного хода на скоростемерной ленте должно совпадать с началом движения локомотива. Для точного определения начала записи необходимо учитывать фактическое смещение писца (обратного хода) направления движения относительно писцов скорости и времени на данном скоростемере. Ширина линии записи обратного хода должна быть в пределах 2±0, 5 мм.

Запись обратного хода не должна располагаться ниже линии километровых наколов, т.е. ниже линии нулевой скорости.

3.7 Погрешность от смещения писцов

При эксплуатации локомотивных скоростемеров возможно нарушение альбомного расположения некоторых писцов скоростемера относительно писцов скорости и времени. Это происходит из-за выработки отверстий держателей писцов и направляющих реек. Даже незначительное смещение писцов от линий, нанесенных на шаблоне для расшифровки скоростемерных лент в соответствии с альбомным расположением писцов, затрудняет точное определение необходимого места на скоростемерной ленте.

Во избежание ошибок перед расшифровкой скоростемерной ленты необходимо наложить шаблон на начало записей на ленте и определить действительное расположение писцов скоростемера, с которого была снята эта лента. Затем, при расшифровке этой ленты, внести поправку с учетом действительного расположения писцов.

Для облегчения выявления этой погрешности в депо устанавливается порядок, требующий от машиниста при заправке скоростемера лентой производить отметки всех писцов скоростемера, после чего протянуть ленту на 5-10 мм.

Заканчивая раздел о погрешностях скоростемера 3СЛ-2М, необходимо отметить, что при расшифровке скоростемерной ленты нужно в каждом отдельном случае рассматривать возможность влияния любой погрешности на качество и точность записи различных параметров на скоростемерной ленте. Перед тем как сделать окончательное заключение по конкретной ленте, нужно учесть влияние всех погрешностей на точность записей.