Имеющиеся на оснащении восстановительных поездов тягачи Т-34, тракторы и бульдозеры являются основным средством, е помощью которого производится освобождение путей от нагромождений поврежденного подвижного состава. К сожалению нередко использование этих машин производится без учета их технических возможностей. Руководитель восстановительных работ, не задумываясь над величиной сопротивления, которое может оказать подтаскиваемый аварийный подвижной состав, пытается любой ценой сбросить его с пути. Действия таких руководителей стереотипны: не хватает одного тягача — цепляют второй, этого мало — пытаются взять груз с рывка, не берет — цепляют третий тягач. Как результат такой работы на «авось», рвутся буксирные и тяговые тросы, ломаются коробки передач, кривошипы направляющих колес и в лучшем случае имеет место бок- сование машин.
Все это происходит потому, что некоторая часть начальников восстановительных поездов привыкла работать, надеясь на свое чутье, интуицию и опыт, между тем при современном техническом оснащении железнодорожного транспорта руководителям восстановительных работ, механикам поездов и мастерам необходимо знать технические возможности тяговых средств поездов, уметь определять их силу тяги в зависимости от местности и грунта, на котором предстоит работать машинам.
Только при этих условиях можно ь значительной степени сократить время, затрачиваемое на бесполезное дергание, перестановку и перецепку машин, замену оборванных тросов и связанные с этим простои мощных и высокопроизводительных механизмов.
Для гусеничных машин следует различать три вида силы тяги: по двигателю, по сцеплению с грунтом, на крюке.
Рассмотрим коротко, что представляет собой каждая сила тяги и от чего она зависит.
Силой тяги по двигателю Рд называется такая сила, которую через трансмиссию сообщает гусеницам работающий при максимальном числе оборотов двигатель.
Величина силы тяги по двигателю зависит от мощности двигателя и скорости, с которой в это время движется машина.
Чем больше мощность двигателя, тем больше сила тяги по двигателю, но зато, чем больше скорость, с которой движется в это время тягач, тем меньше сила тяги по двигателю
где 0,27 — коэффициент перевода л. л. в ткм-ч,
М — мощность двигателя в л. с.;
v — скорость движения тягача в км-ч.
Так, тягач Т-34 при мощности его двигателя 500 л. с. и скорости 6,6 км-ч развивает силу тяги по двигателю 
Часто приходится наблюдать, когда при движении по мокрому грунту или болоту тягач начинает боксовать. Это значит, что сила тяги по двигателю, которую способен развить тягач на своих гусеницах, оказалась больше, чем сила, с которой грунт удерживает гусеницы от боксования.
Тягач выступами траков под своей тяжестью врезается в грунт, образуя между выступами участки, от которых он старается оттолкнуться, т. е. передвинуться. Наконец, наступит такой момент, когда сцепление этих участков с остальным грунтом становится недостаточным, участки грунта срываются от основной массы грунта и тягач начинает боксовать.
Наибольшая сила, с которой грунт удерживает гусеницы от пробоксовывания, называется силой тяги по сцеплению и выражается формулой
где Q — вес тягача;
Ф — коэффициент сцепления грунта.
Таким образом, чем больше вес тягача и коэффициент сцепления, тем выше сила тяги.
Коэффициент сцепления зависит от способности грунта противостоять скалыванию (стаскиванию) выступами гусениц участков грунта, находящихся за выступами гусениц. Так, например, коэффициент сцепления на снежной укатанной или обледенелой дороге равен 0,17, а на твердом дернистом грунте 1 (табл. 51).
Таблица 51
Коэффициенты сцепления при работе гусеничных машин на различных грунтах
Сила тяги по сцеплению тягача Т-34, вес которого Q = 25 т, при работе на сыром болоте (коэффициент сцепления φ=0,3) (см. табл. 51)
Это значит, что грунт (сырое болото) способен удержать тягач с силой, равной 7,5 Т.
Ранее было подсчитано, что у тягача Т-34 сила тяги по двигателю при пятискоростной коробке передач равна 20,5 Т, а сейчас мы подсчитали, что у того же тягача, когда он работает на сыром болоте, сила тяги по сцеплению равна всего 7,5 Т. В этом случае, если тягач разовьет полную мощность, он, несомненно, начнет боксовать.
Опыт производства восстановительных работ показывает, что работы, связанные с растаскиванием нагромождений поврежденного подвижного состава или груза, при использовании машин на гусеничном ходу обычно лимитируются силой тяги этих машин по сцеплению с грунтом, а не силой тяги по двигателю. При этом решающее значение будет иметь величина коэффициента сопротивления движения от той среды, в которой происходит это движение.
На тягач действует сила сопротивления движению, т. е. грунт сопротивляется вдавливанию траков, трению траков о грунт, нагрузке траков на грунт и т. п., а также сила сопротивления подъему, иначе говоря, сила, которая старается скатить тягач обратно. В общем случае сопротивление движению тягача будет тем выше, чем больше его вес и угол подъема пути, по которому он движется.
Величина сопротивления грунта характеризуется некоторым коэффициентом f (табл. 52).
Таблица 52
Коэффициент сопротивления движению
Рассмотрим силу тяги на крюке, т. е. реальную силу, на которую можно рассчитывать и ориентироваться при работе. Определяется она из формулы
где R — сила сопротивления движению, т. е., если из силы тяги по сцеплению вычесть силу сопротивления движению, получим силу тяги на крюке.
Выше было определено, что для случая, когда тягач работал на сыром болоте, у него сила тяги по сцеплению была 7,5 Т. Подсчитаем теперь, какое же сопротивление движению будет испытывать тягач в этих условиях,
Откуда Рк=7,5 — 3,7 = 3,8 Т.
Вот это и есть та реальная сила тяги на крюке, на которую можно рассчитать, если тягач Т-34 работает на сыром болоте.
В табл. 53 приведены значения силы тяги на крюке в зависимости от грунта для различных машин.
Таблица 51
Сила тяги на крюке в зависимости от грунта
Иногда приходится вытаскивать поврежденный подвижной состав из небольшой выемки буферным брусом вперед. В этих случаях часто тяговое усилие не совпадает с направлением движения вытаскиваемого вагона, особенно, если в это время Тягач находится на горизонтальном участке пути.
При несовпадении направления тягового усилия, или, проще сказать, направления тягового троса с направлением движения вагона, резко возрастает сопротивление подтаскивания. Расчетами установлено, что при угле расхождения а=10—30° дополнительно требуется приложить 20—60% тягового усилия. Сопротивление подтаскиванию поврежденного вагона весом 50 Т на 15°-ном подъеме, если тягач расположен на горизонтальном участке,
где Q — вес брутто вагона;
К — коэффициент трения металла о грунт К = 0,4;
т. е. для того, чтобы подтянуть вагон весом 50 Т, без учета подъема требуется тяговое усилие 20 Т.
На каждый Т подъема требуется дополнительно 0,5 Т тягового усилия, а на 15° — 7,5 Т. Таким образом общее сопротивление подтаскиванию будет
В тех случаях, когда угол а более 30°, вытаскивать тяжеловесный груз без изменения направления тягового троса нецелесообразно. Практически никто не будет заниматься измерением угла а, но принимать меры к тому, чтобы этот угол свести к минимуму, необходимо.
При ликвидации последствий крушений, когда вагоны с выбитыми или поврежденными ходовыми частями приходится стаскивать с пути, как правило, буферный брус вагона в зависимости от величины рассмотренного нами угла а в той или иной мере врезается в грунт, образуя впереди себя большие нагромождения. Сопротивление их по мере накопления доходит до такой величины, когда сила тяги прицепленных к вагону тягачей становится недостаточной, вагон останавливается и дальнейшее его продвижение невозможно.
Действующие против подтаскивания силы можно в основном объединить в три группы:
- сопротивление грунта резанию буферным брусом вагона;
- сопротивление грунта волочению и перемещению впереди буферного бруса;
- сопротивление самого вагона перемещению.
Расчетами установлено, что только 1 м3 грунта, скопившись впереди подтаскиваемого вагона, создает сопротивление свыше 3,0 Т. Для того чтобы облегчить работу тягачей, необходимо бульдозером убрать с пути скапливающийся грунт. Затрата времени на уборку грунта вполне себя оправдывает.
Для того чтобы руководителю работ не производить в каждом отдельном случае подсчеты сопротивлений, оказываемых грунтом, скопившимся впереди подтаскиваемого вагона, в табл. 54 приведена величина этих сопротивлений.
Учитывая величину указанного выше сопротивления, является целесообразным производить подтаскивание груза или поврежденных вагонов лебедкой, установленной на тягаче. Плавность приложения тягового усилия лебедки и малая скорость наматывания троса на барабан существенно уменьшают инерционные сопротивления вытаскиваемого подвижного состава.
Таблица 54
Сопротивление движению, оказываемое скопившимся грунтом
Кроме того, исключаются вероятность боксования тягача и вредные рывки и дергание.
При работе тягачами, не оборудованными лебедками, условия подтаскивания, как правило, ограничены силой тяги по сцеплению грунта. Если тот же тягач оборудовать лебедкой и упором-сошником, то в этом случае можно получить максимальную силу тяги, на которую только способна лебедка.
Проиллюстрируем это на примере. Нужно определить какое наибольшее тяговое усилие может развить тягач, имеющий лебедку, если известно, что тяговое усилие лебедки равно 30 Т, а вес тягача 25 Т. Тягач находится на горизонтальном участке грязной грунтовой дороги.
Определим усилие, которое может сдвинуть заторможенный тягач. Оно равно силе тяги по сцеплению Pc=Qφ=25X0,6=15 Т, в то время как сила лебедки равна 30 Т. Следовательно, усилие лебедки может быть использовано только на 50%. Для увеличения устойчивости тягача от скольжения (юза) требуется дополнительное укрепление его на месте; для этого может быть использован имеющийся на тягачах упорный сошник.
Преимущества лебедки на тягачах очевидны. Достаточно па тягаче иметь лебедку с тяговым усилием только 20 Т, т. е. равную силе тяги тягача по двигателю, и можно освободиться от зависимости сцепления с грунтом.
Работникам восстановительных поездов следует помнить, что при вытаскивании поврежденного подвижного состава двумя лебедками, установленными на двух тягачах, необходимо, чтобы тяговые тросы наматывались на барабан лебедок с одинаковой скоростью. В противном случае будет работать наиболее быстроходная из них, а вторая будет вступать в работу периодически только тогда, когда число оборотов быстроходной лебедки при перегрузке начнет уменьшаться. Выравнять нагрузку на обе лебедки можно за счет уравнительного блока.
Рассмотрим еще один важный момент при растаскивании груза с помощью тягачей. Если учесть, что максимальная сила тяги на крюке у тягача при пятискоростной коробке передач
в случае работы на определенном грунте равны 20 Т, то это еще не значит, что, если будут работать в одном сцепе три тягача, общая сила тяги будет 20,0X3=60,0 Т.
Суммарная сила тяги этих тягачей будет значительно меньше за счет:
- неодновременности действий водителей в результате неодновременности восприятия команды;
- установки машин не на одной прямой, что вызывает непроизводительный занос их;
- потери мощности из-за того, что в одном сцепе стоят тягачи с четырех- и пятискоростными коробками передач; это вызывает перегрузку одной и недогруз другой машины, а также вследствие различной регулировки их механизмов управления.
Произведенными расчетами и опытом установлено, что тяговое усилие при работе двумя тягачами в сцепе следует принимать на 15—20%, а при работе трех машин — на 30% меньше.
Для сокращения этих потерь следует:
- прицеплять в сцеп не более двух тягачей с одинаковой характеристикой;
- на дороге установить единую для всех восстановительных поездов сигнализацию, чтобы водитель любого восстановительного поезда, участвуя в ликвидации последствий сходов подвижного состава совместно с другими поездами, точно и ясно воспринимал бы единую команду;
- устанавливать тягачи так, чтобы все смотровые люки были бы направлены в одну сторону и все водители видели бы руководителя работ или своего сигналиста;
- располагать тягачи на одной линии, чтобы при натяжении тросов не получалось бы заноса машины;
- для всех машин, находящихся в сцепе, устанавливать одну и ту же скорость работы;
- применять буксирные тросы между машинами по возможности одной длины (примерно около 7 м).
- руководителю работ, подавая команду тягачам, придерживаться определенных интервалов по времени между командами.
При растаскивании поврежденного подвижного состава тракторами следует иметь в виду, что на уплотненном устойчивом грунте тяговая характеристика трактора повышается и, наоборот, на разрыхленной почве — понижается.
В целях ускорения растаскивания поврежденного подвижного состава, когда недостаточно силы тяги одного или нескольких тракторов, имеющихся на месте производства работ, необходимо применять полиспасты. Наиболее распространены кратные полиспасты. В каждом из них блоки размещены в двух обоймах — неподвижной и подвижной. Используются они для получения выигрыша в силе.
Возможны многочисленные комбинации с различным числом блоков, однако основных групп две:
- груз подвешивается к крюку подвижной обоймы и тяговое усилие прилагается к свободному концу каната (рис. 67, а);
- груз подвешивается к свободному концу каната, а тяговое усилие прилагается к подвижной обойме (рис. 67, б).
В первом случае передаточное число равно один к двум, во втором — один к трем.
Рис. 67. Полиспаст двухблочный
Следовательно, при двухроликовом полиспасте можно силу тяговой единицы, не считая потерь на трение в блоках, увеличить в три раза, при этом выходной конец должен сбегать с подвижного блока.
На рис. 68 показан четырехблочный полиспаст, передаточное число которого один к пяти.
Сила натяжения в каждой ветви каната
где Q — вес поднимаемого или стаскиваемого груза;
п — число ветвей.
Предположим, что мы поднимаем груз 20 т,—
= 4000 кГ.
Это силы натяжения в первой ветви, но, учитывая потери на трение в блоках, составляющие 4%, в следующих ветвях сила натяжения будет:
Из приведенного расчета видно, что при помощи четырехблочного полиспаста можно поднять груз весом 20 000 кГ с приложением силы 4700 кГ.
Опорой для полиспаста могут служить деревья, столбы, пни или другие предметы, к которым можно прикрепить обойму полиспаста (табл. 55).
Таблица 55
Величина нагрузки, воспринимаемая опорой, удерживающей полиспаст
