Обґрунтування раціональних параметрів пружно-дисипативних зв"язків системи підвішування шахтного локомотива - Автореферат

Специфічні умови експлуатації - відхилення від стандартів і норм геометрії шахтної рейкової колії, зміни коефіцієнта зчеплення у діапазоні від 0,07 до 0,24 (забруднення фрикційних поверхонь кочення рідким брудом), а також недосконалість конструктивних елементів тягового привода шахтного локомотива (відхилення в характеристиках і параметрах тягових двигунів, кінематичних ланцюгах і ланках, наявність зазорів у механізмах привода) інтенсифікують динамічні навантаження в елементах ходової частини. Під час руху шахтного локомотива по рейковій колії ці фактори обумовлюють виникнення значних динамічних складових сил, що зменшують реалізацію тягово-гальмового зусилля та збільшують знос бандажів колісних пар. Тому обгрунтування раціональних параметрів і встановлення залежностей динамічної взаємодії ланок ходової частини під час руху шахтного локомотива з урахуванням їх пружно-дисипативних властивостей та особливостей фрикційної пари колесо-рейка, що забезпечує зниження динамічного навантаження та підвищує надійність її експлуатації, складає актуальну наукову задачу гірничого машинобудування. Розробити розрахункову схему ходової частини шахтного локомотива з гумометалевими елементами (ГМЕ) та скласти математичну модель коливань ланок колісно-моторного блоку (КМБ) з урахуванням електродинамічних процесів у перехідних режимах роботи тягового двигуна та нелінійної залежності відносного ковзання при коченні колеса по рейці; Розробити методики визначення динамічних навантажень у ланках привода КМБ шахтного локомотива і довговічності ГМЕ системи підвішування локомотива К10.Основні експлуатаційні якості шахтних локомотивів, такі як стійкість руху, коефіцієнт використання зчіпної маси та реалізація тягового зусилля залежать від типу, конструктивного виконання та параметрів ходової частини і привода. Традиційний шахтний локомотив має привод, у якому як виконавчий орган використовується сталеве колесо, що утворює при взаємодії з рейкою фрикційну пару. Питання, повязані з поліпшенням експлуатаційних характеристик шахтних та промислових локомотивів знайшли своє відображення в численних наукових працях С.Є. На показники ефективності роботи транспортного засобу значною мірою впливають конструкція та параметри ходової частини, а також умови взаємодії фрикційної пари колесо-рейка. Експлуатаційні характеристики локомотива, такі як сила тяги та гальмування, надійність та довговічність вузлів і деталей ходової частини, стійкість та безпека руху, також залежать від вибору схеми і характеристик системи підвішування, що є найменш довговічним вузлом у механічній системі локомотива.Дослідження робочих характеристик і конструктивних рішень елементів КМБ здійснено за допомогою математичного моделювання динаміки КМБ як багатомасової системи з зосередженими параметрами, суттєво нелінійними характеристиками фрикційної пари колесо-рейка та електродинамічними характеристиками тягового двигуна. Розрахункова схема КМБ шахтного локомотива К10 містить раму, тяговий електродвигун, редуктор, піввісь з колісними парами та гумометалеві елементи. момент сили опору на колесах, : , де - нормальне навантаження, що припадає на колесо; - коефіцієнт зчеплення колеса з рейкою, залежний від відносного ковзання: , (2) де - відносне ковзання, ; - числові коефіцієнти механічної характеристики фрикційної пари, . Використана при рішенні системи рівнянь експериментально отримана характеристика (2) відносного ковзання при коченні колеса по рейці дозволяє виділити характерні режими роботи тягового привода шахтного локомотива в залежності від динамічних процесів, що в них розвиваються, та уточнити структуру математичної моделі для конкретних режимів (квазістаціонарних, реалізації граничних зчіпних властивостей в умовах тяги й гальмування і нестаціонарних). Порівняння отриманих залежностей дозволяє зробити висновок про те, що при наявності пружно-дисипативних звязків в системі підвішування шахтного локомотива зменшуються тривалість часу перехідного процесу в три рази і динамічна навантаженість елементів ходової частини на 60%, а ковзання зменшується в 1,8 рази.У дисертаційній роботі виконані науковообгрунтовані технічні розробки, що базуються на основі аналізу процесів, які відбуваються у механічній системі шахтного локомотива з дисипативними звязками в системі буксового підвішування. На підставі числового розвязання та експериментального дослідження коливань КМБ шахтного локомотива отримані залежності лінійних і кутових переміщень, швидкостей і прискорень, а також силових параметрів, що впливають на поздовжню динаміку локомотивів з жорсткими та пружними буксовими вузлами при різних режимах руху. У сукупності запропоновані результати представляють вирішення актуальної задачі - поліпшення експлуатаційних показників шахтного локомотива та підвищення довговічності буксових вузлів і бандажів, що має важливе народногосподарське значення. Уперше розроблена математична модель шахтного локомотива, що враховує пружно-дисипативні звязки елементів ланок привода та ходової частини, а т

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ