Обґрунтування резервів підвищення тягових якостей локомотива та їх реалізація керуванням ковзання в системі колеса з рейкою - Автореферат

Для досягнення поставленої мети сформульовані такі завдання: - проаналізувати й узагальнити наявні теоретичні дослідження з проблеми збільшення сили тяги локомотива та розробити метод підвищення тягово-зчіпних якостей на основі цільової функції для оцінки резерву реалізації сумарної сили тяги колісних пар локомотива з урахуванням комплексного підходу до результатів аналізу конструктивних параметрів локомотива та експлуатаційних факторів; розробити спосіб підбору тягових електродвигунів (ТЕД) по колісних парах локомотива з урахуванням перерозподілу навантажень від колісних пар на рейки та нерівномірності коефіцієнта зчеплення під кожною колісною парою; довести доцільність електризації абразивного сипучого матеріалу при подачі його в контакт колеса з рейкою для досягнення високих зчіпних якостей; скласти методику експериментального визначення електричного заряду абразивного сипучого матеріалу від напруженості електричного поля; оцінити вплив електризації частинок піску на фрикційні характеристики трибоконтакту, на основі яких удосконалити математичну модель руху абразивного сипучого матеріалу та математичну модель фрикційної взаємодії колеса з рейкою; побудувати характеристику зчеплення колеса з рейкою з урахуванням дії довантажувальних пристроїв та електризованого абразивного матеріалу в контакті; скоротити витрати часу на розвязання нормальної задачі математичної моделі фрикційної взаємодії колеса з рейкою; Наукова новизна отриманих результатів: - на основі запропонованої цільової функції розроблено метод підвищення тягово-зчіпних якостей, який відрізняється урахуванням взаємозвязку перерозподілу навантажень від колісних пар на рейки, різниці характеристик ТЕД по колісних парах локомотива та нерівномірності розподілу коефіцієнтів зчеплення поверхонь тертя кожної колісної пари, що забезпечило мінімізацію ковзання в контакті колеса з рейкою; Розроблений метод підвищення тягово-зчіпних якостей локомотива, що базується на управлінні перерозподілом навантажень від колісних пар на рейки з урахуванням селективного підбору ТЕД по колісним парам локомотива та нерівномірності розподілу коефіцієнтів зчеплення по контактах кожної пари тертя “колесо-рейка”, дозволив оцінити резерв підвищення сили тяги локомотива та напрямок реалізації цього резерву за рахунок мінімізації ковзань у контакті колеса з рейкою.Дисертаційна робота містить отримані автором результати, які в сукупності вирішують актуальне науково-технічне завдання підвищення тягово-зчіпних якостей локомотивів управлінням ковзанням у контакті колеса з рейкою, що дозволило підвищити ефективність використання локомотива та зменшити витрати піску. На основі комплексного аналізу конструктивних параметрів локомотива та експлуатаційних факторів розроблено цільову функцію для оцінювання тягово-зчіпних якостей локомотива та визначення з урахуванням взаємозвязку основних факторів, які впливають на силу тяги, ефективних технічних рішень щодо вдосконалення екіпажної частини локомотива. Запропоновано селективний підбір ТЕД за колісними парами локомотива з урахуванням різниці навантажень та умов стосовно зчеплення окремих колісних пар. На основі статичного моделювання та планування експерименту отримано рівняння регресії й оцінено вплив експлуатаційних факторів на коефіцієнт використання зчіпної ваги. Застосування довантажувального пристрою на тепловозі ТЕМ103 дозволяє підвищити коефіцієнт використання зчіпної ваги на 6,8%.