Силова взаємодія гребенів коліс з рейками і їх зношення. Поліпшення динамічних, експлуатаційних якостей рейкових екіпажів, зниження силової дії на шлях і зношення коліс локомотивів і рейок. Розрахунок пружних характеристик блоку гумо-металевих елементів.
При низкой оригинальности работы "Зниження рівня силової взаємодії гребенів коліс з рейками удосконалюванням пружних зв"язків екіпажа", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Під час експлуатації рейкових екіпажів в більшості випадків від процесів, що відбуваються в контактах взаємодії колеса і рейки, залежать безпека і техніко-економічні показники тягового рухомого складу залізниць, у тому числі й інтенсивність зношення гребенів коліс і бічних поверхонь головок рейок. У звязку з цим обґрунтування шляхів і вибір заходів, спрямованих на поліпшення динамічних якостей локомотивів і зниження інтенсивності зношування бандажів колісних пар і рейок, необхідно проводити з урахуванням впливу умов взаємодії коліс локомотивів з рейками на теплові процеси, що протікають в зоні контакту. провести теоретичні дослідження по визначенню енергетичних параметрів, повязаних з роботою тертя і температури на поверхні контакту гребеня колеса з рейкою в процесі моделювання руху локомотива; провести експериментальні дослідження по визначенню пружних характеристик звязку кузова з візками і дослідне експлуатаційне дослідження з метою визначення впливу розробленої конструкції опори на динамічні якості і рівень взаємодії гребенів коліс з рейками при русі локомотива. Наукова новизна отриманих результатів: - набула подальшого розвитку математична модель фрикційної взаємодії колеса з рейкою урахуванням геометрії контакту гребеня колеса з бічною поверхнею головки рейки, розподілом по ньому ковзань, тиску, температури і залежного від них фрикційного стану контакту за наявності проміжних тіл;Дисертаційна робота містить отримані автором результати, які в сукупності вирішують актуальне науково-технічне завдання зниження силової дії гребенів коліс з рейками, що приводить до поліпшення динамічних якостей локомотивів і, як наслідок, зниження інтенсивності зношення коліс локомотивів і рейок завдяки використанню резервів удосконалення окремих вузлів конструкції екіпажної частини. Аналіз робіт, спрямованих на поліпшення динамічних якостей локомотивів і зниження інтенсивності зношування бандажів колісних пар і рейок показує, що застосування різних заходів щодо зниження зношення здійснюється без урахування їхнього впливу на теплові процеси, що протікають в зоні контакту коліс локомотивів з рейками. Уточнено математичну модель фрикційної взаємодії колеса з рейкою, що дозволяє описати картину зношення гребенів колісних пар і рейок з урахуванням температурного режиму, і розробити рекомендації щодо його зниження. Встановлено ряд теоретичних закономірностей: контурної площі контакту гребеня колеса з головкою рейки від бічної сили дії гребеня колеса на рейку, яка становить 49 мм2 при бічній силі дії 65 КН; розподілу по поверхні плями контакту навантаження і температури, максимальні значення яких дорівнюють 2000 МПА (при силі дії гребеня колеса на рейку 65 КН) і відповідно 783 С° (при швидкості руху локомотива 60 км/год і ковзанні ); впливу навантаження і швидкості ковзання на максимальне значення температури на поверхні контакту. Показано, що (для випадку руху локомотива із швидкістю 60 км/год, ковзанням і зміною величини бічної сили) подача мастила в зону контакту дозволяє знизити: середній коефіцієнт тертя до 32%; значення максимальної і середньої температури на поверхні контакту до 9% і 26%; значення потужності тертя в контакті до 23%.
План
Загальна характеристика роботи
Вывод
Дисертаційна робота містить отримані автором результати, які в сукупності вирішують актуальне науково-технічне завдання зниження силової дії гребенів коліс з рейками, що приводить до поліпшення динамічних якостей локомотивів і, як наслідок, зниження інтенсивності зношення коліс локомотивів і рейок завдяки використанню резервів удосконалення окремих вузлів конструкції екіпажної частини. Представлені в дисертації результати проведених теоретичних і експериментальних досліджень дозволяють зробити такі висновки: 1. Аналіз робіт, спрямованих на поліпшення динамічних якостей локомотивів і зниження інтенсивності зношування бандажів колісних пар і рейок показує, що застосування різних заходів щодо зниження зношення здійснюється без урахування їхнього впливу на теплові процеси, що протікають в зоні контакту коліс локомотивів з рейками.
2. Уточнено математичну модель фрикційної взаємодії колеса з рейкою, що дозволяє описати картину зношення гребенів колісних пар і рейок з урахуванням температурного режиму, і розробити рекомендації щодо його зниження. Для цієї математичної моделі створено програму, що дозволяє розрахувати геометрію плями контакту, розподілення по її поверхні виникаючих нормальних напруг, потужності тепловиділення, а також температури.
3. Встановлено ряд теоретичних закономірностей: контурної площі контакту гребеня колеса з головкою рейки від бічної сили дії гребеня колеса на рейку, яка становить 49 мм2 при бічній силі дії 65 КН; розподілу по поверхні плями контакту навантаження і температури, максимальні значення яких дорівнюють 2000 МПА (при силі дії гребеня колеса на рейку 65 КН) і відповідно 783 С° (при швидкості руху локомотива 60 км/год і ковзанні ); впливу навантаження і швидкості ковзання на максимальне значення температури на поверхні контакту.
4. Встановлено зони ефективного застосування рідких змащувальних матеріалів для розділення контактуючих поверхонь гребенів колісних пар з рейками. Показано, що (для випадку руху локомотива із швидкістю 60 км/год, ковзанням і зміною величини бічної сили) подача мастила в зону контакту дозволяє знизити: середній коефіцієнт тертя до 32%; значення максимальної і середньої температури на поверхні контакту до 9% і 26%; значення потужності тертя в контакті до 23%. Для нанесення мастила на гребені колісних пар залізничного транспортного засобу розроблено пристрій д.п. UA 67225 А.
5. Результати стендових випробувань бічних гумо-металевих опор кузова тепловоза 2ТЕ116 на візок в штатному і модернізованому виконанні показали, що штатна конструкція опори не забезпечує рівномірного напруженого стану елементів опори при роботі її на зсув і стиснення, а також стійкість блоку ГМЕ опори. Це негативно позначається на надійності і довговічності її роботи. На підставі отриманих експериментальних даних і результатів розрахунків пружних характеристик блоку гумо-металевих елементів опорно-повертаючого пристрою, для забезпечення більш рівномірного напруженого стану ГМЕ опори і підвищення її стійкості запропоновано варіанти конструктивного виконання бічних опор кузова на візки. Один з розроблених варіантів виконання блоку ГМЕ, що забезпечує необхідні пружні характеристики другого ступеня ресорного підвішування тепловоза для реалізації локомотивом швидкості руху 160 км/год, упроваджено на тепловозі ТЕП150.
6. Результати порівняльних ходових динамічних випробувань показали, що установка створених дослідних опор кузова на візки дозволила: - поліпшити розважування тепловоза, знизити значення максимальної фактичної різниці навантажень коліс однієї осі з 5% до 2%;
- поліпшити умови повернення візка з крайнього відхиляючого положення в положення, симетричне осі головного екіпажа;
- зменшити амплітуди поперечних коливань в горизонтальній площині візків щодо кузова при русі в прямих, кривих ділянках шляху і стрілочних переводів, що покращує показник плавності ходу з Wr = 3,5 до Wr = 2,95;
- понизити максимальні величини рамних сил в прямих з 33,5 КН до 31,15 КН, в кривих радіусом 600 м - з 39,9 КН до 36,9 КН, в кривих радіусом 300 м - з 55,6 КН до 51,6 КН, в стрілочних переводах по прямому шляху - з 28,15 КН до 24 КН, на бічний шлях- з 38 КН до 35,9 КН.
7. Проведені дослідження силових характеристик ротаційного гасителя коливань (д.п. UA 6721) показали, що під час експлуатації запропоновані конструктивні рішення забезпечують зміну його робочих характеристик до 20%.
8. Розроблені варіанти конструктивного виконання ресорного підвішування локомотива (д.п. UA 10581) дозволяють значно зменшити жорсткість ресорного підвішування і забезпечити хороші динамічні показники при русі тепловоза з великими швидкостями. Розрахунки показали, що для тепловоза, що рухається на вибігу по прямій ділянці шляху із швидкістю руху від 40 до 160 км/год запропоновані конструкції забезпечують зниження максимальних вертикальних сил взаємодії коліс з рейками на 5%.
Список литературы
1. Горбунов Н.И., Кашура А.Л., Попов С.В. О процессах в контакте гребня колеса с боковой поверхностью рельса// Вісник Східноукраїнського нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганськ, СНУ ім. В.Даля, 2003. - №9(67) - С. 100-103.
2. Горбунов Н.И., Кашура А.Л., Попов С.В. К вопросу снижения износа элементов триботехнической системы гребень колеса - рельс// Вісник Східноукраїнського нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганськ, СНУ ім. В.Даля, 2003. -№10(68) - С. 131-135.
3. Горбунов Н.И., Кашура А.Л., Попов С.В., Гундарь В.П. Результаты экспериментальных исследований сопряжений кузова локомотива с тележкой// Вісник Східноукраїнського нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганськ, СНУ ім. В.Даля, 2004. - №8 (78) - С. 143-147.
4. Горбунов Н.И., Кашура А.Л., Попов С.В., Кравченко Е.А. Активное демпфирование колебаний в рессорном подвешивании экипажа локомотива // Вісник Східноукраїнського нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганськ, СНУ ім. В.Даля, 2005. - №8 (90) - С. 152-155.
5. Попов С.В. Влияние конструктивного исполнения ходовой части на условия взаимодействия системы колесо-рельс // Вісник Східноукраїнського нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганськ, СНУ ім. В.Даля, 2006. - №8 (102) - С. 135-136.
6. Попов С.В. Расчет упругих характеристик отдельных элементов опорно-возвращающего устройства // Вісник Східноукраїнського нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганськ, СНУ ім. В.Даля, 2006. - №9 (103) - С. 190-194.
7. Горбунов Н.И., Кашура А.Л., Попов С.В., Кравченко Е.А., Малохатко А.А. Прогнозирование эффективности применения смазочных материалов в паре трения колесо - рельс с учетом температурных условий взаимодействия// Вісник Східноукраїнського нац. ун-ту ім. В. Даля. - Луганськ, СНУ ім. В.Даля, 2007. - №8 (114) - С. 100-104.
8. Деклараційний патент 67225 A Україна, МПК6 В 61 K 3/02. Пристрій для нанесення мастила на гребені колісних пар залізничного транспортного засобу / Горбунов М.І., Попов С.В., Кашура О.Л., Могила В.І., Мельников М.П., Басов Г.Г., Найш Н.М., Гундарь В.П.; Східноукр. нац. у-нт ім. В. Даля. - № 2003087565; опубл. 15.06.2004; Бюл. №6, 2004.
11. Басов Г.Г., Горбунов Н.И., Кашура А.Л., Попов С.В. К расчету температуры на поверхности пятна контакта гребня колеса с боковой поверхностью головки рельса// “MECHANICAL ENGINEERING TECHNOLOGIES-04” Sofia.- 2004. Vol. 8/76- P. 133-135.
12. Basov G., Gorbunov N., Kashura A., Popov S. The modeling of the heat processes in the pair wheel flange - rail // “Modern Electric Traction in Integrated XXIST Century Europe” Poland, Warsaw.- 2005.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
