Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

Диссертационная работа:

Ли Хын Себ. Повышение безопасности движения грузовых поездов на основе мониторинга технического состояния тележки 18-100 : Дис. ... канд. техн. наук : 05.22.07 : Омск, 2005 185 c. РГБ ОД, 61:05-5/3359

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

1 Анализ состояния вопроса. Цель и задачи работы 9

1.1 Анализ состояния безопасности движения поездов и объективных факторов, влияющих на нее 9

1.2 Конструкция и назначение тележки грузового вагона 17

1.3 Неисправности деталей тележки вагона в эксплуатации 21

1.4 Недостатки конструкции тележки модели 18-100 25

1.5 Цель и задачи работы 28

2 Формирование расчетной схемы и математической модели механической колебательной системы «вагон - путь» 30

2.1 Некоторые предварительные замечания о сущности проблемы 30

2.2 О выборе характеристик пути при исследовании колебаний железнодорожного экипажа 33

2.3 Формирование математической модели колебаний системы «вагон - путь» 35

3 Имитационное моделирование динамики вагона в нестационарных режимах движения 77

3.1 Силы, действующие на железнодорожный экипаж в нестационарных режимах движения 77

3.2 Особенности уравнений движения и способы их интегрирования 111

4 Экспериментальные исследования динамических свойств грузового вагона 131

4.1 Инструментальный анализ значений конструктивных параметров ходовой части тележки с помощью автоматизированной уста новки «Спрут-М» 131

4.1.1 Назначение установки и область ее применения 131

4.1.2 Основные технические данные и характеристики измерительного комплекса 132

4.1.3 Основные контролируемые параметры 134

4.2 Результаты измерений значений основных конструктивных параметров тележки 137

4.3 Программа проведения натурных испытаний 147

4.4 Методика проведения натурных испытаний 149

4.5 Результаты экспериментальных исследований 152

Заключение и выводы по работе 164

Список литературы 167

Приложение 175 

Введение к работе:

В прямой связи с некоторым улучшением экономической ситуации в • России растут объемы перевозок грузов железнодорожным транспортом. В современных условиях жестких рыночных отношений эффективность функционирования и конкурентоспособность Российских железных дорог в решающей мере зависит от безопасности движения подвижного состава и от уровня эксплуатационных расходов на тягу поездов. Поэтому проблемы обеспечения необходимого уровня безопасности движения поездов, повы шения экономической эффективности перевозочного процесса, за счет сни жения эксплуатационных расходов на тягу поездов в настоящее время являются крайне актуальными. Для решения этих задач у вагонов нового поколения должны одновременно увеличиваться их осевая нагрузка, непосредственно определяющая их грузоподъемность, допускаемые скорости движения и надежность эксплуатационных свойств. Повышение осевой нагрузки позволяет повысить количество перевозимого груза на единицу подвижного состава, что благоприятно сказывается на экономической эффективности перевозок.

Свои требования к тележкам вагонов МПС России представило еще в 1999 г. при подготовке проекта Федеральной программы «Разработка и производство в России грузового подвижного состава нового поколения». Специалисты отрасли сформулировали концепцию перехода на трехгрупповую специализацию вагонов и ходовых частей. В качестве базового варианта была предложена осевая нагрузка 25 тс (для скоростей движения до 120 км/ч). Кроме того, планировалось создание грузового подвижного состава для скоростного движения (до 140 км/ч) при осевой нагрузке 20 тс, а также повышенной грузоподъемности с осевой нагрузкой до 30 тс для эксплуатации на замкнутых маршрутах.

Главная трудность решения этой проблемы заключается в том, что требования, предъявляемые к тележке - обеспечение высоких эксплуатационных свойств при одновременно низкой стоимости ее изготовления и обслуживания, являются противоречивыми по отношению друг к другу. В отличие от пассажирских вагонов, для которых массы пустого и заполненного пассажирами незначительно отличаются друг от друга, массы груженого и порожнего грузовых вагонов в несколько раз отличаются между собой. Этот фактор накладывает жесткие ограничения на разность высот автосцепок сцепляемых вагонов по условиям безопасности движения и именно этим обусловлен малый статический прогиб, (значительная высокая жесткость рессорного комплекта тележки) и именно с этим связаны низкие динамические качества, в первую очередь, - порожнего грузового вагона.

Корни зарождения этой проблемы восходят к концу 50-х годов прошлого века, когда в эксплуатацию была принята по тем временам более прогрессивная по сравнению с эксплуатируемыми в то время поясной тележкой Даймонда, тележкой М-44 и тележкой МТ-50, так называемая тележка инженера А. Г. Ханина, последние модификации которой известны как тележки моделей ЦНИИ-ХЗ-0 и 18-100.

Над решением этой проблемы и связанным с этим целым комплексом задач работают многие научные организации, однако до настоящего времени ее нельзя признать окончательно решенной.

Одним из традиционных путей повышения эксплуатационной эффективности тележки грузового вагона в настоящее время является модернизация типовой тележки по технологии американской компании A. Stucki — оснащение наиболее нагруженных узлов сочленения элементов ходовой части вагона износостойкими пластинами и уретановыми накладками, установка адаптера между буксой и боковой рамой, а также введение подпружиненных роликовых скользунов. По этому направлению идут Уралвагонзавод , Днепропетровский отраслевой научный центр и другие научные организации.

Вагоностроительные заводы и научные организации отрасли в настоящее время работают над созданием грузовых тележек нового поколения, которые отвечали бы требованиям основного заказчика по грузоподъемности и надежности. В первую очередь, это касается вагонов для осевой нагрузки 25 тс. В 2000 г. специалисты ФГУП «ПО "Уралвагонзавод"» на базе трехэлементной тележки модели 18-100 разработали и представили на испытания тележку модели 18-194, которая имеет традиционную конструкцию, состоящую из надрессорной балки и двух боковых рам, нежестко связанных между собой посредством распорных усилий, создаваемых фрикционными клиньями в центральном рессорном подвешивании. Испытания показали, что рессорный комплект отличается недостаточной гибкостью в поперечном направлении, а клиновая система не обеспечивает достаточную связанность боковых рам в плане. Параметры собственных скользунов не позволяют в достаточной степени демпфировать колебания виляния и препятствуют повороту тележки под вагоном в кривой. Однако «Уралвагонзавод» продолжает работать над доводкой конструкции и представил несколько улучшенную новую тележку модели 18-579 с билинейным рессорным подвешиванием, которая, тем не менее, не в полной мере отвечает современным требованиям, поскольку, как уже было упомянуто, основой ее служит морально устаревшая конструкция трехэлементной тележки модели 18-100.

В трехэлементной тележке, разработанной ВНИКТИ в 2003 г., для снижения интенсивных боковых колебаний предусмотрены упругие боковые опоры кузова сложной конструкции. Обрессоривание боковых рам снижает нагрузки на боковину и обеспечивает ее виброизоляцию, т. е. позволяет создать сварную конструкцию рамы. Кроме того, между колесной парой и боковой рамой предусмотрено полноценное горизонтально-упругое подвешивание, которое отличается небольшим вертикальным статическим прогибом.

Для повышения связанности элементов тележки в плане (повышения ее сдвиговой жесткости) на забегание ОАО «МЗТМ» (Украина) совместно с НВЦ «Вагоны» в 2002 г. разработали тележку модели 18-1711 с горизонтально-упругой связью в первой ступени и пространственными клиньями, оборудованными упругими накладками на наклонных поверхностях, которая в настоящее время проходит ходовые испытания.

Другим способом повышения динамических качеств ходовой части вагона является снижение необрессоренной массы за счет создания буксовой ступени обрессоривания тележки. Здесь необходимо отметить разработки научных отраслевых центров МИИТа (тележка с метаконами в буксовом подвешивании) и ПГУПСа, а также других научных коллективов. Аналоги таких систем подвешивания имеют место и за рубежом, например - тележка 75D железных дорог Китайской Народной Республики.

Опытная тележка Р25.120 с надбуксовым рессорным подвешиванием, построенная ОАО «Ижорские заводы» в 2000 г., имеет массу, на 1,5 т превышающую предусмотренную техническим заданием. Она показала признаки неустойчивого движения при скоростях свыше 90 км/ч.

Таким образом, основой существующего парка грузовых вагонов в настоящее время является (и будет являться в ближайшее время) тележка модели 18-100, эксплуатационные и динамические свойства которой и служат причиной многих существующих проблем железнодорожного транспорта.

Настоящая работа направлена на исследование влияния разброса значений конструктивных параметров тележки на динамическую нагружен-ность ее узлов, что в решающей мере определяет уровень безопасности движения поездов.

Для формирования обоснованной оценки состояния вопроса был выполнен анализ публикаций о результатах теоретических и экспериментальных исследований динамических качеств вагонов, проведенных ранее ВНИ-ИЖТом, МИИТом, ОмГУПСом, ПГУПСом, УрГУПСом и ДИИТом.

Сформирована математическая модель механической колебательной системы «вагон-путь» и выполнено имитационное моделирование ее дина мических свойств при воздействии внешних и внутренних факторов системы. Составлены методика и программа проведения натурных испытаний вагонов в порожняковых поездах. Произведен обмер ходовых частей эксплуатируемых полувагонов и статистический анализ параметров наиболее ответственных элементов их тележек. Проведены сравнительные экспериментальные исследования динамических качеств порожних полувагонов с целью оценки влияния модернизации их ходовой части на динамические качества с регистрацией параметров движения. Выполнена обработка эмпирического материала, полученного по результатам испытаний. Сделаны выводы и даны практические рекомендации, направленные на повышение безопасности движения полувагонов в порожняковых составах. Весь комплекс теоретических и экспериментальных исследований выполнен сотрудниками кафедры «Теоретическая механика» ОмГУПС под руководством профессора И. И. Галиева по просьбе и при содействии руководства Западно-Сибирской железной дороги.

Подобные работы
Симак Надежда Юрьевна
Повышение безопасности движения поездов путем обеспечения эффективной виброзащиты локомотивных бригад
Нехаев Виктор Алексеевич
Оптимизация режимов ведения поезда с учетом критериев безопасности движения (методы и алгоритмы)
Даниленко Сергей Святославович
Исследование напряженно-деформированного состояния боковой рамы тележки 18-100 с учетом технологического рассеивания геометрических параметров ее сечений
Тимков Сергей Иванович
Оценка безопасности движения вагонов при синфазности колебаний
Пермяков Алексей Александрович
Безопасность движения вагона в кривых участках пути при различных технических состояниях системы вагон-путь
Рудаков Владимир Александрович
Обоснование взаимосвязей показателей работы вагоноремонтного комплекса и безопасности движения
Шилер Александр Валерьевич
Разработка теоретико-экспериментального метода оценки безопасности движения экипажа от схода
Ганичев Александр Иванович
Обеспечение безопасности движения на нерегулируемых железнодорожных переездах в системе "машинист-локомотив-окружающая среда"
Ябко Израиль Аврумович
Метод расчета энергооптимальных траекторий движения поезда
Поляков Владислав Александрович
Движение железнодорожного поезда с существенными нелинейностями в межэкипажных сопряжениях по пути произвольной пространственной конфигурации

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net