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:

Симак Надежда Юрьевна. Повышение безопасности движения поездов путем обеспечения эффективной виброзащиты локомотивных бригад : Дис. ... канд. техн. наук : 05.22.07 : Омск, 2003 184 c. РГБ ОД, 61:04-5/1457

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СОДЕРЖАНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ 5

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА. ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ 7

1.1. Влияние вибрации на организм человека-оператора (машиниста локомотива) 7

1.2. Анализ основных направлений виброзащиты динамических объектов 13

1.2.1. Пассивные системы виброзащиты 18

1.2.2. Активные виброзащитные системы 24

1.2.3. Особенности виброзащитных систем с компенсирующим устройством

1.3. Результаты практического внедрения виброзащитных систем, основанных на принципе компенсации внешних возмущений, на электровозах, автомобилях и тракторах 34

1.4. Краткий обзор работ по применению механических систем с компенсирующим устройством, для виброзащиты «человека-оператора» 37

1.5. Цель и задачи исследования 44

2. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ВОЗМУЩАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ЭЛЕКТРОПОЕЗДЕ ЭР2 В МЕСТЕ УСТАНОВКИ КРЕСЛА МАШИНИСТА 46

2.1. Возмущающие факторы, действующие на подвижной состав в вертикальной плоскости 46

2.2. Математическая модель вертикальных колебаний электропоезда ЭР2 49

2.3. Представление возмущающих факторов на рабочем месте локомотивной бригады

2.3.1. В вертикальной плоскости симметрии 58

2.3.2. В горизонтально-поперечной плоскости симметрии 62

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВИБРОЗАЩИТЫ МАШИНИСТА 66

3.1. Выбор компенсирующего устройства и расчет его конструктивных параметров

3.2. Идентификация упруго диссипативных характеристик упругого подвеса в вертикальной плоскости колебаний 77

3.2.1. Методика проведения экспериментальных исследований 77

3.2.2. Представление упруго диссипативных характеристик виброзащитного кресла

3.3. Выбор горизонтальных опор 87

3.4. Идентификация упруго диссипативных характеристик резиновых шайб в горизонтально-поперечной плоскости колебаний 92

3.4.1. Методика проведения испытаний 92

3.4.2. Определение упруго диссипативных параметров кресла машиниста в горизонтально-поперечной плоскости симметрии 94

4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ КРЕСЛА МАШИНИСТА 97

4.1. Общая характеристика методов исследования нелинейных механических систем 97

4.2. Математическая модель нелинейной механической системы 1

4.2.1. Вынужденные колебания в вертикальной плоскости симметрии кузова электропоезда 100

4.2.2. Вынужденные колебания в горизонтально-поперечной плоскости симметрии кузова электропоезда 103

4.3. Линеаризация нелинейных характеристик виброзащитной системы 105

4.3.1. Представление силовой характеристики компенсирующего устройства 106

4.3.2. Представление силовой характеристики резиновых опор 108

4.4. Действие узкополосного случайного внешнего возмущения на виброзащитные кресло в вертикальной плоскости 109

4.4.1. Представление узкополосного сигнала с помощью фильтра 109

4.4.2. Идентификация параметров на фильтре 110

4.4.3. Определение среднеквадратических отклонений на фильтре 112

4.4.4. Прохождение узкополосного случайного сигнала через линейную механическую систему 115

4.4.5. Прохождение узкополосного случайного сигнала через нелинейную механическую систему с компенсирующим устройством 119

4.4.6. Прохождение поперечного узкополосного случайного сигнала через

нелинейную систему виброзащиты с горизонтальными порами 123

4.5. Определение среднеквадратических значений виброускорений на рабочем месте машиниста 127

4.5.1. Вертикальные виброускорений 127

4.5.2. Поперечные виброускорений 132

5. НАТУРНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОЗАЩИТНОГО КРЕСЛА МАШИНИСТА С КОМПЕНСИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ НА ЭЛЕКТРОПОЕЗДЕ ЭР2 136

5.1. Общие сведения об аппаратно-программном комплексе CONAN 136

5.2. Программа и результаты испытаний виброзащитного кресла машиниста

на натурном объекте (электропоезде ЭР 2) 138

5.3. Проверка модели на адекватность 145

5.3.1. Вертикальные колебания 146

5.3.2. Поперечные колебания 149

6. ОЦЕНКА СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА МАШИНИСТА ЛОКОМОТИВА ПО ВИБРАЦИОННОМУ ФАКТОРУ 153

6.1. Основные положения 153

6.2. Определение инвестиций на создание виброзащитного кресла 1

6.2.1. Расчет затрат на проектирование виброзащитного кресла с компенсирующим устройством 154

6.2.2. Расчет затрат на изготовление опытного образца виброзащитного кресла 157

6.2.3. Расчет затрат на испытания виброзащитного кресла 159

6.3. Определение социально-экономической эффективности 160

6.3.1. Оценка социальной эффективности 160

6.3.2. Оценка экономической эффективности 162

6.3.3. Определение социально-экономической эффективности от внедрения виброзащитного кресла 163

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ 166

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 166

ПРИЛОЖЕНИЕ 180 

Введение к работе:

Федеральные программы развития промышленно-производственного потенциала России предусматривают значительный рост грузооборота, строительство нового и модернизацию эксплуатируемого подвижного состава железных дорог.

Важным качественным показателем устойчивой работы ж.д. транспорта был и остается уровень безопасности движения поездов. При нарушениях безопасности движения дороги несут дополнительные потери в виде затрат на восстановление поврежденной техники и компенсаций грузовладельцам и пострадавшим.

Безопасность движения поездов во многом зависит от человеческого фактора. Известно, что его удельный вес среди причин транспортных происшествий достигает 90% и более. Совершенно очевидно, что с ростом объема перевозок при физически и морально устаревшем эксплуатируемом в настоящее время локомотивном парке влияние функционального состояния машиниста локомотива на уровень безопасности движения поездов существенно возрастает. Поэтому основополагающим моментом проблемы безопасности движения является надежность человека-оператора в системе «человек-машина».

В настоящее время динамические качества железнодорожных экипажей значительно ухудшились и не отвечают необходимым требованиям виброзащиты. Уровни вибрации на рабочих местах локомотивных бригад превышают требования стандарта на вибрацию ГОСТ 12.1.012.90. Это приводит к повышенной утомляемости машиниста, снижает его бдительность и создает тем самым угрозу безопасности движения поездов.

Одним из основных способов решения проблемы, надежной защиты машиниста локомотива от действующей на него вибрации, является создание эффективных виброзащитных устройств. Трудность решения состоит в том, что вибрации транспортных средств имеют наибольшую интенсивность в низкочастотной области (1 - 10 Гц), вследствие чего собственные частоты системы виброизоляции должны быть весьма малыми. Это осложняется еще тем, что основные резонансы тела человека как биомеханической системы также находятся в низкочастотном диапазоне. В настоящее время типовые виброзащитные сиденья ни только не обеспечивают снижения вибрации до необходимых уровней, но вследствие низких динамических качеств (высоких значений собственных частот колебаний системы "человек-машина"), увеличивают передачу вибрации на организм человека-оператора. На железнодорожном транспорте это приводит к ухудшению комфортности работы локомотивных бригад, создает угрозу безопасности движения поездов, способствует возникновению различных виброзаболеваний локомотивных бригад, влияет на продолжительность профессиональной деятельности и жизни работников.

Для решения проблемы виброзащиты человека-оператора в области низких частот находят применение активные виброзащитные системы. Однако применение активных систем в широких масштабах ограничено вследствие их сложности и дороговизны. В связи с этим поиск более простых систем виброзащиты, эффективных в области низких частот, приобретает особую актуальность.

Одним из перспективных способов виброзащиты человека-оператора является применение в системе подвешивания устройств, работающих по принципу компенсаций внешних возмущений, обладающих отрицательной жесткостью в диапазоне рабочих перемещений. Подключение таких устройств параллельно основному упругому элементу позволяет достичь весьма низкой частоты собственных колебаний упругого подвеса и обеспечить снижение вибрации на рабочих местах локомотивной бригады до уровня, регламентированного стандартом на вибрацию. Таким образом, система снизит вероятность профессиональных заболеваний и утомляемость машиниста локомотива, что будет способствовать повышению бдительности и тем самым безопасности движения поездов, обеспечит высокую производительность труда, снизит материальные затраты на лечение, в связи с уменьшением вероятности профессиональных заболеваний, и даст значительный не только социальный, но и экономический эффект. 

Подобные работы
Ли Хын Себ
Повышение безопасности движения грузовых поездов на основе мониторинга технического состояния тележки 18-100
Нехаев Виктор Алексеевич
Оптимизация режимов ведения поезда с учетом критериев безопасности движения (методы и алгоритмы)
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
Бубнов Виктор Юрьевич
Уменьшение продольных усилий в автосцепках вагонов при движении тяжеловесных и длинносоставных грузовых поездов

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