Введение к работе
Актуальность проблемы. Боковой износ рельсов и гребней колесных пар подвижного состава стали на Свердловской железной дороге чрезвычайной проблемой, угрожающей безопасности движения поездов и вызывающей колоссальные расходы. Острота этой проблемы растёт по мере снижения срока службы рельсов, бандажей колёсных пар локомотивов и цельнокатаных колёс вагонов. Так, только в 1997 году на Свердловской ж.д. было допущено 1,23 случая захода на неплановый ремонт на 1 млн. км пробега локомотивов из-за неисправности колёсных пар (предельный износ гребней) для обточки колёс или их смены. Интенсивность износа рельсов и колёс подвижного состава зависит от многих факторов. Изучение влияния отдельных факторов на интенсивность износа колёс и рельсов не привело к успеху. Поэтому возникла необходимость выполнить исследования, направленные на снижение износа гребней колёсных нар подвижного состава.
Целью работы является научно - технический анализ снижения износа гребней колёсных пар и рельсов, работающих в определённых условиях эксплуатации на Свердловской ж.д., за счёт применения различных систем лгуб-рикации и разработка рекомендаций по их использованию.
Для этого необходимо:
-
разработать математическую модель на основе методов теории вероятностей и математической статистики, позволяющую исследовать влияние различных факторов на интенсивность износа гребней колёсных пар локомотивов;
-
провести исследования на опытном участке для уточнения причин износа гребней колёс, связанных с особенностями конструкции локомотивов, нормами их технического обслуживания и ремонта (колёсные пары, тележки, узлы соединения кузова с тележками), наличия термообработки, её качества;
-
для проверки эффективности применения лубрикации разработать комплексный переносной портативный электронный прибор, предназначенный для измерения проката, толщины и параметра крутизны гребня колёсных пар локомотивов непосредственно на подвижном составе, без выкатки колёсных пар, что обеспечивает высокую точность и оперативность контроля;
-
на базе математической модели разработать программное обеспечение для ПЭВМ, позволяющее производить ввод значений контролируемых параметров через последовательный порт от комплексного переносного электронного прибора, прогнозировать сроки обточки и смены бандажей колёс-
ных пар, осуществлять паспортизацию технических параметров индивидуально для каждого локомотива;
-
провести сравнительный анализ изнашивания гребней бандажей колёсных пар локомотивов для конкретных условий эксплуатации, чтобы определить эффективность различных систем лубрикацни, исходя из критерия реализации максимального ресурса колёсных пар до обточки;
-
изучить влияние лубрикацни на тяговые свойства электровозов;
-
оценить надёжность работы системы гребнесмазывания "Тракмас-тер" в условиях эксплуатации на Свердловской железной дороге;
-
провести стендовые и экспериментальные исследования для определения наиболее эффективных конструктивных технологических решений нанесения ТС НИОД на гребни колёсных пар подвижного состава;
-
оценить экономическую эффективность повышения ресурса бандажей колёсных пар локомотивов от внедрения различных систем лубрикацни.
Методика исследований. В работе использована разработанная математическая модель на основе методов теории вероятности и математической статистики, позволяющая исследовать влияние различных факторов на интенсивность износа гребней колёсных пар локомотивов.
Исследования проведены на основании изучения процессов изнашивания бандажей колёсных пар электровозов ВЛ11 и ВЛ1 Iм, приписанных к локомотивным депо Свердловск - Сортировочный, Пермь - Сортировочная, Смычка; ЧС2, ЧС7, электропоездов ЭР1, ЭР2 и ЭТ2, тепловозов ТЭМ2, приписанных к локомотивному депо Свердловск - Пассажирский; тепловозов 2ТЭ116, приписанных к локомотивному депо Егоршино.
Научная новизна. К основным научным результатам, полученным в работе, относятся:
математическая модель на основе методов теории вероятности и математической статистики, позволяющая исследовать влияние различных факторов на интенсивность износа гребней колёсных пар локомотивов;
комплексный переносной портативный электронный прибор (КИП -01) с программным обеспечением для ПЭВМ;
методика проведения сравнительного анализа изнашивания гребней колёсных пар локомотивов для определения эффективности различных систем лубрикацни, исходя из критерия реализации максимального ресурса колёсных пар до обточки;
изучение влияния лубрикации на тяговые свойства электровоза ВЛ11 на основе проведённых испытаний с динамометрическим вагоном;
оценка надёжности работы системы гребнесмазывания "Тракмастер" в условиях эксплуатации на Свердловской железной дороге;
стендовые и экспериментальные исследования для определения наиболее эффективных конструктивно - технологических решений нанесения ТС НИОД на гребни колесных пар подвижного состава.
Практическая ценность и реализация работы. Материалы диссертации являются частью научно - исследовательских работ УрГАПС по разработке методов снижения интенсивного износа гребней колёсных пар локомотивов. Результаты исследования и практические предложения внедрены в локомотивных депо Свердловской железной дороги. Разработанный прибор КИП-01 с программным обеспечением внедрён в локомотивных депо Свердловск -Пассажирский и Сургут. Суммарный годовой экономический эффект на Свердловской ж.д. от внедрения различных систем лубрикации составил более 8 млн. руб (в ценах на 01.01.98 г.), экономия электроэнергии - около 11%.
Апробация работы. Результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на IX Международной конференции "Проблемы механики железнодорожного транспорта - Динамика, надежность и безопасность подвижного состава"(1996 г., Днепропетровск); II Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта" (1996 г., Москва ); VI Международной научно-технической конференции "Проблемы развития локомотивостроения" (1996 г., Москва); юбилейной научно - технической конференции "Фундаментальные прикладные исследования - транспорту" (1996 г., Екатеринбург); II Международной научно - технической конференции "Износостойкость машин" (1996 г., Брянск); II Международной научно - технической конференции "Состояние и перспективы развития электроподвижного состава" (1997 г., Новочеркасск); научно - технической конференции, посвященной 65 - летаю университета "Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири" (1997 г., Новосибирск); научно - практической конференции "Современные проблемы хозяйствования на железнодорожном транспорте" (1998 г., Челябинск), а также на конференции "Молодые учёные - транспорту" (1998 г., Екатеринбург), международной научно-технической конференции "Железнодорожный транспорт сегодня и завтра"(1998 г., Екатеринбург), на заседаниях кафедры "Электрическая тяга" УрГАПС (1997, 1998 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, 5 отчётов по научно - исследовательским работам.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников, включающего 161 наименование, и двух приложений. Основная часть работы содержит 111 страниц машинописного текста, 23 таблицы, 34 рисунка.
