Введение к работе
Акгуалыюсть исследования. К концу XX в монорельсовый транспорт благодаря способности развивать высокую скорость, возможности сообщения по кратчайшему расстоянию за счет независимости пути от ландшафта и условий планировки, сравнительно малой металлоемкости и высокой энергетической экономичности, возможности полной автоматизации и высокой степени безопасности движения успешно зарекомендовал себя во многих странах мира (США, Китае, Австралии, Японии, Канаде, Малайзии и др)
Причиной создания монорельсового транспорта послужила нехватка в крупных городах скоростного пассажирского транспорта для городского сообщения и связи с аэропортами, городами-спутниками, промышленными зонами и зонами отдыха
Традиционные виды наземного транспорта не отвечают современным и гем более перспективным требованиям по скорости сообщения, провозной способности и экологической безопасности Постоянно увеличивающееся количество личного и общественного транспорта в условиях сложившейся плотной городской застройки неуклонно ведет к снижению скорости сообщения, провозной способности, безопасности и повышению уровня загрязнения во щуха и окружающей среды Организация третьего транспортного уровня - надземного эстакадного - является реальным решением проблемы скоростного сообщения
В России проектирование и создание монорельсовых транспортных систем осуществляется под руководством ОАО «Московские монорельсовые дороги» (ОАО «ММД») Работы ведутся в рамках программы «Московский монорельсовый транспорт», предусматривающей создание в Москве сети монорельсовых дорог В настоящее время введен в эксплуатацию первоочередной участок трассы Московской монорельсовой транспортной системы (ММТС) В 2004 г в ОАО «ММД» начато проектирование скоростной монорельсовой системы с увеличенной скоростью движения сообщением «город — аэропорт»
Одной из важнейших технических систем монорельсовой дороги, определяющей ее эксплуатационные возможности, является система токосъема, надежность функционирования которой во многом определяет уровень работоспособности всей монорельсовой системы
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС) совместно с ОАО «ММД» с 2002 г выполняет работы по совершенствованию существующих и разработке новых конструкций устройств токосъема монорельсовых транспортных систем
Цель диссертационной работы - обеспечение надежного и экономичного токосъема на электрическом монорельсовом транспорте путем улучшения характеристик токоприемника за счет совершенствования его конструкции
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи
1 Провести анализ условий и качества токосъема на электрическом монорельсовом транспорте
-
Предложить усовершенствованные методы расчета взаимодействия токоприемников монорельсового транспорта с жестким токопроводом с учетом влияния факторов, характерных для реальных условий эксплуатации
-
Провести анализ конструкций существующих токоприемников и создать токоприемник монорельсовой транспортной системы, обеспечивающий надежный и экономичный токосъем при скорости движения до 150 км/ч
-
Разработать стендовые установки для проведения экспериментальных исследований характеристик и параметров предложенного токоприемника в лабораторных условиях
-
Оценить экономическую эффективность и техническую надежность разработанного токоприемника
Научная новизна работы состоит в следующем
-
Предложена методика расчета взаимодействия токоприемников монорельсового транспорта с жестким токопроводом с учетом влияния силы сухого трения в направляющих токосъемного узла и факторов внешней среды
-
Создан метод определения аэродинамических характеристик токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния конфигурации рабочих поверхностей токосъемного элемента и токопровода
-
Разработана усовершенствованная методика стендовых испытаний токоприемников монорельсового транспорта
Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования проведены на основе методов системного подхода, корреляционного и регрессионного анализа, математического моделирования на ПЭВМ с использованием универсальной математической программы MathCAD и программы проектирования и расчета механических конструкций SohdWorks Экспериментальные исследования проводились на лабораторных установках на основе метода планирования эксперимента
Достоверность научных положений и рез}льтатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена экспериментальными исследованиями Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными не превышает 9 %
Практическая ценность работы заключается в следующем
1 Предложена методика расчета взаимодействия токосъемных устройств
скоростного монорельсового транспорта, позволяющая рассчитывать характе
ристики токоприемников с учетом основных факторов, характерных для реаль
ных условий эксплуатации
-
Создан токоприемник моЕгорельсового транспорта, обеспечивающий надежный и экономичный токосъем при скорости движения электроподвижного состава до 150 км/ч
-
Разработаны стендовые установки для экспериментальной проверки характеристик и параметров токоприемников монорельсового транспорта, позволяющие в лабораторных условиях имитировать различные виды внешних воздействий
Реализация результатов работы. Эскизный проект и макетный образец токосъемного устройства монорельсовой транспортной системы ТМС приняты к использованию в ОАО «Московские монорельсовые дороги» в 2005 г при разработке проектной документации силового пи гания подвижного состава монорельсовой транспортной системы нового поколения с увеличенной скоростью движения
Разработанная методика экспериментальных исследований взаимодействия токоприемников монорельсового транспорта с жестким токопроводом реализована на стендовых установках лаборатории «Контактные сети и линии электропередачи» ОмГУПСа и используется в учебных и научных целях.
Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы обсуждались и были одобрены на втором и третьем Международных симпозиумах «Электрификация и ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте» (Санкт-Петербург, 2003, 2005), научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития транспорта России стратегические, региональные, технические» (Ростов-на-Дону, 2004), международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2005), V международной научно-практической конференции «Моделирование Теория, методы и средства» (Новочеркасск, 2005), VI международной научно-практической конференции «Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических аспектах» (Новочеркасск, 2006)
Публикации. ОсновЕїое содержание диссертации опубликовано в 15 печатных работах, которые включают в себя семь статей (из них одна - в издании, определенном ВАК Минобрнауки России), тезисы трех докладов на международных симпозиумах и пять патентов РФ на полезную модель
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников Общий объем - 125 страниц, в том числе 80 иллюстраций, 10 таблиц, 139 источников и одно приложение
