Введение к работе
Актуальность темы. Горнорудная промышленность многих стран является одной ил глинных Оазисных отраслей народного хозяйства, от :*ффектитю!ч> развития которой запнсит экономическое благополучие страны. В этом смысле интересы экономик столь раїличних стран как Россия, обладающая крупнейшей в мире горно-добывающей промышленностью н Сирия, только ра шорачнваюшпн перспектишюе напранле-ние по добыче фосфатов, очень схожи и споем стремлении обеспечить, их пысокуп эффективность.
Повышение vJxJick ІІПШОСТИ работы горнорудной промышленности требует постоянного развития и совершенствования внутреннего транспорта, как одного щ основных звеньев технологического комплекса производственного процесса добычи полезных ископаемых.
В настоящее время по всех странах мира основным пилом технологического транспорта на угольных и рудных шахтах к рудниках является локомотивная откатка, вес которой в обиіем объеме перевозок составляет порядка 70 %.
Горно-обогатнтелныс комбинаты и их транспортное хозяйство имеет сложившуюся инфраструктуру: ширина колен 750—1ооо мм, напряжение постоянного тока .125 V, ограниченные габариты по высоте и ширине. Наиболее широкое применение на рудниках находят двухосные локомотивы, создаваемые на Пазе механической части серийных локомотивов для угольны* шахт.
Типичным примером использования таких локомотивов является откатка руды на Тырны-лузском вольфрамово-молнбденовом комбинате. Там используется сцепка из двух серийных электровозов К-14 номинальной мощности 90 кВт.
Опыт эксплуатации этих локомотивов показывает, что они не обладают требуемой надежностью и плавностью хода, часто сходят с рельс. Основной неисправностью этого локомотива является выход нэ строя тяговых двигателей и элементов тяговой передачи.
Предварительный анаміз кинематической схемы тяговогого при-
вода лил возможность сделать ниііол, чи) при эксплуатации этих ло-комотннов на путях со значительными неровностями пути, через систему тягового привода на кузов перелаются большие динамические воздействия от колесной пари. Провелемныс нсіштнния подтвердили этот пиши. Возникает естестненшше предположение, что интенсивник duxод из строя тягоиих двигателей сиязан не только с электрическими процессами, но и является результатом значительных динамических перегрузок.
З^сплуатищія сплоткн нз днух лпухосных локомотивов на участках с припини малого радиуса сопряжена с тем, что на гребни персах по ходу колесных пар действует высокие ннпраплиющие усилия. Это приводит к повышению вероятности вползания колеса на рельс, сходу локомотива с.рельсов н длительным перерывам и откатке рулы.
Этим об'ясниется постановка Тырны-лузским и многими другими горнорудными предприятиями вопроси о необходимости разработки рудничні.го четырехосного локомотива повышенной мощности с улучшенными сцепными качествами, большим запасом устойчивости против схода с рельс, более высоким динамическим комфортом, повышенной долговечностью наиболее напряженных узлов и прежде всего- тягового привода.
а этой связи особую значимость н актуальность приобретают сопроса исследования динамически* качеств нового локомотива па стадии проектирования .
Эти вопросы можно успешно рсинть, если использовать 'современные методы анализа и синтеза динамических систем, широко применять при этом-как вычислительный, так и натурный эксперимент с использованием современных ЭВМ и измернтелыш-анализирукилен аппаратуры .
Народно-хозяйственная значимость и актуальность указанных вопросов чіредопределилн выбор темы настоящей диссертации.
Цель и задачи исследовании. целЪ настояцего исследования
- 5 -состоит в разработке предложений по выоору схемы и парами гро» механической части перспективного локомотива ллн рудничних условии. Лля достижения указанной цели п диссертационной panoie поставлены следующие задачи.
- palpatio гка модели для оценки динамических свойств руднич
ных локомотивов с учетом особенное in их конструкции и условии
чкеплуат ашш ;
- выпор при помощи ра іраОотанноп методики рациональных пара
метров механическом части рудничного локомотива, обеспечивающих
треііусмую иланноеп. хода и повышение ло\гопечносгн элементов хо
довой части, и в первую очередь- тягового привода, как наиболее
повреждаемого у їла .
В качесте путей достижения поставленной цели (>ыли принята :
разработка механо-математических моделей вертикалі.них колебании рудничных локомотивов с учетом колеоанип тягового привода;
проведение по разрнЬотаной методике исследований вертикальных колсоаний локомотивов при размінних значеннях параметров рессорного подвешивания и тягового привода;
сравнение динамических показателей перспективного рудничного локомотива с показателями динамического качеста рудничного ллектровоза К14.
Объект исследования. Объектами исследований являются серийный двухосный 'электровоз К14 со сцепным весом 140 кН и перспективный четырехосный со сцепным весом 280 кН для рудничных условий, разрабатываемый м'п ЛС'ННХРОН при мШІТе с участием' автора.
Методика исследования. Оценка колебательных свойств исследу-
емых локомотивов в вертикальной плоскости выполнена на базе
- 6 -анализа амплнтулно-чисто*ших характерстик (АЧХ) и функции спектральных плотностей (ФСП) выходных координат. Вычисление частотных характеристик выполнено по матричному алгоритму в виде решения системы матричных уравнении по методу Гаусса.
Научная новизна. Научная новизна диссертационной раиоти заключается в -следующий:
иперние разработана мехино-математическая модель рудничного локоиотниа для исследования холебпний d продольной вертикальной плоскости с учетом колебаний тягового привода;
разработана принципиальная схема перспективного тележеч-ного р-лнпчного локомотива, япляюаегося одним из возможных нап-равлеіііпі совершенствования динамических качеств этого типа подвижного состава, повышения его надежности и производительности;
выбраны рациональные параметри рессорного подвешивания и тягового привода перспективного локомотива.
Практическая ценность. Практическая ценность работы оп реде-
ляется тем что:
разработана методика для комплексного исследования и оценки динамических свойств тягоиого привода и динамических качеств промылленного локомотива;
разработана и предложена структури..1. схема перспективного телехечного локомотива-.
' Полученные практические результаты исследований могут быть рекомендованы проектным и научно - исследовательским организациям промышленного транспорта , занимающийся вопросам проектирования новых типов подвижного состава, а также конструкторским бюро заводов, выпускающих локомотивы.
Апробация работы, основные результаты диссертационной работы
» ч
докладовалнсь на конференции, і<осаяаеннон 80-летна присвоения ни-
- 7 -ИТу статуса института инженеров путей сообщения 199J г.); на первой международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта" (Москва, 1944 Г.); на заседании секций " Конструкция и динамика тепловозов " кафедры " Локомотивы н локомотипное хозяйство " МИНТа (Москва, 19 9-« г.) и на заседании кафедри " Локомотивы к локомотивное хозяйство " МИИТа (Москва, 199 4 г.).
Публикация. По теме диссертации написана одна статья, депо-
нированная в цниитэи мпс.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
