Введение к работе
Актуальность работы: в условиях рыночных отношений возрастают требования к конкурентоспособности продукции. В полной мере это относится и к специализированным бункерным вагонам, которые долхны соответствовать не только критериям качества, но и требуемому, уровню безопасности движения, который, в частности, зависит от надежности и работоспособности тормозных систем (ТС) таких вагонов.
Из перечисленных выше положений вытекает задача повышения эффективности торможения специализированных четырехосных вагонов бункерного типа с целью гарантированного обеспечения в эксплуатации нормативных длин тормозных путей. Массовое производство таких вагонов является одним из направлений перспективного развития вагонного парка и позволяет уменьшить затраты на перевозки целого ряда важнейших грузов: окатышей и горячего агломерата, кокса, торфа, цемента, гранулированной сажи и полимеров, нефтебитума, технического углерода, муки, зерна, минеральных удобрений и их сырья.
В конструкциях многих типов специализированных вагонов с бункерами из-за ограниченного свободного подвагонного пространства, занятого дозирующими или разгрузочными устройствами, приходится несимметрично располагать тормозную рычажную передачу (ТРП) относительно тележек в отличие от симметричных схем ТРП универсальных четырехосных вагонов, что усложняет конструкцию и условия работы механической части тормоза (МЧТ) вагонов-хопперов.
В эксплуатации наблюдается низкая эффективность торможения отдельных типов бункерных вагонов. Так у типовой ТРП вагонов-окаты-шевозов имеет место самовыключение ТРП двухосных тележек, что угрожает безопасности движения, а также происходит вредное взаимодействие отдельных узлов и деталей ТРП как между собой, так и с элементами конструкции вагона, приводящее к интенсивным иэносам, деформациям и преждевременному выходу из строя продольных тяг, авторегулятора ТРП (АРП) и поддерживающих скоб. Из-за стесненных условий под рамой вагона и нерационального размещения регулировочных отверстий'в эксплуатации имеет место неправильная установка передаточного числа; ТРП в зависимости от типа тормозных колодок (ТК), приводящая к, существенному снижению тормозной эффективности ваго-нов-окатышевозов в эксплуатации." Технические' решения, направленные
на совершенствование ТС таких вагонов, проведенные до настоящего времени, не дали положительного эффекта но созданию автотормоза, отвечающего как современным, так и перспективным условиям эксплуатации. Поэтому проведение технических мероприятий, напранленных на совершенствование МЧТ бункерных вагонов, тормозные системы которых обладают наихудшей эффективностью, а также разработка методик и выбор рациональных параметров ТС таких вагонов с учетом возможного повышения осецых нагрузок до 24 5 кН являются актуальными.
Цель работы: совершенствование МЧТ специализированных бункерных вагонов на примере вагона-окатышевоза.
Задачи исследований: - анализ существующих конструктивных схем МЧТ бункерных вагонов с целью выявления их недостатков и определение путей совершенствования;
разработка методик для расчета граничных значений допустимых диапазонов передаточных чисел и КПД ТРИ бункерных вагонов, а также предельно допустимых величин упругих деформаций, приведенных к штоку поршня тормозного цилиндра (ТЦ);
проведение исследований для определения допустимых диапазонов передаточных чисел и граничных значений КПД ТРП нагонов-окатышево-зов и других типов бункерных вагонов с учетом возможного повышения до 24 5 кН осевых нагрузок для перспективных условий эксплуатации;
анализ существующих теоретических методов расчета положений звеньев' шарнирно-рычажных механизмов и выбор ио них наиболее приемлемых для определения координат элементов ТРП бункерных вагонов;
разработка методики и алгоритмов расчета положений звеньев и КПД ТРП бункерных вагонов;
осуществление экспертной оценки выбранных параметров усовершенствованной ТРП вагона-окатышевоза на предмет их соответствия нормам МПС с помощью разработанной в диссертации методики;
проведение сравнительной экспериментальной оценки тормозной эффективности типовой и усовершенствованной МЧТ вагонов-окатышево-зов;
определение экономического эффекта от введения в экевлуата-цию усовершенствованной МЧТ бункерного вагона-окатышевоза.
Мётоды исследований: погруппный метод Л.В. Ассура, метод рационального образования (строения) ТРП грузовых вагонов, преобразования координат, проекций, векторный, разрушения шарнира, моделей, засечек, шаблонов, метод "бросаний" вагона при проведении тормозных испытаний.
Научная новизна: - разработаны методика и алгоритмы для определения положений звеньев и КПД механизма усовершенствованной ТРП вагона-окатышевоза и типовых схем ТРП других моделей бункерных вагонов;
разработаны методики расчета граничных значений допустимых диапазонов передаточных чисел, КПД и предельно допустимых величин упругих деформаций ТРП, приведенных к штоку поршня ТЦ;
получены аналитические зависимости для определения действительного значения КПД и коэффициента потерь перемещений МЧТ;
разработан метод рационального образования (строения) ТРП грузовых вагонов.
Практическая ценность: разработана усовершенствованная МЧТ бункерного вагона-окатышевоза, признанная изобретением; определены рациональные параметры ТРП 19 моделей бункерных вагонов; результаты исследований использованы в разработанной ПКБ ЦВ МПС и утвержденной МПС РФ технической документации на модернизацию ТС ваго-нов-окатышевозов в условиях ВЧД и вагоноремонтных заводов МПС РФ; в ВЧД Петрозаводск Октябрьской зс. д. модернизированы ТС двух ваго-нов-окатышевозов, эксплуатирующихся на Октябрьской дороге. Созданные алгоритмы по выбору и экспертной оценке параметров ТРП грузовых вагонов использованы при разработке подсистемы автоматизированного проектирования ТС бункерных вагонов. С помощью разработанного метода рационального образования (строения) ТРП грузовых вагонов автором диссертации разработаны пять схем МЧТ бункерных вагонов с индивидуальным приводом тормоза на каждую двухосную тележку. ' ' " Апробация работы: основные результаты работы докладывались на заседании научно-технической конференции ХабИИЖТ (Хабаровск, -1991),, на заседании кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" Московского" государственного университета путей сообщения, нашли отражение в 'отчетах по НИР МИИТа и ВНИИЖТа за 1991-1993 годы;
Публикации: по материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе получен патент и три положительных решения на изобретения.
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка библиографических источников из 123 наименований и содержит 341 страницу машинописного текста, 101 рисунок, 16 таблиц, 4 приложения.
