Введение к работе
Актуальность проблемы. Наобхздимость удовлетворения потребностей неродного хозяйства страны и населения в грузовых и пассажирских перевозках стазит перед желелнодп-родним транспортом анде^-у повышения надежности и эксплуатационных показателей работы лодьихного состава.
Б связи с зтнм требования по совершенствованию уздоп экипажной части ЛОЧОЫ01ИВОП - тяговше электродвигателей (ТЭД). колесных пар (КП) it устройств передачи моояїоети меяду нчми с цольв обеспечения длительного безремонтного пробега остаются актуальними.
Нагруясениость узлов колесно-моторных блоков (Щ>) обусловлена динамическими воздействиями сэ стороны неровностей рельсового путл, логреганозтями зубчатой паредсчи кезду ТЭД и КЯ, механическими и эяектроуагаитньши колебаниями в системе "двигатеяь-колесо-реяьс".
Выполнен большей объем исследований по разработке методов расчета узлов KilB. учитывающий динамические1 ьоздеЯствчя. Однако взаимосвязь механических и электронагнитинх колебание ь тяговой передаче тепловозов я ее вликкко нь надеглес'-ъ у?лов КЙЗ изучены недостаточно.
Диссертационная работа отражает результаты многолетних исследований автора в области дкьемачаеккх воздействий с учетой пзаимесвязаннух механических и электромагнитных колебаний, совершенствования ^етгдов динамических расчетов и разработки нов?«с технических решений конструкций узлов ГЭД и тяговой, передачи теп-дозозов. Репеьие данноЯ проблемы отвечает требованиям ваучно-ясх-ннчесхого прогресса в локомотпвостроении и м.тлинострояиии.
Исследования вэлись я соответстии с приказами ШС, по зака-
,. '4 -
эаи и в содрухеоуре с НИИ ПО "Элоктротяжмаш-', Ташкентским теп-лэвоэоремонтныы и Деугавіїияским. воксмотивореионтным заводами и рядом локомотивных депо страны. Автор диссертации являлся руководителем л непосредственным участником научно-исследовательских работ по указанной тематике в 1971-199I гг.
Цель vi сада чи работы: Ц>лы) данной работы является установление закономерности во&никковения виброударных кодэбаний в тягсвых привод&х локомотивов, разработка методов и средств снижения их влияния на надежность узлов ІШБ.
Дкя достижения поставленной цели сг;радз,(ены сяедуклша задачи птука электромагнитных динамических болдєйствий на КМБ;
*
уточнение методах динамических расчЬтой наиболее нагруженных узлов ТйД (валов, бандакей и годовок лобовых частей обмотки, кон-^ цевих листов сердечника якоря, выводов главных полюсов магнитной смстеїщ};
разработки технических решений виброэащитн узлов ТЭД (валов, *корнк: подшипников, бандьжей и лобовых частей обмотки, сердечника якоря, выводов и катуаец главных поллсов);
разработки технологических процессов намотки стекломаталли-ческкх бандзжои, одноразовой пропитки якорей электрических машин дроймым всхууиырованием, технология изготовления выводов полисов магнитной системы и изоляции токоведущих частей электрических машмь хермоусаяивающимися полимерными катериалаык;
создание стендов с разработкой методик диагностирования узлов КЫВ и те>шического состояния колиекторно-щеточного узла ТЗД.
Методика исследования. Использован метод комплексного фи«жісо~математицесксго моделирования с разработкой математической модели динамического лрог\осса вэаниосвнэаккых кдашичелких и елехтромагнитных колебаний тягового привода доко-
мотивов. Рзыенио уравнении, опиенвющнх колебания математической модели, выполнялось методом операционного исчисления.
Лабораторные и экспериментальные исследования проводились на стендах, физических моделях, натурных увяах и в эксплуатационных условиях с использованием тенэомэтрического метода опредо- . женил механических напряжений, возникавших s элемента;! уялов ТЭД.
Научная новизна:
установлень "кокомерность возникновения виброударных колебаний в тяговых электрических передзчах локомотивов (ТЭД, КП, передачи мощности между нюш);
выдвинута гипотеза о возможности усиления колебаний якоря тягового двигателя переменной составляющей электромагнитного момента и накопления потенциальной энергии в упругих элементах тягового привода до определенного предела;
создана физическая модзль "статор-якорь-колесс", позволяющая в лабораторных условиях осуществить имитацию физических процессов взаимосвязанных механических и електрсмагнитных колебании КМБ; '
г обоснованы научные принципы совершенствования узлов ТГ)Д с цеяьв улучшения кх виброзащкты;
разработана методика уточненного расчета на динаинческуп прочность вала электродвигателя с учетом непосредственного воздействия на вал неровностей рельсового пути., идиоматических погрешностей тягового редуктора, напряжений, возникающих при сборке якоря;
установлено, что разнотолщинность пластин ппкэга сердечника является дополнительным источником напряжений в вале и ребрах нажимных шьйб якоря и пред^ояенн технические решения ПО ОЄ устранению;
- 6.-
разработаны конструкция сгекяояетаялического бандажа, мет дика динамического расчета и технология его намотки на яобатіе части обмотки якоря;
предложен способ повышения жесткости головок задних лобовых частей обмотки якоря и технология ого реализации;
разработана технология устранения ряопушаиия крайних иис-тоь еердзчника якоря;
преодолены технические решения по повышению вибрационной надежности нзі-иитнсй системы ТЭД и методика распета на прочность крайнего витка катушки главного полюса;
разработаны ыетодша и приборное обеспечение альтернативной сценки технического состояния колкеиторко-щеточного узла электродвигателя по величине электромагнитной энергии ь зоне контакта коллектор-летка;
предложен способ изоляции частей электрических машин тер-моусяаивныдашисп полимерными материалами на основе "зцфзкта памяти" полимеров;
разработана технология одноразовой пропитяи якорей ТЭД двойным яакуумированиеч.
Новизна разраЗот&нныл технических решений и технологических процессов садацони 45 авторскими свидетельствами на изобретения.
Практическая ценность. Решен комплекс иауинс-технкческих задач, представляющих собой крупную научно-*с:,нкческуь проблем яовшония надежности и долговечности узлов козеоьо-моторных блоков тяговых приводов локомотивов.
Научные результаты полученных разработок дают возможность доподиитйли'ой количественной оценки факторов динамических воз-/.ейстчнй не уажи К'«Е и представляют практический интерес для про сктно-Х->кструкторсклх, наухою-иселвдовах-едьских организаций, раз рчба?ыпа;мад електропривода механизмов с злектродчигатеияии пос-
- 7 -тояшіого тока.
ІІОСЛО nplpfpKH р!1(?ОЇОЄПОСО'.1/'.0'ЛПІ Р УСЛОЕПЯХ эксплуатации
рекомендкипмиых по релультмтям г.і:сл(?дипяи:!П и лнодряёг-ъ"С пч тпм-
ЛШККЗЛХ ОПЬПГ.Т: УЗЛОВ И НО РИС ТеХЧОЛОГИЙ, ЛІШ М!Д'УТ (JhiT'. голяи-
г»овв!ін не только на іісєук, по и из окоппутирувднеп лсікокюї'Ярв/.: что чатно с точки рреніп модсрниалщьт тепдоногшого іеіркі. Яп основи разработанных методов и прядотп диагностики узлон ЮТ ііг*Д-отпс-'Єгсп росшегкт».: иг№.':жЧ!н:* сушептяу'Ч?И. системы ,.)И<Л!ЛУ>зї"Ич;і
И р5М*ПТв І! П(;рГ;Г,ТИ ОТ І1!ІПНОІ!0-1ІГ^ьуг;род.лгс,ил|і д є И О ТС VII К fO~ МОНУУ ПО НООбхОДП'-ЮСТН. ИСЛ0ЛЬЭ0Л?ИЯ9 рСЧОМС-МДОВ-МіІііі'Х И ДЧОСЯрТЯ"5
ціні пр*'ДлскоіічЯ позогишт добиться cyji'joi П'У-'гмх пелокэтольы-'.с "И-честя, перечисленных. В' заключений авто;-' .-\ери /а.
Реад яз м и я р я б о т ч . Піучпіи р'ЧіуиьтТія л практические рекомендации внед;/мш v; ие:юлм?уюгер її ПІНІ il-j "Эл'-'ктрртггкш-га", из Ташкентском тгилово:!';^?"--"1''Нем и Дчугавпилс-ком локсмотииорпмптиом зародах і: в p'vy ж--'.'.sotuvhhx депо crpn.w.
На осное'?ниі! укмгчг/іі ЦТ МІ!) jV З-J-'fi-.и?35г., -V Ял72-19".;1"!Г. Ташкпгггским толяовозсроі-юктлі.гі р-лпэдо^ з-'- пуіцтші 0^.^.4^9 порглп ТПД: со стеклометаллпчрекн"»» Спмдатсоун; ьысе \ш-.;и глпг>н;-х пильной, (ппагнпорттцял' кргчЧний ниток >'.г гулкі:; ко:;струг.ц"*.№' а.рдчччгко-) якорей с алкр^члонняии краліі>і:-п' зуОи!:-:.-', ;:и?.той но раэро^'.лгяян :Д
ТехнолоГЧИ И ус'іроіісгґтмп, ГірсГ,г;ТП\'0,с,'-:,')':і;
щеїшя сердечника якоря отпоенед.Ч'.чо iir'T.iivnrjJc raafto; якорями С 0,'.'~ нерэзопой лропитноП ді'О.іііьім ра^уг-'Кр-'рсшвдм ;і дп. і.-;<:>.і-:o;f/'';t
]'..'ШОМИЯ,,"і, р.1ССМЗТрИпз.;-і,і;^';і ц Д.К'ООрТ.ЧЦИИ. 2л?Г.?\::угц\) < ОНКТН.'.'К
ікіртг..; иД і-о.чанаяз г /-к;',;?л;.ч-ть пр"дль.;йте.:,: то:-;;іл:. -сьих _г":-.чм
Виполі, чі.чьи iit't.i -.::.:іізг?:і:-гз? n;-.u':4 v.-'.t ііольхіігь л^до^ис.':!"» и д?л»'ОВ'Г;ност-> уэлп: і1"", сгіір-плг:) п^силузт^-дис'-п-іі''5 р„-,.::-:'..'Гч, -
- й -
кий по теь,ам, связанных с диссертацией.
Научные результаты диссертации используется в лекционных курсах кафедр "Электрические машини" и "Локомотивы'' ТашИИТэ,
Апробация. Основный полеженич диссертации обсуждались на: I Всесоюзном съезде "Теория механизмов и машин"(Алма-Ата, I977J; ВсесоюгноЯ научно-технической конкуренции "Соверленст-псванио средств и методов диагностики при техническом обсяужива-нгл; н ремонте транспортных средств (Москва, ВДНХ СССР, ІШ7); ІУ -У Всесоюзных научно-технических конференциях "Состояние и перспективы развития злэктровоэоетроения в evpahe", (Тбилиси, 1987; НоБОчеркьсск, 1991); межотраслевой научно-технической конферен-ции "Проблемы повышения надежности теплоь'о&ив и путевых ышин" (Коломна, 1988); республиканской научно-технической конференции "Перспективы развития электромашиностроения на Украине" (Харьков, 1968)і Всесоюзной научно-технической конференции "Методи и средства диагностирования технических средств железнодорряного транспорті.'' (Оыск, 1939); Двадцать девятом симпозиуме "Моделирование; з механике" (Гиивице, ПНР, 1990); Ш Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы развития локомотивострэегшя" (Луганск^ І990;; научно-методической совете заведующих локомотивных кафедр Транспортных вузов МГІС по специальности 17.09 "Локомотивы" (Ташкент, 1990); Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективні» системы и совершенствование устройств электрической тяги на железнодорожном транспорте и электромашиностроение" (Санкт-Петербург, 1991); научно-технических конференциях ТашИ1ГГа(1971-;1991),
Отдельные технические реиения по еоверше.чсгвованию уалов етД и|технологические процессы экспонировались на тематических LWtaBRvx ВДНХ СССР "Повышение качества и надежности работы транспортной, техники" 'ЛС82, бронзовая кедзль) ы "Передовые метода
и технические средства обслуживания и ремонта подвижного состава" (1988, соребряннап медаль).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 64 статьях и авторских свидетельствах и 5 отчетах по ьа-уітно-исследоватзльской тематике.
Структура работы. Диссертация состоит из зведення, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 270 наименований и приловениП. Объем диссертации составляет
ЛГЗстр. машинописного текста, Зі рисунков, ІІ таблиц.
' <"'
