Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 8
Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВ
КА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ. Ю
1.1. Результаты теоретических и экспериментальных исследований применения некоторых систем для снижения направляющих усилий на бегающих колесных пар в кривых участках
пути
1.2. Анализ изобретений, связанных с решаемой проблемой 23
1.2.1. Разгружающее устройство набегающих осей локомотивных тележек при прохождении кривых участков пути [5.1] 23
1.2.2. Устройство для уменьшения направляющих усилий набегающих колес тележек локомотива [5.2] 26
1.2.3. Экипажная тележка железнодорожного транспортного средства [5А] 28
1.2.4. Устройство для уменьшения направляющих усилий набегающих колес тележек локомотива [5.3] 29
1.2.5. Разгружающее устройство набегающих осей локомотивных тележек при прохождении кривых участков пути [5.5]
1.3. Ориентировочная последовательность этапов решения задач управляемого движения 35
1.4. Цель и постановка задач исследований 40
Глава 2. ОСНОВЫ УПРАВЛЯЕМОГО ВХОДА РЕЛЬСОВЫХ ЭКИПАЖЕЙ В
КРИВЫЕ УЧАСТКИ ПУТИ 42
2.1. Общие положения 42
2.2. Математическое описание процесса управляемого входа экипажа в кривую -з Стр.
2.3. Сведение системы уравнений к отдельному-дифференциальному уравнению 64
2.4. Аппроксимация дифференциального уравнения, описывавшего вход экипажа в кривую, эквивалентным дифференциальным уравнением второго порядка. 71
2.5. Аналитическое определение рамных усилий тепловоза, при входе в кривой участок пути
(по упрощенной методике) 97
2.6. Определение функции управления экипажем при входе в кривую 101
Глава. 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО ВХОДА ЭКИПАЖА В КРИВУЮ
НА ЭЛЕКТРОННОЙ МОДЕЛИРУЩЕЙ. УСТАНОВКЕ 144
3.1. Основные предпосылки к решению задач на электронной моделирующей установке 144
3.2. Методика электронного моделирования 144
3.3. Влияние качества управления на характеристики динамического входа локомотива в кривую.. 153
3.4. Электронные модели управляющих устройств..
3.4.1. Упрощенный вариадт (с нулевыми начальными условиями) 174
3.4.2. Упрощенный вариант (с начальной скоростью изменения рамного усилия) 180
3.4.3. Электронная модель управляющего устройства
по отдельному дифференциальному уравнению
четвертого порядка. 183
Глава. 4. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЕМОГО ВХОДА ЭКИПА
ЖА В КРИВУЮ 187
4.1. Методика, физического моделирования и определение критериев подобия 188
4.2. Определение размеров модели тележки 192
4.3. Определение массы копра маятника 193
4.4. Подбор узлов стенда и его компоновка 195
4.5. Определение коэффициента демпфирования автомобильного гидравлического гасителя колебаний при импульсном нагружения 207
Глава 5. ОСНОВЫ УПРАВЛЯЕМОГО ДВИЖЕНИЯ РЕЛЬСОВЫХ ЭКИПАЖЕЙ
В КРИВЫХ УЧАСТКАХ ПУТИ 209
5.1. Выбор и обоснование критерия качества системы управления 209
5.2. Определение горизонтальных усилий и управляющего воздействия при движении локомотивов в кривых участках пути при одностороннем расположении цилиндров разгружающего устройства
2 5.2.1. Положение максимального перекоса 210
5.2.2. Хордовая установка 216
5.3. Определение горизонтальных усилий и управляющего воздействия при движении локомотивов в кривых участках пути при двухстороннем расположении цилиндров разгружающего ,устройства 224
5.3.1. Положение максимального перекоса 224
5.3.2. Хордовая установка 229
Глава 6. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО (АПУ) ДЛЯ РАЗГРУЖЕНИЯ НАПРАВЛЖПЩ КОЛЕСНЫХ ПАР ЭКИПАЖА. 236
6.1. Общие положения 236
6.2. Функциональные схемы автоматического управления экипажем в кривых участках пути 237
6.3. Гидравлическая система управления на базе золотниковых распределителей 240
7.4.3. Анализ динамических параметров АПУ при стендовых испытаниях 296
Глава 8. НАТУРНЫЕ ЭКСПЕШШТАЛЪШЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОМАТИ
ЧЕСКОГО ПОВОРОТНОГО УСТРОЙСТВА ТЕПЛОВОЗА 300
8.1. Конструкция экипажной части испытуемого тепловоза 300
8.2. Обмеры и осмотр экипажной части, тарировка пружин осевых упоров 300
8.3. Оборудование тепловоза системой автоматического управления экипажем в кривых 301
8.4. Программа испытаний 307
8.5. Методика испытаний 308
8.6. Характеристика опытных участков пути 310
8.7. Методика обработки результатов записей 310
8.8. Результаты испытаний 311
8.8.1. Определение воздействия на путь тепловоза ,со штатным исполнением экипажной части ЗИ
8.8.2. Определение воздействия на путь тепловоза,
оборудованного системой автоматического управления экипажем (САУЭ) 319
8.9. Оценка эффективности САУЭ в кривых с точки
зрения снижения износа гребней колесных пар.. 324
Глава 9. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕДШКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ. ЭФФЕКТИВ
НОСТИ ОТ УЛУЧШЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ ЛОКО
МОТИВОВ В КРИВЫХ 333
9.1. Методы оценки экономической эффективности средств труда долговременного применения с улучшенными качественными характеристиками.. 333
9.2. Экономия потребителя (железнодорожного транспорта,) на текущих издержках эксплуатации от улучшения горизонтальной динамики локомотивов в кривых 336
9.3. Экономия на сопутствующих кадштальных вложениях 349
9.4. Увеличение себестоимости изготовления единицы нового тепловоза по сравнению с базовым 350
9.15. Дополнительные капитальные вложения в
производственные фонды 351
9.6. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений 353
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ, РЕКОМЕНДАЦИИ И ВНЕДРЕНИЕ (Приложение I) 354
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 365
Введение к работе
В современных условиях, когда ХХУІ съезд КПСС поставил конкретные задачи, направленные на повышение скоростей движения, грузооборота, пассажирооборота, производительности труда, особую актуальность приобретают проблемы, связанные с внедрением современных средств автоматики на железнодорожном транспорте с одновременным повышением показателей безопасности, надежности и экономичности, а также совершенствование динамических качеств подвижного состава [1.1] .
Оценка ходовых качеств определяется условиями движения экипажей в прялых и кривых участках пути. На долю кривых приходятся весьма значительные эксплуатационные затраты по поддержанию пути в технически исправном состоянии, выход из строя рельсов в 2...4 раза выше по сравнению с прямыми [4.126] .
Износ гребней в кривых значительно сокращает срок службы колес до замены по предельной толщине обода или бандажа. Очень велик износ пути и подвижного состава в кривых карьеров, в некоторых карьерах межремонтный пробег тепловозов ТЭЗ по подрезу гребней бандажей составляет 5...7 тыс.км [4.18] .
Интенсивность износа рельсов в кривых в 3...4 раза больше, чем на прямых, а контактные повреждения рельсов на кривых появляются практически в первый же год эксплуатации [4.94] .
Боковой износ рельсов при электрической тяге в 7, а при тепловозной - в 8 раз больше, чем при паровозной [4.95] .
На долю тепловозов и электровозов, в зависимости от величины бокового износа рельсов, приходится 20...70$ износа рельсов в кривых при проходе составов [4.92].
Сопротивление движению всего подвижного состава в кривых больше, а коэффициент тяги локомотивов меньше, чем в прямых. При совпадении кривой с подъемом ( а иногда и без него) это ведет к локальному ограничению веса поездов.
Кривые ограничивают возможности реализации как максимальных, так и ходовых скоростей на участках, где вводится скоростное движение .
Учитывая, что 25...30 общей протяженности железных дорог на магистралях составляют кривые, а на промышленном транспорте 60...70 [4.18] и воздействие на путь в кривых больше, чем при той же скорости в прямых, вполне очевидна огромная актуальность исследований, направленных на улучшение динамики экипажей в кривых участках пути и их важное народнохозяйственное значение.
Теоретическими исследованиями и практикой установлено, что 80 причин повреждаемости бандажей происходит из-за несовершенств конструкций подвижного состава [4.І61] и всего 20 - по причинам, зависящим от состояния пути.
Маневровые и промышленные тепловозы, в основном, эксплуатируются со скоростями до 40 км/ч, обслуживают участки со слабым верхним строением пути и большим количеством крутых кривых, где значительно ограничены скорости движения, и, поэтому, должны оказывать низкое силовое и изнашивающее воздействие на путь при движении по кривым. Однако, фактически маневровые и промышленные тепловозы ТЭМ1, ТГМІ0, ТГМЗ, ТГМб имеют показатели динамики и воздействия на путь в кривых не ниже, чем магистральные локомотивы [4.43].
Разумеется, особый интерес, в соответствии с направленностью данной работы, представляют вопросы совершенствования экипажных частей локомотивов с точки зрения обеспечения условия минимума воздействия на путь в кривых и эта задача ставится как проблема оптимизации параметров экипажа [2Л1]
