Повышение величины и стабильности тягового усилия локомотивов

• Автор: Черный, Владимир Семенович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 260 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ МЕРОПРИЯТИЙ, НАПРАВЛЕННЫХ НА УВЕЛИЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЯГОВОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
1.1. Увеличение величины тягового усилия локомотивов путем повышения
стабильности коэффициента сцепления колеса с рельсом
1.2. Оценка зависимости величины и стабильности значений коэффициента сцепления от внешних воздействий и скорости скольжения
1.3. Оценка условий боксования в системе "колесо-рельс"
1.4. Оценка эффективности технологий смазывания фрикционного контакта гребень колеса -головка рельса
1.5. Выводы и постановка задач исследований
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПУТЬ -ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ
2.1. Разработка математической модели системы путь- подвижной состав
2.2. Физическое моделирование системы путь- подвижной состав
2.3. Исследование на физических моделях динамики нелинейных механических систем при их плоско -параллельном движении
2.5. Выводы
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЛУБРИКАЦИИ ФРИКЦИОННОГО КОНТАКТА КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ
3.1. Конструктивная оптимизация систем лубрикации
3.2. Разработка технологии гребнерельсосмазывания фрикционного контакта гребня колеса с головкой рельса
3.3. Выводы
4. ПОВЫШЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ ВЕЛИЧИНЫ КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ
4.1. Технологическая оптимизация величины и стабильности коэффици-
ента сцепления
4.2. Испытательный стенд и измерительные устройства
4.3. Методика проведения исследований и результаты испытаний
4.4. Снижение потерь тяговой энергии локомотивов и устранение неравномерного износа колесных пар
4.5. Выводы
5. РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Результаты внедрения технологии лубрикации пары зрения гребень
колеса -головка рельса
5.2. Результаты эксплуатационных испытаний фрикционных модификаторов трения
5.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы.
Одним из направлений в области повышения эффективности работы тягового подвижного состава является снижение потерь тяговой энергии связанных с нестабильностью значений коэффициента сцепления колес с рельсами.
Неблагоприятные условия для сцепления колёс с рельсом возникают в следующих случаях: при горном рельефе местности, затяжных подъёмах, резких перепадах давления и температуры, большом количестве кривых малого радиуса и весовых нормах поездов, близких к критическим. При таких условиях проблема износа рельсов и бандажей колёс становится ещё более актуальной. Применение толкачей на подъёмах, а на спусках - рекуперативного торможения приводит к увеличенному износу данной пары трения. Снижение скорости движения на подъёмах до 25 30 км/ч, при норме 43, заставляет колёса интенсивно боксовать, а следовательно, подавать в зону сцепления колеса с рельсом песок.
Одним из новых перспективных мероприятий направленных на повышение стабильности коэффициента сцепления колеса с рельсом, является введение в зону фрикционного контакта специальной фрикционной смазки-покрытия, способной модифицировать контактирующие тяговые поверхности с образованием граничных износостойких фрикционных слоев, имеющих стабильные триботехнические характеристики в широком диапазоне эксплуатационных факторов. Данное направление в нашей стране практически не исследовано, не смотря на то, что за рубежом активно ведутся работы по разработке как самих фрикционных смазок так и систем их подачи. Так, например, за последнее время в США появился ряд новых конструкций лубрикаторов для нанесения твердых и жидких модификаторов трения на поверхность катания колес подвижного состава [1 ], способных стабилизировать коэффи-
автоколебания, в отличие от вынужденных, являются разновидностью свободных колебаний систем, поддерживаемых не колебательными источниками энергии тягового привода. Силы трения в контакте колёс с рельсами выполняют при этом регулирующие функции: приводят к самовозбуждению автоколебаний, если угловая скорость скольжения колёс приходится на падающий участок (см. рис. 1.2) зависимости момента сил сцепления колёсной пары с рельсами, и обеспечивает их затухание на восходящем участке.Экспериментально установлено, что боксование локомотива при реализации силы тяги может сопровождаться двумя качественно различными видами фрикционных автоколебаний: фрикционными автоколебаниями колёсных пар или автоколебаниями в локомотивных приводах. Установлено, что установившийся процесс автоколебаний является одночастотным, т.е. устанавливаются либо автоколебания колёсных пар, либо автоколебания привода, хотя в переходной период они могут развиваться одновременно.
Динамические нагрузки в приводах боксующих колёсных пар определяется характером устойчивых автоколебательных режимов и интенсивностью их возбуждения.
В работе [109] отмечается, что при достаточно интенсивном демпфировании автоколебания устраняются полностью.
Анализ небольшого количества работ, посвящённых автоколебаниям фрикционного контакта колесо-рельс, показывает недостаточную изученность этого вопроса. Объясняется это во многом тем, что при рассмотрении переходных процессов при боксовании необходимо учитывать реализацию существенно нелинейных процессов сцепления. Данная зависимость объединяет большое количество факторов, исследование которых с математической точки зрения является весьма трудной задачей, требующей индивидуального подхода в каждом отдельном случае.