Обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары

• Автор: Андреев, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Тенденции развития тормозных систем отечественных грузовых вагонов. Выбор объекта исследований
1.2 Выбор основы для проведения оценки параметров тормозной системы грузовых вагонов

1.2.1 Анализ работ, проводившихся в области развития тормозной техники

1.2.2 Анализ распределения отцепок грузовых вагонов в текущий ремонт по неисправностям основных узлов

Выводы по главе

2 ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ СОБЫТИЙ, ИМЕЮЩИХ НАИБОЛЬШИЙ

ПРИОРИТЕТ ПРИНЯТИЯ К ИССЛЕДОВАНИЯМ В ВЫБРАННОМ НАПРАВЛЕНИИ
2.1 Анализ имеющихся наработок по дереву отказов, составленному по вершинному событию, учитывающему явление юза колесной пары грузового вагона
2.2 Группировка элементарных событий и определение особенностей влияния структуры их связей в дереве на вероятность появления юза
2.3 Анализ влияния элементарных событий, имеющих последовательную структуру связи, на вероятность появления вершинного события
2.4 Анализ влияния элементарных событий, имеющих параллельную структуру связи, на вероятность появления вершинного события
2.5 Анализ влияния элементарных событий, имеющих последовательно-параллельную структуру связи, на вероятность появления вершинного события
2.6 Ранжирование элементарных событий по степени приоритетности принятия к исследованиям в зависимости от структуры их связей в дереве
2.7 Обоснование выборки элементарных событий, приоритетных для дальнейших исследований
Выводы по главе
3 ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ, КАК ГРАНИЦ НАСТУПЛЕНИЯ
СОБЫТИЙ, ПРИВОДЯЩИХ К ЮЗУ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
3.1 Формализация и количественная оценка условий наступления событий
3.2 Поиск значений переменных параметров тормозной системы из условия нулевого запаса по сцеплению на порожнем режиме воздухораспределителя
3.3 Определение границ фактической области реализации юза вследствие обезгрузки колесной пары на порожнем режиме воздухораспределителя
3.3.1 Методика оценки влияния обезгрузки колесной пары на запас по сцеплению.

3.3.2 Количественная оценка влияния обезгрузки колесной пары на запас по сцеплению на порожнем режиме автотормоза
Выводы по главе
4 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПОЛОЖЕНИЙ ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ НА ГРАНИЦЫ НАСТУПЛЕНИЯ СОБЫТИЙ
4.1 Обоснование расчетной схемы
4.2 Структура и обобщенный алгоритм определения положений звеньев рычажной передачи тележки грузового вагона с односторонним нажатием колодок на колеса
4.3 Обоснование расположения основной, местной и вспомогательной систем координат
4.4 Определение положений звеньев механизма ТРП тележки грузового вагона
4.4.1 Определение положений звеньев первого узла подвеска - триангель
4.4.2 Определение положений звеньев узла серьга соединения с мертвой точкой -вертикальный рычаг
4.4.3 Определение положений звеньев второго узла подвеска - триангель
4.4.4 Определение положений звеньев узла вертикальный рычаг - подосная тяга
4.4.5 Проверка корректности реализованного решения для определения координат звеньев механизма ТРП тележки грузового вагона
4.5 Разработка методики силового анализа рычажной передачи тележки
4.5.1 Определение усилия, приведенного от тормозного цилиндра к рычажной передаче тележки
4.5.2 Определение усилий нажатия колодок на колеса для механизма рычажной передачи тележки
4.6 Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных тормозных нажатий колодок на колеса
4.7 Количественная оценка влияния положений рычажной передачи тележки 18-100 на границы наступления события, учитывающего обезгрузку колесной пары
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Согласно распоряжению Правительства Российской Федерации от 17.06.2008 №№ 877-р «О Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года» среди прочих к грузовым вагонам нового поколения предъявляется требование увеличения наработки вагона на отказ на 30 - 40 %.
Предъявляемое требование касается увеличения надежности функциональных узлов грузовых вагонов. Тормозная система является одним из основных функциональных узлов грузового вагона, обеспечивающим безопасность движения. Под надежностью тормозной системы подразумевается не только обеспечение работоспособности ее агрегатов в течение заявленного срока межремонтного пробега вагона, но и обеспечение условий эффективного и безъюзового торможения.
Проблемность обеспечения безъюзового торможения обусловлена также большой долей (10-12%) отцепок грузовых вагонов в текущий ремонт вследствие образования на поверхностях катания колесных пар ползунов, выщербин и наваров, являющихся, помимо прочего, следствием различного по продолжительности юза колесной пары.
В эксплуатации на трибосистему колодка-колесо-рельс воздействует множество факторов, ухудшающих условия ее нормальной работы и имеющих различную природу происхождения.
Надежность работы тормозной системы является универсальным показателем, позволяющим охватить факторы с различной природой происхождения. Кроме того, это системный показатель, позволяющий учитывать причинно-следственные связи факторов в эксплуатации. Одним из методов системного анализа является метод построения дерева отказов, позволяющий учесть влияние различных сочетаний факторов на работу тормозной системы. Поэтому на основе дерева отказов возможно выполнить системное обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары.
Степень разработанности темы исследования. В области совершенствования грузовой тормозной техники можно выделить следующие направления проведения научных исследований:
- разработка тормозного оборудования (И.К. Матросов, В.И. Крылов, В.Г. Иноземцев,
A.B. Казаринов и др.);
- совершенствование процессов управления автотормозами грузовых поездов (В.Г. Иноземцев, Б.Л. Карвацкий, С.В. Вершинский, Анисимов П.С. и др.);
- трибология (Буше H.A., Чичинадзе A.B., Крагельский И.В. и др.);
- ремонт и совершенствование узлов и агрегатов тормозных систем (В.Г. Иноземцев,
B.А. Щепетильников, В.Р. Асадченко, В.В. Соломатин, Синицын В.В. и др.)

Отличительной особенностью графика для параллельного внутриблочной структуры связей элементарных событий является отсутствие прямолинейной зависимости в осях Р(0)4 отр(уаг).
В виду достаточной сложности графика изменения Г (Б) 4 проанализируем его по
частям. Начальный отрезок характеризуется отсутствием изменения вероятности вершинного события Р(0)4 около величины 0,57 при увеличении варьируемых вероятностей рп+р2о с 0,05 до 0,3. Затем идет отрезок незначительного изменения Р(0)4 = 0,57-Ю,58 при увеличении варьируемых вероятностей с 0,3 до 0,45. Последний отрезок характеризуется лавинообразным увеличением вероятности вершинного события с 0,58 до 1 при диапазоне изменения р(гаг) = 0,45-И.
Особенностью для блока 4 является обязательное варьирование вероятностей всех событий блока, образующих одно сложное минимальное сечение. Т.е. на динамику изменения Р(В)пр (индекс ПР - для случаев с блоками, имеющими параллельную структуру связей событий) оказывает влияние количество событий в блоке. Поэтому для более полных и точных выводов по особенностям влияния событий с параллельной структурой связи на Р(0)пр целесообразно выполнить анализ особенностей влияния событий блока 6, включающего три события (027+029) в отличие от блока 4 (четыре события - 017+020).

Вероятность реализации событий блока 6, имеющего параллельную структуру, в развернутом виде представляет собой следующую зависимость:
1(Р)б=Р27 Р28 Р29- (2.15)
Как и в случае с блоком 4 выполняем варьирование сразу всеми вероятностями элементарных событий рассматриваемого блока.
Все вероятности р2Т^Р29 элементарных событий исследуемого блока 6 изменяем по числовому диапазону р(уаг), а все вероятности событий остальных блоков принимаем равновероятными (р). В результате получаем зависимость вероятности вершинного события от одновременного изменения всех вероятностей элементарных событий блока 6:
р(0)б =1-0-р)6 о-р2)5 0-Р)4 0-р4)0-р)610-рЫг)3)], (2.16)
где выражение в квадратных скобках представляет исследуемый структурный блок 6.
Анализируя структуру формулы (2.16) и учитывая принцип поблочного исследования степени влияния вероятностей элементарных событий на динамику изменения Р(0)б, приходим к выводу, что выражения для блоков, не включающих величину р^аг) есть величины постоянные. В случае с блоком 6 таковыми являются значения вероятностей для структурных блоков 1, 2, 3, 4, 5 (см. табл. 2.1). Для упрощения расчетной формулы (2.16)