Повышение эффективности фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки за счёт применения эластомерных распорных узлов

• Автор: Васильев, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

1.1. Обзор работ по исследованию продольной нагруженности подвижного состава и межвагонных амортизирующих устройств

1.2. Обзор современных поглощающих аппаратов

1.3. Классификация фрикционных амортизаторов удара и основные принципы их конструирования

1.3.1 Пружинно-фрикционные амортизаторы удара

1.3.2. Комбинированные фрикционные амортизаторы удара

1.3.3. Фрикционные амортизаторы с упругими распорными устройствами

1.4. Цель и задачи исследования

1.5. Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ФРИКЦИОННЫХ АМОРТИЗАТОРОВ И РАСЧЁТНАЯ ОЦЕНКА ХАРАКТЕРИСТИК И РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИХ КОНСТРУКЦИЙ
2.1. Анализ рабочих характеристик распорных узлов и оценка эффективности работы подпорно-возвратных устройств фрикционных амортизаторов
2.2. Разработка фрикционных амортизаторов с центральным плунжером в объёмном распорном блоке и распорным узлом в виде эласто-мерной вставки
2.3. Расчётные модели вагонов
2.4. Особенности процесса трения и коэффициенты трения на рабочих поверхностях
2.5. Математическое моделирование работы серийных фрикционных амортизаторов
2.6. Исследование фрикционных амортизаторов с распорным узлом в

виде эластомерной вставки
2.6.1. Математические модели амортизаторов
2.6.2. Расчёт характеристик амортизаторов
2.6.3. Анализ эффективности работы амортизаторов и расчетная оценка рациональных параметров их конструкций
2.7. Исследование фрикционных амортизаторов с центральным плунжером в объёмном распорном блоке
2.7.1. Математические модели амортизаторов
2.7.2. Расчёт характеристик амортизаторов
2.7.3. Анализ эффективности работы амортизаторов и расчетная оценка рациональных параметров их конструкций
2.8. Исследование продольной нагруженности вагонов, оснащенных фрикционными поглощающими аппаратами, при переходных режимах движения поезда
2.9. Расчет спектра продольных сил, действующих на грузовой вагон, оборудованный фрикционными амортизаторами удара, и оценка их параметрической надежности
2.10. Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРИКЦИОННЫХ АМОРТИЗАТОРОВ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИХ ВНЕДРЕНИЯ
3.1. Объекты испытаний
3.2. Статические испытания распорных и подпорно-возвратных устройств аппарата АВК-120П
3.3. Стендовые испытания аппарата АВК-120П и его основных узлов
3.4. Технико-экономические аспекты внедрения амортизаторов удара
3.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1. Справки о внедрении результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Железнодорожный транспорт занимает ключевую позицию в современной логистической системе Российской федерации. На его долю приходится около 45% грузооборота страны (без учета трубопроводного транспорта - 85%). За 2011 г. было перевезено 1382 млн. тонн грузов, что на 24% больше по сравнению с посткризисным 2009 г. Утвержденная Правительством РФ в 2008 г. программа развития железнодорожного транспорта [1] предполагает увеличение погрузки на 60% по сравнению с 2007 г., грузооборота на 58%.
Объёмы грузоперевозок по железной дороги стали существенно увеличиваться с 2000 г. Это привело к бурному росту промышленного производства грузовых вагонов. За 11 лет их производство выросло более чем в 15 раз: с 4 тыс. штук в 2000 г. до 62,4 тыс. штук в 2011 г. На данный момент подвижной состав, эксплуатируемый на железных дорогах РФ, насчитывает свыше 1 миллиона грузовых вагонов [2].
Вместе с ростом объёмов грузоперевозок увеличиваются массы вагонов и скорости соударений вагонов при формировании поездов на сортировочных горках, при трогании поезда с места, при переходных режимах торможения и при резких изменениях режимов тяги. Это приводит к увеличению продольной нагруженности вагонов. От уровня продольных сил зависит безотказная работа основных элементов конструкции вагона. Надежная работа этих элементов определяет сохранность перевозимого груза и безопасность движения поезда в целом. Высокие продольные силы, действующие на вагон, снижают прочностные качества элементов кузова вагона, что впоследствии приводит к поступлению вагона в текущий дорогостоящий ремонт [3].
Инновационное развитие и планомерная модернизация подвижного состава железных дорог - важнейшие цели, поставленные перед растущей экономикой Российской Федерации. В 2011 г. по поручению президента РФ была разработана и одобрена Минэкономразвития программа инновационного развития крупнейшего национального перевозчика и собственника железнодорожной

Четвертый классификационный признак - связь с тяговым хомутом - позволяет разделить конструкции на две подгруппы: объединенные с тяговым хомутом и выполненные раздельно. Особый интерес представляют амортизаторы из первой подгруппы (аппараты Ш-6-ТО-4, ПФ-4). Такие конструкции позволяют использовать пространство между задними упорами для размещения возвратно-подпорного устройства больших габаритов. Повышается энергоёмкость и ход аппарата на сжатие по сравнению с конструкциями, предполагающими использование тягового хомута.
Требование дальнейшего увеличения энергоемкости амортизаторов приводит к необходимости увеличивать ход аппарата на сжатие. Однако по условиям работы аппарата в поезде необходимо, чтобы ход на тягу оставался в прежних пределах (не более 120 мм). В связи с этим последний признак, который позволяет разделить фрикционные амортизаторы - максимальный ход па сжатие и тягу. Известны перспективные конструкции фрикционных аппаратов, которые имеют ход па сжатие, больший, чем на тягу (например, аппарат ПОУМ-130).
Конструкция фрикционного поглощающего аппарата определяется совокупностью рассмотренных выше классификационных признаков. Выбор оптимальной структуры представляет собой сложную технико-экономическую задачу, в которой должны учитываться многие факторы: способность аппарата снижать продольные усилия, затраты на производство, эксплуатацию и ремонт.
1.3.1. Пружинно-фрикционные амортизаторы удара
В течение многих лет на грузовых вагонах подвижного состава отечественных железных дорог применяются шестигранные пружинно-фрикционные поглощающие аппараты Ш-1-ТМ (рис. 1.17, а) и Ш-2-В (рис. 1.17, б). Простые и достаточно падежные конструкции, низкая стоимость производства н неприхотливость в эксплуатации обусловили их повсеместное применение. Пружинно-фрикционный поглощающий аппарат Ш-1-ТМ состоит из корпуса 1, стяж-