Модельная оптимизация и прогнозирование трибохарактеристик системы "путь - подвижной состав" : на примере магистрального электровоза ВЛ-80

• Автор: Окулова, Екатерина Станиславовна
• Шифр специальности: 05.02.04, 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 254 с. : ил.

Введение
1. Анализ служебных и эксплуатационных характеристик системы путьподвижной состав и подсистемы колесорельс
1.1 Условия взаимодействия колеса с рельсом во фрикционной системе путьподвижной состав

1.2 Факторы, оказывающие влияние на уровень коэффициента сцепления.

1.3 Методы и способы улучшения условий взаимодействия колес локомотива с рельсами.

1.4 Цель и постановка задач исследований

2 Физикоматематическое моделирование системы путьподвижной состав.

2.1 Динамическое подобие механических систем

2.2 Динамическое подобие при физическом моделировании системы путь подвижной состав.

2.3 Динамическое подобие при моделировании пары сцепления колесо рельс

2.4 Физическое моделирование системы колесо рельс.

3 Теоретические основы разработки систем прогнозирования явления срыва сцепления колеса локомотива с рельсом.
3.1 Трибоспектральная идентификация триботсхнических характеристик фрикционной системы путь подвижной
состав.
3.2 Разработка теоретических основ прогнозирования явления срыва сцепления колес локомотива с рельсами.
3.2.1 Анализ существующих методов контроля процессов трения в контакте колеса с рельсом.
3.2.2 Обзор существующих методов теплового расчета и термодиагностики системы колесо рельс.
3.2.3 Математическая модель термотрибосистемы колесо рельс.
3.2.4 Исследование динамики формирования фактической площади касания и термотрибодинамики в подсистеме колесо рельс
3.2.5 Методика прогнозирования явления срыва сцепления колес локомотива с рельсами
4 Разработка модификатора трения колес тягового подвижного состава с рельсами
4.1 Лабораторное оборудование.
4.2 Применение методов математического планирования эксперимента для разработки состава модификатора трения
4.2.1 Оптимизация состава фрикционной композиции.
4.3 Исследование зависимости рабочих параметров модификаторов трения от фрикционного состояния поверхности катания железнодорожных рельсов.
4.4 Исследование механизма модификации поверхности трения в присутствии модификатора трения МТП
5 Конструктивное оформление и эксплуатационные испытания устройства подачи модификаторов трения
5.1 Оборудование локомотива ВЛ системой подачи МТ
5.2 Методика проведения и основные результаты эксплуатационных испытаний модификатора трения МТП
5.3 Техникоэкономическая оценка технологии модифицирования
тяговой поверхности колес локомотивов.
Общие выводы.
Библиографический список.
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3.
Приложение 4.
Приложение 5.
Приложение 6.
ВВЕДЕНИЕ


В работе также установлено, что давление является доминирующим фактором, влияющим на реализацию процессов сцепления колс с рельсами. Рис. Несмотря на то, что наиболее существенное влияние согласно данному исследованию оказывает давление, изменение данного фактора главным образом осуществляется на стадии проектирования и изготовления локомотивов. Однако полное обновление парка тягового подвижного состава влечт за собой существенные затраты и не всегда под силу локомотивным депо. Одним из важнейших критериев при оценке динамических процессов при трении качения считают функциональную зависимость коэффициента сцепления Р от скорости скольжения, которую принято называть характеристикой сцепления. Данная функциональная зависимость может служить для определения, как величины коэффициента сцепления, так и оценки его стабильности в процессе эксплуатации без доведения колс подвижного состава до боксования. В момент боксования происходит переход от неполного скольжения к полному. Существуют расхождения во мнениях о характере этого процесса. Типичная характеристика сцепления представлена на рис. Принято различать три ветви на этой зависимости а восходящая, соответствует неполному скольжению и с возрастанием растт до своего максимального значения б промежуточная, соответствует приблизительно постоянному коэффициенту сцепления. В этой зоне колесо находится в состоянии неустойчивого равновесия, соответствующем неполному скольжению и достаточно незначительного изменения крутящего момента или ухудшения условий сцепления, чтобы возникло боксование или полное скольжение в падающая, при значениях и1А скольжение становится полным, при дальнейшем увеличении скорости скольжения коэффициент скольжения падает. Функциональная зависимость уи определяется подающей ветвью характеристики сцепления. Экспериментальное определение характеристики сцепления проводят раздельно для восходящей и падающей части. Рис. Подробные лабораторные исследования процессов сцепления проведены С. В. Алхиным и ЕЯ. Красковским . Авторы получили следующие результаты несоответствие путей качения для холостого хода 0,5, а при реализации максимального касательного усилия 2,. Причм в этих опытах соответственно 0,8 и 0,6 следует отнести за счт упругих деформаций, а остальное за счт проскальзывания, которое не приводило к полному срыву, т. По мере увеличения касательной силы разность между действительным и теоретическим путями качения возрастает, она является следствием упругих и пластических деформаций и частичных проскальзываний. В г. Барским были проведены испытания электровоза I, причм сила тяги на колсную пару превышала кН, однако скольжения не было обнаружено. Соответственно сделан вывод о том, что суммарная скорость упругого скольжения колс меньше, чем 0,5 скорости движения. Однако, аналогичные испытания Бычковского на опытном кольце ЦНИИ МПС, дали результаты, не совпадающие с данными Барского. Величина скольжения в данных опытах составила 0,. В данной работе промежуточная ветвь исключается из рассмотрения так, что и0 ил. В работе исследована падающая ветвь характеристики сцепления для скоростей от до кмч. В работах , отмечается существование в области скольжения второго максимума силы сцепления. Первый максимум наступает при скорости скольжения примерно 1,5 кмч и скорости движения кмч, затем при увеличении скольжения происходит уменьшение коэффициента сцепления. При увеличении скоростей качения и скольжения наблюдается второй максимум сцепления при скорости скольжения 3. В настоящее время можно считать установленным, что коэффициент сцепления зависит от скорости движения. У 9 где Vскорость движения, кмч. Однако в реальных условиях эксплуатации тягового подвижного состава на изменение величины коэффициента сцепления значительное влияние оказывает целый ряд факторов, которые носят случайный характер. В зависимости от состояния фрикционных поверхностей колс тяговых единиц и рельсов величина коэффициента сцепления при прочих равных условиях колеблется в пределах от 0, до 0,6 . Рис. Рис.