Разработка и обоснование характеристик фрикционно-рельсовой системы торможения подвижного состава на станционных путях

• Автор: Бородулин, Владимир Ильич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ ФРИКЦИОННОРЕЛЬСОВЫХ СИСТЕМ ТОРМОЖЕНИЯ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ВАГОНОВ. 1 х

1.1 Анализ устройств торможения и закрепления подвижного состава.

1.2 Конструктивные особенности устройств закрепления подвижного состава на станционных путях

1.3 Оценка характеристик станционного тормозного устройства

2. ПРЕДЛАГАЕМЫЕ КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВ

ТОРМОЖЕНИЯ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА СТАНЦИОННЫХ ПУТЯХ.

2.1 Технические требования к станционным средствам торможения вагонов.

2.2 Описание схем действия исследуемых станционных фрикционнорельсовых тормозных устройств.
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ТОРМОЖЕНИЯ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ВАГОНОВ ПРИ ИХ ГРАВИТАЦИОННОМ СКАТЫВАНИИ

3.1 Физическая модель тормозного процесса.

3.2 Математическая модель движения вагонов по наклонному спуску
3.3 Накат колесной пары на удлиненный полоз тормозного устройства
3.4 Взаимодействие первой колесной пары вагона с выступом упора тормозного башмака
3.5 Движение колесной пары по наклонной поверхности упора башмака и вместе с башмаком
3.6 Аналитическое интегрирование дифференциальных уравнений движения элементов системы.
3.7 Оценка характеристик тормозного устройства без учета
упругих сил подвески вагона
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ БУФЕРНОГО УПОРА ПРУЖИННОГО ТИПА С ФРИКЦИОННЫМ ГАСИТЕЛЕМ КОЛЕБАНИЙ
4.1 Анализ и выбор характеристик упругих элементов амортизатора пружинного типа
4.2 Методика исследования характеристик станционного тормозного устройства с фрикционным гасителем колебаний пружинного типа
4.3 Анализ результатов численного моделирования характеристик фрикционнорельсовой системы торможения
4.4 Условия идеального отката вагонов в системе колесная пара
амортизатор
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФРИКЦИОННОРЕЛЬСОВОГО ТОРМОЗНОГО УСТРОЙСТВА С АМОРТИЗАТОРОМ ПРУЖИННОГО ТИПА
5.1 Результат испытания амортизатора пружинного типа
5.2 Результаты испытание опытного образца тормозного устройства
5.3 Рекомендации по совершенствованию средств торможения и закрепления подвижного состава
5.4 Техникоэкономическая оценка эффективности применения
тормозного устройства предлагаемой конструкции ФРБ2.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Г. Кеглина, в которых достаточно подробно представлены разновидности амортизаторов, их силовые характеристики, а также математические модели и программы расчетов поглощающих аппаратов. Теория исследования характеристик ФРСТ с буферным упором пружинного типа с учетом процессов торможения, закрепления и отката вагонов раскрыта в работах ученых СамГУПС Л. В. Кудюрова, Ю. Д. Карышева и др. Основной целью разработчиков станционных средств закрепления подвижного состава является создание устройств с регулируемым тормозным усилием в широком диапазоне мощности при ресурсосберегающей технологии. На железнодорожном и промышленном рельсовом транспорте основной системой торможении являются механические колодочные тормоза взаимосвязанные с колесами, а следовательно, находящиеся в зависимости от силы сцепления колеса с рельсом. Тормоза, основанные на принципе гашения кинетической энергии транспортного средства на трущихся поверхностях взаимодействующих частей и рассеивающих тепло в окружающую среду, относятся к фрикционным [,]. К числу фрикционно-рельсовых систем торможения (ФРСТ) относятся магниторельсовые тормоза (ЭМРТ) и рельсовые башмаки (ФРБ), основной функцией которых является снижение скорости и закрепление подвижного состава после остановки. Рельсовые тормоза передают свое тормозное усилие, непосредственно, на выпрямленные участки железнодорожного пути [, ]. Фрикционные тормоза, основанные на создании сил трения непосредственно на вращающихся частях транспортного средства, в том числе с использованием тормозных колодок, хорошо изучены и имеют математически обоснованные методики расчета силовых характеристик. Принципиально иные схемы распределения сил сопротивления движению рельсовых транспортных средств при торможении наблюдаются в результате применения тормозных башмаков с нагрузкой на рельс. Это находит отражение на расчетных схемах распределения тормозных усилий и в известных математических моделях динамики транспортных средств (рис. Достаточно полно раскрыты методы расчета тормозных характеристик ЭМРТ применяемых на скоростном подвижном составе и на локомотивах, работающих на крутых участках железнодорожного пути [, ]. Рис. Имеются сообщения о применении ЭМРТ для торможения и закрепления путеукладочного крана типа УК-У (рис. Особенностью предлагаемых устройств ЭМРТ является возможность за счет регулирования величины тока в катушке обеспечить устранение перекоса в конструкциях рельсовых ПТМ с большими пролетами. К числу общих критериев качественной работы систем торможения, относятся их высокая надежность и устойчивость тормозного усилия, а также быстродействие их срабатывания, которое зависит от типа привода. Наибольшее распространение на промышленном транспорте получили электромагнитные и гидромеханические приводы, а на железнодорожных транспортных средствах пневматические. Электромагнитный привод является самым быстродействующим (доли секунды), однако тормозные характеристики создаваемые им, очень крутые и создают повышенные динамические нагрузки на элементы конструкции. В ряде случаев не обеспечивают транспортному средству необходимой плавности при остановке [, ]. Менее быстродействующими являются системы торможения с пневматическим приводом, время их срабатывания достигает нескольких секунд. К недостаткам фрикционных колодочных систем торможения, связанных с колесом при определенных условиях приводит к процессу заклинивания или «юзу», когда колесо прекращает вращение и скользит по рельсу при продолжающемся движении транспортного средства, что оказывает отрицательное влияние на равномерность износа поверхности катания колесной пары. Особый интерес представляют разновидности ФРСТ, работа которых не зависит от величины сцепления колеса с рельсом, к их числу относятся электромагнитно-рельсовые тормоза (ЭМРТ) величина тормозного усилия, которых регулироваться током, проходящим через их обмотку; установленной величиной коэффициента трения между полюсами башмака и рельсом; площадью полюсов в зоне их контакта и материала, из которого выполнен магнитопровод. Описание конструкции и принцип работы предлагаемых устройств торможения представлены в литературе и в авторских свидетельствах [6, 7].