Обоснование и разработка рациональной конструкции диска тормоза пассажирского вагона

• Автор: Титарев, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
1. Обзор публикаций, посвященных применению дискового тормоза на железнодорожном транспорте. Постановка задачи. Допущения.

1.1. Историкогеографическая справка.

1.2. Используемые системы торможения и место дискового тормоза в них .

1.3. Конструктивное исполнение дисков. Материалы дисков

1.4. Опыт эксплуатации дисковых тормозов

1.5. Методы расчета температурных полей при торможении

1.6. Выводы к главе 1.

1.7. Постановка цели и задач исследования.

1.8. Допущения

2. Методика расчета нестационарного температурного поля в деталях дискового тормоза.

2.1. Основные уравнения теплопроводности
2.2. Решение нестационарной температурной задачи методом конечных
элементов
2.3. Применение метода конечных разностей для решения
дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности.
2.4. Методика расчета напряженнодеформируемого состояния деталей
дискового тормоза, вызванного температурным полем.
2.5. Пакет прикладнывх программ еа1. Тестовые испытания.
2.6. Выводы к главе 2.
3. Нестационарные температурные поля и напряжения в диске тормоза скоростного вагона
3.1. Устройство дискового тормоза скоростного вагона
3.2. Расчетные схемы элементов дискового тормоза для решения
контактных задач
3.3. Физикомеханические характеристики материала диска.
3.4. Нестационарное температурное поле в диске тормоза
3.5. Температурные напряжения в диске.
3.6. Выводы к главе 3.
4. Влияние конструктивного исполнения диска и характеристик материала. Обоснование рациональной конструкции диска
4.1. Влияние массы диска
4.2. Нагруженность чуунного диска
4.3. Нагруженность диска, выполненного из алюминиевого сплава
4.4. Влияние характера распределения давлений между колодкой
и диском.
4.5. Выводы к главе 4.
5. Экспериментальные исследования дискового тормоза
5.1. Лабораторная установка для исследования коэффициентов трения и
конвективного теплообмена на модели
5.2. Исследование нестационарного температурного поля в модели диска
при постоянной скорости скольжения.
5.3. Определение коэффициента трения в контакте накладки и диска
5.4. Определение коэффициента конвективного теплообмена поверхности
диска и окружающей среды..
5.5. Моделирование процесса торможения на натурном образце дискового
тормоза.
5.6. Выводы к главе 5.
Основные результаты и выводы
Список литературы


В моторвагонных поездах, оборудованных системой информационных шин, это производится автоматически, на локомотивах вручную (]. За исключением локомотива весь остальной подвижной состав имеет только пневматическое тормозное оборудование. Управление торможением производится пневматическим путем через воздушную магистраль. Несмотря на ограничения, которые накладывает пневматический тормоз на длину поезда и скорость движения, он имеет важные достоинства: высокую надежность в эксплуатации и малый объем работ по техническому обслуживанию между периодическими ремонтами (за исключением замены изнашивающихся деталей). Кроме того, пневматический тормоз является экологически чистым, так как возможные неплотности в системе не ведут к загрязнению окружающей среды []. Система торможения поезда может быть названа интеллектуальной, если она обеспечивает требуемое замедление путем оптимального комбинирования всего тормозного оборудования. Общая потребность в тормозной силе распределяется между электродинамическим рекуперативным тормозом, дисковым и магнитно-рельсовым. Команды на включение рекуперативного или вихретокового тормоза передаются через систему управления, а на пневматический дисковый тормоз — через воздушную магистраль поезда. Рассмотренный процесс относится к режиму служебного торможения. К аварийном)' (экстренному и автостопному) торможению предъявляются другие требования. Такие показатели, как рекуперация энергии или снижение износа деталей тормоза, здесь не играют роли; абсолютный приоритет принадлежит надежности передачи команды и достижению необходимого замедления. В связи с этим сложные процессы управления в этой ситуации не используются. В качестве такого простого пути для передачи команды может служить, например, воздушная магистраль. Команда на торможение передается путем снижения давления в воздушной магистрали, которое воспринимается воздухораспределителями в вагонах, устанавливающими определенное значение тормозной силы. Развитие систем управления торможением в значительной мере будет обусловлено разработкой мехатронных систем, реализуемых в виде модулей, в которых содержатся электронные и пневматические компоненты. Первые испытания секций с рекуперативным торможением (СД 3) проводились в г. С уменьшением скорости до км/ч применялось пневматическое дотормаживание. Схема не нашла дальнейшего продолжения. В г. Трахтмана Л. М. на заводе «Динамо» была разработана система рекуперативно-реостатної о торможения с использованием замещения рекуперативного торможения реостатным при срыве рекуперации. Часто применяется различное сочетание систем торможения. На линиях постоянного тока обычно сначала включают рекуперативное торможение. Если при этом напряжение контактной сети повышается выше заданного предела, включаются тормозные резисторы. На линиях однофазного переменного тока постоянно используется рекуперативное торможение. Например, на электропоезде серии ЭР в диапазоне скоростей от 0 до км/ч осуществлялось реостатное торможение с независимым возбуждением. При дальнейшем торможении включалась САУТ (система автоматического управления торможением) и при напряжении в контактной сети ниже, чем на коллекторах включенных последовательно двигателей, шел процесс рекуперативного торможения. При повышении напряжения в контактной сети выше - В происходило замещение рекуперативного торможения реостатным с независимым возбуждением, причем из-за различий в установках реле напряжения отдельные вагоны поезда могли работать с рекуперацией, а другие с реостатным торможением. При падении скорости до 5- км/ч осуществлялось дотормаживание электропневматическими тормозами как моторных, так и прицепных вагонов. В случае применения пневматического торможения на моторных вагонах срабатывала защита, отключавшая быстродействующий выключатель и предотвращавшая заклинивание колесных пар. Комбинации средств торможения на железнодорожном транспорте приведены в приложении 2. Конструктивное исполнение дисков. Вагоны семейства УапоЬаЬп. Рис. Рис. Рис. Рис. Тормозной диск на колесе электропоезда TGV Duplex. Рис. Общий вид ступичного привода с тормозным диском.