Прогнозирование динамических процессов в механической части текстропно-карданного привода подвагонного вентильно-индукторного генератора

• Автор: Булавин, Юрий Павлович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ПРИВОДОВ ПОДВАГОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ И ДИНАМИКИ ВАГОНА

1.1. Конструкция и особенности работы приводов подвагонных генераторов

1.2. Пути совершенствования приводов подвагонного генератора и особенности моделирования

1.3. Программные средства анализа математических моделей

1.4. Средства регистрации ускорений узлов вагона во время его движения

1.5. Выводы и постановка задач

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА ПОДВАГОННОГО ВЕНТИЛЬНОИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА

2.1. Математическая модель крутильных колебаний

в приводе подвагонного вентильноиндукторного генератора

2.1.1. Особенности работы карданного вала
2.1.2. Дифференциальные уравнения крутильных колебаний в приводе
2.2. Математическая модель колебаний генератора
на раме тележки в вертикальной продольной плоскости
2.2.1 Дифференциальные уравнения колебаний генератора с системой подвешивания шарнирного типа
2.2.1. Дифференциальные уравнения колебаний генератора с системой подвешивания нешарнирного типа
2.3. Дифференциальные уравнения колебаний железнодорожного вагона в вертикальной продольной плоскости
2.4. Выводы
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА ПОДВАГОННОГО ВЕНТИЛЬНОИНДУКТОРНОГО ГЕНЕРАТОРА
3.1. Структура исследований динамических процессов
в механической части привода подвагонного вентильноиндукторного генератора
3.2. Анализ крутильных колебаний в приводе подвагонного генератора
3.3. Анализ колебаний тележек пассажирского
и рефрижераторного вагонов в вертикальной продольной плоскости
3.4. Анализ колебаний генератора с различными системами подвешивания к раме тележки
3.4.1. Колебания генератора, шарнирно закрепленного на раме тележки
3.4.2. Колебания генератора с нешарнирной системой подвешивания
3.5. Выводы
4. СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ С ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ
4.1. Экспериментальное исследование ускорений тележки пассажирского вагона
4.2. Обработка экспериментальных данных
4.3. Сравнение результатов экспериментального
и теоретического исследований
4.4. Выводы
5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СНИЖЕНИЮ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК В МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРИВОДА
5.1. Рекомендации по снижению крутильных колебаний
в приводе подвагонного генератора
5.2. Рекомендации по снижению колебаний
генератора на раме тележки
5.3. Оценка экономической эффективности
предлагаемых решений
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Рассмотрены современные математические программные пакеты и средства измерения динамических характеристик движущихся объектов, определены задачи исследования. Вторая глава содержит разработанные математические модели, которые позволяют исследовать динамические процессы в текстропно-карданном приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора. Разработана математическая модель крутильных колебаний в приводе подвагонного вентильно-индукторного генератора с учетом особенностей работы ременной и карданной передач. Разработана математическая модель колебаний подвагонного генератора на раме тележки с учетом различных систем его крепления и нелинейных свойств рессорного подвешивания вагона. В третьей главе представлены результаты теоретического исследования динамических процессов в механической части привода подвагонного вентильно-индукторного генератора и тележке железнодорожного вагона на основе созданных моделей. Определены стохастические модели возмущающего воздействия со стороны пути, необходимые для решения поставленных задач. В результате вычислительных экспериментов установлены значения ускорений и перемещений тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов в местах подвешивания генератора. Найдены обобщенные частотные характеристики ускорений концевой балки тележек пассажирского и рефрижераторного вагонов. Путем расчета карт показателей Ляпунова исследованы благоприятные и неблагоприятные режимы работы систем подвешивания генератора к раме тележки на основе анализа областей параметрической устойчивости решений дифференциальных уравнений. Исследованы крутильные колебания в приводе вентильно-индукторного генератора. На основе исследований предложены пути совершенствования элементов привода. В четвертой главе предложена опытная система регистрации ускорений па вагоне, выполненная на современной элементной базе. Представлены результаты проведенного натурного эксперимента по регистрации уровня ускорений тележки пассажирского вагона на Северо-Кавказской железной дороге. Кроме того, результаты моделирования сопоставлены с данными, полученными другими исследователями. В результате установлено, что погрешность математического моделирования не превышает 9,4 % в сравнении с экспериментальными данными, что является достаточным. В пятой главе на основе результатов, полученных в предыдущих главах, намечены пути совершенствования элементов привода. Анализ данных математического моделирования позволил разработать схему подвешивания генератора к раме тележки, позволяющую снизить уровень динамических нагрузок на него. Найдены рациональные значения жесткостей и коэффициентов демпфирования в предложенной подвеске генератора. Для снижения уровня крутильных колебаний рекомендовано применение упругой муфты с определенными значениями жесткости и коэффициента демпфирования. Рассчитан технико-экономический эффект от применения исследуемого привода на рефрижераторном подвижном составе. В настоящее время сложилось несколько видов систем энергоснабжения пассажирского и рефрижераторного вагона в пути следования (рис. Рис. Приводы подвагонных генераторов от оси колесной пары относятся к индивидуальным системам энергоснабжения. Они позволяют снабжать вагон электроэнергией мощностью до кВт. В работе [3] проведен обзор конструкций индивидуальных систем энергоснабжения ог средней части оси и от торца оси колесной пары (приложения 1 и 2). В процессе эксплуатации выявлены рациональные конструкции приводов, подробное описание которых можно найти в [7]. На существующем пассажирском подвижном составе можно выделить два типа привода но способу передачи крутящего момента от оси колесной пары. Для передачи мощности до кВт служит ременная передача, а до кВт - карданная. Реализация ременной передачи осуществлена в приводах ТРКП, ТК-2 и др. Карданная передача используется в редукторно-карданных приводах Стоун, ВБА- и других. Конструкции приводов с ременной и карданной передачами имеют свои преимущества и недостатки. В таблице 1. Таблица 1. Таблица 1. РК-1. Реакторно- карданный Е'П'Ю-З. З/б; ЕТЫО-3/5 (Фага I, Фага II) от торца шейки оси ГДР /. Текстропно редукторно- карданный ТРКП от торца шейки оси Россия 2ГВ.