Повышение эксплуатационной эффективности люлечного подвешивания локомотивов применением опорных сферических шарниров

• Автор: Милованов, Алексей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 Литературный обзор

1.1 Узел соединения кузова и тележки с жесткой плоской цилиндрической опорой

1.2 Узел соединения кузова и тележки с маятниковыми опорами

1.3 Узел соединения кузова и тележки с использованием роликовых

1.4 Узел соединения кузова и тележки со шкворнем, пружинным поперечным возвращающим устройством и скользунами. Г

1.5 Узел соединения кузова и тележки с многоцелевым использованием пружин.

1.6 Узлы соединения кузова и тележки со шкворнями, люлечными устройствами и скользунами. 2

1.7 Выбор цели и постановка задач исследования

2 Основные предпосылки преждевременного выхода из строя деталей и характер передачи нагрузки серийным узлом люлечного подвешивания
2.1 Наличие признака неустойчивого статического равновесия при взаимодействии элементов шарнирных соединений узла 5
2.2 Мгновенная геометрическая изменяемость системы узлов серийного люлечного подвешивания 3
2.3 Наличие внутренней связи в шарнирных соединениях узла 3
2.4 Распределение усилий в узле, приводящее к появлению преждевременных износовых контактов
2.5 Влияние работы узла люлечного подвешивания на интенсивность износа
в системе колесо рельс 6
2.6 Выводы .

3 Разработка мер по совершенствованию конструкции узла люлечного подвешивания. Прочностная оценка
3.1 Элементы патентных исследований
3.2 Последовательность технических решений по доработке узла и их конструктивное воплощение 5
3.3 Проектноконструкторская проверка технических решений по доработке узла люлечного подвешивания
3.4 Выводы д
4. Экспериментальная проверка технических решений по доработке конструкции узла.
4.1. Предварительные ходовые испытания 9
4.2. Доработка экспериментальных узлов по результатам ходовых испытаний
5 Программное обеспечение статистической обработки показателей интенсивности износов элементов механической части электровоза о
5.1 Общие сведения о программе о
5.2 Информационные основы работы программы
5.3 Описание работы с программой У
5.4 Возможности адаптации программы для статистической обработки показателей состояния различных объектов наблюдения О
5.5 Выводы
6 Заключение ЩЦ
6.1 Основные выводы
6.2 Расчет экономической эффективности Ш
ЛИТЕРАТУРА


При этом нельзя забывать и о требовании обеспечения малой жесткости связи кузова и тележки по координате у, реализуемой в той же опоре [,,,]. Предложено техническое решение для опор, позволяющее частично удовлетворить эти противоречия. Опора (рис. Стержень удерживается в центральном положении двумя пружинными аппаратами, но под воздействием поперечных сил может поворачиваться относительно шарниров, обеспечивая упругую связь кузова с тележкой по координате у. Пружина аппарата выполнена с предварительным натягом. Обеспечивающие поперечную устойчивость кузова боковые упругие опоры могут иметь шарнирное или скользящее соединение с боковиной рамы тележки (узлы 1 и Н). Конструктивно маятниковые опоры (рис. З) представляют собой стойку 5, имеющую в верхней и нижней частях гнезда для резиновых конусов 4, выполняющих роль шарниров [,,]. В шкворневой поперечной балке тележки предусмотрено гнездо, в котором установлен опорный конус . Рис 1. Рис. Гнездо защищено от пыли брезентовым чехлом 9. В шкворневой поперечной балке кузова также предусмотрено гнездо с верхним опорным конусом 2, передающим нагрузку на верхний резиновый конус. К верхней части опоры через боковые проушины крепят возвращающий пружинный аппарат . Наружными проушинами через валики и износостойкие втулки он связан с кронштейнами рамы кузова . Пружины механизма всегда работают на сжатие независимо от направления смещения опоры. Эксплуатация электровозов с маятниковыми опорами показала, что такая конструкция не способна сдержать виляние тележки и обеспечить плавный ход локомотива [,,,]. В связи с этим были добавлены средства для создания момента сил сухого трения по координате срг. По этой причине на электровозах ВЛ стали устанавливать дополнительные опоры скольжения [,,,]. Боковые опоры электровозов ВЛ выполнены в виде подпружиненных качающихся стержней (рис. В этом случае нагрузка передается через приваренный к раме кузова наружный стакан 1, пружину 2, внутренний стакан 4 с износостойким вкладышем 3 и направляющими втулками, качающийся стержень 5 с головкой из марганцовистой стали, нижний вкладыш 6 и упорную пробку 7, допускающую регулировку положения стержня по высоте. Все трущиеся детали изготовлены из марганцовистой стали ГД. Верхняя часть опоры крепится на кронштейне 9 рамы кузова и снабжена направляющими втулками 8 и , обеспечивающими одноосную деформацию пружины . Усилие от пружины передается через внутренний стакан с износостойким вкладышем на стержень , который через вкладыш и регулировочные прокладки передает его на скользящую опору с наличником . Вертикальную нагрузку на опору, а следовательно, и уровень сил трения в скользунах можно регулировать, подбирая характеристики пружин и высоту прокладок [,,,]. Схема расположения опор на электровозах ВЛ и ВЛбОп показана на рис. Нагрузки на главные опоры равны ПбкН, на дополнительные качающиеся - кН, на дополнительно скользящие - 2 кН. Узел с маятниковыми опорами не нашел широкого распространения в локомотивостроении. Причиной этого стали заложенные в нем органические противоречия [,]. Так связь по координатам у и (р7 обеспечивается одним и тем же упругим элементом, а требования по первой координате (линейная невысокая жесткость, особенно в начальной части характеристики) не совместимы с требованиями по второй (высокая жесткость и, прежде всего в начальной части характеристики). В результате жесткость поперечной связи затрублена предварительным натягом, а также силами трения в опорах скольжения, которые работают не только при повороте, но и при относе тележки [,,]. Создание возвращающего усилия реализовано в конструкции роликовых опор (рис. Здесь используются закономерности перемещения материального объекта по наклонной поверхности [,]. Роликовые опоры применяют в качестве угловых возвращающих устройств на тепловозах: ТЭЗ; ТЭ7; ТЭ, у которых тележка относительно кузова имеет только одно перемещение - поворот в горизонтальной плоскости [2]. Постоянная возвращающая сила создастся горизонтальными составляющими Рг сил нормального давления N роликов на наклонную поверхность качения.