Диссертация на тему "Влияние фрикционных процессов на реализацию сцепления колесных пар локомотивов с рельсами", скачать бесплатно автореферат по специальности 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . . . .

Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПУТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС С РЕЛЬСАМИ. . .

1.1. Удельные мощности локомотивов. Грузооборот. Расчетные коэффициенты сцепления

1.2. Образование силы сцепления колеса с рельсом

1.3. Влияние различных факторов на величину реализуемого коэффициента сцепления. Роль скольжения в реализации силы тяги локомотивом
1.4. Реология поверхностных слоев загрязнений колес и рельсов. Поверхности трения со специфическими загрязнениями.

1.5. Теплофизические процессы в зоне контакта колеса с рельсом

1.6. Вероятностный характер коэффициента сцепления колес с рельсами

1.7. Эффективность средств стабилизации сцепления колес с рельсами

1.8. Главные направления работ по улучшению сцепления колес с рельсами

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ РЕАЛИЗАЦИИ СИЛЫ ТЯГИ ЛОКОМОТИВАМИ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ. .
2.1. Методика проведения тяговых испытаний локомотивов .
2.1.1. Условия проведения тяговых испытаний локомотивов
Стр.
2.1.1.1. Выбор типа локомотива .
2.1.1.2. Выбор места и времени проведения испытаний
2.1.1.3. Выбор метода регистрации коэффициентов сцепления колесных пар локомотивов .
2.1.1.4. Методы регистрации исходного фрикционного состояния рельсового пути и погодных условий .
2.1.1.5. Методика обработки результатов измерений .
2.2. Эксплуатационные испытания локомотивов
2.2.1. Связь между исходными фрикционными характеристиками и коэффициентами сцепления локомотивов 2ТЭП3А, ТЭП и ТЭП .
2.2.2. Закономерности частоты возникновения боксования отдельных колесных пар локомотивов.
2.2.3. Влияние разгрузки колесных пар локомотивов
на степень реализации коэффициента сцепления.
2.2.4. Особенности изменения коэффициента сцепления
по колесным парам локомотивов
2.2.5. Влияние скольжения колесных пар локомотивов на величину коэффициента сцепления для различных исходных фрикционных состояний рельсового пути
2.2.6. Определение математической модели процесса сцепления колес локомотива с рельсами методом многофакторного планирования эксперимента
2.2.7. Определение затрат мощности тягового привода при скольжении отдельных колесных пар локомотивов . .
2.2.8. Влияние нагрева слоя поверхностных загрязнений на фрикционные характеристики дорожек трения рельсового пути. .
Стр.
Глава 3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС ЛОКОМОТИВОВ С РЕЛЬСАМИ.
3.1. Выбор критериев подобия при моделировании трения скольжения колеса по рельсу на стендеЮЗ
3.2. Стенд для исследования процессов трения . . 1о
3.3. Методика проведения лабораторных исследований на моделирующем стенде .
3.3.1. Планирование эксперимента.
3.3.2. Способы подготовки поверхностей трения
для проведения лабораторных исследований ПО
3.3.3. Методы нанесения слоев поверхностных загрязненийИЗ
3.3.4. Определение теплостойкости слоя поверхностных загрязнений колес и рельоов Ц
3.4. Методика обработки результатов лабораторных исследований.
3.5. Результаты лабораторных исследований И
3.5.1. Особенности процесса трения скольжения при длительном скольжении ролика моделирующей лабораторной установки по поверхности пластины .
3.5.2. Влияние толщины слоя поверхностных загрязнений на реализацию процесса трения скольжения ролика
по пластине
3.5.3. Влияние изменения удельной нагрузки в зоне контакта ролика с пластиной на их фрикционные характеристики
3.5.4. Зависимость коэффициента трения скольжения от скорости скольжения при различных удельных нагрузках в зоне контакта ролика с пластиной .
Стр.
3.5.5. Закономерности изменения коэффициента трения скольжения с ростом скорости скольжения для различных видов загрязнений фрикционных поверхностей .
3.5.6. Тепловая стойкость вещества поверхностных загрязнений
3.5.7. Результаты статистического планирования лабораторных исследований процессов трения колес по рельсу на моделирующей установке .
Глава 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОЖЖЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ЗОНЕ ТРЕНИЯ КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ НА ФРИКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ
4.1. Условия теплообмена в зоне контакта колеса с рельсом при реализации силы тяги локомотивом на
сильно загрязненных дорожках трения рельсов
Глава 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Влияние физикохимических и тепловых процессов, происходящих в зоне контакта, на фрикционные свойства колес и рельсов .
5.2. Пути повышения коэффициента сцепления и стабилизации фрикционных характеристик колес и рельсов. .
5.3. Взаимосвязь между процессами, определяющими сцепление колес с рельсами и фрикционными характеристиками рельсового пути
5.4. Методика определения ограничения величины силы тяги по условиям сцепления с учетом реальных фрикционных особенностей рельсового пути .
Стр.
5.5. Факторы, определяющие изменение основного коэффициента сцепления .
БЫВОда.
ЛИТЕРАТУРА

Исследованиями , , установлено, что изменение фрикционных свойств рельсового пути влечет за собой соответствующее изменение реализуемого коэффициента сцепления у , а значит и веса поезда более, чем на . При этом себестоимость перевозок различными локомотивами изменяется до рис. Затраты на разработку и осуществление мероприятий для стабилизации сцепления колес с рельсами окупаются снижением себестоимости перевозок. Изменение веса поезда при флуктуации фрикционных характеристик рельсового пути и в зависимости от этого изменения себестоимости перевозок показывает II , что для участка с грузопотоком в грузовом и порожнем направлениях млн. Нормирование условий эксплуатации локомотивов, определение важнейших показателей, таких, как вес поезда и скорость его движения по участку пути осуществляется на основании расчетного коэффициента сцепления одного из исходных параметров тяговых расчетов. При этом, установление обоснованных значений коэффициента сцепления осуществимо только при ясном понимании процессов, лежащих в основе взаимодействия колес с рельсами. Образование силы сцепления колеса с рельсом. Сцепление колес с рельсами представляет собой основу движения качения, связанного с реализацией сил тяги или торможения. В основе процесса сцепления лежат фрикционные взаимодействия, осуществляемые между колесами и рельсами. Количественным показателем этих взаимодействий является коэффициент сцепления колес подвижного состава с рельсами, представляющий собой отношение тягового тормозного усилия к вертикальной нагрузке колес на рельсы рис. II . ВЛ,
МбОКн. Нагрузка колеса и сила тяги. Нагрузка колеса и тормозной момент. Рис. Образование силы сцепления колеса с рельсом. Вк сила торможения тормозная сила , ,В сила сцепления,
V скорость движения. Р вертикальная нагрузка колес на рельсы, Н. Однако эти величины не являются неизменными, а во многом зависят от свойств подвижного состава и рельсового пути , , , . УЩ, . При скорости движения локомотива,близкой к нулю, коэффициент использования сцепного веса имеет наибольшее значение. С повышением скорости движения локомотива существенное влияние на сцепление начинает оказывать коэффициент использования сцепного веса, который значительно уменьшается. У подвижного состава и рельсового пути с хорошими ходовыми свойствами он уменьшается медленнее, а у подвижного состава с плохими ходовыми свойствами и цри плохом пути значительно быстрее и абсолютные значения коэффициентов сцепления бывают ниже. Аналогичным образом представляется коэффициент сцепления и для вагонов , . В ряде случаев удается поддерживать его на достаточно высоком уровне . Свойства же основного коэффициента сцепления и взаимная связь о и слабо изучены, а полученные значения реализуемого коэффициента сцепления характеризуются значительной дисперсией. При этом наибольшее влияние на разброс значений коэффициента сцепления оказывает скольжение колес по рельсам, характеризуемое коэффициентом , . Влияние различных факторов на величину реализуемого коэффициента сцепления. Роль скольжения в реализации силы тяги локомотивом. Опыт эксплуатации железных дорог и специально проведенные исследования 8, , , , показывают, что реализуемые локомотивами коэффициенты сцепления могут изменяться от 0, до 0, и значительно отличаться от расчетных. Необходимо, подчеркнуть, что разброс значений коэффициента сцепления и нижняя его граница как в работах Н. Куртиусом и Книффлером было установлено, что коэффициент сцепления должен представляться не одной зависимостью кривой , а в виде зоны, ширина которой зависит от изменения диапазона влияющих факторов. Наличие разброса экспериментальных данных показывает, что существуют факторы, определяющие изменение коэффициентов сцепления в эксплуатационных условиях. При выяснении причин, приводящих к значительным колебаниям величин коэффициента сцепления колес с рельсами, было установлено, что существенное влияние на величину реализуемых коэффициентов сцепления оказывает изменение фрикционных свойств поверхностей трения колес и рельсов, зависящих от множества различных внешних факторов. Анализ работ, выполненных Н. П.Петровым , А. Ю.Ишлинским , , Н. И.Глаголевым , , Д.

Название работы	Автор	Дата защиты
Особенности взаимодействия токоприемника с контактной подвеской при высоких скоростях движения электропоездов	Комарова, Ольга Александровна	2004
Повышение надежности автосцепного устройства грузовых вагонов на основе совершенствования контроля технического состояния пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов при ремонте	Пряников, Сергей Александрович	2008
Оценка нагруженности осей колёсных пар вагонов с учётом остаточных напряжений, вызванных механическим упрочнением	Томашевский, Сергей Брониславович	2012

Электронная библиотека диссертаций

Влияние фрикционных процессов на реализацию сцепления колесных пар локомотивов с рельсами