Development a Forecasting Method of Friction Pairs Wear of the Current Collection
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Wydawnictwo Instytutu Kolejnictwa, Warszawa
Abstract
EN: Development a forecasting method of friction pairs wear of the current collection on electric rail transport.Relevance. The most costly in the operation of the electrified railway transport are maintenance and repair of contact networks and pantographs. The costs magnitude depends of the catenary type, electric rolling stock, materials of the friction pair "contact wire – contact strip" and environment parameters. For today there is no consensus regarding the choice of the pantograph contact strips type for the specific operating conditions of the electric rolling stock. Therefore, the resource elements of the friction pair inefficiently used. A solution to this problem would be to a forecasting method of friction pairs wear of the current collection. Scientific novelty. Developed a method forecasting wear of contact wires and contact strips basis on the of the neural network model. To build a neural network was used the experimental dependences and was taken into account the change pressing force of the pantograph along span of the catenary, current value, current collecting elements type and modify the parameters environment. Practical importance. The proposed method allows to estimate the wear of the contact pair without the necessity for additional bench tests. This will significantly increase the effectiveness of the design new and modernization of already-exploited contact network sections.
UK: Мета. Розробити метод прогнозування зношування пар тертя при струмознімання електрифікованим залізничному транспорті. Актуальність. Найбільш витратною статтею витрат при експлуатації електрифікованого залізничного транспорту є витрати на обслуговування і ремонт контактної мережі та струмоприймачів. Розмір цих витрат залежить від типу контактної підвіски на ділянці, де експлуатується електрорухомий склад, матеріалів пари тертя «контактний провід - струмознімальний елемент» і параметрів навколишнього середовища. У зв'язку з відсутністю єдиної думки щодо вибору типу струмознімальних елементів, для конкретних умов експлуатації електрорухомого складу, виникає ситуація нераціонального використання ресурсу елементів пари тертя. Рішенням цього питання може слугувати розробка методу прогнозування зношування пари тертя «контактний провід - струмознімальних елемент». Наукова новизна. Розроблено метод прогнозування зношування контактних проводів і струмознімальних елементів, на базі нейромережевої моделі, побудованої на підставі експериментальних залежностей, який враховує зміну сили натискання струмоприймача в прогоні, тип контактної підвіски, величину струму, що знімається, тип струмознімальних елементів і зміну параметрів навколишнього середовища. Практична значимість. Пропонований метод розрахунку інтенсивності зношування контактного проводу та струмознімальних елементів дозволяє оцінювати зношування контактної пари без проведення додаткових стендових випробувань що значним чином підвищить ефективність проектування нових і модернізації вже експлуатованих ділянок контактної мережі.
RU: Цель: Разработка метода предусмотрения износа фрикционных пар токоприемников в тяговом железнодорожном транспорте Значение: Содержание и ремонт системы электрической тяги и пантографов являются найболее дорогими в эксплуатации электрического железнодорожного транспорта. Стоимость зависит от типа тяговой сети, электрического подвижного состава, материалов, из которых сделаны фрикционные пары, т.е. контактный провод и контактная вставка а также параметров окружающей среды. До сих пор нет согласия по вопросу выбора конкретного типа контактной вставки пантографа для конкретных эксплуатационных условий электрического подвижного состава. В связи с этим ресурсы элементов фрикционных пар нееффективно использованы. Решением этой проблемы может быть метод предусмотрения износа фрикционных пар токоприемников. Научная инновация: Разработанный метод предусмотрения износа фрикционных пар контактного провода и контактной вставки основана на модели нейронной сети. Для постройки нейронной сети были использованы экспериментальные зависимости и учтены изменение силы давления на пантограф вдоль контактного провода, значение тока, типы элементов токоприемников и изменений параметров окружающей среды. Практическое значение: Предложен метод позволяет оценить износ фрикционной пары провода без необходимости проведения дополнительных стендовых испытаний, что значительно увеличит эффективность проектирования новых и модернизации существующих участков тяговой сети.
PL: Metoda prognozowania zużycia par ciernych w urządzeniach odbierających prąd Streszczenie Cel: Opracowanie metody prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierających prąd w kolejowej trakcji elektrycznej. Znaczenie: Utrzymanie i naprawa systemu sieci trakcyjnej i pantografów są najbardziej kosztowne w eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. Wielkość kosztów zależy od typu sieci trakcyjnej, elektrycznego taboru kolejowego, materiałów, z których są wykonane pary cierne, tzn. przewodu jezdnego i nakładki stykowej oraz parametrów środowiska. Do dzisiaj nie dokonano wyboru typu nakładki stykowej pantografu dla konkretnych warunków eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. W związku z tym, właściwości elementów par ciernych nie są efektywnie wykorzystywane. Rozwiązaniem tego problemu może być metoda prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierania prądu. Innowacja naukowa: Opracowana metoda prognozowania zużycia par ciernych przewodu jezdnego i nakładki stykowej jest oparta na modelu sieci neuronowej. W celu zbudowania sieci neuronowej wykorzystano zależności eksperymentalne i wzięto pod uwagę zmianę sił nacisku na pantograf wzdłuż przewodu trakcyjnego, wartość prądu, typy elementów urządzeń odbierania prądu i zmiany parametrów środowiska. Znaczenie praktyczne: Zaproponowana metoda pozwala ocenić zużycie pary ciernej przewodu bez konieczności przeprowadzenia dodatkowych badań stanowiskowych, co znacznie zwiększy efektywność projektowania nowych i modernizacji już istniejących odcinków sieci trakcyjnej.
UK: Мета. Розробити метод прогнозування зношування пар тертя при струмознімання електрифікованим залізничному транспорті. Актуальність. Найбільш витратною статтею витрат при експлуатації електрифікованого залізничного транспорту є витрати на обслуговування і ремонт контактної мережі та струмоприймачів. Розмір цих витрат залежить від типу контактної підвіски на ділянці, де експлуатується електрорухомий склад, матеріалів пари тертя «контактний провід - струмознімальний елемент» і параметрів навколишнього середовища. У зв'язку з відсутністю єдиної думки щодо вибору типу струмознімальних елементів, для конкретних умов експлуатації електрорухомого складу, виникає ситуація нераціонального використання ресурсу елементів пари тертя. Рішенням цього питання може слугувати розробка методу прогнозування зношування пари тертя «контактний провід - струмознімальних елемент». Наукова новизна. Розроблено метод прогнозування зношування контактних проводів і струмознімальних елементів, на базі нейромережевої моделі, побудованої на підставі експериментальних залежностей, який враховує зміну сили натискання струмоприймача в прогоні, тип контактної підвіски, величину струму, що знімається, тип струмознімальних елементів і зміну параметрів навколишнього середовища. Практична значимість. Пропонований метод розрахунку інтенсивності зношування контактного проводу та струмознімальних елементів дозволяє оцінювати зношування контактної пари без проведення додаткових стендових випробувань що значним чином підвищить ефективність проектування нових і модернізації вже експлуатованих ділянок контактної мережі.
RU: Цель: Разработка метода предусмотрения износа фрикционных пар токоприемников в тяговом железнодорожном транспорте Значение: Содержание и ремонт системы электрической тяги и пантографов являются найболее дорогими в эксплуатации электрического железнодорожного транспорта. Стоимость зависит от типа тяговой сети, электрического подвижного состава, материалов, из которых сделаны фрикционные пары, т.е. контактный провод и контактная вставка а также параметров окружающей среды. До сих пор нет согласия по вопросу выбора конкретного типа контактной вставки пантографа для конкретных эксплуатационных условий электрического подвижного состава. В связи с этим ресурсы элементов фрикционных пар нееффективно использованы. Решением этой проблемы может быть метод предусмотрения износа фрикционных пар токоприемников. Научная инновация: Разработанный метод предусмотрения износа фрикционных пар контактного провода и контактной вставки основана на модели нейронной сети. Для постройки нейронной сети были использованы экспериментальные зависимости и учтены изменение силы давления на пантограф вдоль контактного провода, значение тока, типы элементов токоприемников и изменений параметров окружающей среды. Практическое значение: Предложен метод позволяет оценить износ фрикционной пары провода без необходимости проведения дополнительных стендовых испытаний, что значительно увеличит эффективность проектирования новых и модернизации существующих участков тяговой сети.
PL: Metoda prognozowania zużycia par ciernych w urządzeniach odbierających prąd Streszczenie Cel: Opracowanie metody prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierających prąd w kolejowej trakcji elektrycznej. Znaczenie: Utrzymanie i naprawa systemu sieci trakcyjnej i pantografów są najbardziej kosztowne w eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. Wielkość kosztów zależy od typu sieci trakcyjnej, elektrycznego taboru kolejowego, materiałów, z których są wykonane pary cierne, tzn. przewodu jezdnego i nakładki stykowej oraz parametrów środowiska. Do dzisiaj nie dokonano wyboru typu nakładki stykowej pantografu dla konkretnych warunków eksploatacji elektrycznego taboru kolejowego. W związku z tym, właściwości elementów par ciernych nie są efektywnie wykorzystywane. Rozwiązaniem tego problemu może być metoda prognozowania zużycia par ciernych urządzeń odbierania prądu. Innowacja naukowa: Opracowana metoda prognozowania zużycia par ciernych przewodu jezdnego i nakładki stykowej jest oparta na modelu sieci neuronowej. W celu zbudowania sieci neuronowej wykorzystano zależności eksperymentalne i wzięto pod uwagę zmianę sił nacisku na pantograf wzdłuż przewodu trakcyjnego, wartość prądu, typy elementów urządzeń odbierania prądu i zmiany parametrów środowiska. Znaczenie praktyczne: Zaproponowana metoda pozwala ocenić zużycie pary ciernej przewodu bez konieczności przeprowadzenia dodatkowych badań stanowiskowych, co znacznie zwiększy efektywność projektowania nowych i modernizacji już istniejących odcinków sieci trakcyjnej.
Description
A. Antonov: ORCID 0000-0001-5701-6087; V. Sychenko: ORCID 0000-0002-9533-2897
Keywords
forecasting, neuron, current collector, contact strips, contact wire, wear, прогнозування, нейрон, струмознімання, струмознімальний елемент, контактний провід, зношування, предусмотрение, нейрон, токоприемник, контактная вставка, контактной провод, prognozowanie, neuron, odbierak prądu, nakładka stykowa, przewód jezdny, zużycie, КІСЕ
Citation
Antonov, A. V. Development a Forecasting Method of Friction Pairs Wear of The Current Collection / A. V. Antonov, Yu. L. Bolshakov, V. G. Sychenko // Problemy kolejnictwa. – 2017. – Tom. 61, No 177. – P. 13-19.