Совершенствование конструкции ходовых частей локомотивов
Loading...
Files
Date
2013
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
RU: Цель. Для определения динамических качеств магистральных грузовых локомотивов, которые характеризуют их безопасное движение по прямолинейным и криволинейным участкам пути во всем диапазоне эксплуатационных скоростей, необходим целый комплекс исследований, который включает в себя выбор расчетной схемы, разработку соответствующей математической модели пространственных колебаний локомотива, составление компьютерной программы вычислений, проведение теоретических, а потом и экспериментальных исследований новых конструкций. При этом необходимо выполнить сопоставление результатов
с показателями существующих конструкций. Одним из необходимых условий качественного улучшения
тягового подвижного состава железных дорог является определение параметров его ходовых частей. Среди
вопросов, связанных с этой проблемой, важное место занимает задача определения динамических качеств
локомотивов на стадии проектирования с учетом выбранных технических решений в конструкции ходовых
частей. Методика. Исследования математического моделирования проводятся методом численного интегрирования динамической нагруженности магистрального локомотива с использованием программного комплекса «Dynamics of Rail Vehicles» («DYNRAIL»). Результаты. Результаты исследований совершенствования конструкций ходовых частей локомотивов показали, что создание современного локомотива требует от
конструкторов и ученых реализации научных и технических решений, обеспечивающих повышение конструкционной скорости с одновременным улучшением тяговых, тормозных и динамических качеств; простоту
и надежность конструкции, особенно ходовой части, позволяющей снизить расходы на обслуживание и ремонт; низкую первоначальную стоимость и эксплуатационные расходы в расчете на весь жизненный цикл;
высокую силу тяги при трогании, максимально приближенную к предельной по сцеплению; возможность
работы в режиме кратной тяги; достаточную конструкционную скорость. Практическая значимость. Актуальным
при совершенствовании конструкций подвижного состава является обобщение теоретических, научно-
методических, экспериментальных исследований, направленных на дальнейшее улучшение ходовых частей
магистральных локомотивов перспективных конструкций. Рассмотренные усовершенствования конструктивных особенностей элементов ходовых частей некоторых типов современных магистральных локомотивов, обеспечивающие необходимые динамические показатели движения экипажа, имеют практическую ценность, могут быть использованы в дальнейших разработках.
UK: Мета. Для визначення динамічних якостей магістральних вантажних локомотивів, які характеризують безпечний рух по прямолінійних і криволінійних ділянках колії у всьому діапазоні експлуатаційних швидкостей, необхідний цілий комплекс досліджень, який включає вибір розрахункової схеми, розробку відповідної математичної моделі просторових коливань локомотива, складання комп’ютерної програми обчислювань, проведення теоретичних, а потім і експериментальних досліджень нових конструкцій. При цьому необхідно виконати зіставлення результатів з показниками існуючих конструкцій. Однією з необхідних умов якісного поліпшення тягового рухомого складу залізниць є визначення параметрів його ходових частин. Серед питань, пов’язаних з цією проблемою, важливе місце займає задача визначення динамічних якостей локомотивів на стадії проектування з урахуванням обраних технічних рішень в конструкції ходових частин. Методика. Дослідження математичного моделювання виконувалося методом числового інтегрування динамічної завантаженості магістрального локомотива з використанням програмного комплексу «Dynamics of Rail Vеhicles» («DYNRAIL»). Результати. У результаті досліджень удосконалення конструкцій ходових частин локомотивів видно, що створення сучасного локомотива потребує від конструкторів і вчених реалізації наукових і технічних рішень, що забезпечують підвищення конструкційної швидкості з одночасним поліпшенням тягових, гальмівних і динамічних якостей; простоту та надійність конструкції, особливо ходової частини, що дозволяє знизити витрати на обслуговування і ремонт, низьку початкову вартість і експлуатаційні витрати в розрахунку на весь життєвий цикл; високу силу тяги, максимально наближену до граничної за зчепленням; можливість роботи в режимі кратної тяги; достатню конструкційну швидкість. Практична значимість. Актуальним при удосконаленні конструкцій рухомого складу є узагальнення теоретичних, науково-методичних, експериментальних досліджень, спрямованих на подальше покращення ходових частин магістральних локомотивів перспективних конструкцій. Розглянуті удосконалення конструктивних особливостей елементів ходових частин деяких типів сучасних магістральних локомотивів, які забезпечують необхідні динамічні показники руху екіпажу, мають практичну цінність, можуть бути використані в подальших розробках.
EN: Purpose. To determine the dynamic qualities of the mainline freight locomotives characterizing the safe motion in tangent and curved track sections at all operational speeds, one needs a whole set of studies, which includes a selection of the design scheme, development of the corresponding mathematical model of the locomotive spatial fluctuations, construction of the computer calculation program, conducting of the theoretical and then experimental studies of the new designs. In this case, one should compare the results with existing designs. One of the necessary conditions for the qualitative improvement of the traction rolling stock is to define the parameters of its running gears. Among the issues related to this problem, an important place is occupied by the task of determining the locomotive dynamic properties on the stage of projection, taking into account the selected technical solutions in the running gear design. Methodology. The mathematical modeling studies are carried out by the numerical integration method of the dynamic loading for the mainline locomotive using the software package «Dynamics of Rail Vehicles » («DYNRAIL»). Findings. As a result of research for the improvement of locomotive running gear design it can be seen that the creation of the modern locomotive requires from engineers and scientists the realization of scientific and technical solutions. The solutions enhancing design speed with simultaneous improvement of the traction, braking and dynamic qualities to provide a simple and reliable design, especially the running gear, reducing the costs for maintenance and repair, low initial cost and operating costs for the whole service life, high traction force when starting, which is as close as possible to the ultimate force of adhesion, the ability to work in multiple traction mode and sufficient design speed. Practical Value. The generalization of theoretical, scientific and methodological, experimental studies aimed at further improvement of the running parts for the mainline locomotives of promising designs is urgent for improving the rolling stock design. The observed improvements of the design features of the running gear elements for some types of the modern mainline locomotives, providing the necessary dynamic parameters of the vehicle movement are relevant; they have the practical value and can be used for further developments.
UK: Мета. Для визначення динамічних якостей магістральних вантажних локомотивів, які характеризують безпечний рух по прямолінійних і криволінійних ділянках колії у всьому діапазоні експлуатаційних швидкостей, необхідний цілий комплекс досліджень, який включає вибір розрахункової схеми, розробку відповідної математичної моделі просторових коливань локомотива, складання комп’ютерної програми обчислювань, проведення теоретичних, а потім і експериментальних досліджень нових конструкцій. При цьому необхідно виконати зіставлення результатів з показниками існуючих конструкцій. Однією з необхідних умов якісного поліпшення тягового рухомого складу залізниць є визначення параметрів його ходових частин. Серед питань, пов’язаних з цією проблемою, важливе місце займає задача визначення динамічних якостей локомотивів на стадії проектування з урахуванням обраних технічних рішень в конструкції ходових частин. Методика. Дослідження математичного моделювання виконувалося методом числового інтегрування динамічної завантаженості магістрального локомотива з використанням програмного комплексу «Dynamics of Rail Vеhicles» («DYNRAIL»). Результати. У результаті досліджень удосконалення конструкцій ходових частин локомотивів видно, що створення сучасного локомотива потребує від конструкторів і вчених реалізації наукових і технічних рішень, що забезпечують підвищення конструкційної швидкості з одночасним поліпшенням тягових, гальмівних і динамічних якостей; простоту та надійність конструкції, особливо ходової частини, що дозволяє знизити витрати на обслуговування і ремонт, низьку початкову вартість і експлуатаційні витрати в розрахунку на весь життєвий цикл; високу силу тяги, максимально наближену до граничної за зчепленням; можливість роботи в режимі кратної тяги; достатню конструкційну швидкість. Практична значимість. Актуальним при удосконаленні конструкцій рухомого складу є узагальнення теоретичних, науково-методичних, експериментальних досліджень, спрямованих на подальше покращення ходових частин магістральних локомотивів перспективних конструкцій. Розглянуті удосконалення конструктивних особливостей елементів ходових частин деяких типів сучасних магістральних локомотивів, які забезпечують необхідні динамічні показники руху екіпажу, мають практичну цінність, можуть бути використані в подальших розробках.
EN: Purpose. To determine the dynamic qualities of the mainline freight locomotives characterizing the safe motion in tangent and curved track sections at all operational speeds, one needs a whole set of studies, which includes a selection of the design scheme, development of the corresponding mathematical model of the locomotive spatial fluctuations, construction of the computer calculation program, conducting of the theoretical and then experimental studies of the new designs. In this case, one should compare the results with existing designs. One of the necessary conditions for the qualitative improvement of the traction rolling stock is to define the parameters of its running gears. Among the issues related to this problem, an important place is occupied by the task of determining the locomotive dynamic properties on the stage of projection, taking into account the selected technical solutions in the running gear design. Methodology. The mathematical modeling studies are carried out by the numerical integration method of the dynamic loading for the mainline locomotive using the software package «Dynamics of Rail Vehicles » («DYNRAIL»). Findings. As a result of research for the improvement of locomotive running gear design it can be seen that the creation of the modern locomotive requires from engineers and scientists the realization of scientific and technical solutions. The solutions enhancing design speed with simultaneous improvement of the traction, braking and dynamic qualities to provide a simple and reliable design, especially the running gear, reducing the costs for maintenance and repair, low initial cost and operating costs for the whole service life, high traction force when starting, which is as close as possible to the ultimate force of adhesion, the ability to work in multiple traction mode and sufficient design speed. Practical Value. The generalization of theoretical, scientific and methodological, experimental studies aimed at further improvement of the running parts for the mainline locomotives of promising designs is urgent for improving the rolling stock design. The observed improvements of the design features of the running gear elements for some types of the modern mainline locomotives, providing the necessary dynamic parameters of the vehicle movement are relevant; they have the practical value and can be used for further developments.
Description
С. Мямлін: ORCID 0000-0002-7383-9304; Л. Недужа: ORCID 0000-0002-7038-3006
Keywords
магистральный локомотив, конструкция, кузов, ходовая часть, тележка, связи, наклонные тяги, тяговые усилия, динамические показатели, магістральний локомотив, конструкція, кузов, ходова частина, візок, зв’язки, похилі тяги, тягові зусилля, динамічні показники, main locomotive construction, body, running parts, bogie, communication, oblique thrust, traction forces, dynamic performance, КБМ
Citation
Мямлин С.В. Совершенствование конструкции ходових частей локомотивов [Текст] / С. В. Мямлин, Л. А. Недужая // Наука та прогрес трансп. Вісн. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. – 2013. – № 5(47). – С. 124–136. – DOI: 10.15802/stp2013/17977.