Підвищення безпечної швидкості вантажних вагонів шляхом оснащення пристроями стабілізації руху
Loading...
Date
2011
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UA: Дисертація присвячена забезпеченню стійкості руху вантажних вагонів колії 1520 мм із швидкістю 120 км/год (100 км/год – для старотипних) на протязі усього їх життєвого циклу (за умови якісного технічного утримання та ремонту). Показано, що існуючі обмеження швидкості поїзної та маневрової роботи до 70÷80 км/год пов’язані з величиною критичної швидкості вагонів на візках мод. 18-100 (з клиновими «гасниками Ханіна»), перевищення якої складає загрожує безпеці руху і, як правило, закінчується аварійними сходами з рейок.
Визначені ознаки втрати стійкості руху вантажними вагонами, залежність критичної швидкості від зносів ходових частин, стану завантаженості вагона та плану колії. Показано, що демпфуванню виляння частин візків мод. 18-100 перешкоджають «зайвий» конструктивний ступінь вільності та некомпенсовані зноси клинового гасника. Вплив вказаних факторів вдалось усунути під час модернізації вагонів за проектом С.03.04 (з елементами »А. СТАКІ» — інструкція ЦВ-0083). Проведено аналіз безпечності реалізації конструктивної швидкості вагонами нового покоління на візках мод.18-7020, 18-579 та ін.
Розроблено альтернативний спосіб збільшення критичної швидкості вагонів існуючого парку шляхом їх ремонту за технологією «ДНІПРО» для можливості їх подальшої безпечної експлуатації з швидкістю до 100 км/год (категорія «s» за класифікацією ОСЗ/МСЗ/UIC).
RU: Диссертация посвящена обеспечению устойчивости движения грузовых вагонов колеи 1520 мм со скоростью 120 км/ч (100 км/ч – для старотипных) во всей продолжительности их жизненного цикла (при условии качественного технического содержания и ремонта). Показано, что существующие ограничения скорости поездной и маневровой работы до 70÷80 км/ч связаны с величиной критической скорости вагонов на тележках мод. 18-100 (с клиновыми «гасителями Ханина»), превышение которой составляет угрозу безопасности движения и, как правило, заканчивается аварийными сходами с рельсов. Определены признаки потери устойчивости движения грузовыми вагонами, зависимость критической скорости от износов ходовых частей, состояния загруженности вагона и плана колеи. Показано, что демпфированию виляния частей тележек мод. 18-100 препятствуют «лишняя» конструктивная степень свободы и некомпенсированные износы клинового гасителя. Влияние указанных факторов удалось устранить при модернизации вагонов по проекту С.03.04 (с элементами «А. СТАКИ» - инструкция ЦВ УЗ-0083). Проведен анализ безопасности реализации конструктивной скорости вагонами нового поколения на тележках моделей 18-7020, 18-579 и др. Теоретическое исследование критической скорости грузового вагона выполнено двумя способами: с использованием теоремы А. М. Ляпунова (с заменой элементов фрикционного трения эквивалентными вязкими) и путем определения устойчивости на компьютерной динамической модели. Последний способ дал более достоверные результаты определения критических скоростей и параметров автоколебаний при потере устойчивости как типовым полувагоном, так и оборудованным стабилизирующими устройствами –упругими скользунами и штыревыми передачами. Разработана процедура обработки видеосъемки поперечных смещений колесной пары движущегося вагона в путевом зазоре с построением характеристики спектральной плотности, позволяющей достоверно определить наличие автоколебаний, как первичного признака потери вагоном устойчивости движения. Разработан и исследован альтернативный способ увеличения критической скорости вагонов существующего парка путем их деповского ремонта по технологии «ДНЕПР» с оборудованием специальными стабилизирующими устройствами – упругими скользунами ТАУС и штыревыми передачами. Расчеты на конечно-элементной 3D-модели, построенной из более 15 тыс. элементов, показали, что прочность и надежность боковины тележки после ремонта не снизились. Динамическими испытаниями подтверждено, что после такого ремонта возможна дальнейшая безопасная эксплуатация вагона со скоростью до 100 км/ч (категория «s» за классификацией ОСЖД/МСЖД/UIC). Расчет экономической эффективности от повышения скорости рудных поездов (6 составов ежесуточно) по направлению Кривой Рог –Ужгород (2,7 тыс. км) показал, что достигается сокращение используемых вагонов на 690 ед.,, локомотивов — на 11ед., годовая экономия составит 30 млн. руб. на 100 км. пути. Приказом Укрзализныци от 10.07.2007 г. № 365Ц утверждена инструкция о первом этапе повышения скорости грузовых поездов до 90-100 км/ч.
EN: Dissertation is devoted providing of firmness of motion at a speed of 100÷120 km/h of freight carriages of track 1520 mm on all of duration them life cycle (subject to the condition high-quality technical maintenance and repair). It is retuned that existent limitations of speed of train and mobile work to 70÷80 km/h are related to the size of stalling speed of carriages on the light carts of fashion 18-100 (with «absorber wedge type Khanin»), exceeding of which makes a threat safety of motion and, as a rule, ends with an emergency stair from rails. The signs of loss of firmness of motion freight carriages are certain, dependence of stalling speed on wear surfaces of workings parts, to the state of work-load of carriage and plan of track. It is retimed that to damping of wagging of parts of light carts of fashion 18-100 «еxtra» hinder structural degree of freedom and wear out uncompensated wedge absorber. Influence of the indicated factors succeeded to be removed during modernization of carriages on the project S.03.04 (with elements »A. Staki» is instruction of ЦВ-0083). The analysis of unconcern of realization of strctural speed is conducted by the carriages of new generation on the light carts of fashions 18-7020, 18-579 and other. The alternative method of increase of stalling speed of carriages of existent park is developed by their repair on technology «DNEPR» for possibility them subsequent safe exploitation with speed to 100 km/h (a category of «s» is after classification of UIC).
RU: Диссертация посвящена обеспечению устойчивости движения грузовых вагонов колеи 1520 мм со скоростью 120 км/ч (100 км/ч – для старотипных) во всей продолжительности их жизненного цикла (при условии качественного технического содержания и ремонта). Показано, что существующие ограничения скорости поездной и маневровой работы до 70÷80 км/ч связаны с величиной критической скорости вагонов на тележках мод. 18-100 (с клиновыми «гасителями Ханина»), превышение которой составляет угрозу безопасности движения и, как правило, заканчивается аварийными сходами с рельсов. Определены признаки потери устойчивости движения грузовыми вагонами, зависимость критической скорости от износов ходовых частей, состояния загруженности вагона и плана колеи. Показано, что демпфированию виляния частей тележек мод. 18-100 препятствуют «лишняя» конструктивная степень свободы и некомпенсированные износы клинового гасителя. Влияние указанных факторов удалось устранить при модернизации вагонов по проекту С.03.04 (с элементами «А. СТАКИ» - инструкция ЦВ УЗ-0083). Проведен анализ безопасности реализации конструктивной скорости вагонами нового поколения на тележках моделей 18-7020, 18-579 и др. Теоретическое исследование критической скорости грузового вагона выполнено двумя способами: с использованием теоремы А. М. Ляпунова (с заменой элементов фрикционного трения эквивалентными вязкими) и путем определения устойчивости на компьютерной динамической модели. Последний способ дал более достоверные результаты определения критических скоростей и параметров автоколебаний при потере устойчивости как типовым полувагоном, так и оборудованным стабилизирующими устройствами –упругими скользунами и штыревыми передачами. Разработана процедура обработки видеосъемки поперечных смещений колесной пары движущегося вагона в путевом зазоре с построением характеристики спектральной плотности, позволяющей достоверно определить наличие автоколебаний, как первичного признака потери вагоном устойчивости движения. Разработан и исследован альтернативный способ увеличения критической скорости вагонов существующего парка путем их деповского ремонта по технологии «ДНЕПР» с оборудованием специальными стабилизирующими устройствами – упругими скользунами ТАУС и штыревыми передачами. Расчеты на конечно-элементной 3D-модели, построенной из более 15 тыс. элементов, показали, что прочность и надежность боковины тележки после ремонта не снизились. Динамическими испытаниями подтверждено, что после такого ремонта возможна дальнейшая безопасная эксплуатация вагона со скоростью до 100 км/ч (категория «s» за классификацией ОСЖД/МСЖД/UIC). Расчет экономической эффективности от повышения скорости рудных поездов (6 составов ежесуточно) по направлению Кривой Рог –Ужгород (2,7 тыс. км) показал, что достигается сокращение используемых вагонов на 690 ед.,, локомотивов — на 11ед., годовая экономия составит 30 млн. руб. на 100 км. пути. Приказом Укрзализныци от 10.07.2007 г. № 365Ц утверждена инструкция о первом этапе повышения скорости грузовых поездов до 90-100 км/ч.
EN: Dissertation is devoted providing of firmness of motion at a speed of 100÷120 km/h of freight carriages of track 1520 mm on all of duration them life cycle (subject to the condition high-quality technical maintenance and repair). It is retuned that existent limitations of speed of train and mobile work to 70÷80 km/h are related to the size of stalling speed of carriages on the light carts of fashion 18-100 (with «absorber wedge type Khanin»), exceeding of which makes a threat safety of motion and, as a rule, ends with an emergency stair from rails. The signs of loss of firmness of motion freight carriages are certain, dependence of stalling speed on wear surfaces of workings parts, to the state of work-load of carriage and plan of track. It is retimed that to damping of wagging of parts of light carts of fashion 18-100 «еxtra» hinder structural degree of freedom and wear out uncompensated wedge absorber. Influence of the indicated factors succeeded to be removed during modernization of carriages on the project S.03.04 (with elements »A. Staki» is instruction of ЦВ-0083). The analysis of unconcern of realization of strctural speed is conducted by the carriages of new generation on the light carts of fashions 18-7020, 18-579 and other. The alternative method of increase of stalling speed of carriages of existent park is developed by their repair on technology «DNEPR» for possibility them subsequent safe exploitation with speed to 100 km/h (a category of «s» is after classification of UIC).
Description
Захист – 26 жовтня 2011 р., Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Keywords
вантажні вагони, стійкість руху вагона, критична швидкість, автоколивання виляння, пружні, динамічна модель, грузовые вагоны, устойчивость движения вагона, критическая скорость, автоколебания виляния, упругие, динамическая модель, freight cars, resistance movement coach, the critical velocity, wagging oscillations, elastic bears, the dynamic model
Citation
Мельничук В. О. Підвищення безпечної швидкості вантажних вагонів шляхом оснащення пристроями стабілізації руху : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.22.07. Дніпропетровськ, 2011. 21 с.