Дослідження властивостей струмознімальних елементів та їх впливу на ефективність роботи трибосистеми «контактний провід – вугільна вставка»
Loading...
Files
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UK: Мета. Наукова робота присвячена деталізованому аналізу взаємозв’язків у точці контакту пари тертя «контактний провід – струмознімальна вставка». В роботі необхідно: 1) дослідити якість виготовлення натурних зразків струмознімальних елементів різних виробників; 2) звузити діапазон твердості для вугільних вставок; 3) розробити методику сортування вугільних струмознімальних вставок за структурним параметром. Методика. Проведена робота ґрунтується на використанні положень теорії надійності технічних систем та електромеханічних процесів. Результати. У роботі досліджені взаємозв’язки в точці контакту пари тертя «контактний провід – струмознімальна вставка», встановлений зв’язок між твердістю та питомим електричним опором. Запропоновано звузити діапазон твердості вугільних вставок. Розроблена методика сортування вугільних струмознімальних вставок за твердістю, а в ході досліджень встановлена невідповідність струмознімальних вставок існуючим нормативним вимогам. Запропоновано екіпірувати полози струмоприймачів струмознімальними елементами за спеціальною схемою та розробити спеціалізований дослідницький комплекс, на якому можна буде проводити дослідження взаємодії пари тертя «контактний провід – струмознімальна вставка». Наукова новизна. В ході проведеного дослідження струмознімальних вставок встановлена різка структурна неоднорідність матеріалу та коливання щільності вставки по довжині. Встановлена залежність між твердістю вставок та питомим електричним опором. Проведений аналіз та зроблений висновок про необхідність зниження нормального інтервалу значень показника твердості. Базуючись на результатах проведених досліджень, отримані експериментальні залежності та запропонована методика для сортування вугільних струмознімальних вставок за структурним параметром. Практична значимість. Отримані результати досліджень вугільних струмознімальних вставок визначають необхідність використання методики для сортування вугільних струмознімальних вставок та використання спеціальної схеми при екіпіровці полозу струмоприймача. Це дозволить оптимізувати їх роботу, знаючи обмеження для меж експлуатації та вигляд цільової функції, якої необхідно досягти. Запропоновані заходи дозволяють зменшити інтенсивність електричного та механічного зношування матеріалів пари тертя «контактний провід – вставка
струмоприймача». А використання спеціалізованого комплексу для дослідження пари тертя дозволить проводити наукові роботи по визначенню інтенсивності зношування контактних поверхонь пари тертя та коефіцієнта тертя при різних зовнішніх факторах.
RU: Цель. Научная работа посвящена детализированному анализу взаимосвязей в точке контакта пары трения «контактный провод – токосъемная вставка». В работе необходимо: 1) исследовать качество изготовления натурных образцов токосъемных элементов разных производителей; 2) сузить диапазон твердости для угольных вставок; 3) разработать методику сортировки угольных токосъемных вставок по структурному параметру. Методика. Проведенная работа основывается на использовании положений теории надежности технических систем и электромеханических процессов. Результаты. В работе исследованы взаимосвязи в точке контакта пары трения «контактный провод – токосъемная вставка», установлена связь между твердостью и удельным электрическим сопротивлением. Предложено сузить диапазон твердости угольных вставок. Разработана методика сортировки угольных токосъемных вставок по твердости, а в ходе исследований установлено несоответствие токосъемных вставок существующим нормативным требованиям. Предложено экипировать полозы токоприемников токосъемными элементами по специальной схеме и разработать специализированный исследовательский комплекс, на котором можно будет проводить исследования взаимодействия пары трения «контактный провод – токосъемная вставка». Научная новизна. В ходе проведенного исследования токосъемных вставок установлена резкая структурная неоднородность материала и колебания плотности вставки по длине. Установлена зависимость между твердостью вставок и удельным электрическим сопротивлением. Проведен анализ и сделан вывод о необходимости снижения нормального интервала значений показателя твердости. Основываясь на результатах проведенных исследований, получены экспериментальные зависимости и предложена методика для сортировки угольных токосъемных вставок по структурному параметру. Практическая значимость. Полученные результаты исследований угольных токосъемных вставок определяют необходимость использования методики для сортировки угольных токосъемных вставок и использования специальной схемы при экипировке полоза токоприемника. Это позволит оптимизировать их работу, зная ограничения для границ эксплуатации и вид целевой функции, которой необходимо достичь. Предложенные меры позволяют уменьшить интенсивность электрического и механического износа материалов пары трения «контактный провод – вставка токоприемника». А использование специализированного комплекса для исследования пары трения позволит проводить научные работы по определению интенсивности износа контактных поверхностей пары трения и коэффициента трения при различных внешних факторах.
EN: Purpose. The paper is devoted to the detailed analysis of interrelations at the contact point of friction pair «contact wire – current collector insert». In the work it is necessary: 1) to examine quality of manufacturing of specimens of current collector elements from different manufacturers; 2) to narrow the range of hardness for carbon inserts; 3) to develop a technique of sorting carbon current collector inserts for the structural parameters. Methodology. The executed work was based on the use of the theory of reliability of technical systems and electromechanical processes. Findings. The paper studies the interrelation at the contact point of friction pair «contact wire – current col- lector insert», the connection was established between the hardness and electrical resistivity. It is proposed to narrow the range of carbon inserts hardness. The method of sorting coal collector inserts in hardness was developed, and the research has revealed the discrepancy of current collector inserts with existing regulations. It was proposed to equip the pantographs slide with current collector elements using special scheme and to develop a specialized research facility, which will be possible to conduct studies of the interaction of the friction pair «contact wire – current collector insert». Originality. In the course of the study the current collector inserts the sharp structural heterogeneity and fluctuations of the density of the material along the length of the insert were established. The dependence between hardness of inserts and electrical resistivity was established. It was analyzed and concluded about the need to reduce the values of the normal range of hardness. Based on the results of the research, the experimental dependences were obtained and proposed the method for sorting carbon current collector inserts for the structural parameters. Practical value. The obtained results of coal current collector inserts define the need to use method for sorting the coal current collector inserts and the use of a special scheme for equipping pantograph slide. It will allow optimizing their work, knowing the limitations for edges in exploitation and the type of the objective function that should be achieved. The proposed measures can reduce the intensity of the electrical and mechanical wear of materials friction pair «contact wire – current collector inserts». The use of specialized research facility for the study of the friction pair, will allow carrying out the studies to determine the intensity of wear of contact surfaces of the pair of friction and the coefficient of friction at various external factors.
RU: Цель. Научная работа посвящена детализированному анализу взаимосвязей в точке контакта пары трения «контактный провод – токосъемная вставка». В работе необходимо: 1) исследовать качество изготовления натурных образцов токосъемных элементов разных производителей; 2) сузить диапазон твердости для угольных вставок; 3) разработать методику сортировки угольных токосъемных вставок по структурному параметру. Методика. Проведенная работа основывается на использовании положений теории надежности технических систем и электромеханических процессов. Результаты. В работе исследованы взаимосвязи в точке контакта пары трения «контактный провод – токосъемная вставка», установлена связь между твердостью и удельным электрическим сопротивлением. Предложено сузить диапазон твердости угольных вставок. Разработана методика сортировки угольных токосъемных вставок по твердости, а в ходе исследований установлено несоответствие токосъемных вставок существующим нормативным требованиям. Предложено экипировать полозы токоприемников токосъемными элементами по специальной схеме и разработать специализированный исследовательский комплекс, на котором можно будет проводить исследования взаимодействия пары трения «контактный провод – токосъемная вставка». Научная новизна. В ходе проведенного исследования токосъемных вставок установлена резкая структурная неоднородность материала и колебания плотности вставки по длине. Установлена зависимость между твердостью вставок и удельным электрическим сопротивлением. Проведен анализ и сделан вывод о необходимости снижения нормального интервала значений показателя твердости. Основываясь на результатах проведенных исследований, получены экспериментальные зависимости и предложена методика для сортировки угольных токосъемных вставок по структурному параметру. Практическая значимость. Полученные результаты исследований угольных токосъемных вставок определяют необходимость использования методики для сортировки угольных токосъемных вставок и использования специальной схемы при экипировке полоза токоприемника. Это позволит оптимизировать их работу, зная ограничения для границ эксплуатации и вид целевой функции, которой необходимо достичь. Предложенные меры позволяют уменьшить интенсивность электрического и механического износа материалов пары трения «контактный провод – вставка токоприемника». А использование специализированного комплекса для исследования пары трения позволит проводить научные работы по определению интенсивности износа контактных поверхностей пары трения и коэффициента трения при различных внешних факторах.
EN: Purpose. The paper is devoted to the detailed analysis of interrelations at the contact point of friction pair «contact wire – current collector insert». In the work it is necessary: 1) to examine quality of manufacturing of specimens of current collector elements from different manufacturers; 2) to narrow the range of hardness for carbon inserts; 3) to develop a technique of sorting carbon current collector inserts for the structural parameters. Methodology. The executed work was based on the use of the theory of reliability of technical systems and electromechanical processes. Findings. The paper studies the interrelation at the contact point of friction pair «contact wire – current col- lector insert», the connection was established between the hardness and electrical resistivity. It is proposed to narrow the range of carbon inserts hardness. The method of sorting coal collector inserts in hardness was developed, and the research has revealed the discrepancy of current collector inserts with existing regulations. It was proposed to equip the pantographs slide with current collector elements using special scheme and to develop a specialized research facility, which will be possible to conduct studies of the interaction of the friction pair «contact wire – current collector insert». Originality. In the course of the study the current collector inserts the sharp structural heterogeneity and fluctuations of the density of the material along the length of the insert were established. The dependence between hardness of inserts and electrical resistivity was established. It was analyzed and concluded about the need to reduce the values of the normal range of hardness. Based on the results of the research, the experimental dependences were obtained and proposed the method for sorting carbon current collector inserts for the structural parameters. Practical value. The obtained results of coal current collector inserts define the need to use method for sorting the coal current collector inserts and the use of a special scheme for equipping pantograph slide. It will allow optimizing their work, knowing the limitations for edges in exploitation and the type of the objective function that should be achieved. The proposed measures can reduce the intensity of the electrical and mechanical wear of materials friction pair «contact wire – current collector inserts». The use of specialized research facility for the study of the friction pair, will allow carrying out the studies to determine the intensity of wear of contact surfaces of the pair of friction and the coefficient of friction at various external factors.
Description
Ю. Большаков: ORCID 0000-0002-1513-2992; А. Антонов: ORCID 0000-0001-5701-6087
Keywords
струмознімальні елементи, графіт, твердість, питомий електричний опір, зносостійкість, ресурс, полоз струмоприймача, токосъемные элементы, графит, твердость, удельное электрическое сопротивление, износостойкость, полоз токоприемника, current collector elements, graphite, hardness, electrical resistivity, wear, resource, pantograph, КІСЕ
Citation
Большаков Ю. Л. Дослідження властивостей струмознімальних елементів та їх впливу на ефективність роботи трибосистеми «контактний провід – вугільна вставка». Наука та прогрес транспорту. 2015. № 6 (60). С. 35–44. doi: 10.15802/stp2015/57006.