Підвищення міжремонтного ресурсу візків вантажних вагонів. Модель геометрії зносу підп’ятника
Loading...
Date
2017
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. У науковій роботі необхідно: 1) проаналізувати технічний стан вантажних вагонів та технологічні методи, що застосовуються при ремонті; 2) встановити можливі шляхи для підвищення ресурсу візків вантажних вагонів; 3) розробити математичну модель для описання геометрії зносу вихідної поверхні підп’ятника надресорної балки візка на відповідному життєвому циклі вантажного вагона. Методика. Для вирішення комплексної задачі підвищення міжремонтного ресурсу візків вантажних вагонів було використано методи синтезу, аналізу та системного підходу. Крім того, використовується апарат математичного моделювання, фізики твердого тіла, теорії тертя та зношення твердих тіл. Результати. Проведений аналіз технічного стану вантажних вагонів показав, що до 15 % несправностей припадає на візки. Окремим елементом візка, що ремонтується, є надресорна балка. При цьому найчастіше відновлюється підп’ятник. Знос підп’ятника відбувається нерівномірно, а технологічні методи, що застосовуються при ремонті, не дозволяють забезпечити рівномірний знос, через що виникає необхідність у передчасному ремонті. Одним із способів підвищення ресурсу підп’ятника під час ремонту є застосування наплавлення чи напилювання, але із
забезпеченням дискретної міцності та зносостійкості у поздовжньому та поперечному напрямках відповідно до осі вагона. Для встановлення меж розподілення відновлюваного матеріалу по діаметру підп’ятника було розглянуто втомний процес зносу під час взаємодії з п’ятником та описано геометрію поверхні зносу підп’ятника. Наукова новизна. У роботі було проаналізовано технічний стан візків вантажних вагонів за критерієм зносу. Показано, що динаміка несправностей візків має позитивний характер. Крім того, значне місце серед деталей, що ремонтуються, займає надресорна балка, особливим і навантаженим місцем якої є підп’ятник. Для описання геометрії зносу вперше запропоновано математичну модель визначення вихідної поверхні підп’ятника на відповідному життєвому циклі візка вантажного вагона. Практична значимість. Результати роботи дозволяють установити геометрію поверхні зносу підп’ятника надресорної балки візка при взаємодії з п’ятником вантажного вагона з позиції протікання втомного зносу, тобто, за критерієм міцності.
RU: Цель. В научной работе необходимо: 1) проанализировать техническое состояние грузовых вагонов и технологические методы, применяемые при ремонте; 2) установить возможные пути для повышения ресурса тележек грузовых вагонов; 3) разработать математическую модель для описания геометрии износа исходной поверхности подпятника надрессорной балки тележки на соответствующем жизненном цикле грузового вагона. Методика. Для решения комплексной задачи повышения межремонтного ресурса тележек грузовых вагонов были использованы методы синтеза, анализа и системного подхода. Кроме того, используется аппарат математического моделирования, физики твердого тела, теории трения и износа твердых тел. Результаты. Проведенный анализ технического состояния грузовых вагонов показал, что до 15 % неисправностей приходится на тележки. Отдельным элементом ремонтируемой тележки является надрессорная балка. При этом чаще всего восстанавливается подпятник. Износ подпятника происходит неравномерно, а технологические методы, применяемые при ремонте, не позволяют обеспечить равномерный износ, из-за чего возникает необходимость в преждевременном ремонте. Одним из способов повышения ресурса подпятника при ремонте является применение наплавки или напыления, но с обеспечением дискретной прочности и износостойкости в продольном и поперечном направлениях соответственно оси вагона. Для установления границ распределения возобновляемого материала по диаметру подпятника были рассмотрены усталостный процесс износа при взаимодействии с пятником и описано геометрию поверхности износа подпятника. Научная новизна. В работе было проанализировано техническое состояние тележек грузовых вагонов по критерию износа. Показано, что динамика неисправностей тележек имеет положительный характер. Кроме того, значительное место среди ремонтируемых деталей занимает надрессорная балка, особенным и нагруженным местом которой является подпятник. Для описания геометрии износа впервые предложена математическая модель определения исходной поверхности подпятника на соответствующем жизненном цикле тележки грузового вагона. Практическая значимость. Результаты работы позволяют установить геометрию поверхности износа подпятника надрессорной балки тележки при взаимодействии с пятником грузового вагона с позиции протекания усталостного износа, то есть, по критерию прочности.
EN: Purpose. The scientific work is aimed to: 1) analyze the technical condition of freight cars and technological methods used in the repair; 2) identify possible ways to improve resource of freight car bogies; 3) develop a mathematical model to describe the wear geometry of the original surface of bogie center pad at the corresponding life cycle of a freight car. Methodology. In order to solve the problem complex of increasing TBO of freight car bogies the methods for the synthesis, analysis and systematic approach were used. In addition, the use of mathematical modeling unit, solid state physics, the theory of friction and wear of solids. Findings. The analysis of the technical condition of freight cars has shown that up to 15% of the faults falls on the bogies. A separate element of the repaired bogie is a bolster. At this the center pad is recovered most often. The center pad wear is uneven and the technological methods used for the repair, do not allow providing uniform wear due to which there is a need in premature repairs. One of the ways to improve the center pad resource during repair is the application of welding or sputtering deposition, but with providing discrete strength and durability in the longitudinal and transverse directions of the car axis, respectively. In order to establish the boundaries of the distribution of renewable material along the center pad diameter it was considered the fatigue wear process in cooperation with center plate and described the geometry of the surface of the center pad wear. Originality. Technical condition of freight car bogies according to wear criterion was analyzed in the paper. It is shown that the dynamics of bogie faults has a positive character. In addition, a significant place among the repaired parts takes the bolster, and a special loaded place is the center pad. To describe the geometry of wear for the first time a mathematical model for determining the initial surface of the center pad in the relevant life cycle of freight car bogie was proposed. Practical value. The results allow us to establish the geometry of the wear surface bolster center pad when interacting with center plate of freight car from a position of occurrence of fatigue wear, that is, on the strength criterion.
RU: Цель. В научной работе необходимо: 1) проанализировать техническое состояние грузовых вагонов и технологические методы, применяемые при ремонте; 2) установить возможные пути для повышения ресурса тележек грузовых вагонов; 3) разработать математическую модель для описания геометрии износа исходной поверхности подпятника надрессорной балки тележки на соответствующем жизненном цикле грузового вагона. Методика. Для решения комплексной задачи повышения межремонтного ресурса тележек грузовых вагонов были использованы методы синтеза, анализа и системного подхода. Кроме того, используется аппарат математического моделирования, физики твердого тела, теории трения и износа твердых тел. Результаты. Проведенный анализ технического состояния грузовых вагонов показал, что до 15 % неисправностей приходится на тележки. Отдельным элементом ремонтируемой тележки является надрессорная балка. При этом чаще всего восстанавливается подпятник. Износ подпятника происходит неравномерно, а технологические методы, применяемые при ремонте, не позволяют обеспечить равномерный износ, из-за чего возникает необходимость в преждевременном ремонте. Одним из способов повышения ресурса подпятника при ремонте является применение наплавки или напыления, но с обеспечением дискретной прочности и износостойкости в продольном и поперечном направлениях соответственно оси вагона. Для установления границ распределения возобновляемого материала по диаметру подпятника были рассмотрены усталостный процесс износа при взаимодействии с пятником и описано геометрию поверхности износа подпятника. Научная новизна. В работе было проанализировано техническое состояние тележек грузовых вагонов по критерию износа. Показано, что динамика неисправностей тележек имеет положительный характер. Кроме того, значительное место среди ремонтируемых деталей занимает надрессорная балка, особенным и нагруженным местом которой является подпятник. Для описания геометрии износа впервые предложена математическая модель определения исходной поверхности подпятника на соответствующем жизненном цикле тележки грузового вагона. Практическая значимость. Результаты работы позволяют установить геометрию поверхности износа подпятника надрессорной балки тележки при взаимодействии с пятником грузового вагона с позиции протекания усталостного износа, то есть, по критерию прочности.
EN: Purpose. The scientific work is aimed to: 1) analyze the technical condition of freight cars and technological methods used in the repair; 2) identify possible ways to improve resource of freight car bogies; 3) develop a mathematical model to describe the wear geometry of the original surface of bogie center pad at the corresponding life cycle of a freight car. Methodology. In order to solve the problem complex of increasing TBO of freight car bogies the methods for the synthesis, analysis and systematic approach were used. In addition, the use of mathematical modeling unit, solid state physics, the theory of friction and wear of solids. Findings. The analysis of the technical condition of freight cars has shown that up to 15% of the faults falls on the bogies. A separate element of the repaired bogie is a bolster. At this the center pad is recovered most often. The center pad wear is uneven and the technological methods used for the repair, do not allow providing uniform wear due to which there is a need in premature repairs. One of the ways to improve the center pad resource during repair is the application of welding or sputtering deposition, but with providing discrete strength and durability in the longitudinal and transverse directions of the car axis, respectively. In order to establish the boundaries of the distribution of renewable material along the center pad diameter it was considered the fatigue wear process in cooperation with center plate and described the geometry of the surface of the center pad wear. Originality. Technical condition of freight car bogies according to wear criterion was analyzed in the paper. It is shown that the dynamics of bogie faults has a positive character. In addition, a significant place among the repaired parts takes the bolster, and a special loaded place is the center pad. To describe the geometry of wear for the first time a mathematical model for determining the initial surface of the center pad in the relevant life cycle of freight car bogie was proposed. Practical value. The results allow us to establish the geometry of the wear surface bolster center pad when interacting with center plate of freight car from a position of occurrence of fatigue wear, that is, on the strength criterion.
Description
Л. Мурадян: ORCID 0000-0003-1781-4580; Д. Подосьонов: ORCID 0000-0002-7058-5230
Keywords
вантажні вагони, візки, міжремонтний пробіг, геометрія зносу, надресорна балка, технологічні методи, грузовые вагоны, тележки, межремонтный пробег, геометрия износа, надрессорная балка, технологические методы, freight cars, bogies, TBO, wear geometry, bolster, technological methods, КВВГ
Citation
Мурадян, Л. А. Підвищення міжремонтного ресурсу візків вантажних вагонів. Модель геометрії зносу підп’ятника / Л. А. Мурадян, Д. О. Подосьонов // Наука та прогрес транспорту. – 2017. – № 1 (67). – С. 79–87. – doi: 10.15802/stp2017/92533.