Analytical Method for Compiling and Applying a Ballast Map for the Traction Unit PE2U
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НВП ПП «Технологічний Центр», м. Харків; Українська державна академія залізничного транспорту, м. Харків
Abstract
ENG: Under practical operation, electric locomotive traction units of series PE2U quite often require, especially in recent decades, various kinds of repair, necessitating the restoration of fleet of these machines that are rather worn-out. That changes the most important indicator in the work of the machine ‒ the distribution of masses; the resulting imbalance of the machine can reach 30 %. Further operation of such a locomotive leads to a decrease in its traction by 40‒100 kN, shortens the service life of the undercarriage by 8‒10 years on average, as well as requires that the speed of the machine during operation should be reduced by 10‒15 km/h. Given the lack of an appropriate regulatory framework and of recommendations in the specialized literature, such balancing operations are actually performed iteratively, with an arbitrary arrangement of ballast elements, which often delays the duration of operations and leads to their poor quality. One of the possible solutions to resolve this issue is the development and implementation of a special theoretical method that would make it possible to analytically substantiate the proposed structural-technological solutions related to the arrangement of a ballast at the electric locomotive traction unit PE2U. In this case, the ballast is composed of individual small-size elements that are stacked in rows into existing structural cavities in a bearing frame. The result is a compiled so-called individual ballast map for each machine. The proposed approach includes two stages of calculations and makes it possible to not only obtain practically acceptable ballast location diagrams, but to also significantly reduce the number of weighings required for the machine. The approach has been tested on several machines at electric locomotive traction units of PE2U over 2010‒2012 and could be officially used in the specialized regulatory documentation. Its practical error does not exceed 3 % and is mainly predetermined by technological factors.
UKR: В практиці експлуатації електровозів керування тягових агрегатів серії ПЕ2У досить часто, особливо в останні десятиріччя, виникає необхідність в різних видах ремонту і відновлення вже досить зношеного парку цих машин. При цьому змінюється важливіший показник в роботі машини – розподіл мас, і відбувається розбалансування машини, яке може досягати 30 %. Подальша експлуатація такого електровозу призводить до зниження його тяги на 40–100 кН, скорочення строку служби ходової частини в середньому на 8–10 років, а також необхідності зниження швидкості машини під час експлуатації на 10–15 км/год. Завдяки відсутності належної нормативної бази та рекомендацій фахової літератури подібні балансувальні роботи виконуються фактично ітераційним шляхом з довільним розміщенням елементів баласту, що нерідко затягує строки робіт і призводить до їх неякісного виконання. Одним з можливих шляхів розв’язання подібної проблеми є розробка і впровадження спеціального теоретичного методу, який дозволяє аналітично обґрунтувати запропоновані конструктивно-технологічні рішення щодо розташування баласту електровозу керування тягового агрегату ПЕ2У. При цьому баласт формується із окремих малорозмірних елементів, які укладаються рядами в наявні конструктивні полості несучої рами. В результаті складається так звана індивідуальна баластна карта для кожної машини. Підхід, що пропонується, включає два етапи розрахунків і дозволяє не тільки отримувати практично прийняті схеми розташування баласту, але й також суттєво скоротити кількість зважувань машини, необхідних для цього. Підхід був апробований на низці машин електровозів керування тягових агрегатів серії ПЕ2У в 2010–2012 рр. і може бути офіційно використаний в спеціалізованій нормативній документації. Його практична погрішність не перевищую 3 % і обумовлена головним чином технологічними чинниками.
RUS: В практике эксплуатации электровозов управления тяговых агрегатов серии ПЭ2У довольно часто, особенно в последние десятилетия, возникает необходимость в различных видах ремонта и восстановления уже достаточно изношенного парка этих машин. При этом изменяется важнейший показатель в работе машины – распределение масс, и происходит разбалансировка машины, которая может достигать 30 %. Дальнейшая эксплуатация такого электровоза приводит к снижению его тяги на 40–100 кН, сокращению срока службы ходовой части в среднем на 8–10 лет, а также необходимости снижения скорости машины во время эксплуатации на 10–15 км/час. Благодаря отсутствию соответствующей нормативной базы и рекомендаций специализированной литературы подобные балансировочные работы выполняются фактически итерационным путем с произвольным размещением элементов балласта, что нередко затягивает сроки работ и приводит к их некачественному выполнению. Одним из возможных путей решения подобной проблемы является разработка и внедрение специального теоретического метода, который позволяет аналитически обосновать предлагаемые конструктивно-технологические решения относительно расположения балласта электровоза управления тягового агрегата ПЭ2У. При этом балласт формируется из отдельных малоразмерных элементов, которые укладываются рядами в имеющиеся конструктивные полости несущей рамы. В результате составляется так называемая индивидуальная балластная карта для каждой машины. Предлагаемый подход включает два этапа расчетов и позволяет не только получать практически приемлемые схемы расположения балласта, но также существенно сократить количество взвешиваний машины, необходимых для этого. Подход был опробован на ряде машин электровозов управления тяговых агрегатов серии ПЭ2У в 2010–2012 гг. и может быть официально использован в специализированной нормативной документации. Его практическая погрешность не превышает 3 % и обусловлена главным образом технологическими факторами.
UKR: В практиці експлуатації електровозів керування тягових агрегатів серії ПЕ2У досить часто, особливо в останні десятиріччя, виникає необхідність в різних видах ремонту і відновлення вже досить зношеного парку цих машин. При цьому змінюється важливіший показник в роботі машини – розподіл мас, і відбувається розбалансування машини, яке може досягати 30 %. Подальша експлуатація такого електровозу призводить до зниження його тяги на 40–100 кН, скорочення строку служби ходової частини в середньому на 8–10 років, а також необхідності зниження швидкості машини під час експлуатації на 10–15 км/год. Завдяки відсутності належної нормативної бази та рекомендацій фахової літератури подібні балансувальні роботи виконуються фактично ітераційним шляхом з довільним розміщенням елементів баласту, що нерідко затягує строки робіт і призводить до їх неякісного виконання. Одним з можливих шляхів розв’язання подібної проблеми є розробка і впровадження спеціального теоретичного методу, який дозволяє аналітично обґрунтувати запропоновані конструктивно-технологічні рішення щодо розташування баласту електровозу керування тягового агрегату ПЕ2У. При цьому баласт формується із окремих малорозмірних елементів, які укладаються рядами в наявні конструктивні полості несучої рами. В результаті складається так звана індивідуальна баластна карта для кожної машини. Підхід, що пропонується, включає два етапи розрахунків і дозволяє не тільки отримувати практично прийняті схеми розташування баласту, але й також суттєво скоротити кількість зважувань машини, необхідних для цього. Підхід був апробований на низці машин електровозів керування тягових агрегатів серії ПЕ2У в 2010–2012 рр. і може бути офіційно використаний в спеціалізованій нормативній документації. Його практична погрішність не перевищую 3 % і обумовлена головним чином технологічними чинниками.
RUS: В практике эксплуатации электровозов управления тяговых агрегатов серии ПЭ2У довольно часто, особенно в последние десятилетия, возникает необходимость в различных видах ремонта и восстановления уже достаточно изношенного парка этих машин. При этом изменяется важнейший показатель в работе машины – распределение масс, и происходит разбалансировка машины, которая может достигать 30 %. Дальнейшая эксплуатация такого электровоза приводит к снижению его тяги на 40–100 кН, сокращению срока службы ходовой части в среднем на 8–10 лет, а также необходимости снижения скорости машины во время эксплуатации на 10–15 км/час. Благодаря отсутствию соответствующей нормативной базы и рекомендаций специализированной литературы подобные балансировочные работы выполняются фактически итерационным путем с произвольным размещением элементов балласта, что нередко затягивает сроки работ и приводит к их некачественному выполнению. Одним из возможных путей решения подобной проблемы является разработка и внедрение специального теоретического метода, который позволяет аналитически обосновать предлагаемые конструктивно-технологические решения относительно расположения балласта электровоза управления тягового агрегата ПЭ2У. При этом балласт формируется из отдельных малоразмерных элементов, которые укладываются рядами в имеющиеся конструктивные полости несущей рамы. В результате составляется так называемая индивидуальная балластная карта для каждой машины. Предлагаемый подход включает два этапа расчетов и позволяет не только получать практически приемлемые схемы расположения балласта, но также существенно сократить количество взвешиваний машины, необходимых для этого. Подход был опробован на ряде машин электровозов управления тяговых агрегатов серии ПЭ2У в 2010–2012 гг. и может быть официально использован в специализированной нормативной документации. Его практическая погрешность не превышает 3 % и обусловлена главным образом технологическими факторами.
Description
D. Bannikov: ORCID 0000-0002-9019-9679; A. Radkevych: ORCID 0000-0001-6325-8517
Keywords
locomotive, electric locomotive, traction unit PE2U, machine balancing, ballast map, локомотив, електровоз, тяговий агрегат ПЕ2У, балансування машини, баластна карта, электровоз, тяговый агрегат ПЭ2У, балансировка машины, балластная карта, КБВ
Citation
Bannikov, D. Analytical Method for Compiling and Applying a Ballast Map for the Traction Unit Pe2U / D. Bannikov, A. Radkevich // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2019. – Vol. 2, iss. 1-98. – P. 6–14. – DOI: 10.15587/1729-4061.2019.160423.