Теоретичні дослідження міцнісних якостей модернізованих фрикційних клинів візків вантажних вагонів

Abstract

UK: В останні роки з’являються багато різних конструкцій візків вантажних вагонів. Від технічних рішень, які застосовуються при проектуванні візка, залежать динамічні та міцнісні характеристики вагона, що впливають на безпеку руху. Одним з основних елементів, який впливає на динаміку вантажного вагона є фрикційний гасник коливання. Під час експлуатації фрикційні елементи візків зношуються і за ними ведеться постійний контроль. Для того щоб оглядачі вагонів мали змогу вчасно виявляти зношений стан фрикційного клину, авторами пропонується виконувати на клинах спеціальні індикатори зносу. За допомогою методу скінченних елементів виконано теоретичні дослідження міцнісних якостей модернізованих фрикційних клинів візків вантажних вагонів для двох варіантів навантаження, які відповідають I та III розрахунковим режимам. Визначено вплив на міцність клина двох варіантів виконання індикатора контролю граничного стану. Наведено результати розрахунку на міцність запропонованого фрикційного клина, який складається з тіла клина та змінної вертикальної накладки. Запропонована конструкція дозволяє зменшити вартість та трудомісткість ремонту фрикційного клина за рахунок заміни лише зношеної накладки, а також це дасть змогу відновити геометричні параметри вертикальної поверхні клина в умовах експлуатації. Розрахунки зроблено для двох варіантів змінної накладки: повномірної та зношеної.

RU: В последние годы появляется много различных конструкций тележек грузовых вагонов. От технических решений, применяемых при проектировании тележки, зависят динамические и прочностные характеристики вагона, которые влияют на безопасность движения. Одним из основных элементов, который влияет на динамику грузового вагона, является фрикционный гаситель колебания. Во время эксплуатации фрикционные элементы тележек изнашиваются и за ними ведется постоянный контроль. Для того чтобы осмотрщики вагонов имели возможность своевременно выявлять изношенное состояние фрикционного клина, авторами предлагается выполнять на клиньях специальные индикаторы износа. При помощи метода конечных элементов выполнены теоретические исследования прочностных качеств модернизированных фрикционных клиньев тележек грузовых вагонов для двух вариантов нагружения, которые соответствуют I и III расчетным режимам. Определенно влияние на прочность клина двух вариантов исполнения индикатора контроля предельного состояния. Приведены результаты расчета на прочность предложенного фрикционного клина, который состоит из тела клина и сменной вертикальной накладки. Предложенная конструкция позволяет уменьшить стоимость и трудоемкость ремонта фрикционного клина за счет замены только изношенной накладки, а также это позволит восстановить геометрические параметры вертикальной поверхности клина в условиях эксплуатации. Расчеты проведены для двух вариантов сменной накладки: полномерной и изношенной.

EN: In recent years, many different designs of freight car bogies appear. The dynamic and strength characteristics of the car, which affect traffic safety, depend on the technical solutions used in the design of the bogie. One of the main elements that influences the dynamics of a freight car is a friction damper. The friction wedge is the most responsible element of the frictional wedge oscillation damper of the freight bogie. Theoretical research of strength properties of modernized frictional wedges of the freight bogies were carried out using the finite element method for two loading variants that correspond to I and III calculation regimes. The analysis of the impact on the strength of the wedge of two variants of the indicator of the control of the boundary state showed that the placement of the indicator on the friction wedge practically does not affect the distribution and value of the stresses. The friction wedge proposed by the authors, consisting of a body of a wedge and a variable vertical pad, reduces expenses for its repair. The calculation of the strength of the proposed variant of the wedge showed that the maximum stress does not exceed the permissible. Calculation were carried out for two variants of the implementation of the variable pad: full and worked. When the pad is worn out, the strains are increased by almost 50 %, but with this there remains a sufficient strength margin.