Результаты поиска

Проведен анализ статистики и последствий продольных аварийных соударений пассажирских поездов с препятствиями на железных дорогах России, предложены основные пути повышения пассивной безопасности отечественного железнодорожного подвижного состава при авариных соударениях. Оценены возможности современных методов исследования динамики рельсовых экипажей, обеспечивающих исследование нагруженности транспортных средств при их соударении. На основе их анализа для исследования принят метод твердотельного компьютерного моделирования. Разработаны твердотельные компьютерные модели аварийных соударений пассажирского поезда с препятствием в виде грузового автомобиля на нерегулируемом переезде. С использованием разработанных моделей исследованы процессы взаимодействия поезда с автомобилем при соударениях с различными скоростями, оценены величины динамических усилий, возникающих в межвагонных соединениях. По результатам моделирования даны рекомендации по снижению нагруженности поезда при продольных аварийных соударениях с препятствиями, которые могут быть использованы при проектировании инновационного пассажирского подвижного состава повышенной безопасности при соударениях, а также для модернизации эксплуатируемых вагонов и локомотивов отечественного производства. Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-2881.2018.8.

Детерминированная оценка долговечности конструкций железнодорожного подвижного состава по коэффициентам запаса сопротивления усталости, установленная нормативными требованиями, не в полной мере учитывает случайный характер нагрузок, под действием которых происходит накопление усталостных повреждений, интенсивность эксплуатации (наработку), не позволяет оценить ресурс и его исчерпание за срок службы. В то же время с развитием тяжеловесного и высокоскоростного движения, а также в связи с введением в действие технических регламентов задачи оценки и обоснования назначенных сроков службы и ресурса объектов железнодорожного транспорта становятся все более актуальными. Предметом исследования, результаты которого представлены в настоящей статье, являлось сопротивление усталости конструкций базовых частей локомотива. Целью проведенной работы было прогнозирование их предельного состояния по ресурсу критических элементов. В представленной работе выполнены расчетно-экспериментальные исследования с проведением ходовых динамико-прочностных испытаний локомотива во всем диапазоне рабочих скоростей его движения, определением напряженно-деформированного состояния конструкций методом тензометрирования, расчетом коэффициентов запаса прочности с вероятностной оценкой сопротивления усталости деталей. По полученным результатам показано влияние характеристик эксплуатационной нагруженности на запас сопротивления усталости и его исчерпание по мере наработки объекта. По результатам проведенной работы можно сделать выводы о том, что основные показатели прочности, ресурса и срока службы локомотива дают возможность сопоставить и связать между собой их определяющие параметры для последующего анализа, обоснования, нормирования и управления ресурсом безопасной эксплуатации железнодорожной техники.

В статье поставлена задача определения уровня динамической нагруженности в подсистеме «тележка - поводок - тяговый электродвигатель» для снижения динамического воздействия в системе «локомотив - путь». Модель вертикальных колебаний тягового подвижного состава, полученная на основе уравнения Лагранжа второго рода, в виде системы из четырнадцати дифференциальных уравнений позволяет оценить нагруженность узлов локомотива в эксплуатации, интегрируется с помощью прикладного пакета MathCAD. В качестве спектральной плотности случайных возмущений выбрана аппроксимация случайных возмущений с использованием спектральной плотности неровности пути профессора А. И. Беляева. Составлена более подробная расчетная схема экипажа и с целью упрощения расчета в рамках инженерной погрешности используется одномассовая дискретная модель пути. Ввод симметричных координат позволяет получить из исходной системы дифференциальных уравнений упрощенную систему с характеристическими уравнениями с простыми корнями, следовательно, собственные частоты колебаний подпрыгивания кузова, тележки и колесной пары будут определены с минимальной погрешностью. Передаточная функция определяется по формулам Крамера. С помощью ЭВМ рассчитаны значения и построены графики амплитудно-частотных характеристик вертикальных перемещений, максимальных ускорений кузова, тележки, тягового электродвигателя и колесной пары рассматриваемого электровоза. Проведен сравнительный анализ результатов расчета и эмпирических данных. На основании сравнительного анализа можно утверждать, что рассмотренная математическая модель колебаний электровоза 2ЭС6 «Синара» является адекватной и позволяет определить динамическую нагруженность локомотива для всего диапазона эксплуатационных скоростей. Поставлена задача изменения существующей конструкции системы подвешивания тягового электродвигателя рассматриваемого электровоза и математического анализа колебаний его узлов в дальнейших исследованиях.

В статье представлен анализ отказов узлов механической части магистральных электровозов 2ЭС6 «Синара» в эксплуатации на полигоне Западно-Сибирской железной дороги, определены причины и следствия выхода из строя наиболее уязвимых узлов. Анализ отказов узлов механической части показал, что значительная их доля приходится на узлы колесно-моторного блока локомотива. Проведен анализ конструктивных особенностей экипажной части. Основное конструктивное отличие подвешивания заключается в отсутствии в буксовой ступени рессорного подвешивания листовых рессор, которые имели широкое применение на электровозах предыдущих поколений. В кузовной ступени взамен люлечного подвешивания применены винтовые пружины (Flexicoil). Связь тягового двигателя с рамой тележки маятниковая. Подвешивание тягового двигателя к раме тележки осуществлено через поводок. При рассмотрении колебаний железнодорожных экипажей принято представлять локомотив и путь единой механической системой. Поставлена задача формирования математической модели системы «электровоз - путь» и сформирована математическая модель вертикальных колебаний электровоза с учетом динамики колесно-моторных блоков на основе уравнения Лагранжа второго рода в виде матричного уравнения, которая позволяет оценить нагруженность узлов механической части в эксплуатации. Математическая модель представляет собой систему дифференциальных уравнений, в которой шесть уравнений определяют колебания подпрыгивания и галопирования кузова и тележек, четыре - галопирование колесно-моторных блоков, четыре - подпрыгивание колесных пар вместе с приведенной массой пути. Полученная математическая модель позволяет определить уровень динамической нагруженности узлов механической части электровоза 2ЭС6 «Синара» путем интегрирования матричного уравнения с помощью прикладного пакета MathCAD.

Выполнен анализ отказов буксовых узлов тележек грузовых вагонов на сети ОАО «Российские железные дороги» за период с 2010 по 2012 г. Выявлены недостатки данного узла известной конструкции тележки грузового вагона модели 18-100. Определены вертикальные, горизонтальные и продольные нагрузки, действующие на буксовый узел. Выполнено математическое моделирование динамической нагруженности ролика буксового подшипника под воздействием радиальной нагрузки. Оценено влияние динамических нагрузок и дефектов в роликах подшипников буксового узла на безопасность движения вагона.

Выполнен анализ отказов боковых рам тележек грузовых вагонов на сети ОАО «Российские железные дороги» за период с 2006 по 2013 г. Выявлены недостатки известной конструкции тележки грузового вагона модели 18-100. Выполнено математическое моделирование движения колесной пары тележки 18-100, установлено негативное влияние разброса значений конструктивных параметров ходовой части вагона на показатели его динамических качеств и на безопасность движения.