Результаты поиска

Проведен анализ причин низкой эффективности накопленных знаний о динамике тягового привода локомотива. Установлено, что использование научной информации затруднено из-за ее противоречивости и недостаточной систематизированности. Предложена классификация динамических явлений в тяговом приводе локомотива, облегчающая поиск новых технических решений. Классификация использована при создании новой конструкции резинокордной муфты, защищенной патентом.

Для колесно-моторного блока грузовых электровозов характерно динамическое воздействие широкого спектра возмущений, связанных с неровностями пути. Данное обстоятельство является одной из основных причин высокой повреждаемости кожухов зубчатой передачи, отмечаемой в последнее время, и свидетельствует о необходимости совершенствования его конструкции. Предлагаемые конструктивные изменения для кожуха должны быть непосредственно связаны с оценкой уровня динамической нагруженности в процессе его эксплуатации. Представлены результаты численного и экспериментального определения собственных частот металлических кожухов тяговой зубчатой передачи, использующихся на электровозах серий ВЛ85 и 2(3)ЭС5К. Для численного определения собственных частот кожухов выполнен модальный расчет твердотельной модели кожуха в программной среде Ansys Workbench с применением метода конечных элементов. Проведен сравнительный анализ распределения полей деформаций в боковинах кожуха для незакрепленного к тяговому двигателю и жестко закрепленного кожуха. Для экспериментальной оценки собственных частот кожухов зубчатой передачи использовался вибропреобразователь, закрепленный на кожухе, для возбуждения вибрации применен метод возбуждения колебаний одиночным ударом. В результате проведения эксперимента на некоторых частотах были выявлены пиковые значения виброускорения, что свидетельствует о возникающих резонансных явлениях для кожуха, и получены значения таких динамических параметров для конструкции кожуха, как собственная частота, добротность колебательной системы, логарифмический декремент затухания, время релаксации. Значения собственных частот кожуха зубчатой передачи получены путем решения системы дифференциальных уравнений Лагранжа второго рода. Созданная с этой целью математическая модель рассматриваемой механической системы учитывает упругий характер крепления кожуха к тяговому двигателю. Полученные таким образом значения частот собственных колебаний кожуха зубчатой передачи позволяют оценить его динамическую нагруженность при частотах, близких резонансным.

Рассмотрена проблема снижения тягово-сцепных свойств грузовых электровозов под действием динамической составляющей крутящего момента при прохождении вертикальных неровностей пути, которое может достигать 20 %. В результате проведенного анализа определены варианты конструкций тяговых приводов, позволяющие устранить данное явление. Установлено, что тяговые приводы с опорно-рамным подвешиванием тягового электродвигателя и тяговой передачи ввиду особенностей их конструкции имеет смысл применять при использовании высокомоментных тяговых электродвигателей с осевым магнитным потоком, а тяговые приводы с опорно-рамным тяговым двигателем и осевым редуктором - в случаях, когда допустимо внесение изменений в конструкцию рамы тележки. Для модернизации имеющегося парка грузовых электровозов с асинхронными ТЭД предложено применять опорно-осевой привод с упругим звеном, не требующий внесения изменений в конструкцию рамы тележки. Проведен поиск новых вариантов размещения упругих элементов в опорно-осевом приводе. Предложена конструкция опорно-осевого тягового привода агрегатной компоновки, в котором упругий элемент представляет собой одинарную упруго-компенсирующую муфту, варианты конструкции опорно-осевого тягового привода интегрированной компоновки с применением тонкослойных резинометаллических элементов и размещением упругих элементов в полом якоре или на колесных центрах, а также вариант конструкции тягового привода с опорно-рамным подвешиванием тягового электродвигателя и двойной зубчатой муфтой, в котором упругие элементы расположены в диске колесного центра, а осевой редуктор опирается на колесную пару через полый вал и тонкослойные резинометаллические элементы. На предложенные конструкции получен патент на полезную модель и поданы три заявки на получение патента.

Установлена необходимость поиска новых методов по улучшению динамических рационализированных свойств тягового привода, не создающих противоречий между выводами, основанными на результатах численного параметрического анализа и на результатах анализа непараметрических факторов. Предложен модифицированный метод базовой точки, учитывающий возможное наличие областей консервативности рационального параметра и предусматривающий процедуру проверки на консервативность. Результаты поиска с помощью данного метода рационального варианта тягового привода с опорно-рамным подвешиванием электродвигателя и зубчатым редуктором совпадают с эмпирическим выбором разных производителей локомотивов.