Результаты поиска

Обоснована актуальность задачи по созданию тестовых сигналов вибрации. Описаны возможные способы реализации тестовых сигналов вибрации. Предложена методика реализации тестовых сигналов путем корректировки амплитуд отдельных гармонических составляющих вибросигнала. Приведены результаты моделирования. Показан возможный эффект от использования предложенного способа реализации тестовых сигналов вибрации.

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.

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.

Выполнено системное описание сложной технической системы (системы топливоис-пользования дизельной установки). Модель представлена в форме конечного графа, позволя-ющего описать физическую природу процессов на принятом уровне детализации. Определе-ны динамические свойства системы: управляемость, устойчивость, состояние - на основе основных положений теории автоматического управления (ТАУ).

В данной статье приведены обобщенные результаты исследований изменения интенсивности изнашивания электрических щеток тяговых электродвигателей электровозов. На основании проведенных исследований сформирован алгоритм для прогнозирования ресурса работы щеток с учетом параметров режима работы электродвигателей. С целью повышения достоверности расчета составлены алгоритмы, позволяющие дополнительно учесть воздействие микрогеометрии коллектора на процесс работы щетки.

В статье рассматривается вопрос применения систем накопления электроэнергии на железнодорожном транспорте. Отмечено, что они применяются в возобновляемых источниках энергии и на гибридных маневровых тепловозах. Указана возможность применения систем накопления электроэнергии для повышения эффективности использования электроэнергии на тягу поездов. Внедрению систем накопления электроэнергии в системе тягового электроснабжения препятствуют высокие капитальные затраты и необходимость усиления сразу нескольких смежных межподстанционных зон. Предложено рассмотреть возможность создания мобильной системы накопления электроэнергии, все оборудование которой будет размещаться в контейнерах, установленных на грузовые платформы, что позволит оперативно перемещать такую систему. Целью внедрения мобильной системы накопления электроэнергии является временное усиление системы тягового электроснабжения во время проведения планового капитального или аварийно-восстановительного ремонта одного из путей на двухпутных участках железной дороги, когда возникает необходимость пакетного пропуска поездов поочередно в четном и нечетном направлениях по одному пути. Возможность применения мобильной системы накопления электроэнергии рассмотрена на примере реального участка железной дороги. Для заданного графика пропуска пакетов поездов определены зависимость отбираемой мощности накопителя от времени, максимальная мощность и номинальная эффективная энергоемкость системы накопления. Дана оценка стоимости системы накопления электроэнергии. Показано, что более 70 % от общей стоимости системы накопления электроэнергии приходится на импортную подсистему преобразования энергии. Сделан вывод о необходимости разработки отечественных преобразовательных подсистем.

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.

Статья посвящена описанию требований к точности контрольных приспособлений и разработке методов обеспечения заявленной размерной точности методами размерного анализа. Перечислены условия обеспечения точности схемы сборки, определения размерной цепи и размерного анализа размерной цепи при сборке контрольного приспособления, а также основные причины возникновения погрешностей при сборке и пути их устранения. Кроме того, представлены последствия влияния нерегламентированных зазоров в сопряжениях деталей контрольного приспособления на точность измерений, рассмотрены различные виды сборочных размерных цепей, задачи, решаемые при расчете размерной цепи. В работе приведена составленная размерная цепь технологического процесса сборки средства измерений для контроля соосности вкладышей моторно-осевых подшипников тяговых электродвигателей локомотивов, которая представляет размерную цепь первого типа и является цепью с линейными размерами и расположенными вертикально параллельными звеньями. Цель работы заключается в обосновании рассчитанных допусков и предельных отклонений звеньев сборочной размерной цепи, обеспечивающих требуемое значение замыкающего звена для правильного функционирования собираемого средства измерений. В работе описываются выбор замыкающего звена размерной цепи, выбор составляющих размерную цепь звеньев, расчет предельных отклонений замыкающего звена, обеспечивающих требуемую точность измерений при эксплуатации контрольного приспособления и расчет предельных отклонений составляющих звеньев размерной цепи по методу «максимума-минимума». Таким образом, в статье представлено решение проектной задачи размерного анализа, заключающейся в определении точности составляющих звеньев размерной цепи при сборке контрольного приспособления по известному рассчитанному допуску замыкающего звена и его предельным отклонениям.

Несмотря на существенный прогресс в развитии систем учета наблюдаются практически повсеместный рост отчетных потерь электроэнергии и снижение ее качества. Наряду с внедрением современного энергоэффективного электрооборудования проблему повышения эффективности использования электрической энергии в стационарной энергетике можно решить за счет внедрения активно-адаптивных технологий управления работой компенсирующих устройств, управляемых средств регулирования напряжений, коммутационного и силового оборудования и их диагностирования на основе цифровых технологий, в том числе для автоматического поддержания минимума потерь в сетях при изменении нагрузок. Предлагается система управления объектами электроснабжения нетяговых потребителей на базе адаптивных технологий и аппаратно-программного комплекса оптимизации параметров режима в реальном времени.

Предметом исследования является проблема возникновения «горячей сердцевины» при интенсивном охлаждении железнодорожных рельсов, что является критически важным при подготовке рельсов к закреплению в летний период. В работе выполнено научное обоснование предложенных методов минимизации явления «горячей сердцевины» и методы минимизации данного явления для обеспечения равномерного температурного поля по сечению рельса. Методология исследования включает в себя анализ влияния ограниченной теплопроводности стали на формирование температурного градиента и его негативное воздействие на геометрию рельса, внутренние напряжения и точность закрепления. В ходе работы предложены и обоснованы методы снижения эффекта «горячей сердцевины», включающие в себя управление режимами охлаждения (каскадное и поэтапное снижение интенсивности), расширение зон активного теплоотвода путем многостороннего охлаждения, а также применение комплексного численного моделирования. Результаты исследований показывают, что каскадное охлаждение с паузами позволяет эффективно перераспределить тепло из сердцевины к поверхности, значительно снижая температурные градиенты по сечению рельса, что подтверждается результатами численного моделирования. Поэтапное снижение интенсивности охлаждения предотвращает чрезмерные градиенты на поздних стадиях охлаждения. Комплексное численное моделирование позволяет не только прогнозировать деформации и напряжения, но и визуализировать оптимальные температурные поля, оптимизируя параметры охлаждения для достижения равномерной температуры закрепления. Предложенные методы обеспечивают стабильность и долговечность бесстыкового пути. Эффективное управление внешним теплообменом является ключевым для решения проблемы «горячей сердцевины». Внедрение предложенных стратегий позволяет минимизировать температурные градиенты, снизить риск внутренних дефектов и повысить точность закрепления рельсов, что напрямую влияет на их эксплуатационную прочность и безопасность.

В статье рассмотрена актуальность проблемы создания бортовой системы диагностирования технического состояния грузового вагона, обозначены недостатки существующих средств диагностирования. Проведен патентный поиск источников электрической энергии для грузовых вагонов, определены их особенности. Предложена авторская конструкция устройства электропитания для диагностирования технического состояния грузового вагона на ходу поезда.

Статья посвящена совершенствованию методики испытаний токоприемников электроподвижного состава с учетом ударных воздействий со стороны контактной подвески. В статье рассмотрены особенности ударных воздействий на токоприемники электроподвижного состава при высоких скоростях движения. Выполнен анализ существующих методов испытания ударных воздействий на токоприемники на лабораторных установках и в линейных условиях. Выполнен анализ и выявлены недостатки ударной маятниковой установки для испытания токоприемников, описанной в ГОСТ 32204-2013, и произведен расчет ее характеристик. Предложена конструкция ударного стенда с меньшими габаритами и расширенными функциональными возможностями и выполнен расчет его параметров и характеристик. При расчете характеристик испытательного стенда было применено математическое и компьютерное моделирование с использованием среды MATLAB Simulink. Предложена методика стендовых ударных испытаний с использованием акселерометров и высокоскоростной видеокамеры. Установлено, что предлагаемый испытательный стенд сохраняет полный функционал регламентированной ГОСТом испытательной установки, имея при этом меньшие габариты и более широкие функциональные возможности.

Контактная сеть является одним из наиболее уязвимых элементов системы тягового электроснабжения. Превалирующее число событий в хозяйстве электроснабжения связано именно с контактной сетью. Статья посвящена методике бесконтактной диагностики контактной сети электрифицированных железных дорог. В работе предлагается использовать способ диагностики контактной сети на основе оптических элементов с последующей цифровой обработкой данных и расчетом геометрических параметров. Данный способ отличается невысокой стоимостью устройства в отличие от аналогов и высокой точностью расчета. Приводятся анализ и выбор оптимальных мест установки оптических устройств. Представлена методика бесконтактной диагностики проводов контактной сети электрифицированных железных дорог.

В статье рассмотрены современные подходы к совершенствованию систем диспетчерской централизации (ДЦ) с использованием программируемых логических контроллеров (ПЛК). Приведен анализ структуры и функционирования линейного пункта (ЛП), в составе которого реализуются каналы телеуправления (ТУ), телесигнализации (ТС) и синхронизации (ЦС). Особое внимание уделено вопросам повышения достоверности передаваемых данных за счет применения циклических избыточных кодов (CRC). В работе показаны возможности моделирования состояний контролируемых объектов с применением теории автоматов, в частности, автомата Мура, что позволяет повысить предсказуемость выходных характеристик системы и надежность управления. На примере ПЛК Siemens SIMATIC S7-1200 в среде TIA Portal приведена программная реализация фрагментов логики ДЦ на языке LD (Ladder Diagram). Полученные результаты демонстрируют эффективность применения ПЛК в железнодорожной автоматике и подтверждают перспективность дальнейшего внедрения интеллектуальных алгоритмов диагностики для повышения безопасности движения поездов. В данной статье описано проведенное комплексное исследование системы диспетчерской централизации, являющейся ключевым элементом для обеспечения безопасности и эффективности управления движением поездов на современной железной дороге. Основное внимание уделяется процессам формирования и анализа дискретных сигналов на линейных пунктах, которые поступают от объектов электрической централизации (ЭЦ), таких как стрелки и светофоры. В работе подробно рассматриваются алгоритмы обработки этих сигналов, методы выявления и диагностики потенциальных неисправностей, таких как ложная занятость путевых участков или потеря контроля над объектами, которые могут привести к сбоям в движении. Для повышения надежности и достоверности контроля состояния объектов предложена модель на основе теории автоматов, а именно автомата Мура. Данная модель позволяет формализовать и предсказать поведение системы в различных состояниях, учитывая временные последовательности изменения сигналов. С целью обеспечения целостности и достоверности передаваемых данных между центральным и линейными пунктами в работе предлагается использование помехоустойчивого циклического избыточного кода (CRC-8). Практическая часть исследования включает в себя разработку и моделирование программной логики на языке релейно-контактных схем (Ladder Diagram) в среде TIA Portal для программируемого логического контроллера Siemens SIMATIC S7-1200, сертифицированного для применения на железнодорожном транспорте. Приведены структурные и функциональные схемы системы, таблицы переходов состояний автомата и временные диаграммы сигналов. Результаты работы направлены на повышение отказоустойчивости и бесперебойности функционирования систем диспетчерской централизации, что является ключевым фактором для развития интеллектуальных транспортных систем будущего.

В данной статье автором представлена логико-лингвистическая модель, обеспечивающая достаточную глубину и полноту диагностирования с соблюдением всех требуемых инструкцией проверок и норм. Для построения данной модели были определены диагности- ческие признаки с учетом каждой из требуемых проверок. Результаты разработки диаг- ностической модели применены и прошли успешные испытания на различных типах электросекций.

В статье предлагается численно-аналитический метод, основанный на методе граничных элементов (Method of Boundary Elements Technology), который служит для оценки закономерностей изменения температурных полей в рабочей жидкости в гидрофрикционном гасителе колебаний телескопического вида при изменении температуры окружающей среды. Данный метод учитывает физико-механические свойства рабочей жидкости, температуру налива и окружающей среды, скорость движения электроподвижного состава и высоту налива рабочей жидкости.

В соответствии с долгосрочной программой развития ОАО «Российские железные дороги» до 2025 года предполагается повышение уровня экономической связанности территории России посредством расширения сети скоростных и высокоскоростных перевозок. Это предполагает не только строительство новых высокоскоростных магистралей, но и модернизацию конструкций отдельных узлов подвижного состава, а также внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий. Применение контактных элементов с увеличенным сроком службы является одним из наиболее экономичных и наименее затратных способов обеспечения надежной, экономичной и экологичной передачи электроэнергии на подвижной состав. Увеличения срока службы токосъемного элемента можно достичь в том числе за счет снижения износа путем корректного подбора элементов контактной пары как с точки зрения их трибосовместимости, так и способности обеспечения качественного токосъема. В ОмГУПСе разработана и успешно апробирована методика проведения экспериментальных исследований контактных пар устройств токосъема, предполагающая проведение стендовых испытаний для каждой пары контактных материалов «контактная вставка - контактный провод» с целью определения их оптимального сочетания для снижения износа и увеличения ресурса. Оценка величины износа и прогнозирование ресурса элементов контактной пары производятся в том числе с помощью математических моделей. Однако применение существующих моделей для прогнозирования износа в условиях высокоскоростного движения является не достаточно точным из-за отсутствия учета аэродинамического воздействия и скорости движения подвижного состава на процессы токосъема. В данной статье рассмотрено совершенствование механической составляющей модели изнашивания элементов контактных пар устройств токосъема в условиях высокоскоростного движения. Приведены графики механического изнашивания контактных элементов, полученные экспериментально и в результате расчета по математической модели. Анализ графиков позволяет сделать вывод о возможности применения усовершенствованной математической модели для моделирования механической составляющей процесса изнашивания элементов контактных пар при максимальном значении погрешности не более 5 %.

В статье рассматривается актуальная проблема модернизации железнодорожных путей необщего пользования посредством внедрения автоматизированных систем управления погрузочно-разгрузочными работами. Актуальность исследования обусловлена значительной долей путей необщего пользования в железнодорожной инфраструктуре России (29 % от общей протяженности путей сообщения) и их постоянным увеличением, растущими объемами промышленного производства на территории страны и необходимостью повышения эффективности транспортного обслуживания предприятий и повышения эффективности их использования. На путях необщего пользования начинают и заканчивают свое следование более 85 % всего грузопотока на железнодорожном транспорте. Правильность обслуживания, организация и технология работы рассматриваемых путей влияют на работу всей транспортной сети. Проблема исследования заключается в том, что традиционно принятые методы погрузочно-разгрузочных работ на путях необщего пользования не обеспечивают необходимую эффективность перевозочного процесса, что приводит к большим простоям подвижного состава и увеличению эксплуатационных расходов для железнодорожного транспорта. В работе применены методы системного анализа, математического моделирования и сравнительного анализа статистических данных. На основе исследования международного опыта и отечественной практики показано, что внедрение автоматизированных систем управления способно сократить время простоя вагонов на 25 - 30 % и снизить эксплуатационные расходы на 15 - 20 %. В статье представлено определение автоматизированной системы управления погрузочно-разгрузочными работами как комплексной информационно-управляющей системы, интегрирующей аппаратные и программные средства. Разработана поэтапная методология внедрения системы, состоящая из семи последовательных этапов - от предварительного анализа до оптимизации и развития. Предложенные решения учитывают специфику российских условий эксплуатации и требования импортозамещения.

В статье приведены результаты влияния продольного мультипликативного возмущения от железнодорожного пути на подвижной состав.Изложена методика нахождения областей комбинационных резонансов разностного типа,опирающаяся на теорему о разделении движения динамической системы на медленные и быстрые составляющие.Доказан факт,что резонансная скорость движения железнодорожного экипажа - это не конкретное числовое значение,а зона,ширина которой в основном зависит от коэффициента мультипликативного возбуждения.

В статье предлагается изменение алгоритма работы плеч выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза ВЛ85 с целью индивидуального регулирования напряжения на тяговых двигателях при сохранении единой централизованной системы управления всеми преобразователями электровоза. Предложенные решения могут быть применены для ликвидации начавшегося боксования колесных пар локомотива без снижения силы тяги небоксующих колесных пар.

В статье описаны общие принципы создания расчетной модели системы тягового электроснабжения железных дорог постоянного тока для оценки потенциала энергоэффективности рекуперативного торможения, а также способы апробации полученной модели с целью установления степени ее адекватности.

В статье рассмотрены различные подходы при оценке токовых уставок на включение и отключение второго преобразовательного агрегата при внедрении систем резервирования мощности тяговых подстанций постоянного тока. Рассмотрены преимущества и недостатки существующих методов. Предложен видоизмененный алгоритм расчета токовых уставок срабатывания режимной автоматики преобразовательных агрегатов. Сравнительный анализ токов срабатывания автоматики преобразовательного агрегата выполнен на примере тяговых подстанций действующего участка Западно-Сибирской железной дороги.

Проведен анализ влияния организации формирования соединенных грузовых поездов на пропускную способность участков железных дорог. Представлены результаты электрических расчетов системы тягового электроснабжения постоянного тока 3,0 кВ трех участков Свердловской и Южно-Уральской железных дорог при регулировании скорости движения поездов от 50 до 100 км/ч с различными локомотивами при пропуске двух одиночных и одного соединенного грузовых поездов с применением системы бесконтактного автоматического регулирования напряжения в контактной сети, позволяющих дать оценку пропускной способности трех участков. В ходе проведения расчетов применялась разработанная уточняющая методика с применением поправочных токовых коэффициентов KIхх и KIст. Доказана необходимость их применения в электрических расчетах.

На участках железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, существует проблема неполной реализации существующего потенциала рекуперативного торможения, что в ряде случаев связано с отсутствием приемников энергии рекуперации. Предложена методика определения оптимальных параметров стационарного накопителя электроэнергии и оптимального закона регулирования его режимов заряда и разряда, которая может быть использована при проектировании и технико-экономическом обосновании эффективности внедрения стационарных накопителей энергии на тяговых подстанциях постоянного тока.

Одним из способов повышения эффективности рекуперативного торможения является использование накопителя энергии на борту электровоза для поглощения избыточной электроэнергии рекуперации. В статье рассмотрен подход к определению необходимой энергоемкости и мощности накопителя энергии для грузового электровоза постоянного тока с учетом передачи части энергии рекуперации в тяговую сеть.