Результаты поиска

В статье приведено описание построения математической модели электромеханиче-ского изнашивания контактных пар устройств токосъема электрического транспорта в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации. Созданная мате-матическая модель позволяет учесть тепловые процессы, возникающие в скользящем кон-такте при пропускании электрического тока через скользящий контакт. Приведено сравне-ние результатов расчетов и экспериментальных исследований износа контактных пар.

Сформирована математическая модель, описывающая динамику механической колебательной системы «железнодорожный экипаж - путь» в продольной вертикальной плоскости симметрии. Выполнено эквивалентное преобразование ее расчетной схемы. Рассмотрены способы линеаризации нелинейных характеристик. Сформирована модель «обобщенного» экипажа для оценки действующих на него ударных импульсов со стороны стыков рельсов.

Рассмотрено состояние производственного травматизма при эксплуатации и технологии ремонта устройств электроснабжения в энергетическом комплексе ОАО «РЖД», которое подтверждает актуальность развития и внедрения способов и технических средств защиты электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» от электрического травмирования. Проведен анализ существующих способов технического обслуживания, эксплуатации и технологии ремонта контактной сети. Предложено инновационное решение в области обеспечения электробезопасности персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» за счет создания единого высокоточного координатного пространства устройств электроснабжения, реализуемого на основе механизмов использования глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS. Рассмотрена реализация схем питания и секционирования и главных электрических соединений в виде цифровой модели, которая имеет математическое описание геометрических характеристик и пространственного положения контактной сети; питающих фидеров; воздушных линий: продольного электроснабжения, автоблокировки, централизации и блокировки, линий «два провода - рельс», освещения; волновода и других объектов электроснабжения и электрификации железных дорог. На основе моделирования опасных ситуаций поражения электрическим током электротехнического персонала энергетического комплекса ОАО «РЖД» при обслуживании и ремонте устройств контактной сети по всем категориям работ обоснована эффективность внедрения базы пространственных данных в виде цифровой модели устройств контактной сети. Применение цифровой модели контактной сети повысит уровень электробезопасности при обслуживании и ремонте устройств контактной сети и снизит уровень электрического травмирования работников энергетического комплекса ОАО «РЖД».

В статье представлена математическая модель системы охлаждения тепловоза 2ТЭ10М, позволяющая выполнять расчет параметров теплообменных аппаратов с учетом их технического состояния.

Построена математическая модель тягового привода электровоза ЭП20 для исследования динамических процессов в режиме боксования. Определены собственные частоты и коэффициенты форм динамической системы. Выполнена оценка устойчивости привода по отношению к фрикционным автоколебаниям. Рассчитаны динамические нагрузки в элементах привода при единичной угловой скорости скольжения колес. Сформулированы рекомендации по повышению динамических качеств тягового привода в режиме боксования.

Обоснована целесообразность введения в практику вибродиагностирования роторных механических узлов динамических моделей развития дефектов. Показано, что в качестве основы для создания моделей целесообразно использовать эмпирические данные. Приведен пример построения динамической модели дефекта малой шестерни колесно-редукторного блока. Определен примерный объем работ по созданию динамических моделей. Предложены методы реализации динамических моделей дефектов «в большом».

Проведен анализ влияния эксплуатационных режимов работы и развитие остаточного ресурса, выраженных через тепловой износ изоляции тягового асинхронного двигателя. Предметом исследования является получение новых закономерностей изменения остаточного ресурса изоляции обмотки статора, позволяющих определять удельный ресурс обмотки по каждому режиму тягового асинхронного двигателя. Целью работы является создание системы определения и оценки остаточного ресурса путем разработки методов и технических средств контроля и комплексной диагностики, а также теоретического обоснования с применением метода определения дополнительных тепловых износов изоляции обмотки статора с учетом совмещенного воздействия пускового переходного процесса, длительно допустимого графика нагрузки и предельно допустимого значения температуры. Для определения и оценки возможного остаточного ресурса использованы метод последовательного влияния пусковых переходных процессов, предельно допустимых графиков нагрузки, а также длительных перегрузок по максимальной допустимой температуре, имеющих место при различных режимных факторах при движении электроподвижного состава. Показана целесообразность определения функции неравномерной отработки ресурса, имеющего монотонный характер, и аппроксимируемых линейной двойной показательной и экспоненциальной функций. Экспериментально определены удельные коэффициенты пропорциональности, характеризующие снижение электрической прочности изоляции при последовательном чередовании предельно и длительно допустимых нагрузок и предельно допустимых значений температуры с последующим получением аналитической зависимости, предопределяющей ресурс изоляции. Показано, что определение и оценка остаточного ресурса при характерных режимах практически позволяют уточнить сроки проведения профилактических мероприятий, прогнозировать ожидаемую длительность безаварийной работы и упредить преждевременной выход асинхронного тягового двигателя из строя.

Рациональным способом повышения эксплуатационного КПД локомотива является ступенчатое регулирование мощности. Осуществление данного способа возможно при применении устройств автоматического регулирования мощности,реализующих оптимальный нагрузочный режим работы тягово-энергетической установки (ТЭУ) локомотива. Целью данной работы является получение математической зависимости,устанавливающей оптимальное соотношение количества работающих тяговых двигателей (ТД) с учетом силы тяги и скорости движения. Определение оптимального соотношения находящихся в работе тяговых двигателей базируется на нахождении минимума потерь мощности в узлах ТЭУ. Поиск минимума сложной функции представляет собой задачу оптимизации,которая с математической точки зрения сводится к определению минимума функции многих переменных,имеющих целый ряд ограничений и связей. Для решения задачи поиска минимума сложной функции использован метод неопределенных множителей Лагранжа. Процесс оптимизации рассматривается при постоянном значении напряжения,подведенного к ТД,и реализуемой мощности. Переменные величины - сила тяги,скорость движения,коэффициент добавочных потерь,сопротивление цепи якоря ТД - были приняты постоянными,что позволило упростить решение задачи,сведя его к поиску трех неизвестных величин - тока,числа ТД и магнитного потока. Решением данной системы уравнений относительно числа ТД,участвующих в работе,были получены аналитические зависимости оптимальных значений числа ТД в зависимости от скорости движения,силы тяги на ободе движущих колес электровоза и напряжения. Аналитические выражения для определения оптимальных параметров регулирования мощности электровозов постоянного тока позволяют получить оптимальные значения числа работающих ТД и их нагрузку в зависимости от заданных значений силы тяги и скорости движения во всем диапазоне нагрузочных режи- мов ЭПС. Полученные аналитические выражения могут быть использованы при составлении режимных карт и энергетических паспортов ЭПС,а также для задания оптимального соотношения количества работающих ТД в решающих автоматических устройствах регулирования мощности подвижного состава.

В статье рассматривается подход к оперативной оценке технического состояния функциональных подсистем энергетической установки тепловоза в составе комплексных микропроцессорных систем управления. Представлен подход к оперативной оценке технического состояния топливной системы. По результатам анализа граф-модели топливной системы выделена совокупность контрольных параметров, разработан алгоритм, позволяющий установить причины выхода контролируемых параметров за допустимые пределы.

В статье авторы предлагают рассмотреть особенности составления математических моделей подвижного состава и его динамического поведения при движении по неравноупругому железнодорожному пути в продольном направлении. Приводится качественный и эмпирический анализ продольной неравноупругости железнодорожного пути. В заключение дается вывод, на основе которого предлагается дальнейшее рассмотрение математических аспектов решения приведенных систем дифференциальных уравнений движения подвижного состава по неравноупругому пути.

В статье представлены результаты проведенного авторами исследования, целью которого была разработка модели распознавания дефектов моторно-осевых подшипников колесно-моторного блока локомотива для реализации заблаговременного автоматического оповещения управляющих структур о необходимости проведения обслуживающих или ремонтных операций и устранения дефектов на ранней стадии их возникновения. При проведении исследования использовались следующие междисциплинарные и математические методы: компьютерное и математическое моделирование, методы математической статистики, методы теории искусственного интеллекта и параметрической надежности. В результате проведенного исследования получена математическая формализация модели распознавания одного из дефектов моторно-осевых подшипников колесно-моторного блока локомотива - проточка (выкрашивание) баббитового слоя. С помощью полученной модели возможна реализация автоматического распознавания дефектов не только моторно-осевых подшипников, но и других узлов технических систем. Разработанная модель может быть использована в системах мониторинга, контроля, диагностирования технического состояния локомотивного парка с целью снижения простоев в ремонте и вынужденных затрат на плановые операции. Предложенная модель решает круг задач, описанных в концепции развития ОАО «РЖД», связанных с реализацией фактической системы ремонта по текущему техническому состоянию локомотива, а также с цифровизацией передовых направлений компании.

В статье изложена методика исследования «жесткой» математической модели, описывающей взаимодействие колеса локомотива и рельса с учетом гипотезы Ф. Картера. На основе применения теоремы Н. А. Тихонова выведено дифференциальное уравнение для определения скорости проскальзывания колесной пары по рельсам. Получена зависимость определения времени установления процесса кинематического проскальзывания колесной пары по рельсам от скоростей центра колеса и локомотива, от инерционных характеристик поезда и колесной пары, а также от коэффициента крипа, момента вращения, приложенного к колесной паре, и от состояния поверхностей рельсов

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 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.

Статья посвящена совершенствованию методики диагностирования технического состояния асинхронного тягового электродвигателя типа 1ТВ2822 грузового магистрального электровоза серии 2ЭС10 «Гранит». Для диагностирования межвитковой изоляции обмоток статора предложена структурная модель замкнутой асинхронной системы тягового электродвигателя типа 1ТВ2822. Представлены результаты моделирования работоспособного и аварийного режимов функционирования тягового электродвигателя. С помощью цифровой обработки осциллограмм тока обмотки статора получены логарифмические спектрограммы тока статора, графики псевдоспектра мощности логарифмического спектрального компонента тока статора как работоспособного, так и аварийного тягового асинхронного электродвигателя типа 1ТВ2822 с межвитковым замыканием в обмотке статора. На основании анализа графика псевдоспектра мощности, выполненного с помощью цифровой обработки осциллограммы кривой тока в пакете программы MATLAB, представлены логарифмические мощности спектра тока в обмотке статора, служащие для построения бортовой адаптивной системы диагностирования асинхронных тяговых электродвигателей типа 1ТВ2822 электровоза 2ЭС10 «Гранит».

Работа коллекторно-щеточного узла во многом влияет на эксплуатационную надежность тяговых электродвигателей постоянного тока. В статье приведены результаты моделирования контактного взаимодействия «щетка - коллектор» в тяговом электродвигателе электровоза 2ЭС6. Рассмотрено влияние конструктивных особенностей щеткодержателя, условий и режимов эксплуатации на качество коммутации ТЭД. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложены рекомендации по повышению качества контакта «щетка - коллектор» и обеспечению к эсплуатационной надежности тяговых электродвигателей.

В статье представлены результаты исследования влияния отклонений некоторых конструктивных параметров вагонной тележки от установленных нормативных значений на относительное смещение гребней колесной пары в междурельсовом пространстве железнодорожного транспорта. Такие отклонения возникают в процессе постепенного износа движущихся деталей в реальных условиях эксплуатации вагонного парка и приводят к изменению кинематических параметров вагонной тележки. Представлен анализ зависимости поперечного смещения колесной пары относительно рельсового пути от разности диаметров конических поверхностей катания колесной пары, от несоосности колесных пар и различия коэффициентов жесткости рессорных комплектов в составе вагонной тележки. Предложенная математическая модель позволяет не только диагностировать техническое состояние вагонных тележек, но и прогнозировать сроки технического обслуживания подвижного состава на основе измерения положения колесных пар относительно рельсового пути.

В статье предложена конечно-элементная модель работы электрического контакта между контактным проводом и токосъемной пластиной токоприемника, учитывающая сложную взаимосвязь электрических и тепловых процессов. Исследовались контактные пары, состоящие из изношенного контактного провода МФ-100 и токосъемных пластин из металлокерамики ВЖ3П или графита. Микрогеометрия поверхности тел в месте контакта получена на основе модели Гринвуда - Вильямсона. Было рассмотрено два крайних возможных случая соприкосновения контактного провода с пластиной. Результаты были проанализированы и сравнены с известными опытными данными. Рассчитано, при каких соотношениях контактного нажатия и тока из-за выгорания контактов возникнет искровой или дуговой разряд. Определены пути совершенствования модели.

В статье представлен универсальный энергоэффективный стенд для нагрузочных испытаний тяговых асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока. Предлагается использование двух вариантов схем для проведения испытаний тяговых двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением и асинхронных двигателей, а также тяговых двигателей постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением и асинхронных двигателей, каждый из которых позволяет реализовать энергоэффективный метод испытаний - метод взаимной нагрузки. Приводятся преимущества применения предлагаемого стенда. Расчет основных параметров, фиксируемых в процессе испытаний (токов, напряжений и мощности), предлагается выполнить с помощью математических моделей. Каждая из математических моделей учитывает работу испытуемых асинхронных тяговых двигателей и тяговых двигателей постоянного тока (последовательного или параллельного (независимого) возбуждения) по методу взаимной нагрузки: электрическая и механическая связь. В заключении статьи приводятся предполагаемые результаты от внедрения универсального энергоэффективного стенда для нагрузочных испытаний тяговых асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока.

Для повышения уровня механизации и автоматизации процессов сборки рельсошпальной решетки на производственных базах путевых машинных станций устанавливаются звеносборочные линии. На Белорусской железной дороге в 2012 г. была внедрена полуавтоматическая звеносборочная линия марки КБ03 для сборки рельсошпальной решетки на железобетонных шпалах с промежуточным скреплением СБ-3. Повышение производительности данной линии - приоритетное направление в исследованиях, поскольку в современных условиях наблюдается повышение объемов просроченных ремонтов железнодорожных путей. В ходе исследования определено, что наиболее рациональным решением по изучению работы звеносборочной линии и поиску путей повышения производительности ее работы является использование средств имитационного моделирования. После изучения технической и иной сопроводительной документации была разработана имитационная модель звеносборочной линии КБ03. Затем выполнена валидация разработанной модели, в ходе чего она была признана заслуживающей доверие и пригодной для проведения экспериментов. На основании анализа результатов проведенных на модели экспериментов были сформированы решения по управлению производственным процессом работы звеносборочной линии КБ03 для получения максимального прироста ее производительности. Проведен расчет экономической целесообразности внедрения на производстве предлагаемых изменений и корректировок технологического процесса работы звеносборочной линии.

В статье рассмотрены особенности и выделены преимущества использования динамических режимов для диагностирования узлов подвижного состава. Приведены конкретные примеры диагностирования отдельных агрегатов локомотива по вибрации, температуре, электрическим параметрам, частоте вращения. Обоснована актуальность задачи по разработке систем диагностирования с использованием эталонных моделей.

В статье рассматривается приемное устройство автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа (АЛСН) с корреляционным дешифратором. Целью данной работы является исследование влияния гармонических помех от высоковольтной линии электропередачи на функционирование нелинейного приемного устройства АЛСН с корреляционным дешифратором. Экспериментальное исследование качества функционирования нелинейного приемного устройства АЛСН с корреляционным дешифратором при воздействии гармонических помех от высоковольтных линий электропередачи выполнено с использованием метода имитационного моделирования. В исследовании использованы имитационные модели помех от высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП), приемника и корреляционного дешифратора канала АЛСН. Анализ осциллограмм, полученных в результате исследования, показал, что корреляционный дешифратор имеет ряд особенностей, обусловленных алгоритмом его функционирования. Корреляционный дешифратор более уверенно распознает кодовые комбинации длительностью 1,6 с (вырабатываемые кодовым путевым трансмиттером типа КПТ-5), чем длительностью 1,86 с (вырабатываемые кодовым путевым трансмиттером КПТ-7). Это выражается в более коротком временном интервале нарушения нормальной работы нелинейного приемного устройства АЛСН. При дешифрации кодовой комбинации (КК) длительностью и 1,6 с, и 1,86 с наблюдалась ситуация кратковременной дешифрации более разрешающей КК «Ж» вместо «КЖ». Однако продолжительность таких ситуаций не превышала двух кодовых циклов и не вызвала бы появление более разрешающего огня на локомотивном светофоре. В целом эксперименты показали, что алгоритм корреляционной дешифрации КК АЛСН нуждается в совершенствовании для более уверенного дешифрирования КК, вырабатываемых кодовым путевым трансмиттером типа КПТ-7(1,86 с).

Предметом исследований является оценка эффективности разных режимов энергооптимального управления движением грузового поезда унифицированной массы грузовыми электровозами переменного тока серии «Uz-El» с асинхронными электродвигателями на равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги. Цель исследования: обоснование основных показателей эффективности локомотивов электрической тяги с учетом заданного графика движения при помощи различных вариантов оптимального режима управления движением грузового поезда с унифицированной массой состава на реальном равнинном участке Узбекской железной дороги. Методы и методологию исследования составляют теоретические основы локомотивной тяги, математическая теория оптимального управления объектом, а также язык программирования С# (C Sharp) с разработкой макетных приложений в среде программирования Microsoft Visual Studio 12.0. В результате проведенного исследования получены энергооптимальные кривые, кинематические параметры движения грузового поезда и параметры основных показателей энергетической эффективности исследуемого электровоза для разных вариантов тягового расчета на реальном равнинном участке Коканд - Андижан Узбекской железной дороги. Полученные кинематические параметры движения грузовых поездов с унифицированной массой состава и параметры показателей эффективности использования исследуемых электровозов могут быть использованы в локомотивном депо Коканд, которые позволят разработать режимные карты вождения грузовых поездов этими электровозами в зависимости от уровня сложности профиля пути и различных условий организации железнодорожных перевозок грузов.

Выполнено исследование влияния параметров нелинейного рессорного подвешивания грузового вагона (жесткости рессорного комплекта, базы тележки, длины неровностей пути) на амплитуду и фазу колебаний подпрыгивания кузова. Определена собственная частота колебаний подпрыгивания кузова вагона как функция его параметров.