ДОСЛІДЖЕННЯ ОСОБЛИВОСТЕЙ ДУАЛЬНОГО ЗНОСУ КОЛОДОК У ГАЛЬМОВІЙ СИСТЕМІ ВАНТАЖНИХ ВАГОНІВ

Autor: Ravlyuk, V. G.
Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2019
Předmět:
dual wear
brake pad
brake lever transmission
brake beam
model
statistical analysis
kinetic static analysis
force moment
dynamic forces
operational tests
дуальний знос
гальмова колодка
гальмова важільна передача
тріангель
модель
статистичний аналіз
кінетостатичний аналіз
момент сили
динамічні сили
експлуатаційні випробування
дуальный износ
тормозная колодка
тормозная рычажная передача
триангель
статистический анализ
кинетостатический анализ
момент силы
динамические силы
эксплуатационные испытания
Zdroj: Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту; № 2(80) (2019); 111-126
Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта; № 2(80) (2019); 111-126
Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport; № 2(80) (2019); 111-126
ISSN: 2307-3489
2307-6666
Popis: Purpose. This research is aimed at revealing features of dual wear of pads in the brake system of freight cars. Methodology. The complex of theoretical and operational research concerning the causes and consequences of dual wear of pads, as the most widespread one in the freight cars, was conducted. Using the theory of planning the experiment based on the collected statistical material an adapted mathematical modeling of the dual wear process was performed and negative factors were determined. The Mathcad software and STATISTIKA software application were used. Findings. A comparative analysis of various devices for the uniform wear of brake pads showed insufficient efficiency. It has been established that typical devices of uniform wear of brake shoes (up to 95%) are in damaged condition due to the effect of significant dynamic loads. Therefore, the shoes are bent, pressed with their upper edges to the wheel threads and when driving in trains without braking do harmful friction with the formation of double frictional wear of the working body of the shoes. It has been theoretically proved that in a hinged connection of a vertical lever with a brake beam king post a harmfully acting torque from the gravitational forces is formed, which becomes the main cause of the dual wear of the brake shoes. Kinetostatic analysis, taking into account the dynamic forces in the unsprung parts of the bogie, has allowed establishing the cause of dual wear and determining the possibility of eliminating the specified torque in the existing brake system. According to the R & D and the Ukrzaliznytsia`s order the operational tests on 10 gondola cars constructed by Kriukiv Railway Car Building Works were performed. They confirmed the results of the theoretical studies. Originality. For the first time, it was discovered, the research was initiated and the definition – the dual deterioration of brake pads was proposed. A mathematical regression model was developed for determining the main cause of dual wear of pads in a typical mechanical braking system of three-element bogies. It was adapted the mathematical approach to the planning of experiments with the construction of the corresponding schemes-models, which revealed the malignant moment of forces, bending the break beam on the pendulum suspensions until the upper edges of the brake pads will be pressed to the wheel thread. Practical value. The results of the research can be used in the design, modernization and operation of brake systems for both the operational fleet, as well as a new generation of three-element bogies.
Цель. Данное исследование направлено на выявление особенностей дуального износа колодок в тормозной системе грузовых вагонов. Методика. Проведен комплекс теоретических и эксплуатационных исследований причин и последствий дуального износа колодок как наиболее распространенного в грузовых вагонах. С помощью теории планирования эксперимента и на основании собранного статистического материала выполнено адаптированное математическое моделирование процесса дуального износа и определены негативные факторы. Для исследования использованы программное обеспечение Mathсad и компьютерная программу «STATISTIKA». Результаты. Сравнительный анализ различных устройств для равномерного износа тормозных колодок показал недостаточную их эффективность. Установлено, что типовые устройства равномерного износа тормозных колодок (до 95 %) при действии значительных динамических нагрузок находятся в поврежденном состоянии. Поэтому колодки наклоненные, прижаты верхними окрайками к поверхностям качения колес и при движении в поездах без торможения осуществляют вредное трение с образованием двойного фрикционного износа рабочего тела. Теоретически доказано, что в шарнирном соединении вертикального рычага с распоркой триангеля образуется вредно действующий крутящий момент от гравитационных сил, который становится основной причиной дуального износа тормозных колодок. Кинетостатичный анализ с учетом динамических сил в неподрессоренной части тележки позволил установить причину дуального износа и определить возможность ликвидации указанного момента сил в существующей тормозной системе. По выполненной НИОКР и распоряжению от Укрзализныци проведены эксплуатационные испытания на 10 полувагонах производства Крюковского ВСЗ, которые подтвердили результаты выполненных теоретических исследований. Научная новизна. Впервые выявлено явление, которому дано определение – дуальный износ тормозных колодок. Начаты его исследования. Разработана математическая регрессионная модель для установления основной причины дуального износа колодок в типовой механической тормозной системе трёхэлементных тележек. Адаптирован математический подход к планированию экспериментов с построением соответствующих схем-моделей, по которым выявлен вредно действующий момент сил, наклоняющий триангель на маятниковых подвесках до упора верхними окрайками тормозных колодок в поверхности катания колесной пары. Практическая значимость. Результаты проведенных исследований можно использовать при проектировании, модернизации и эксплуатации тормозных систем как эксплуатационного парка, так и трехэлементных тележек нового поколения.
Мета. Це дослідження спрямоване на виявлення особливостей дуального зносу колодок у гальмовій системі вантажних вагонів. Методика. Проведено комплекс теоретичних та експлуатаційних досліджень причин і наслідків дуального зносу колодок як найбільш розповсюдженого у вантажних вагонах. За допомогою теорії планування експерименту й на підставі зібраного статистичного матеріалу виконано адаптоване математичне моделювання процесу дуального зносу та визначено негативні фактори. Для дослідження використано програмне забезпечення Mathсad і комп’ютерну програму «STATISTIKA». Результати. Порівняльний аналіз різноманітних пристроїв для рівномірного зносу гальмових колодок показав недостатню їх ефективність. Установлено, що типові пристрої рівномірного зносу гальмових колодок (до 95 %) за дією значних динамічних навантажень перебувають у пошкодженому стані. Тому колодки нахилені, притиснуті верхніми крайками до поверхонь кочення коліс і під час руху в поїздах без гальмування здійснюють шкідливе тертя з утворенням подвійного фрикційного зносу робочого тіла. Теоретично доведено, що в шарнірному з’єднанні вертикального важеля з розпіркою тріангеля утворюється шкідливо діючий крутний момент від гравітаційних сил, який стає основною причиною дуального зносу гальмових колодок. Кінетостатичний аналіз з урахуванням динамічних сил у непідресореній частині візка дозволив встановити причину дуального зносу та визначити можливість ліквідації вказаного моменту сил у наявній гальмовій системі. За виконаною НДКР і розпорядженням від Укрзалізниці проведено експлуатаційні випробовування на 10 напіввагонах виробництва Крюковського ВБЗ, які підтвердили результати виконаних теоретичних досліджень. Наукова новизна. Уперше виявлено явище, якому дано визначення – дуальний знос гальмових колодок. Започатковано його дослідження. Розроблено математичну регресійну модель для встановлення основної причини дуального зносу колодок у типовій механічній гальмовій системі трьохелементних візків. Адаптовано математичний підхід до планування експериментів із побудовою відповідних схем-моделей, за якими виявлено шкідливо діючий момент сил, що нахиляє тріангель на маятникових підвісках до впирання верхніми крайками гальмових колодок у поверхні кочення колісної пари. Практична значимість. Результати проведених досліджень можна використовувати під час проектування, модернізації й експлуатації гальмових систем як експлуатаційного парку, так і трьохелементних візків нового покоління.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: