автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Разработка методов проектирования, расчета и испытаний приводов вагонных генераторов и создание на их основе типового ряда генераторно-приводных установок пассажирских вагонов

доктора технических наук
Самошкин, Сергей Львович
город
Санкт-Петербург
год
2004
специальность ВАК РФ
05.22.07
цена
450 рублей
Диссертация по транспорту на тему «Разработка методов проектирования, расчета и испытаний приводов вагонных генераторов и создание на их основе типового ряда генераторно-приводных установок пассажирских вагонов»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов проектирования, расчета и испытаний приводов вагонных генераторов и создание на их основе типового ряда генераторно-приводных установок пассажирских вагонов"

На правах рукописи УДК 629.463.3

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, РАСЧЕТА И ИСПЫТАНИЙ ПРИВОДОВ ВАГОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ И СОЗДАНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ ТИПОВОГО РЯДА ГЕНЕРАТОРНО-ПРИВОДНЫХ УСТАНОВОК ПАССАЖИРСКИХ ВАГОНОВ

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации (ПГУПС МПС РФ)"

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Чурков Николай Александрович Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Варава Владимир Иванович доктор технических наук, профессор

Кеглин Борис Григорьевич доктор технических наук, профессор Петров Геннадий Иванович

Ведущее предприятие: ФГУП "Гос НИИ вагоностроения". Защита состоится " 18 " ноября 2004 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 218.008.05 при Петербургском государственном университете путей сообщения МПС РФ по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр. 9, ауд. 4-306.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петербургского государственного университета путей сообщения МПС РФ. Автореферат разослан " " 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Семёнов Н.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современные пассажирские вагоны оснащены сложным электрическим, радио- и холодильным оборудованием. В настоящее время на железных дорогах России и СНГ наибольшее распространение получили пассажирские вагоны с автономными системами энергоснабжения. Вагон с автономной системой энергоснабжения обладает большей маневренностью при формировании поездов, сравнительной простотой конструкции и обслуживания в эксплуатации, а также обеспечивает более высокую общую надежность системы энергоснабжения всего поезда.

На основании проведенного обзора и анализа технической информации выявлено, что наиболее сложным вопросом при разработке автономной системы энергоснабжения является создание простого по конструкции и надежного в эксплуатации привода вагонного генератора. Для систем различной мощности используются конструкции приводов, часто принципиально .различные по кинематическим схемам. Так для систем энергоснабжения мощностью до 5 кВт применяются редукторно-карданные приводы от торца оси колесной пары и плоскоременные от середины оси колесной пары с размещением генератора на раме тележки. Для систем энергоснабжения мощностью до 9 кВт широкое распространение получили текстропно-редукторно-карданный (ТРК) и текстропно-карданный (ТК) приводы от торца оси колесной пары и размещением генератора на раме тележки. Системы энергоснабжения мощностью более 25 кВт оснащаются редукторно-карданными приводами от середины оси колесной пары с размещением генератора на раме вагона. Все это привело к тому, что в настоящий момент на железных дорогах России и СНГ эксплуатируется более 10 конструкций приводов вагонных генераторов мощностью от 5 до 32 кВт.

Однако ни одна из эксплуатируемых конструкций полностью не удовлетворяет комплексу современных требований, так как при расчетах и проектировании приводов железнодорожного подвижного состава отсутствует

1 Грос. "национал ьная

I БИБЛИОТЕКА

! ¡гяии-

единая система теоретических и экспериментальных методов их исследований и расчетов.

Поэтому целью настоящей диссертационной работы являлась разработка комплекса научно-обоснованных методов расчета, испытаний и проектирования приводов вагонных генераторов и создание на его основе типового ряда надежных, дешевых и удобных в эксплуатации генераторно-приводных установок пассажирских вагонов.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо разрешить следующие задачи:

• провести исследование тяговой способности и нагруженности серийных приводов вагонных генераторов;

• оценить влияние технологических отклонений параметров ремней и передачи на нагруженность ремней многоручьевых передач приводов вагонных генераторов;

• произвести статистическую оценку нагруженности ремней многоручьевых клиноременных передач;

• определить долговечность клиноременных передач на основании статистических данных из эксплуатации;

• разработать комплекс методов расчета, проектирования и испытаний приводов вагонных генераторов и на его основе:

- разработать мероприятия по повышению работоспособности ременных передач приводов;

- предложить направления по совершенствованию натяжных устройств приводов;

- создать принципиально новые конструкции подвесок генератора на раме тележки;

- обосновать кинематические схемы приводов вагонных генераторов от средней части оси колесной пары с размещением генератора на раме тележки;

- предложить научно-обоснованные рекомендации по ременным приводам мощностью 16-19 кВт;

- создать типовой ряд генераторно-приводных установок для систем энергоснабжения пассажирских вагонов мощностью до 35 кВт.

Методика исследования. Работа основывалась на результатах теоретических и экспериментальных исследований. Методологической основой теоретических методов являются основные положения теоретической механики, сопротивления материалов, теории вероятности и математической статистики. Они базировались на теории планирования экспериментов, теории подобия и размерности. Экспериментальные исследования и наблюдения за работоспособностью приводов выполнялись на специальных стендах, разработанных автором и в эксплуатационных условиях на сети железных дорог России. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с использованием современных ЭВМ.

Научная новизна.

1. Разработан комплексный метод оценки тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов, включающий расчетно-экспериментальный метод статистического определения суммарных неравномерностей распределения нагрузок и расчетно-экспериментальный метод исследований поперечной устойчивости плоскоременных передач.

2. Разработана методика статистического определения долговечности ременных передач приводов вагонных генераторов в эксплуатационных испытаниях, на основании которой определены законы распределения ресурса и предложены направления повышения долговечности передач.

3. Установлены математические закономерности суммарных величин неравномерностей распределения начального натяжения и окружного усилия между ремнями многоручьевых клиноременных передач (МКП) приводов вагонных генераторов при одновременном воздействии всех основных отклонений параметров ремня и передачи.

4. Разработана единая методика уточненного расчета МКП дающая возможность наиболее полно использовать несущую способность клиновых ремней в эксплуатации.

5. Сформулирована совокупность научно-обоснованных требований, которым должны удовлетворять приводы вагонных генераторов индивидуальных систем энергоснабжения пассажирских вагонов.

Практическая значимость работы.

1. Разработанный комплексный метод оценки тяговой способности ременных передач приводов и полученные на его основе данные о фактической нагруженности приводов в эксплуатации позволили создать нормативно-методическую базу данных для оценки тягово-энергетических характеристик вновь создаваемых и модернизируемых приводов и их отдельных узлов.

2. Проведенные исследования позволяют на практике:

• подбирать ременные передачи для новых и эксплуатирующихся приводов вагонных генераторов;

• использовать разработанные подходы для создания принципиально новых подвесок генераторов, исключающих их падение на путь;

• совершенствовать натяжные устройства, максимально исключающие взаимный износ деталей.

3. Разработан и предложен типовой ряд генераторно-приводных установок для пассажирских вагонов с индивидуальными системами энергоснабжения мощностью от 8 до 35 кВт с размещением генераторов на раме тележки.

Реализация работы. Основные результаты работы использованы Тверским институтом вагоностроения в НИР, проводимых по хоздоговорам с ОАО "ТВЗ". Так рекомендации по расчету и подбору ремней используются ОАО "ТВЗ" при проектировании МКП новых типов приводов; экспериментальные установки для комплектации ремней МКП используются в виде обязательного оборудования в вагонных депо Октябрьской железной

4

дороги, они послужили основой при разработке и внедрении новых стендов ПКБ ЦВ МПС на всей сети железных дорог России.

В соответствии с рекомендациями автора диссертации на ОАО "ТВЗ":

• изготовлена опытная партия приводов вагонных генераторов от средней части оси колесной пары, которыми предполагается оснастить системы энергоснабжения вагонов;

• создан опытный образец вагона с двухгенераторной приводной установкой мощностью 16-19 кВт с клиноременным приводом от средней части оси колесной пары и размещением генератора на раме тележки;

• разработана конструкторская документация и начато серийное изготовление новых подвесок генераторов, которыми оборудуются все новые пассажирские вагоны и старые вагоны, проходящие деповской ремонт и модернизацию.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на: "VI Всесоюзной научно-технической конференции по управляемым и автоматическим -приводам и передачам гибкой связью", Одесса, 1980 г.; "VII Всесоюзной научно-технической конференции по управляемым и автоматическим приводам и передачам гибкой связью", Одесса, 1986 г.; Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективы развития вагоностроения", Москва, 1988 г.; Научно-технических конференциях НТО Машпром "Вопросы качества, надежности, прочности и долговечности машиностроительной продукции", Калинин, 1983, 1985 и 1987 г.г.; III научно-технической конференции "Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты", С.Петербург, 2003 г.; заседании кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" ПГУПС, СПетербург, 2003 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 печатных работ (в том числе монография, два авторских свидетельства на изобретение, два патента на изобретение и две полезные модели).

5

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения и общих выводов. Объем диссертации 316 страниц машинописного текста, 65 рисунков и 68 таблиц. Список литературы включает 156 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведена классификация систем энергоснабжения пассажирских вагонов. Отмечено, что на отечественных железных дорогах и в странах СНГ наибольшее распространение получили вагоны с системами автономного электроснабжения.

В первой главе приведена классификация приводов, рассмотрены перспективы развития, выполнен обзор и анализ исследований приводов вагонных генераторов, определена цель и сформулированы задачи исследований.

Все многообразие приводов удалось сгруппировать в три группы:

• к первой группе отнесены приводы с плоскоременной передачей от средней части оси колесной пары к генератору, установленному на раме вагона;

• ко второй группе отнесены приводы от колесной пары к генератору на основе редукторно-карданных механизмов;

• третью группу образовали приводы с клиноременной передачей.

Первые крупные исследования приводов первой группы были

проведены Аумюллером Э. и Якубайтисом Э.А.

В дальнейшем исследования приводов были организованы во ВНИИЖТ, БГТУ, МГУПС, ПГУПС, ОАО«ТВЗ», ЗАО«ТИВ», ПКБ ЦЛ МПС. Вэе К., Гайденко В.Я., Карагодин И.А., Княжкин В.И., Кудрявцев Н.Н., Лысенко А.А., Скобелев З.Ф., Стеринзат ЯМ., Узбеков Ш.К., Щепетильников В.А занимались исследованием редукторно-карданных приводов. Однако неустранимым серьезным недостатком редукторно-карданных приводов от торца оси является

6

размещение значительной неподрессоренной массы (до 90 кг) на буксе колесной пары.

Текстропные приводы изучали Алексеев А.А., Бабаев В.М., Гайденко В.Я., Длоугий В.В., Доронин И.С., Здрогов В.Б., Львов В.Н., Петраков С.Е., Тальмин А.В., Челноков И.И., Чернышев А.А. Под их руководством и непосредственном участии выполнен большой объем исследований по узлам клиноременных приводов, что позволило внедрить в производство текстропно-редукторно-карданный (ТРК) и текстропно-карданный (ТК-2) приводы.

Проведенный обзор и анализ ранее выполненных исследований показал, что эти конструкции имеют низкую надежность клиноременных передач, неудачную конструкцию натяжных устройств и подвески генератора. Кроме того, отсутствие систематизированных и достоверных экспериментальных данных и недостаточность теоретических методов являются препятствием для научно-обоснованного решения практических задач в области разработки новых и совершенствования эксплуатируемых приводов и их основных узлов.

Во второй главе приведены результаты исследований тяговой способности и анализа нагруженности серийных приводов вагонных генераторов.

Исследованиям и анализу подвергались следующие варианты наиболее характерных приводов:

• привод ТРК с ремнями С(В)-2360Т, жесткостью пружины натяжного устройства 75 Н/мм и Fo=3,3 кН;

• привод ТРК с ремнями С(В)-2360Т, жесткостью комплекта пружин натяжного устройства 675 Н/мм и Fo=3,3 кН;

• привод ТРК с ремнями С(В)-2360Т, жесткостью комплекта пружин натяжного устройства 675 Н/мм и Fo=3,3 кН и подвеской ведомого шкива, исключающей влияние реактивного момента редуктора на натяжение передачи;

• привод ТРК с ремнями УБ-2360, жесткостью комплекта пружин

натяжного устройства 675 Н/мм и Р0=4,75 кН;

• привод ТК-2 с ремнями Б(В)-2500Т, жесткостью пружины натяжного устройства 75 Н/мм (Р0=2,5 кН, Р0=2,9 кН, Р0=3,1 кН);

• привод ТК-2 с ремнями УБ-2500Т, жесткостью пружин натяжного устройства 75 Н/мм и Р0=4,75 кН.

При проведении испытаний приводов мощность на ведомом шкиве NBM определялась экспериментально, а соответствующая ей мощность системы энергоснабжения вагона из выражения

•^сист = ^вм ' Пкэ ' Пав ' Лкв О)

где Т)кэ -коэффициент полезного действия комплекса

электрооборудование;

Лпв - коэффициент полезного действия подвески ведомого шкива;

■Лкв - коэффициент полезного действия карданного вала.

Значения к.п.д. были определены экспериментально в ходовых испытаниях вагона оборудованного серийным приводом типа ТРК.

Полученные результаты (рис. 1), показали, что введение дополнительной пружины в натяжное устройство привода ТРК приводит к снижению влияния реактивного момента редуктора на тяговую способность передачи при нижней ведущей ветви. Тем не менее, привод не обеспечивает требуемых тяговых параметров. Даже если полностью исключить влияния реактивного момента на привод ТРК, то необходимую мощность 8 кВт можно получить лишь при скоростях движения более 50 км/ч (по ТУ на привод -40±3 км/ч).

Установлено, что привод по схеме ТК-2 обладает большой тяговой способностью и обеспечивает требуемые энергетические параметры системы энергоснабжения во всем скоростном диапазоне движения вагонов (от 40±3 до 160 км/ч). Однако величина натяжения Ро=3,1 кН превосходит рекомендации ГОСТ 1284.3-89 на 25 %, что отрицательно сказывается на долговечности

^вм, кВт

16,0

12,0

8,0

4,0

©

/ ХШ)

/Л ф

@ ©

0,1

0,2

0,3

а) привод ТРК: © верхняя и © нижняя

при Р0=3,3 кН и Жпр=75 Н/мм; © верхняя и (?) нижняя

при ?о=3,3 кН и Жпр=675 Н/мм; © Мр=0 и Р0=3,3 кН; (б) верхняя и (7) нижняя при Ро=4,75 кН

Nвм, кВт

16,0

12,0

8,0

4,0

(4) .

©

(2)___- ©

0,1

0,2

0,3

б) привод ТК-2: Ш при Р0=2,5 кН;

© при Р0=2,9 кН; © при Ро=3,1 кН; @ при Р0=4,75 кН, ремни УБ-2500

Рис. 1. Зависимость мощности на ведомом шкиве (МВм) от коэффициента трения ({) в ремнях по шкиву для вариантов приводов ТРК (а) и ТК-2 (б) при Ув=40 км/ч

ременной передачи. На рис. 2 приведены обобщенные результаты экспериментальных исследований по тяговой способности привода типа ТРК. Экспериментально было проведено определение к.п.д. генераторной установки и, с использованием ранее полученных данных о к.п.д. привода ТК-2, расчетно-экспериментальным методом получены значения к.п.д. всей системы энергоснабжения ЭВ. 10.02.29. Используя статистические распределения V и N методом числовых совмещений было установлено, что среднестатистическое значение к.п.д. системы энергоснабжения равно 0,653.

На рис. 3 показано распределение суммарной мощности, снимаемой с генератора, которое получено по результатам серии эксплуатационных поездок разной категории поездов. Оно показало, что для тягово-энергетических расчетов приводов целесообразнее использовать нормативное распределение скоростей движения по "Нормам для расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных)" для поездов с скоростью движения до 120 км/ч.

В главе 3 исследовалось влияние технологических отклонений параметров ремня и передачи на нагруженность ремней в МКП. Установлено, что наибольшее влияние на неравномерность распределения нагрузок между ремнями МКП оказывают: различие в упругих характеристиках ремней одного комплекта - АЕр , различие расчетных длин ремней комплекта - ЛЬ, различие

расчетных диаметров канавок шкивов передачи - 5ЛО, разница расчетной ширины ремней комплекта и перекос осей вращения шкивов - х.

При нагружении ремней МКП начальным натяжением нагрузка между ремнями будет распределяться неравномерно. Наибольшую часть общего начального натяжения будут воспринимать ремни меньшей длины, большего модуля упругости, расположенные в крайних канавках и т. д.

В работе предложена зависимость для определения суммарной величины неравномерности распределения начального натяжения МКП (Дао)

(Т) - верхняя, (2) - нижняя ведущие ветви передачи

Рис. 2. Зависимость предельной мощности, снимаемой с генератора, от скорости вагона при допустимом скольжении ремней в передаче е<3%

РСН™)

0,2

ОД

2,0 4,0 6,0 8,0 Ыген, кВт

Рис. 3. Распределение вероятности Р(ЫГС„) суммарной мощности (Мге„), снимаемой с генератора

Ла„ =-

ДЕ„

ДЕ„

лт 2ВХ тс 100 2

с^бДО, +а25А02

а^АО, -а26Д02

360

(2)

где: Ер пр - среднестатистическая величина приведенного модуля

упругости при растяжении; Ь - номинальная длина ремня; В - расстояние между крайними канавками шкива; а] и аг - углы обхвата на каждом из шкивов. В диссертации установлено, что различия в расчетных диаметрах канавок шкивов (ДО) и передаточных чисел Ди ручьев передачи приводят к возникновению циркулирующей нагрузки в МКП на холостом ходу. При этом ДБ и Ди предложено определять по следующим зависимостям:

_ ДЕ ДБ=АЕ >—^

ЛЬ 2ВХ ...

стп+—+-+0,5

0 I 10(Ь

а,5ЛЦ ч-о^ЗДР;,

360

а,5ДП), -оцйДОз

360

+8Ю+ДЬ -С^

В2 -ДО.-Б.-ДО,

Ди = ——

о?

А = -

в-Ь

(3)

.Сц^.Саз* Б-Ь 2 2

где: 8, Ь- номинальная площадь и высота ремня;

Б, ф - расчетный диаметр и угол канавки шкива;

Ес пр - приведенный модуль упругости ремня при сжатии. Циркулирующая нагрузка приводит к тому, что одни ремни загружены тяговой окружной силой, а другие тормозящей. С ростом полезной нагрузки общее нагружение тягового ремня будет расти, а тормозящего - падать до нуля. При работе всех ремней в двигательном режиме максимальная разница в значениях окружных сил, передаваемых отдельными ремнями МКП составит:

AF = Epnp.S.^+

p с AuB . F AEP"P

-Ё -S.^-

(4)

40 "рлр

Полученное выражение позволяет определять фактическую нагрузку ремней МКП и учитывать ее при оценке тяговой способности и долговечности ремней приводов.

В главе 4 проведена статистическая оценка нагруженности ремней МКП. Для этого были получены распределения отклонений параметров ремней и передачи для числа ремней в комплектах от одного до шести. Исследования касались партии из 200 ремней С(В)-2360Т. Измерения показали, что:

• для АЕ и ДЬР полученные экспериментальные распределения

хорошо согласуются с нормальным законом распределения при

средних значениях

Ерпр=280 МПа

и

b =19,17 мм и

среднеквадратических отклонениях ое=24 МПа, аь=2,4 мм; • максимальная величина перекоса осей вращения шкивов достигает 1,8 мм на 100 мм межцентрового расстояния; при этом полученное распределение X хорошо согласуется с теоретическим по закону модуля разности с параметрами Для статистического определения 5AD было проведено измерение расчетного диаметра канавок шкивов с их числом от двух до четырех (по 200 шкивов каждого типа). Затем, проведя аппроксимацию экспериментальных распределений и интерполяцию параметров этих распределений, расчетным путем были получены распределения для шкивов с числом канавок пять и шесть.

Статистическое определение AL проводилось при ао=1,2 МПа для передач с числом ремней от двух до четырех включительно, а для пяти и шести ремней распределения получены расчетным методом также, как для

Методом числовых совмещений, используя соотношения (2), (3), (4),

был выполнен перерасчет распределений Ао0, Ли и АР на передачи с числом ремней от двух до шести (рис. 4а).

На практике неравномерность нагружения ремней в передаче удобнее характеризовать изменением среднестатистических величин Дст0, АР, Ли от числа ремней в передаче. Проведенные аппроксимации расчетно-экспериментальных кривых Аст0, АР и Ди показали, что они хорошо согласуются с логарифмическими параметрами (рис. 46):

для'Ли 0 а=0,0245 МПа, Ь=1,725МПа

для А? а=19,4 Н, Ь=306,8Н

для Ди а=0,044 %, Ъ=0,666 %

На основании полученных результатов определены характеристики МКП, которые при расчете и проектировании позволяют более точно подойти к оценке долговечности и тяговой способности спроектированной передачи.

В табл. 1 приведены значения Ки и Ск для ремней передачи привода ТРК (ио=М2) в зависимости от числа ремней в передаче и допустимом скольжении 3%. Для сравнения приведены значения Ск из ГОСТ 1284.3-89.

Таблица 1

Обозначение коэффициентов Значения коэффициентов при числе ремней

2 3 4 5 6

к„ 0,959 0,939 0,926 0,915 0,906

Ск 0,902 0,855 0,821 0,795 0,774

Ск (ГОСТ 1284.3-89) 0,95 0,95 0,90 0,90 0,90

Как видно из приведенных данных, характер изменения Ки и Ск с ростом числа ремней в передаче одинаков. Значения Ск из ГОСТа существенно отличаются от полученных в работе и дифференцированы только для передач с числом ремней 2-3 и более 3-х. Это говорит о том, что значения Ск в ГОСТе не отражают реальных особенностей МКП и нуждаются в серьезной

Р(Лсто)

а) Распределение Аст0 для различного числа ремней

Дсг0, МПа

Экс.

^ \ ^

2 3 4 5 N

б) Изменение Да0 с ростом числа ремней в передаче Рис. 4. Характеристики распределения начального натяжения по ремням МКП

корректировке своих значений.

В главе 5 проведено статистическое определение долговечности клиноременных передач серийных приводов вагонных генераторов в эксплуатации и оценка закона распределения их ресурса.

На сети железных дорог России в период с 1978 по 1985 годы была проведена работа совместно с группами надежности ПКБ ЦВ МПС по сбору информации о надежности приводов ТРК и ТК-2. Была получена информация о долговечности 950 комплектов ремней привода ТРК и 300 комплектов привода ТК-2.

Данные по отказам для каждого депо и года постройки вагонов

подвергались группировке по интервалам с шириной 20,0 тыс. км.

Проведенный анализ показал, что:

• среднестатистическая долговечность ремней С(В)-2360Т, применяемых в приводах ТРК, лежит в пределах от 42,0 до 75,0 тыс. км. пробега вагона;

• среднестатистическая долговечность ремней В(Б)-2500Т, применяемых в приводах ТК-2, не превышает45,0 тыс. км. пробега вагона.

Обработка полученных данных показала, что распределение долговечности клиноременных передач приводов ТРК и ТК-2 подчиняется двухпараметрическому закону Вейбулла со следующими параметрами, соответственно для:

Проведенный в работе анализ зависимости параметра распределения "Ь" от коэффициента вариации "V" показывает, что нормальная эксплуатация ремней приводов ТРК и ТК-2 осуществляется в зонах отказов, связанных с

С(В)-2360Т

1,26<Ь<2,1

0,48<У<0,84

В(Б)-2500Т 1,13<1Ь<3,74 0,33<У<0,91

То«59,2 тыс. км.

То«40,24 тыс. км

усталостным разрушением, и в таких зонах параметр распределения 2,1 <Ь<4,75, а коэффициент вариации Наложение фактических зон отказов

клиновых ремней приводов ТРК и ТК-2 на зону нормальной эксплуатации говорит о том, что фактическая зона отказов ремней приводов приближается к зоне внезапных отказов. Причинами этого могут быть нарушения правил эксплуатации приводов или низкое качество изготовления ремней.

В главе 6 представлен разработанный комплексный метод расчетной и экспериментальной оценки тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов.

Расчетный метод оценки тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов основан на уравнениях Эйлера, которые характеризуют тяговую способность окружной силой передаваемой

передачей при определенных условиях работы. Тяговая способность определяется фрикционными свойствами рабочих поверхностей ремня и шкива, натяжением ремня, его скоростью, углом обхвата, передаточным отношением и относительной величиной межосевого расстояния, а также диаметром шкива. В ряде конструкций приводов подвеска ведомого шкива такова, что в процессе изменения нагрузки на передачу возможно изменение величины начального натяжения — Р<>. Величина изменения натяжения ДИ зависит от скорости движения вагона — Ув, мощности, снимаемой с ведомого шкива — Ывм> и направления движения вагона.

В общем виде получено уравнение для расчета тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов

где: а - угол скольжения на ведомом шкиве;

Г - приведенный коэффициент трения на рассматриваемом шкиве.

К - коэффициент, характеризующий конструкцию подвески

ведомого шкива и жесткостные параметры передачи; L — коэффициент взаимосвязи параметров колесной пары и ведомого шкива передачи. Получены также зависимости определяющие:

• скорость вагона, на которой достигается реализация на ведомом шкиве привода требуемой мощности при заданном коэффициенте трения

величину максимальной мощности, реализуемой на ведомом шкиве при заданной скорости движения вагона и величине коэффициента трения

Полученные зависимости позволяют дать оценку предельной тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов любой конструкции.

Тяговая способность ременных передач оценивается тяговой характеристикой, устанавливающей зависимость между скольжением е и

коэффициентом тяги которая совместно с зависимостью

коэффициента полезного действия от коэффициента тяги дает полное представление о работе всей передачи. Построение таких характеристик производится на основании экспериментальных данных по крутящему моменту и числу оборотов на каждом валу передачи, а также величине натяжения передачи в единый момент времени. Для получения таких данных был разработан специальный динамометрический шкив, устанавливаемый на

тележке вместо шкивов передачи. У этого шкива между ободом и валом размещены подшипники качения. Они позволяют валу и ободу независимо вращаться друг относительно друга. Передача вращающего момента от вала к ободу производится с помощью специальной (заранее протарированной) балки-мессдозы, соединяющей вал и обод шкива. При такой схеме установки все центробежные и инерционные силы со стороны обода шкива передаются на вал через подшипники качения, а мессдоза- воспринимает только нагрузки от крутящего момента. Сигнал от мессдозы через ртутный токосъемник и динамический усилитель передается на регистрирующую аппаратуру.

Для измерения угловых скоростей валов разработана конструкция, в которой используется диск с отверстиями, перекрывающий световой поток от источника света к фотодиоду. Для повышения точности замеров диск изготавливался с 16 отверстиями, то есть за один оборот вала на регистрирующее устройство посылалось 16 импульсов.

При исследовании тяговой способности для измерения электрической мощности использовался стандартный измерительный комплекс К-51, основная погрешность которого составляет ± 0,7 %.

Разработанный метод неоднократно использовался Тверским институтом вагоностроения для исследования тяговой способности и к.п.д. различных приводов и генераторов.

Проведенное сопоставление экспериментальных и расчетных данных показало их хорошее совпадение (разница по мощности при V=const лежит в пределах от 0,2 до 0,5 кВт, а разница по скорости при иген^ог^ составляет от 2 до 5 км/ч), что позволяет рекомендовать разработанный метод для расчетного анализа любых приводов с ременной передачей.

В главе 7 по результатам ранее проведенных исследований разрабатывались новые узлы приводов. Это касалось, прежде всего, выбора оптимальной конструкции подвески генератора и натяжных устройств.

Длительный опыт эксплуатации показал, что упругая подвеска

генератора является очень ненадежным элементом привода. В эксплуатации отмечается ослабление затяжки болтового соединения, просадка, расслоение и разрушение резиновых амортизаторов. В отдельных случаях это приводило к обрыву болтов подвески и падению генератора на путь при движении поезда.

Для исключения этого явления была предложена принципиально новая схема подвески генератора. Она показана на рис. 56. В такой конструкции генератор опирается на полки кронштейнов, которые жестко связаны с концевой балкой рамы тележки. Здесь резьбовые соединения находятся в лучших условиях, они работают только на сдвиг. Несколько вариантов опытных подвесок прошли полный комплекс статистических, усталостных, динамических, прочностных и технологических испытаний и показали полное соответствие требованиям "Норм для расчетов ...".

После завершения эксплуатационных испытаний, по согласованию с ЦЛ МПС РФ, со второй половины 1994 г. все новые вагоны ОАО "ТВЗ" стали оснащаться новыми подвесками.

Конструкция существующих натяжных устройств и особенности подвески ведомого шкива, технологические допуски на детали натяжного устройства, способы установки и контроля начального натяжения в эксплуатации, изменение характеристик ремня в процессе работы и т.д. реально способствует тому, что действительная величина натяжения ременной передачи в эксплуатации значительно отличается от регламентируемой.

С целью доведения фактического натяжения передачи до требуемого уровня были предложены новые размерные цепи на детали натяжного устройства приводов. В результате с вероятностью 0,95 удалось получить натяжение ременной передачи весьма близкое к регламентируемому. Новые размерные цепи были внедрены на ТРК приводе вагонов, выпускаемых ОАО «ТВЗ».

В процессе эксплуатации ремни вытягиваются и ослабевает натяжение передачи. Для регулирования натяжения были обоснованы и определены сроки

регулировки натяжения, которое в эксплуатации должно производиться сначала через 1,0 тыс. км, затем - через 5,0 тыс. км и далее каждые 20,0 тыс. км пробега вагона.

В процессе сбора информации о надежности приводов было установлено, что ряд деталей натяжных устройств в процессе работы претерпевают существенный износ своих поверхностей. Так в натяжном устройстве привода ТРК был отмечен износ опоры основной пружины по внутреннему диаметру, односторонний износ винта по наружному диаметру и его изгиб в вертикальной плоскости.

В натяжном устройстве привода ТК-2 винт и опора пружины заведомо введены в соприкосновение. Для этого между ними вводится дополнительный опорный узел, а между винтом и опорой устанавливаются направляющие втулки. В эксплуатации в результате осевого перемещения винта относительно дополнительной опоры происходит износ направляющих втулок и образуется зазор между винтом и втулкой, во внутрь дополнительной опоры попадает пыль и грязь, что еще больше увеличивает износ рабочих поверхностей.

Главным .недостатком натяжных устройств данного типа является неустойчивое положение натяжного винта внутри отверстия опоры пружины, что вызвано шарнирным соединением опоры с кронштейном рамы тележки. В результате этого натяжной винт смещается до упора его в стенки отверстия опоры и прижимается к ним с силой тем большей, чем больше это смещение относительно центра отверстия и чем больше усилие сжатия пружины (натяжение передачи). В результате этого в процессе работы происходит интенсивный износ винта и опоры, а это приводит, в свою очередь, к периодическим рывкам в работе всей передачи и дополнительным динамическим нагрузкам вцелом.

Для устранения недостатков было разработано новое натяжное устройство в конструкциях серийных приводов ТРК и ТК-2 с жесткой установкой опоры пружины на кронштейне рамы тележки (рис. 6).

Опытный вариант натяжного устройства прошел испытания на вагоне-лаборатории. В настоящее время готовится к производству опытная партия приводов ТК-2 с натяжными устройствами по предлагаемой схеме.

В главе 8 представлены результаты исследований и разработка рациональных вариантов ременных приводов от средней части оси колесной пары для генераторов размещенных на раме тележки.

В качестве гибкой связи были применены многослойные плоские и текстропные ремни в комплектах из 5-6 ремней профиля С(В). За основу при выборе основных кинематических параметров и технических характеристик привода были взяты низкооборотный генератор типа 2ГВ.008 и тележки пассажирского вагона типа КВЗ-ЦНИИ-М. Подвеска генератора была классической шарнирной и роликовой, которая компенсирует реактивный момент от ротора генератора, сохраняя постоянным натяжение ременной передачи независимо от величины мощности снимаемой с генератора и скорости движения вагона. С целью повышения тяговой способности плоскоременной передачи за счет увеличения коэффициента трения был рассмотрен вариант привода с фрикционным покрытием ведомого шкива.

Таким образом, тягово-энергетические характеристики приводов от средней части оси колесной пары исследовались на шести вариантах кинематических схем (по три для каждого типа подвески генератора).

Результаты расчетного анализа по ранее разработанному методу показали, что при скорости вагона 40+3 км/ч плоскоременный привод с роликовой подвеской обеспечивает снятие с генератора мощности 14-15 кВт при 1=0,65. При шарнирной подвеске генератора и нижней ведущей ветви, когда реактивный момент ротора уменьшает натяжение передачи, максимальная мощность генератора при 1=0,8 составляет около 13 кВт. Привод с роликовой подвеской и комплектом из 5 ремней профиля С(В) обеспечивает снятие с генератора мощности 15 кВт при 1=0,25, а при увеличении 1 до 0,4 мощность генератора возрастает до 20 кВт. При шарнирной подвеске

Рис. 5. Принципиальные схемы подвесок генератора

2 - кронштейн рамы тележки

Рис. 6. Геометрическое расположение крайних точек натяжного устройства и установки опоры пружины

генератора и 1=0,3 привод с клиноременной передачей обеспечивает снятие с генератора мощности 22,3 кВт при верхней ведущей ветви и 15,1 кВт при нижней ведущей ветви. При этом изменение натяжения в приводе с шарнирной подвеской генератора в 2,5 раза меньше, чем в приводе ТРК.

Для проверки тягово-энергетических показателей на ОАО «ТВЗ» была изготовлена тележка с обоими вариантами приводов от середины оси (по типу подвесок генератора), и по разработанной методике проведены их стендовые испытания. Ведомый шкив приводов был покрыт резиной. Как показали результаты испытаний (рис. 7), привод с роликовой подвеской генератора обеспечивал снятие мощности 12 кВт при скорости движения вагона 40 км/ч и до 14 кВт при увеличении скорости до 50 км/ч. При шарнирной подвеске генератора и нижней ведущей ветви величина мощности составляла 10,7 кВт для скорости вагона 40 км/ч и 13,6 кВт для скорости 50 км/ч.

При размещении привода вагонного генератора на тележке возможен взаимный перекос осей вращения ведущего и ведомого шкивов, что вызвано конструктивными и технологическими факторами.

В связи с этим в диссертации был выполнен комплекс расчетно-экспериментальных исследований по поперечной устойчивости плоскоременных передач. В результате проведенной работы была создана установка и разработана методика экспериментального исследования поперечной устойчивости плоскоременных передач при их работе под нагрузкой. Выполненные расчетно-экспериментальные исследования позволили установить оптимальные размеры сфер ведущего и ведомого шкивов, их рабочую ширину и оптимальную ширину ремня для плоскоременного привода от середины оси колесной пары к генератору мощностью 10 кВт, которые с запасом обеспечивают поперечную устойчивость плоского ремня при возможных в эксплуатации взаимных перекосах осей вращения шкивов.

В девятой главе представлены результаты, связанные с разработкой

приводов генераторов мощностью 16-19 кВт и по созданию типового ряда генераторно-приводных установок для пассажирских вагонов с индивидуальными системами энергоснабжения любой мощности.

Оборудование новых вагонов приводами с мощностью генератора до 1619 кВт размещенных на раме тележки является актуальной задачей.

Эти приводы нуждаются в клиновых ремнях новых конструкций и материалов с улучшенными характеристиками. С этой целью были выполнены сравнительные экспериментальные исследования тяговой способности клиновых ремней существующих и перспективных конструкций, а именно:

• отечественные кордтканевые ремни В(Б)-2500Т;

• отечественные кордшнуровые ремни В(Б)-2500Ш;

• кордшнуровые ремни В(Б)-2500Ш фирмы "Optibelt" (Германия) со шнурами из материала типа "Кевлар";

• кордшнуровые ремни ХРВ-2500Ш фирмы A/S «Roulunds Fabiikeo> (Дания) без обертки рабочих поверхностей (для увеличения коэффициента трения) и с формованным зубом на нижнем основании (для уменьшения изгибной жесткости).

Оценка тяговой способности проводилась по кривой скольжения -зависимости коэффициента тяги от скольжения (е). При этом зона упругого скольжения характеризуется коэффициентом тяги буксования -Результаты экспериментальных исследования тяговой способности различных ремней приведены в табл. 2, а долговечности в табл. 3.

Полученные данные показали, что ремни ХРВ-2500Ш имеют наибольшую тяговую способность и способны передать наибольшее окружное усилие при одинаковых условиях работы.

Стендовая долговечность кордшнуровых ремней во много раз превосходит долговечность кордтканевых и от 2,5 до 2,9 раз превосходит нормированную наработку ремней самого высшего класса качества (127 час.

для В(Б)-2500 и 185 час. для С(В)-2360) по ГОСТ 1284-89.

Таблица 2

Характеристики тяговой способности различных клиновых ремней

Наименование параметров Обозначение Тип ремня

В(Б)-Т В(Б)-Ш "Optibelt' ХРВ

Коэффициент тяги 0,35 0,48 0,65 0,66

% 0,60 0,68 0,925 0,94

Скольжение SA. % 2,5 1,48 1,50 0,95

Приведенный коэффициент трения Га 0,23 0,34 0,49 0,51

f'b 0,44 0,53 1,03 1,106

Таблица 3

• Стендовая долговечность различных ремней

Изготовитель и тип ремня Количество ремней, шт. Наработка, час Удлинение, % t, °С

min шах min max min max

В(Б)-2500Т 10 9 22 0,8 4,7 54 64

Красноярский РТИ В(Б)-2500Ш 5 340 420 1,6 1,85 51 53

"Optibelt" В-2500Ш 3 409 421 0,15 0,15 50 50

С-2360Ш 3 443 454 0,10 0,10 48 49

"Roulunds Fabriker" ХРВ^2500Ш 3 220 - 0,8 - 46 47

ХРС-2360Ш 3 220 - 0,8 - 47 48

При этом проведенные испытания на сети железных дорог МПС России показали, что эксплуатационная долговечность составляет соответственно для ремней:

• отечественных кордшнуровых - около 200 тыс. км пробега вагона;

• кордшнуровых ремней фирмы "Optibelt" (Германия) типа В-2500Ш в среднем 290,0 тыс. км, а типа С-2360Т в среднем 380,0 тыс. км;

• кордшнуровых ремней фирмы A/S «Roulunds Fabriker» (Дания) типа ХРВ и ХРС более 300 тыс. км.

Проведенные исследования новых клиновых ремней доказали возможность создания привода вагонного генератора мощностью 16-19 кВт. Были рассмотрены два типа такого привода.

Первый тип привода содержит генератор, установленный на раме тележки, который имеет два, расположенных с обеих сторон, выхода ротора. Вращение генератора осуществляется двумя приводами по типу ТК-2, расположенными с обеих сторон рамы тележки, а ведущие шкивы устанавливаются с обоих концов одной колесной пары.

С использованием разработанного в диссертации комплексного метода было проведено исследование тяговой способности двухстороннего привода при его оснащении комплектами кордшнуровых клиновых ремней профиля В(Б) и С(В). Как видно из приведенных данных (рис. 8) привод позволяет реализовать на ведомом валу (ротора) механическую мощность при f=0,2 от 21 до 27 кВт в зависимости от величины натяжения каждой передачи.

Второй тип имеет привод от средней части оси колесной пары состоящий из 5-6 ремней ХРС к генератору мощностью до 20 кВт, установленному на раме тележки.

Расчетно-экспериментальный анализ каждого типа привода доказал возможность создания двухгенераторной системы энергоснабжения для пассажирских вагонов с кондиционированием воздуха.

В предложенной двухгенераторной системе использована шарнирная подвеска, которая регулирует натяжения ременной передачи в зависимости от направления вращения колесной пары.

Работа двухгенераторной установки будет заключаться в следующем (рис. 9). Тележки могут устанавливаться только так, чтобы генераторы

Ыге„, кВт

14

12

10

40 45 50 55 V,, км/ч

(Т), (2) - верхняя и нижняя ведущие ветви при роликовой подвеске; (з)- нижняя ветвь при шарнирной подвеске

Рис. 7. Зависимость предельной мощности, снимаемой с генератора для плоскоременного привода

кВт 30,0

20,0

10,0

f

(Г) при Р0=3,0 кН;

(2) при Р0=4,0 кН;

(3) при Р0=4,5 кН

Рис. 8. Зависимость ЫВм от коэффициента трения для двухстороннего привода при Ув=40 км/ч

28

Рис. 9. Схема расположения тележек с приводами

располагались к середине вагона друг напротив друга, а хвостовики роторов в разные стороны от продольной оси вагона. Тогда при любом направлении движения вагона в одном приводе тяговой будет верхняя ветвь, а в другом — нижняя. Таким образом, в одном приводе по причине наличия реактивного момента при работе генератора под нагрузкой натяжение ременной передачи увеличится (следовательно увеличится и ее тяговая способность), а в другом уменьшится. На этой основе разработана принципиальная схема нагружения генераторов в зависимости от мощности потребителей вагона. В первую очередь нагружается генератор, в приводе которого за счет реактивного момента натяжение передачи увеличивается. После достижения предельной мощности этого генератора электрическая схема включает в работу второй генератор.

Проведенные исследования показали, что масса двухгенераторной установки с клиноременным приводом от середины оси колесной пары не будет превышать 1200 кг, а ее стоимость - 300000 руб. Это существенно ниже типовой генераторно-приводной установки ^БЛ-32 на базе редукторно-карданного привода от середины оси колесной пары, для которой эти данные соответственно равны 1750 кг и 920000 руб.

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований, предложен типовой ряд генераторно-приводных установок для любых типов пассажирских вагонов с автономной системой энергоснабжения с использованием ременных приводов от середины оси колесной пары и размещением генератора на раме тележки (табл. 4).

Приведенный типовой ряд охватывает все существующие и разрабатываемые пассажирские вагоны с индивидуальными системами энергоснабжения. Его внедрение позволит унифицировать изготовление приводов для новых вагонов и существенно упростить их обслуживание и ремонт в эксплуатации.

Таблица 4

Типовой ряд генераторно-приводных установок пассажирских

вагонов на базе ременных приводов от середины оси колесной пары.

Мощность системы энергоснабжения, кВт Название привода генератора Обозначение Тип ремня и их количество Начальное натяжение, кН

1 2 3 4 5

Плоскоременный от середины оси колесной пары ПСО-8Т Плоский 5x150 3,6

Клиноременный от середины оси колесной пары ТСО-8Т 3 ремня С-3200Ш 2,5

3 ремня «Яосоп» профиля «С» 2,5

Мсист=12 Клиноременный от середины оси колесной пары ТСО-12Т 4 ремня С-3200Ш 3,3

4 ремня «Яосоп» профиля «С» 3,3

N„,07=16 Клиноременный от середины оси колесной пары ТСО-16Т 6 ремней С-3200Ш 4,5

6 ремней «Яосоп» профиля «С» 4,5

N =32 Клиноременный от середины оси колесной пары ТСО-16Т Приводом ТСО-16Т оснащаются обе тележки вагона, а генераторы работают на общую шину

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанные теоретические исследования, комплекс выполненных экспериментальных исследований и решение ряда практических задач, связанных с разработкой методов проектирования, расчета и испытаний приводов вагонных генераторов и создание на их основе типового ряда генераторно-приводных установок пассажирских вагонов обеспечило получение научно обоснованных технических решений, имеющих важное практическое значение, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. Нижеследующие выводы и практические рекомендации являются основными составляющими решенной проблемы.

1. Вагоны с автономной системой электроснабжения, вследствие большой маневренности при формировании поездов, сравнительной простоты конструкции и обслуживания, обеспечения более высокой надежности системы электроснабжения, получили в настоящее время наибольшее распространение на железных дорогах. Наиболее сложным вопросом при разработке такой системы является создание простого по конструкции и надежного в эксплуатации привода вагонного генератора.

2. Исходя из анализа современных требований к подвижному составу и опираясь на большой опыт работы по приводам, разработаны основные требования, которым должны удовлетворять перспективные приводы вагонного генератора для автономных систем энергоснабжения. Анализ развития отечественных и зарубежных приводов вагонных генераторов и их классификация показали, что и при разработке перспективных моделей приводов часто отдается предпочтение схемам с клиноременной передачей. В связи с этим, изучение особенностей использования клиноременных передач на подвижном составе является своевременной и актуальной задачей.

3. Проведенный в работе анализ особенностей клиноременных передач приводов вагонных генераторов показал, что они существенно

отличаются от общемашиностроительных и сельскохозяйственных передач. Такие особенности, как условия работы на открытом воздухе, расположение передачи на тележке, широкий диапазон скоростей и нагрузок, шарнирная подвеска ведомого шкива, одновременное использование нескольких ремней в одной передаче, условия технического обслуживания, делают затруднительным использование известных методов расчета и анализа для указанных передач.

4. Для создания перспективных приводов систем энергоснабжения пассажирских вагонов необходима разработка комплекса теоретических и экспериментальных методов их исследования. Предварительный анализ показал, что это выполнимо, если известны тяговая способность и нагруженность существующих приводов, имеется оценка влияния технологических, отклонений параметров ремней и передачи на их нагруженность при работе в групповом приводе, определена их долговечность в эксплуатации и известны законы распределения ресурса клиноременных передач существующих приводов.

5. Проведенные комплексные испытания по определению тяговой способности клиноременных передач приводов вагонных генераторов показали:

• ременная передача привода ТРК не обеспечивает требуемых энергетических показателей системы энергоснабжения пассажирского вагона, и в связи с этим было рекомендовано прекратить работы по совершенствованию приводов данной кинематической схемы, а в ТУ внести реальные технические характеристики привода;

• ременная передача привода ТК-2 обладает большей тяговой способностью по сравнению с ременной передачей привода ТРК и в случае применения более совершенных кордшнуровых ремней может обеспечить в системе энергоснабжения вагона мощность до 12 кВт.

6. Исследования МКП приводов .вагонных генераторов показали, что

31 р0с- "ациональ i библиотека | с. петербург

»^ оа ада | -——

начальное натяжение и окружное усилие, вследствие технологических • отклонений параметров ремня и передачи, распределяется между ремнями неравномерно, что приводит к снижению их тяговой способности и долговечности. В результате проведенных исследований разработана методика и методами математической статистики и теории вероятностей для МКП приводов вагонных генераторов определены значения коэффициентов Ко и Ск, учитывающих неравномерное распределение начального натяжения и окружного усилия в зависимости от числа ремней в передаче.

7. Разработана методика и проведен комплекс эксплуатационных испытаний клиновых ремней приводов вагонных генераторов. Статистическая • обработка результатов эксплуатационных испытаний клиновых ремней приводов ТРК и ТК-2 показала:

• среднестатистическая долговечность ремней С(В)-2360Т привода ТРК лежит в переделах от 42,0 до 75,0 тыс. км пробега вагона;

• среднестатистическая долговечность ремней В(Б)-2500Т в приводе ТК-2 не превышает 45,0 тыс. км пробега вагона;

• основной причиной низкой долговечности ремней в приводах является низкое качество их изготовления на заводах резинотехнических изделий и нарушение правил эксплуатации на ' сети железных дорог;

• распределение долговечности клиноременных передач приводов ТРК и ТК-2 подчиняется двухпараметрическому закону Вейбула с определенными параметрами "в" и "у" для каждого типа ремня.

8. Анализ конструкции натяжных устройств приводов ТРК и ТК-2 и правил технического обслуживания ременных передач показал, что фактическая величина натяжения передачи в эксплуатации может существенно отличаться от регламентируемой в ТУ на привод.

Для устранения возможности уменьшения натяжения ниже требований ТУ в работе:

• проведен статистический анализ, разработаны и внедрены в техническую документацию новые размерные цепи на детали натяжного устройства, которые с вероятностью 0,95 позволяют получить величину натяжения, близкую к регламентируемой по ТУ;

• для снижения влияния вытяжки ремней на натяжение ременной передачи разработаны и внесены в инструкцию по эксплуатации сроки регулировки натяжения передачи в зависимости от величины пробега вагона.

9. Разработан расчетный метод оценки тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов, который, базируясь на классической теории Эйлера, учитывает конструктивные особенности размещения передачи на тележке и шарнирную подвеску ведомого шкива. Метод позволяет определить предельную мощность, реализуемую на ведомом шкиве при заданной скорости вагона или предельную скорость, при которой в системе энергоснабжения реализуется заданная мощность.

10. Разработан метод экспериментального определения показателей тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов. Метод основан на экспериментальном определении крутящих моментов на валах передачи, оборотов ведущего и ведомого шкивов и натяжения передачи в процессе работы. Последнее позволяет определить скольжение, к.п.д. и коэффициент тяги на любом режиме работы передачи и строить классическую кривую скольжения. Кроме того, для приводов вагонных генераторов можно получить зависимость скольжения и к.п.д. от мощности на генераторе, что является более удобным для оценки тягово-энергетических показателей приводов с ременной передачей. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показало их хорошее совпадение. Разница по мощности в диапазоне нагрузок от 0 до 15 кВт составляет от 0,2 до 0,5 кВт, а разница по скорости в диапазоне от 40 до 160 км/ч составляет от 2 до 5 км/ч при одинаковых значениях коэффициентов трения. Это позволяет

рекомендовать разработанный метод для расчетного анализа передач приводов вагонных генераторов.

11. В совокупности, разработанные расчетный метод оценки тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов и экспериментальный метод определения показателей их тяговой способности и долговечности образуют комплекс методов проектирования, расчета и испытаний генераторно-приводных установок пассажирских вагонов. Используя разработанный комплекс методов, были проведены широкие исследования различных вариантов приводов:

• серийного привода ТРК с различными типами клиновых ремней и величинами начального натяжения клиноременной передачи;

• серийного привода ТК-2 с типовыми и узкими клиновыми ремнями с целью определения его предельных тяговых способностей;

• плоскоременного привода ТСО-8 с двумя вариантами покрытия ведомого шкива и возможными вариантами относительного перекоса шкивов;

• клиноременного привода от середины оси колесной пары для различных конструкций узла подвески ведомого шкива и типов клиновых ремней.

12. На основании использования созданного комплекса теоретических и экспериментальных методов исследований разработаны:

• принципиально новая конструкция подвески генератора (Патент №2022849). Испытания и опытная эксплуатация подтвердили высокую надежность новой подвески, что позволило с 1994 г. перейти на ее серийное производство для отечественных пассажирских вагонов;

• новая конструкция натяжного устройства с жесткой опорой для привода вагонных генераторов (Патент №1775322). Эксплуатация опытного образца нового натяжного устройства позволила

рекомендовать изготовление опытной партии;

• кинематическая схема привода с двумя ременными передачами от одной оси по типу привода ТК-2 (Полезная модель №1475) обеспечивающая получение мощности 16-19 кВт с генератора, размещенного на раме тележки;

• новая конструкция плоскоременного привода от средней части оси колесной пары. На основании комплекса теоретических и экспериментальных исследований установлено, что приводы данной кинематической схемы могут обеспечить получение в системе энергоснабжения вагона мощность 8 кВт при начальном натяжении плоскоременной передачи 3,6 кН;

• различные варианты клиноременного привода от средней части оси колесной пары, в том числе и с использованием разъемных клиновых ремней. Установлена возможность получения в системе энергоснабжения мощности до 16-19 кВт при размещении генератора на раме тележки. Для этого разработана двухгенераторная приводная установка для вагонов с кондиционированием воздуха (Полезная модель №16109);

• типовой ряд генераторно-приводных установок мощностью 32-35 кВт позволяющий обеспечить работу индивидуальных систем энергоснабжения пассажирских вагонов и существенно снизить трудоемкость обслуживания и ремонта в эксплуатации.

Содержание диссертации изложено в следующих основных работах:

1. Самошкин С.Л., Доронин И.С, Чернышев А.А. Приводы генераторов индивидуальных систем энергоснабжения вагонов локомотивной тяги // ЦНИИТЭИТЯЖМАШ / Транспортное оборудование. - 1986. - Сер. 5. -Вып.1.- 144 с.

2. Самошкин С.Л. Исследование напряженного состояния осевой гайки

37

привода подвагонного генератора // НИИИНФОРМТЯЖМАШ / Транспортное машиностроение. - 1976. - 5-76-15. - С.31-35.

3. Самошкин С. Л., Петраков СЕ. Повышение стабильности работы натяжного устройства привода подвагонного генератора // ЦНИИТЭИТЯЖМАШ / Транспортное оборудование. - 1980. - 5-80-11. -№11.-С.13-16.

4. Самошкин С.Л. Применение узких приводных ремней в приводах подвагонных генераторов // ЦНИИТЭИТЯЖМАШ / Транспортное оборудование.- 1980. - 5-80-12. - С.5-8.

5. Самошкин С.Л., Назарова Т.И. Метод повышения надежности клиноременной передачи привода подвагонного генератора // Надежность и контроль качества. - 1978. - №10. - С.40-43.

6. Пронин Б.А., Самошкин С.Л. Оценка распределения нагрузки по ремням в многоручьевой клиноременной передаче // Каучук и резина. - 1980. - №3. -С.41-44.

7. Самошкин С.Л. Расчет многоручьевых клиноременных передач с учетом неравномерности распределения нагрузок // VI Всесоюзная научно-техническая конференция по управляемым и автоматическим механическим приводам и передачам гибкой связью: Тез. докл. - Одесса, 1980.-С. 172-174.

8. Самошкин С.Л. Вероятностная оценка суммарной неравномерности распределения начального натяжения в многоручьевой клиноременной передаче // Вестник машиностроения. - 1980. - №7. - С.36-38.

9. Самошкин С.Л., Назарова Т.И. Комплектация ремней многоручьевой клиноременной передачи привода подвагонного генератора // ЦНИИИНФОРМТЯЖМАШ / Транспортное оборудование. - 1980. - 5-80-19.-С. 17-20.

10. Самошкин С.Л., Петраков СЕ. Надежность привода подвагонного генератора // Железнодорожный транспорт. - 1981. - №3. - С.42-44.

11. Самошкин С.Л. Долговечность многоручьевых клиноременных передач // Известия ВУЗов. Машиностроение. - 1981. - №4. - С.45-48.

12. Самошкин С.Л. О дополнительном скольжении ремней в многоручьевых клиноременных передачах // Вестник машиностроения. - 1982. - №3. -С.26-28.

13. Шириня B.C., Самошкин С.Л., Плешков А.В. Экспериментальное определение натяжения ремней многоручьевых клиноременных передач // Бесступенчато-регулиремые передачи: Межвуз. сб. научн. тр. - 1982. -С.80-84.

14. Доронин Й.С., Самошкин С.Л., Чернышев А.А., Терешкин Л.В. Совершенствование приводов вагонных генераторов // Железнодорожный транспорт. - 1983. - №4. - С.36-38.

15. Самошкин С.Л. Повышение надежности клиноременной передачи привода вагонного генератора в эксплуатационных условиях // Надежность и контроль качества. - 1983. - №11. - С.55-58.

16. Самошкин С.Л., Богданов В.П. Совершенствование привода вагонного генератора // Железнодорожный транспорт. - 1984. - №5. - С.64-65.

17. Самошкин С.Л., Чернышев А.А. Влияние шарнирной подвески редуктора на тяговую' способность клиноременной передачи привода вагонного генератора. - Деп. в ЦНИИТЭИТЯЖМАШ 25.01.85, № 1411-ТМ-85 Деп.

18. Самошкин С.Л. Нагруженность ремней многоручьевых клиноременных передач // Вестник машиностроения. - 1985. - №8. - С.13-17.

19. Самошкин С.Л. Статистическая оценка влияния технологических погрешностей на напряженное состояние клиновых ремней // Бесступенчато-регулируемые передачи: Межвуз. сб. научн. тр. - 1984. -С.123-130.

20. Доронин И.С., Самошкин С.Л., Чернышев А.А. О возможности создания ременных приводов от середины оси колесной пары для подвагонных генераторов мощностью до 15 кВт // Тр. ВНИИ вагоностроения. - 1985. -

Вып. 53.-C.3-13.

21. Самошкин С.Л. Влияние геометрических размеров канавок шкивов на нагруженность ремней клиноременных передач // Вестник машиностроения. - 1987. - №2. - С.30-32.

22. Самошкин С.Л. Определение растягивающих напряжений в многоручьевых клиноременных передачах // VII Всесоюзная научно-техническая конференция по управляемым и автоматическим механическим приводам и передачам гибкой связью: Тез. докл. - Одесса, 1986. - С.232-233.

23. Самошкин С.Л. Влияние упругих характеристик на нагруженность ремней в многоручьевых клиноременных передачах // Каучук и резина. - 1987. -№9. - С.32-35

24. Шириня B.C., Самошкин С.Л., Плешков А.В. Измерение мощности на валах приводов вагонных генераторов // ЦНИИТЭИТЯЖМАШ / Конструирование и эксплуатация оборудования. - 1988. - 5-88-10. - №10. -С.1-3.

25. Петраков В.А., Самошкин С.Л., Григорьев Э.Н., Миронов С.С. Коэффициент полезного действия генераторной установки пассажирского вагона без кондиционирования воздуха // Вестник ВНИИЖТ. - 1989. - №1. -С.41-43.

26. Самошкин С.Л., Ляхова Т.Ф., Пушков А.А. Определение долговечности клиноременной передачи привода вагонного генератора в эксплуатационных условиях // ЦНИИТЭИТЯЖМАШ / Транспортное оборудование. - 1989. - Сер 9 - №9. - С.47-49.

27. Самошкин С.Л., Пушков А.А. Исследование долговечности клиноременных передач приводов вагонных генераторов // Тр. ВНИИ вагоностроения. - 1989. - Вып.69. - С.92-100.

28. Самошкин С.Л., Пушков А.А., Величко В.А. Оценка надежности клиноременной передачи привода вагонного генератора пассажирского

вагона // Вестник ВНИИЖТ. - 1992. - №3. - С.45-47.

29. Самошкин С.Л., Пушков А.А Тенденции и перспективы развития приводов вагонных генераторов с ременной передачей // Сб. тр. ПИИЖТ. Динамика вагонов. - С.Петербург, 1993. - С. 123-125.

30. Самошкин С.Л., Богданов В.П., Алексеев А.А Исследование нагруженности и разработка новой конструкции подвески генератора вагонного привода // Тяжелое машиностроение. - 1994. - №2-3. - С.11-15.

31. Самошкин С.Л., Пушков АА., Станилевич В.В., Денисов Ю.Ф. Повышение долговечности приводов вагонных генераторов // Железнодорожный транспорт. - 1994. - №1. - С.57-60.

32. Самошкин С.Л., Богданов В.П., Алексеев А.А. Усовершенствованная подвеска вагонного генератора // Железнодорожный транспорт. - 1995. -№9.-С.51-53.

33. Самошкин С.Л. Повышение тягово-энергетических показателей приводов вагонных генераторов пассажирских вагонов // Тяжелое машиностроение. -1997.-№6'.-С. 14-17.

34. Самошкин С.Л., Денисов Ю.Ф. Повышение долговечности клиноременных передач // Железнодорожный транспорт. - 1999. - №2. - С.39-41.

35. Самошкин С.Л. Исследование возможности повышения тягово-энергетических показателей серийных клиноременных приводов генераторов пассажирских вагонов // Тяжелое машиностроение. - 1999. -№3. - С.32-36.

36. Самошкин С.Л., Денисов Ю.Ф. Анализ результатов опытной эксплуатации кордшнуровых клиновых ремней в приводах вагонных генераторов // Тяжелое машиностроение. - 1999. - №7. - С.33-36.

37. Самошкин С.Л. Двухгенераторная установка для пассажирских вагонов с кондиционированием воздуха // Тяжелое машиностроение. - 2002. - №12. -С.5-8.

38. Самошкин С.Л., Валеха Е.Е. Двухгенераторная приводная установка

автономных систем электроснабжения пассажирских вагонов // Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты: Тез. докл. III научно-техн. конф. - СПб. - 2003. - С.75-76.

39. Самошкин С.Л. Универсальный привод систем энергоснабжения пассажирских вагонов // Железнодорожный транспорт. - 2003. - №11. -С.41-43.

40. Устройство натяжения ременной передачи: А.С. 1222946 СССР / B.C. Шириня, С.Л. Самошкин, А.А. Чернышев. - №3766436/25-28; Заявл.06.07.84; 0публ.02.04.86. - Бюл. № 13. - 3 с.

41. Устройство натяжения ременной передачи: А.С. 1227866 СССР / А.А. Чернышев, М.Н. Сурдул, С.Л. Самошкин. - № 3821039/25-28; Заявл.06.12.84; 0публ.08.05.86. - Бюл. № 16.-2 с.

42. Натяжное устройство ременной передачи привода вагонного генератора: Патент 1775322 СССР / Н.В. Денисов, В.П. Богданов, С.Л. Самошкин. - № 4874136; Заявл.02.07.90; 0публ.01.12.92.-Бюл. № 42.-3 с.

43. Подвеска подвагонного генератора: Патент 2022849 РФ / В.П. Богданов, С.Л. Самошкин, СИ. Киселев, А.А. Алексеев. - № 4950113; Заявл.04.06.91; 0публ.04.06.94. - Бюл. № 21. - 2 с.

44. Источник электроэнергии для железнодорожного транспорта: Полезная модель 1475 РФ / Э.Н. Григорьев, С.Л. Самошкин. - № 94041555/1; Заявл.21.11.94; 0публ.12.01.96.-Бюл.№ 1.-2 с.

45. Комплекс электроснабжения вагона: Полезная модель 16109 РФ / Э.Н. Григорьев, С.Л. Самошкин. - №2000125188; Заявл.09.10.00; Опубл.23.09.00. - Бюл. № 34. - 2 с.

Подписано к печати 14.09.04г. Печ.л.-2,7

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1\16

Тираж 150 экз. Заказ № 871_

СР ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9

Р 1753 t

РНБ Русский фонд

200S-4 1S2S6

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Самошкин, Сергей Львович

ВВЕДЕНИЕ.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ, ОБЗОР И АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИВОДОВ ВАГОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Классификация приводов вагонных генераторов и перспективы их развития.

1.2. Обзор и анализ исследований приводов вагонных генераторов.

1.3. Цель и задачи исследования.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЯГОВОЙ СПОСОБНОСТИ И АНАЛИЗ НАГРУЖЕННОСТИ СЕРИЙНЫХ ПРИВОДОВ ВАГОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ.

2.1. Экспериментальная оценка тяговой способности клиноременной передачи привода ТРК.

2.2. Экспериментальная оценка коэффициента полезного действия систем энергоснабжения с приводом ТК-2.

2.3. Статистический анализ нагруженности приводов вагонных генераторов пассажирских вагонов без кондиционирования воздуха.

Введение 2004 год, диссертация по транспорту, Самошкин, Сергей Львович

Современные пассажирские, почтовые, багажные и ряд специализированных (вагоны-рестораны, дизельные вагоны рефрижераторных секций и др.) вагонов оснащены сложным электрическим, радиотелевизионным и холодильным оборудованием. Электрическая энергия используется для отопления и вентиляции помещений вагона, освещения, питания диагностической аппаратуры, приведения в действие различных устройств и приборов (экологически чистых туалетов, обеззараживателей питьевой воды, пылесосов и т.д.) повышающих комфорт для пассажиров и условия труда поездной бригады.

Системы электроснабжения указанных вагонов в зависимости от расположения источников электрической энергии и их использования делятся на две группы: системы автономного и централизованного электроснабжения [4], [52].

При централизованном электроснабжении потребители электроэнергии, установленные на вагонах поезда, получают питание от общего источника тока - вагона-электростанции с дизель-генераторами или от специального преобразователя питающегося от контактной сети напряжением 3000 В постоянного тока или 25000 В переменного тока через токоприемник электровоза. Для передачи электрической энергии к потребителям вагоны и локомотив -оборудуются соответствующими электромагистралями. Такая система электроснабжения в нашей стране применяется в основном для скоростных поездов "Аврора", "Невский экспресс" и др. на Октябрьской железной дороге. Централизованная система электроснабжения с питанием от контактной сети через локомотив всех потребителей пассажирских и почтовых вагонов требует создания сложных полупроводниковых преобразователей с регулированием выходного напряжения и частоты. Из-за трудностей, связанных с созданием преобразователей и размещением их на вагонах, возникла необходимость в использовании системы комбинированного электроснабжения. В этой системе, как в автономной, низковольтные потребители подключены к сети, питающейся от подвагонного генератора и аккумуляторных батарей, а устройства для электрического отопления по высоковольтной магистрали от локомотива.

Таким образом, централизованная система электроснабжения подразумевает наличие специального вагона-электростанции или размещение на локомотиве дополнительного оборудования. Все это' приводит к усложнению электрооборудования железнодорожного состава и не обеспечивает универсальности использования вагонов на различных направлениях движения.

В связи с вышесказанным в настоящее время на железных дорогах России и стран СНГ наибольшее распространение получила автономная система электроснабжения пассажирских и почтовых вагонов, которая является более предпочтительной по сравнению с централизованной. Вагон с автономной'системой электроснабжения обладает большей маневренностью при формировании поездов, сравнительной простотой конструкции и обслуживания в эксплуатации, а также имеет более высокую надежность системы электроснабжения поезда.

Автономная система энергоснабжения, как известно, включает в себя генератор с приводом от оси колесной пары и аккумуляторные батареи. Наиболее сложным вопросом при разработке такой системы является создание простого по конструкции и надежного в эксплуатации привода вагонного генератора. Это объясняется тем, что конструкция привода должна отвечать жестким требованиям, вытекающим из реальных условий эксплуатации на железных дорогах и особенностям установки привода на вагоне [79]. Все это привело к тому, что в настоящее время на железных дорогах России и стран СНГ эксплуатируется большое количество различных конструкций приводов вагонных генераторов, которые условно можно разделить на три типа.

К первому типу относятся плоскоременные приводы от средней части оси колесной пары. Такой привод был разработан для генераторов типа РД, ГСВ и "Газелан" и применяется до настоящего времени — им оборудовано около 15% вагонов пассажирского парка. Он состоит из разъемного шкива, закрепленного на средней части оси колесной пары, плоского разъемного ремня, малого ведомого шкива, установленного на валу генератора, натяжного пружинно-винтового устройства и кронштейнов для шарнирной подвески генератора к раме вагона.

Многолетняя эксплуатация указанного привода выявила его ограниченную тяговую способность, вследствие недостаточного сцепления ремня со шкивом и малого диаметра ведомого шкива, а также малый срок службы ремня, вследствие значительных перенапряжений от начального натяжения и изгиба на ведомом шкиве. Недостаточная тяговая способность не позволяет получать за выпрямителем мощности более 3,5 кВт, что является недостаточным для удовлетворения нужд современного вагона.

Ко второму типу относятся редукторно-карданные приводы. Мощность этих приводов находится в пределах от 4,5 до 39 кВт, причем, приводы меньшей мощности приводятся во вращение от торца оси, а большей - от ее середины. В первом случае генератор расположен на раме тележки, а во втором - на раме кузова. Приводы этого типа получили широкое распространение и в настоящее время ими оборудовано около 20% вагонов отечественного пассажирского парка. Конструкция этих приводов, относящихся ко второму типу, подробно описана в отечественной литературе [121], [122], [159].

Серьезным недостатком этих приводов является размещение значительной массы (до 90 кг) на буксе колесной пары. Исследования Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта установлено отрицательное влияние редуктора на работу буксового узла при больших скоростях движения. В связи с этим, по решению Главного управления вагонного хозяйства МПС, скорости движения пассажирских вагонов с редукторно-карданным приводом от торца оси были ограничены до 120 км/ч.

Работы по совершенствованию приводов этого типа широко проводятся в Германии. Для вагонов с кондиционированием воздуха разработан, серийно изготавливается и поставляется в Россию привод WBA-32 от средней части оси колесной пары и размещением генератора на раме вагона [122]. В России разработан отечественный аналог - привод АСТ-32, который с 2000 года начинает устанавливаться на пассажирские вагоны производства ОАО "Тверской вагоностроительный завод".

К третьему типу относятся приводы с клиноременной передачей.

Для скоростных поездов, эксплуатирующихся на линии Москва-С.Петербург, был разработан и изготавливался в течение ряда лет текстропно-карданный привод от торца оси колесной пары ТК-1, рассчитанный на приведение в действие генератора типа ГСВ-8А мощностью 8 кВт. Эксплуатация текстропно-карданного привода на скорых поездах показала, что он имеет преимущества перед РК приводами, однако, из-за недостаточного передаточного числа (1,78 или 2,4 для различных модификаций), он обеспечивает включение генератора только при скоростях свыше 85 км/ч. ,

Этот недостаток был устранен в последующей конструкции текстропного привода от средней части оси колесной пары (ТСО-8). Передаточное отношение привода ТСО-8, равное 3,2, обеспечивает включение генератора на нагрузку при скорости движении вагона 35 км/ч и достигает номинальной мощности при скорости 55-60 км/ч. В этом заключается главное преимущество данного привода перед текстропно-карданным от торца оси.

Однако, в процессе эксплуатации, выявлен ряд недостатков этой конструкции, а именно неудобство регулировки натяжения и замены ремней, для чего требуется выкатывать колесную пару из-под вагона. Кроме того, наблюдаются частые случаи утери крайних ремней. Как показал анализ, главными причинами этого являются значительное (до 10-15 мм) смещение шкивов привода при перемонтаже его на дорогах, а в зимнее время -образование наледи на частях тележки, расположенных рядом с клиноременной передачей.

Эти недостатки были устранены в текстропно-редукторно-карданном (ТРК) приводе от торца оси колесной пары, которым оборудовано около 30% пассажирских вагонов и в новом текстропно-карданном приводе ТК-2, которым вагоны оборудуются и в настоящее время и общее число превышает 35% вагонов всего парка. Мощность систем энергоснабжения с приводами ТРК и ТК-2 составляет 8 кВт в длительном режиме со скорости 40+3 км/ч и 9 кВт в часовом режиме начиная со скорости 50 км/ч.

Таким образом, можно отметить, что приводы с клиноременной передачей имеют наибольшее распространение на сети железных дорог и все вновь поставляемые пассажирские вагоны без кондиционирования воздуха планируется оборудовать приводами с клиноременной передачей.

Многолетняя эксплуатация приводов с клиноременной передачей показала, что, несмотря на свои преимущества по сравнению с редукторно-карданными приводами, эти конструкции не избежали недостатков. Одним из основных недостатков указанных приводов является низкая надежность клиноременной передачи, что отрицательно сказывается на работоспособности всей системы энергоснабжения. Это связано с низкой работоспособностью комплекта клиновых ремней и неудачной конструкцией натяжных устройств. Причиной низкой работоспособности клиноременных передач является отсутствие исследований особенностей применения ремней на подвижном составе. Кроме того, конструкция подвески генератора на раме тележки не исключает возможности ее разрушения и падения генератора на путь во время движения поезда. Многие недостатки эксплуатирующихся приводов связаны с отсутствием общей методики оценки надежности, долговечности и тягово-энергетических показателей отдельных узлов приводов. Последнее затрудняет проведение работ по созданию новых и совершенствованию эксплуатирующихся приводов. Решению указанных проблем и посвящена настоящая работа.

Заключение диссертация на тему "Разработка методов проектирования, расчета и испытаний приводов вагонных генераторов и создание на их основе типового ряда генераторно-приводных установок пассажирских вагонов"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Разработанные теоретические исследования, комплекс выполненных экспериментальных исследований и решение ряда практических задач, связанных с разработкой методов проектирования, расчета и испытаний приводов вагонных генераторов и создание на их основе типового ряда генераторно-приводных установок пассажирских вагонов обеспечило получение научно обоснованных технических решений, имеющих важное практическое значение, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. Нижеследующие выводы и практические рекомендации являются основными составляющими решенной проблемы.

1. Вагоны с автономной системой электроснабжения, вследствие большой маневренности при формировании поездов, сравнительной простоты конструкции и обслуживания, обеспечения более высокой надежности системы электроснабжения, получили в настоящее время наибольшее распространение на железных дорогах. Наиболее сложным вопросом при разработке такой системы является создание простого по конструкции и надежного в эксплуатации привода вагонного генератора.

2. Исходя из анализа современных требований к подвижному составу и опираясь на большой опыт работы по приводам, разработаны основные требования, которым должны удовлетворять перспективные приводы вагонного генератора для автономных систем энергоснабжения. Анализ развития отечественных и зарубежных приводов вагонных генераторов и их классификация показали, что и при разработке перспективных моделей приводов часто отдается предпочтение схемам с клиноременной передачей. В связи с этим, изучение особенностей использования клиноременных передач на подвижном составе является своевременной и актуальной задачей.

3. Проведенный в работе анализ особенностей клиноременных передач приводов вагонных генераторов показал, что они существенно отличаются от общемашиностроительных и сельскохозяйственных передач. Такие особенности, как условия работы на открытом воздухе, расположение передачи на тележке, широкий диапазон скоростей и нагрузок, шарнирная подвеска ведомого шкива, одновременное использование нескольких ремней в одной передаче, условия технического обслуживания, делают затруднительным использование известных методов расчета и анализа для указанных передач.

4. Для создания перспективных приводов систем энергоснабжения пассажирских вагонов необходима разработка комплекса теоретических и экспериментальных методов их исследования. Предварительный анализ показал, что это выполнимо, если известны тяговая способность и нагруженность существующих приводов, имеется оценка влияния технологических отклонений параметров ремней и передачи на их нагруженность при работе в групповом приводе, определена их долговечность в эксплуатации и известны законы распределения ресурса клиноременных передач существующих приводов.

5. Проведенные комплексные испытания по определению тяговой способности клиноременных передач приводов вагонных генераторов показали:

• ременная передача привода ТРК не обеспечивает требуемых энергетических показателей системы энергоснабжения пассажирского вагона, и в связи с этим было рекомендовано прекратить работы по совершенствованию приводов данной кинематической схемы, а в ТУ внести реальные технические характеристики привода;

• ременная передача привода ТК-2 обладает большей тяговой способностью по сравнению с ременной передачей привода ТРК и в случае применения более совершенных кордшнуровых ремней может обеспечить в системе энергоснабжения вагона мощность до 12 кВт.

6. Исследования МКП приводов вагонных генераторов показали, что начальное натяжение и окружное усилие, вследствие технологических отклонений параметров ремня и передачи, распределяется между ремнями неравномерно, что приводит к снижению их тяговой способности и долговечности. В результате проведенных исследований разработана методика и методами математической статистики и теории вероятностей для МКП приводов вагонных генераторов определены значения коэффициентов К0 и Ск, учитывающих неравномерное распределение начального натяжения и окружного усилия в зависимости от числа ремней в передаче.

7. Разработана методика и проведен комплекс эксплуатационных испытаний клиновых ремней приводов вагонных генераторов. Статистическая обработка результатов эксплуатационных испытаний клиновых ремней приводов ТРК и ТК-2 показала:

• среднестатистическая долговечность ремней С(В)-2360Т привода ТРК лежит в переделах от 42,0 до 75,0 тыс. км пробега вагона;

• среднестатистическая долговечность ремней В(Б)-2500Т в приводе ТК-2 не превышает 45,0 тыс. км пробега вагона;

• основной причиной низкой долговечности ремней в приводах является низкое качество их изготовления на заводах резинотехнических изделий и нарушение правил эксплуатации на сети железных дорог;

• распределение долговечности клиноременных передач приводов ТРК и ' ТК-2 подчиняется двухпараметрическому закону Вейбула с определенными параметрами "в" и "v" для каждого типа ремня.

8. Анализ конструкции натяжных устройств приводов ТРК и ТК-2 и правил технического обслуживания ременных передач показал, что фактическая величина натяжения передачи в эксплуатации может существенно отличаться от регламентируемой в ТУ на привод.

Для устранения возможности уменьшения натяжения ниже требований ТУ в работе:

• проведен статистический анализ, разработаны и внедрены в техническую документацию новые размерные цепи на детали натяжного устройства, которые с вероятностью 0,95 позволяют получить величину натяжения, близкую к регламентируемой по ТУ;

• для снижения влияния вытяжки ремней на натяжение ременной передачи разработаны и внесены в инструкцию по эксплуатации сроки регулировки натяжения передачи в зависимости от величины пробега вагона.

9. Разработан расчетный метод оценки тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов, который, базируясь на классической теории Эйлера, учитывает конструктивные особенности размещения передачи на тележке и шарнирную подвеску ведомого шкива. Метод позволяет определить предельную мощность, реализуемую на ведомом шкиве при заданной скорости вагона или предельную скорость, при которой в системе энергоснабжения реализуется заданная мощность.

10. Разработан метод экспериментального определения показателей тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов. Метод основан на экспериментальном определении крутящих моментов на валах передачи, оборотов ведущего и ведомого шкивов и натяжения передачи в процессе работы. Последнее позволяет определить скольжение, к.п.д. и коэффициент тяги на любом режиме работы передачи и строить классическую кривую скольжения. Кроме того, для приводов вагонных генераторов можно получить зависимость скольжения и к.п.д. от мощности на генераторе, что является более удобным для оценки тягово-энергетических показателей приводов с ременной передачей. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показало их хорошее совпадение. Разница по мощности в диапазоне нагрузок от 0 до 15 кВт составляет от 0,2 до 0,5 кВт, а разница по скорости в диапазоне от 40 до 160 км/ч составляет от 2 до 5 км/ч при одинаковых значениях коэффициентов трения. Это позволяет рекомендовать разработанный метод для расчетного анализа передач приводов вагонных генераторов.

11. В совокупности, разработанные расчетный метод оценки тяговой способности ременных передач приводов вагонных генераторов и экспериментальный метод определения показателей их тяговой способности и долговечности образуют комплекс методов проектирования, расчета и испытаний генераторно-приводных установок пассажирских вагонов. Используя разработанный комплекс методов, были проведены широкие исследования различных вариантов приводов:

• серийного привода ТРК с различными типами клиновых ремней и величинами начального натяжения клиноременной передачи;

• серийного привода ТК-2 с типовыми и узкими клиновыми ремнями с целью определения его предельных тяговых способностей;

• плоскоременного привода ТСО-8 с двумя вариантами покрытия ведомого шкива и возможными вариантами относительного перекоса шкивов;

• клиноременного привода от середины оси колесной пары для различных конструкций узла подвески ведомого шкива и типов клиновых ремней.

12. На основании использования созданного комплекса теоретических и экспериментальных методов исследований разработаны:

• принципиально новая конструкция подвески генератора (Патент №2022849). Испытания и опытная эксплуатация подтвердили высокую надежность новой подвески, что позволило с 1994 г. перейти на ее серийное производство для отечественных пассажирских вагонов;

• новая конструкция натяжного устройства с жесткой опорой для привода вагонных генераторов (Патент №1775322). Эксплуатация опытного образца нового натяжного устройства позволила рекомендовать изготовление опытной партии;

• кинематическая схема привода с двумя ременными передачами от одной оси по типу привода ТК-2 (Полезная модель №1475) обеспечивающая получение мощности 16-19 кВт с генератора, размещенного на раме тележки;

• новая конструкция плоскоременного привода от средней части оси колесной пары. На основании комплекса теоретических и экспериментальных исследований установлено, что приводы данной кинематической схемы могут обеспечить получение в системе энергоснабжения вагона мощность 8 кВт при начальном натяжении плоскоременной передачи 3,6 кН;

• различные варианты клиноременного привода от средней части оси колесной пары, в том числе и с использованием разъемных клиновых ремней. Установлена возможность получения в системе энергоснабжения мощности до 16-19 кВт при размещении генератора на раме тележки. Для этого разработана двухгенераторная приводная установка для вагонов с кондиционированием воздуха (Полезная модель №16109);

• типовой ряд генераторно-приводных установок мощностью 32-35 кВт позволяющий обеспечить работу индивидуальных систем энергоснабжения пассажирских вагонов и существенно снизить трудоемкость обслуживания и ремонта в эксплуатации.

Библиография Самошкин, Сергей Львович, диссертация по теме Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация

1. Алексеев А.А., Егорочкин А.П. Анализ и классификация приводов подвагонных генераторов//Тр. ЛИИЖТ. - 1972. - Вып.337. - С. 129-139.

2. Алексеев А.А., Егорочкин А.П. Сравнительная оценка динамических качеств приводов подвагонных генераторов. Л., 1975. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 10.06.75, №255/75.

3. Алексеев А. А., Семенов В. А., Шангина Л.К. Исследование электромеханических процессов в ТРК приводе подвагонного генератора. Л., 1975. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 18.04.75, № 203/75

4. Аумюллер Э. Электрическое освещение железнодорожного подвижного состава. М.: Трансжелдориздат, 1958. - 168 с.

5. Варавва В.И. Прикладная теория амортизации транспортных машин. Л.: ЛГУ, 1986.- 187 с.

6. Воробьев И.И. Ременные передачи. М.: Машиностроение, 1979. - 168 с.

7. Вэе К. Исследование динамики необрессоренных масс пассажирской тележки с приводом подвагонного генератора от торца оси колесной пары: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.05.02 / ЛИИЖТ. Л., 1972. - 24 с.

8. Гайденко В .Я. Исследование работы приводов подвагонных генераторов от средней части оси и пути повышения надежности их работы: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.05.02 / МИИТ. М., 1973. - 25 с.

9. Глушко В.А. Определение нагруженности ремней в клиноременных многоручьевых передачах: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.02.02 / ОПИ.-Одесса, 1985.- 16 с.

10. Доронин И.С., Самошкин С.Л., Чернышев А.А., Терешкин Л.В. Совершенствование приводов вагонных генераторов//Железнодорожный транспорт. 1983. - №4. - С.36-38.

11. Доронин И.С., Самошкин С.Л., Чернышев А.А. О возможности создания ременных приводов от середины оси колесной пары для подвагонныхгенераторов мощностью до 15 кВт//Тр. ВНИИ вагоностроения. 1985. -Вып. 53.-C.3-13.

12. Доценко В.Е., Кучеренко В.К. Условия обеспечения положительного баланса батареи на вагоне//Тр. ОмИИЖТ. 1973. - т. 148. - С.36-42.

13. Егорочкин А.П. Выбор рациональных параметров связей в РК и ТРК приводах генераторов пассажирских вагонов: Автореферат дис. . канд. тех. наук: 05.05.02 / ЛИИЖТ. Л., 1974. - 18 с.

14. Егорочкин А.П. Исследование крепления узла отбора мощности текстропно-редукторно-карданного привода подвагонного генератора. -Л., 1975. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 10.07.75, № 226/75.

15. Загорский Ф.Н. Новые типы безременной передачи для вагонов-электростанций//Техника железных дорог. 1946. - №4. - С.6-7.

16. Захаров В.К., Севостьянов Б.А., Чистяков В.П. Теория вероятностей. М.: Наука, 1978.-237 с.

17. Здрогов В.Б., Болотина В.Н. Повышение надежности привода подвагонного генератора//Железнодорожный транспорт. 1984. - №5. -С.64-65.

18. Здрогов В.Б., Москвина К.И., Семенова В.А., Януш Б.В. Исследование динамики зубчатого редуктора привода подвагонного генератора КВЗ. -Л., 1976. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 10.01.77, № 485/77.

19. Здрогов В.Б., Болотина В.Н. Совершенствование конструкции привода подвагонного генератора// Пробл. соверш. технол. перевоз, процесса на ж. д. транспорте: Тез.докл.мезвуз.конф. Ленинград, 1979. - С.190.

20. Исследование динамики и тяговой способности новой конструкции привода подвагонного генератора от торца оси: Отчет о НИР/ ЛИИЖТ; Руковод. работы В.Б. Здрогов. 376; № ГР 76044516; Инв. № Б615185. -Л., 1977. - 161 с. - Исполн. Алексеев А.А.

21. НИР/ ЛИИЖТ; Руковод. работы В.Б. Здрогов. В31/118; № ГР 79020189; Инв. № Б 809279. - Л., 1979. - 119 с. - Исполн. Алексеев А.А.

22. Исследование работоспособности новых конструкций и отдельных узлов приводов подвагонных генераторов от торца оси: Отчет о НИР/ ЛИИЖТ; Руковод. работы В.Б. Здрогов. 155; № ГР 79062267; Инв. № Б 821736. -Л., 1981. - 194 с. - Исполн. Алексеев А.А.

23. Карагодин И.А. Некоторые вопросы динамики приводов подвагонного генератора//Тр. МИИТ. 1966. - Вып.225. - С. 18-31.

24. Карагодин И.А. О предохранении привода подвагонного генератора от перегрузок//Вестник ВНИИЖТ. 1966. - №3. - С.27-30.

25. Карагодин И.А. Исследование некоторых вопросов работы карданно-редукторных приводов подвагонных генераторов: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.05.02 / МИИТ. М., 1966. - 24 с.

26. Карбасов О.Г. Надежность клиноременных передач. М.: Машиностроение, 1975. - 72 с.

27. Карташов Г.Д. Исследование проблемы инвариантности в теории надежности: Автореф. дис. . д-ра. тех. наук. М., 1975. - 31 с.

28. Кеглин Б.Г. Параметрическая надежность фрикционных устройств. М.: Машиностроение, 1981.- 135 с.

29. Княжкин В.И., Алексеев А.А., Егоркин А.П., Януш Б.В. Динамические испытания ТРК привода подвагонного генератора//Тр. ЛИИЖТ. 1973. -Вып.363. - С.60-71.

30. Костенко Н.А. Прогнозирование надежности транспортных машин. М.: Машиностроение, 1989. - 240 с.

31. Кудрявцев Н.Н., Гайденко В .Я., Федосеев А.В. Экспериментальное исследование приводов подвагонных генераторов//Железнодорожный транспорт. 1973. - №4. - С.48-51.

32. Кудрявцев Н.Н., Федосеев А.В., Гайденко В .Я., Деркасов Г.М. Исследование динамических перегрузок привода и выбор оптимального способа крепления редуктора подвагонного генератора//Тр. ВЗИИЖДТ. -1973. Вып.66. - С.23-40.

33. Лобастов В.К., Пастухов И.Ф. Статика и динамика привода подвагонного генератора на базе планетарного редуктора с внеполюсным зацеплением//Тр. БелИЖТ. 1976. - Вып. 150. - С.31-37.

34. Лобастов В.К., Пастухов И.Ф. Исследование к. п. д. привода подвагонного генератора на базе планетарного редуктора с внеполюсным ЭПИ-гипоциклоидальным зацеплением//Тр. БелИЖТ. 1975. - Вып. 135. - С.26-34.

35. Лобастов В.К., Пастухов И.Ф., Цаплин Н.С. Исследование нового привода подвагонного генератора//Тр. БелИЖТ. 1974. - Вып. 126. - С.23-34.

36. Лейках Л.М. Механизм поперечной устойчивости плоскоременных передач//Вестник машиностроения. 1985. - №3. - С.30-34.

37. Лысенко А.А. Исследование условий работы упругих элементов привода генератора пассажирского вагона типа РК//НИИИНФОРМТЯЖМАШ /Транспортное машиностроение. 1967. - 5-67-5. - СЛ 8-20.

38. Лысенко А.А. Исследование динамики редукторно-карданного привода генератора пассажирского вагона//Тр. ВНИИЖТ. — 1967. Вып.345. -С.90-98.

39. Лысенко А.А. Исследование силового режима работы привода типа РК генератора пассажирского вагона: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.05.02 / МИИТ. М., 1967. - 22 с.

40. Ляхов Е.И., Крылова В.М. Стендовые испытания приводов генератора в составе вагонных систем электроснабжения//Тр. ВНИИ вагоностроения. — 1981. Вып.44. - С.47-52.

41. Максимов П.А., Узбеков Ш.К. Статистическое исследование повреждений элементов приводов подвагонных генераторов от средней части вагонной оси//Тр.- МИИТ. 1971. - Вып.347. - С.89-94.

42. Мартынов В.К. Влияние параметров ремня и передачи на показатели их тяговой способности//Тракторы и сельхозмашины. — 1971. №7. - С.35-37.

43. Меняк В .Я., Горелик Б.М., Карбасов О.Г. Влияние вида отказа резиновых деталей на параметры математической модели надежности//Каучук и резина. 1973. - №5. - С.31-33.

44. Надежность и эффективность в технике. Экспериментальная обработка испытаний. М., 1989. - Т. 4-6.

45. Надежность РТИ. РТИ в эксплуатации. М.: ЦНИИТЭИНЕФТЕХИМ, 1977.-84 с.

46. Никитин О.Ф., Новиков В.Е., Ребрик Б.Н. Электрооборудование пассажирских вагонов модели 61-425 (ЦМВО-66). М.: Транспорт, 1977. -144 с.

47. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ВНИИВ-ВНИИЖТ, 1983. - 260 с.

48. ОСТ 24.050.37-84. Вагоны грузовые и пассажирские. Методы испытаний на прочность и ходовые качества. М.: Госстандарт, 1984. - 48 с.

49. Перри К.К., Лисснер Г.Р. Основы тензометрирования. М.: Иностранная литература, 1957. - 324 с.

50. Петраков В.А., Самошкин С.Л., Григорьев Э.Н., Миронов С.С. Коэффициент полезного действия генераторной установки пассажирского вагона без кондиционирования воздуха//Вестник ВНИИЖТ. 1989. - №1. -С.41-43.

51. Полетика М.Ф. Приборы для измерения сил резания и крутящих моментов. М.: Машгиз, 1963. - 108 с.

52. Пронин Б.А. Клиноременные и фрикционные передачи и вариаторы. М.: Машгиз, 1960. - 336 с.

53. Пронин Б.А. Влияние погрешности изготовления на распределения нагрузки по ремням в многоручьевой клиноременной передаче// Бесступенчато-регулиремые передачи: Межвуз. сб. научн. тр. — 1976. -Вып.1. С.3-6.

54. Пронин Б.А., Ревков Г.А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи. М.: Машиностроение, 1980. - 320 с.

55. Пронин БА., Самошкин С.Л. Неравномерность распределения окружного усилия по ремням многоручьевой клиноременной передачи//Вестник машиностроения. 1976. - №10. - С.20-23.

56. Пронин Б.А., Самошкин C.JI. Оценка распределения нагрузки по ремням в многоручьевой клиноременной передаче//Каучук и резина. 1980. - №3. -С.41-44.

57. Пронин Б.А., Явлинская Р.Г. Комплектация клиновых ремней в приводах машин/ЛЗестник машиностроения. 1974. - №6. - С.41-42.

58. Проспект фирмы "Dayko". Railway caboose alternator generator drives.

59. Разработка рекомендаций по повышению надежности приводов подвагонного генератора типа ТРК: Отчет о НИР/ ЛИИЖТ; Руковод. работы В.И. Княжкин. 234; № ГР 76017578; Инв. № Б 619608. - Л., 1976. - 120 с. — Исполн. Алексеев А.А.

60. РТМ 44-62. Методика статистической обработки эмпирических данных. -М.: Изд-во стандартов, 1963. 87 с.

61. Самошкин С.Л. Исследование напряженного состояния осевой гайки привода подвагонного генератора//НИИИНФОРМТЯЖМАШ/ Транспортное машиностроение. 1976. - 5-76-15. - С.31-35.

62. Самошкин С.Л., Назарова Т.И. Метод повышения надежности клиноременной передачи привода подвагонного генератора//Надежность и

63. X контроль качества. 1978. - №10. - С.40-43.

64. Самошкин С.Л., Назарова Т.И. Комплектация ремней многоручьевой клиноременной передачи привода подвагонного генератора// ЦНИИИНФОРМТЯЖМАШ/ Транспортное оборудование. 1980. - 5-80-19.-С. 17-20.

65. Самошкин С.Л., Петраков С.Е. Надежность привода подвагонного генератора//Железнодорожный транспорт. 1981. - №3. - С.42-44.

66. Самошкин С.Л. Исследование неравномерности распределения нагрузок по ремням многоручьевых клиноременных передач с учетом рассеивания

67. V' влияющих факторов: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.02.02 / МАМИ.1. М., 1980.-24 с.

68. Самошкин С.Л., Доронин И.С., Чернышев А.А. Приводы генераторов индивидуальных систем энергоснабжения вагонов локомотивной тяги// ЦНИИТЭИТЯЖМАШ/ Транспортное оборудование. 1986. - Сер.5. -Вып. 1. - 144 с.

69. Самошкин С.Л., Чернышев А.А. Влияние шарнирной подвески редуктора на тяговую способность клиноременной передачи привода вагонного генератора. Деп. в ЦНИИТЭИТЯЖМАШ 25.01.85, № 1411-ТМ-85 Деп.

70. Самошкин С.Л., Фомичев Н.П., Петраков В.А. Статистический анализнагруженности системы электроснабжения пассажирских вагонов//Сб.

71. Вопросы качества, надежности и прочности машиностроительной продукции. Калинин, 1983. - С.31-35.

72. Самошкин C.JI. Применение узких приводных ремней в приводах подвагонных генераторов// ЦНИИТЭИТЯЖМАШ/ Транспортное оборудование.- 1980. 5-80-12. - С.5-8.

73. Самошкин C.JI. Изменение упругих характеристик клиновых ремней привода подвагонного генератора//Тр. ВНИИ вагоностроения. — 1976. -Вып.ЗО.-С.119-129.

74. Самошкин C.JI. Определение неравномерности распределения окружного усилия при отклонении ширины ремней многоручьевой передачи//Вестник машиностроения. 1977. - №8. - С.24-26.

75. Самошкин С.Л. Влияние упругих характеристик на распределение нагрузок по ремням многоручьевых клиноременных передач//Бесступенчато-регулируемые передачи: Межвуз. сб. научн. тр. -1978. Вып.III. - С.46-50.

76. Самошкин С.Л. Статистическая оценка влияния отклонений размеров шкивов на распределение нагрузки по ремням клиноременной передачи//Бесступенчато-регулируемые передачи: Межвуз. сб. научн. тр. -1978.-Вып.Н.-С.46-50.

77. Самошкин С.Л. Влияние монтажа и геометрических отклонений в размерах сечения ремней на работоспособность передачи//Тр. ВНИИ вагоностроения. 1979. - Вып.37. - С.67-75.

78. Самошкин С.Л. Расчетно-экспериментальное определение разницы длин ремней в многоручьевой клиноременной передаче//Вестник машиностроения. 1979. - №8. - С.24-26.

79. Самошкин С.Л. Вероятностная оценка суммарной неравномерности распределения начального натяжения в многоручьевой клиноременной передаче//Вестник машиностроения. 1980. - №7. - С.36-38.

80. Самошкин C.JI. О дополнительном скольжении ремней в многоручьевых клиноременных передачах//Вестник машиностроения. 1982. - №3. - С.26-28.

81. Самошкин C.JI. Повышение надежности клиноременной передачи привода вагонного генератора в эксплуатационных условиях//Надежность и контроль качества. 1983. -№11.- С.55-58.

82. Самошкин C.JI. Определение сроков регулировки начального натяжения ременной передачи привода подвагонного генератора//Тр. ВНИИ вагоностроения. 1975. - Вып.27. - С.74-85.

83. Самошкин C.JI. Долговечность многоручьевых клиноременных передач// Известия ВУЗов. Машиностроение. 1981. - №4. - С.45-48.

84. Самошкин C.JI. Комплектация ремней многоручьевой клиноременной передачи привода подвагонного генератора/ЩНИИТЭИТЯЖМАШ/ Транспортное оборудование. 1980. - 5-80-19. - №19. - С. 17-20.

85. Самошкин C.JI., Петраков С.Е. Повышение стабильности работы натяжного устройства привода подвагонного генератора// ЦНИИТЭИТЯЖМАШ/ Транспортное оборудование. 1980. - 5-80-11. -№11. - С.13-16.

86. Самошкин C.JI., Ляхова Т.Ф., Пушков А.А. Определение долговечности клиноременной передачи привода вагонного генератора в эксплуатационных условиях//ЦНИИТЭИТЯЖМАШ/ Транспортное оборудование. 1989. - Сер.9. - №9. - С.47-49.

87. Самошкин С.Л., Пушков А.А. Исследование долговечности клиноременных передач приводов вагонных генераторов//Тр. ВНИИ вагоностроения. 1989. - Вып.69. - С.92-100.

88. Самошкин С.Д., Плешков А.В. Поперечная устойчивость плоскоременных передач приводов вагонных//Сб. Вопросы качества, надежности, прочности и долговечности машиностроительной продукции. Калинин, 1987. - С.148-151.

89. Самошкин С.Л., Пушков А.А., Станилевич В.В., Денисов Ю.Ф. Повышение долговечности приводов вагонных генераторов// Железнодорожный транспорт. — 1994. №1. - С.57-60.

90. Самошкин С.Л., Богданов В.П., Алексеев А.А. Исследование нагруженности и разработка новой конструкции подвески генератора вагонного привода//Тяжелое машиностроение. 1994. - №2-3. - С.11-15.

91. Самошкин С.Л., Богданов В.П., Алексеев А.А. Усовершенствованная подвеска вагонного генератора//Железнодорожный транспорт. — 1995. -№9. С.51-53.

92. Самошкин С.Л., Пушков А.А. Тенденции и перспективы развития приводов вагонных генераторов с ременной передачей//Сб. тр. ПИИЖТ. Динамика вагонов. С.Петербург, 1993. - С. 123-125.

93. Самошкин С.Л. Повышение тягово-энергетических показателей приводов вагонных генераторов пассажирских вагонов//Тяжелое машиностроение. -1997.-№6.-С.14-17.

94. Самошкин С.Л. Исследование возможности повышения тягово-энергетических показателей серийных клиноременных приводов генераторов пассажирских вагонов//Тяжелое машиностроение. — 1999. -№3. С.32-36.

95. Самошкин С.Л., Денисов Ю.Ф. Повышение долговечности клиноременных передач//Железнодорожный транспорт. 1999. - №2. -С.39-4 Г.

96. Самошкин С.Л., Денисов Ю.Ф. Анализ результатов опытной эксплуатации кордшнуровых клиновых ремней в приводах вагонных генераторов// Тяжелое машиностроение. — 1999. №7. - С.33-36.

97. Скобелев З.Ф. Исследование и пути повышения надежности элементов опорно-осевого редукторно-карданного привода вагонного генератора: Автореф. дис. канд. тех. наук: 05.05.02 / МИИТ. М., 1981. - 24 с.

98. Скобелев З.Ф. Исследование прочности элементов редукторно-карданных приводов подвагонных генераторов от средней части оси//Тр. ВНИИ вагоностроения. 1972. - Вып. 17. - С.92-112.

99. Скобелев З.Ф., Гайденко В.Я. Исследование эксплуатационной надежности редукторно-карданных приводов подвагонных генераторов от средней части оси//Тр. ВНИИЖТ. 1974. - Вып.71. - С.60-70.

100. Скобелев З.Ф., Доронин И.С. Расчет изгибно-крутильных колебаний карданных валов//Тр. ВНИИ вагоностроения. 1980. - Вып.42. - С.54-66.

101. Ш.Скобелев З.Ф., Доронин И.С., Ляхов Е.И. Исследование динамических процессов в элементах привода вагонного генератора с опорно-осевым редуктором//Тр. ВНИИ вагоностроения. — 1977. Вып.33. - С.51-61.

102. Скобелев З.Ф., Терешкин Л.В., Нурмамбетов С.М. Исследование новой конструкции подвески опорно-осевого редуктора//Тр. ВНИИ вагоностроения. 1980. - Вып.42. - С.28-41.

103. Стеринзат Я.М. Силовые воздействия на редукторно-карданный привод от торца оси подвагонного электрического генератора пассажирского вагона//Труды ВНИИ вагоностроения. 1970. - Вып.11. - С.69-94.

104. Стеринзат Я.М. Исследование работы приводов подвагонных генераторов мощностью 10 кВт// НИИИНФОРМТЯЖМАШ/ Транспортное машиностроение. 1971. - 5-71-4. - С.70-74.

105. Стеринзат Я.М. Исследование работоспособности приводов подвагонных генераторов от торца оси пассажирского вагона: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.05.02 / БИТМ. Брянск, 1973. - 24 с.

106. Стеринзат Я.М. Исследование нового привода подвагонного генератора// Тр. ВНИИ вагоностроения. 1973. - Вып.20. - С.20-44.

107. Стеринзат Я.М. Некоторые особенности расчета долговечности ременных передач приводов подвагонных генераторов//Вопросы исследования надежности и динамики элементов подвижного состава//Тр. БИТМ. -1971. Bbin.XXIV. - С.48-56.

108. Суслин П.П. Применение жесткого привода при осевой системе поездного освещения в Америке//Железнодорожное дело. 1930. - №2. - С.40-42, №3. - С.43-45.

109. Теоретическое и экспериментальное исследование узлов серийного ТРК привода: Отчет о НИР/ Калининский филиал ВНИИ вагоностроения; Руковод. работы И.С. Доронин. 30/7-72. - Калинин, 1972. - 90 с. -Исполн. Шириня B.C.

110. Терешкин JI.B. Приводы генераторов пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1968. - 144 с.

111. Терешкин J1.B. Приводы генераторов пассажирских вагонов. М.: Транспорт, 1990. - 152 с.

112. Узбеков Ш.К. Исследование работы редукторно-карданных приводов подвагонных генераторов: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.05.02. / МИИТ.- М., 1974. 24 с.

113. Узбеков Ш.К., Максимов П.А. Определение коэффициентов трения скольжения по стали резиновых упругих новых элементов приводов подвагонных генераторов//Тр. МИИТ. 1971. - Вып.387. - С. 162-171.

114. Успенский В.В., Вандышев Б.Б., Жбырь С.И. Современное состояние и перспективы развития средств измерения крутящего момента. М.: Метрология и измерительная техника, 1974. - 63 с.

115. Федосеев А.В., Гайденко В.Я., Деркасов Г.М. Повышение надежности работы приводов подвагонных генераторов//Железнодорожный транспорт. 1972. - №9. - С.47-49.

116. Цареградскй А.Н. О смазке редукторов привода генераторов пассажирских вагонов//Вестник ВНИИЖТ. 1969. - №6. - С.24-25.

117. Шиманский С.В. Освещение железнодорожных поездов. М.: Транспечать, 1924. - 360 с.

118. Шириня B.C., Самошкин C.JI., Плешков А.В. Измерение мощности на валах приводов вагонных генераторов// ЦНИИТЭИТЯЖМАШ/ Конструирование и эксплуатация оборудования. 1988. - 5-88-10. - №10. -С.1-3.

119. Щепетильников В.А., Лысенко А.А. О клиновом соединении упругой муфты редуктора с шейкой оси колесной пары//Вестник ВНИИЖТ. — 1967. №6. - С.17-19.

120. Щепетильников В.А., Лысенко А.А. О заклинивании редукторов в приводах генераторов пассажирских вагонов//Вестник ВНИИЖТ. 1968. -№8.-С. 19-21.

121. Щепетильников В.А., Солодилов В.Я. Исследование колебаний скорости в механизме подвагонного генератора//Тр. МИИТ.- 1974. Вып.466. -С.121-129.

122. Щепетильников В.А., Узбеков Ш.К. Исследование механических свойств резины упругих элементов привода подвагонного генератора//Тр. ТашИИЖТ. 1972. - Вып.82. - С.56-64.

123. Щепетильников В.А., Каменский В.А., Максимов П.А. О причинах разрушения упругих элементов привода типа РК-1А подвагонных генераторов пассажирских вагонов//Тр. МИИТ. 1964. - Вып. 195. - С. 1824.

124. Щепетильников В.А., Козляников Т.П., Узбеков Ш.К. Исследование работы редукторно-карданных приводов подвагонных генераторов (пассажирских вагонов)//Тр. МИИТ. 1970. - Вып.365. - С. 174-184.

125. Щепетильников В.А., Козляников Т.П., Узбеков Ш.К. Исследование динамики шлицевого соединения привода подвагонного генератора// Тр. МИИТ. 1971.-Вып.385.-С.11-21.

126. Щепетильников В.А., Козляников Т.П., Узбеков Ш.К. Исследование динамики и причин разрушения привода подвагонного генератора типа ЕТНГ-3,5/2,4//Тр. МИИТ. 1971. - Вып.347. - С.3-10.

127. Щепетильников В.А., Козляников Т.П., Узбеков Ш.К. Исследование динамики привода подвагонного генератора в горизонтальной плоскости//Тр. МИИТ. 1971. - Вып.387. - С. 12-28.

128. Щепетильников В.А., Козляников Т.П., Узбеков Ш.К. Динамика привода подвагонного генератора при наличии неподвижных точек//Труды МИИТ.- 1971.-Вып.387.-С.3-11.

129. Щепетильников В.А., Узбеков Ш.К., Лысенко A.А. Исследование прочности соединения с колесной парой полого вала приводов подвагонных генераторов//Тр. МИИТ. 1973. - Вып.435. - С.3-26.

130. Хабрат Н.И. Распределение нагрузки по ремням в многоручьевой клиноременной передаче//Каучук и резина. 1974. - №8. - С.39-42.

131. Хусидов В.В., Хохлов A.А., Петров Г.И., Хусидов В.Д.; под ред. A.А. Хохлова. Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ. М.: МИИТ, 2001. - 164 с.

132. Явлинская Р.Г. Распределение нагрузки по ремням в многоручьевой клиноременной передаче: Автореф. дис. . канд.тех.наук: 05.161 / ТашПИ.- Ташкент, 1971. 24 с.

133. Явлинская Р.Г. Влияние подпружинивания ведущего шкива на величину окружных усилий, передаваемых ремнями двухручьевого клиноременного вариатора // Каучук и резина. 1976. - №3. - С.39-41.

134. Якубайтис Э.А. и др. Развитие и состояние техники электроснабжения пассажирских железнодорожных вагонов// Научно-техническая информация института энергетики и электроники Академии Наук Латвийской ССР. 1958. - Вып.З. - 62 с.

135. Устройство для натяжения клиноременной передачи в приводах вагонных генераторов: A.C. 398435 СССР/ С.Е. Петраков, В.М. Бабаев, Л.И. Болтин,

136. С.И. Киселев, Я.М. Стеринзат, В.Ю. Емельянов. № 1934361/27-11; Заявл. 14.12.79; 0публ.25.09.73. -Бюл. № 38.-2 с.

137. Устройство для натяжения клиноременной передачи в приводе подвагонного генератора: А.С. 821269 СССР/ А.А. Чернышев, М.Н. Сурдул, А.П. Степанов, Е.И. Ляхов. № 2575465/27-11; Заявл.07.02.78; Опубл. 16.04.81. - Бюл. № 14.-3 с.

138. Подвеска подвагонного генератора: А.С. 893650 СССР/ А.А. Чернышев, А.А. Степанов, И.С. Доронин, А.Г. Меркурьев, Ю.А. Чечелев. № 2889362/27-11; Заявл.ОЗ.ОЗ.80; Опубл.20.12.81. - Бюл. № 48. - 3 с.

139. Привод подвагонного генератора: А.С. 1062076 СССР/ В.В. Длоугий, В.Б. Здрогов, К.И. Москвина, Б.В. Януш, А.А. Чернышев. № 2936257/27-11; Заявл.05.06.80; Опубл. 16.12.83. - Бюл. № 47. - 2 с.

140. Устройство натяжения ременной передачи: А.С. 1222946 СССР/ B.C. Шириня, С.Л. Самошкин, А.А. Чернышев. № 3766436/25-28; Заявл.06.07.84; 0публ.02.04.86. - Бюл. № 13. - 3 с.

141. Устройство натяжения ременной передачи: А.С. 1227866 СССР/ А.А. Чернышев, М.Н. Сурдул, С.Л. Самошкин. № 3821039/25-28; Заявл.06.12.84; 0публ.08.05.86. - Бюл. № 16. - 2 с.

142. Натяжное устройство ременной передачи привода вагонного генератора: Патент 1775322 СССР/ Н.В. Денисов, В.П. Богданов, С.Л. Самошкин. № 4874136; Заявл.02.07.90; Опубл.01.12.92. - Бюл. № 42. 3 с.

143. Подвеска подвагонного генератора: Патент 2022849 РФ / В.П. Богданов, С.Л. Самошкин, С.И. Киселев, А.А. Алексеев. № 4950113; Заявл.04.06.91; Опубл.04.06.94. - Бюл. № 21. - 2 с.

144. Источник электроэнергии для железнодорожного транспорта: Полезная модель 1475 РФ/ Э.Н. Григорьев, С.Л. Самошкин. № 94041555/1; Заявл.21.11.94; Опубл. 12.01.96. - Бюл. № 1. - 2 с.

145. Комплекс электроснабжения вагона: Полезная модель 16109 РФ/ Э.Н. Григорьев, СЛ. Самошкин. №2000125188; Заявл.09.10.00; 0публ.23.09.00. - Бюл. № 34. - 2 с.

146. Bussman К.Н. Neue Berechnungsgraundlagen fur Gummi Keilriemen // Kautschuk und Gummi. - 1961. - №4. - S. 14-20.

147. Gerbert B.G. Force and slip behavior in V-belt drives // Acta Polytechnica Scandinavea // Mechanical Engineering series. Helsinki. - 1972. - №67. -S.148-162.

148. Horovitz В., Gheorghiun. Messung der Vorspannung bei Riementrieben // Maschinen maret. - 1969. - № 11. - S. 177-182.

149. Kress H., Herrmann H. Electrik in Reisezugwagen // Schienen fahrzeuge. -1984.-№3.- S.129-132.

150. Lysakows E., Szopa T. Analyse der Riemenbelastangen im Mehrkeilrimengetriebe // Maschinenbautechnik. 1975. - 24. - №2. - S.78-80.

151. Marco S.M., Starkey W.L., Hornung K.G. A quantitative investigation of the factors which influence the fatigue life of a V-belt // Transaction of ASME. -Vol 82. Series B. - 1960. - №1. - S.47-59.

152. New belt for coach-generator drives // Modern railways. 1983. - T.40. -S.351.