автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Исследование параметров и совершенствование конструкций механической части тормозных систем грузовых вагонов с учетом перспективных условий эксплуатации

МПС РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

На правах рукописи

Р Г б од

БОЛОТИНА. АЛЕКСАНДРА БОРИСОВНА

-7 ФЕВ 2000

УДК 629.46-592

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ

КОНСТРУКЦИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТОРМОЗНЫХ СИСТЕМ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ С УЧЕТОМ ПЕРСПЕКТИВНЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность: 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог и тяга поездов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2 ООО

Работа выполнена на кафедре "Вагоны и вагонное хозяйство" Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ).

Научный руководитель - кандидат технических наук

доцент Карпычев В. А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

Гребешок П.Т.

кандидат технических наук,

Астахов В.И.

Ведущая организация - ЦВ МПС

часов, на заседании диссерта

ционного совета Д114.05.05 в Московском государственном университете путей сообщеши

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан 'У у " У/^/АЯ/ -<//У. г.

Опыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу совет университета. Ученый секретарь диссертационного совета

(МИИТ) по адресу. 101475, Москва, ул. Образцова, 15, в аудит

доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы . К наиболее важным задачам железнодорожного транспорта, в современных экономических условиях необходимо отнести вопросы повышения безопасности, надежности н эффективности работы подвижного состава. В этом плане важное место занимают вопросы проектирования, эксплуатации, обслуживания и ремонта тормозных систем. Изменение осевых нагрузок, массы тары, эксплуатационных условий обуславливают актуальность вопросов оценки приемлемости уже существующих тормозных систем для новых условий с целью обеспечения вагона тормозными средствами, то есть обеспечения реализуемого коэффициента сцепления, исключающего вхождение подвижного состава в юз, обеспечение реализации требуемых тормозных путей и тепловых характеристик не превышающих допустимые нормативные значения.

Опыт эксплуатации показывает наличие определенных недостатков ТС. На основании этого можно отметить, что актуальными являются также вопросы совершенствования конструкций тормозных систем приводящие, в некоторых случаях, к необходимости разработки новых принципиальных схем тормоза. При этом одним из требований совершенствования конструкций является требование унификации.

Цель работы заключается: - в разработке методики и оценке параметров одноцилиндровых тормозных систем в зависимости от изменения осевых нагрузок, а также скоростей движения с учетом ограничений по тормозным путям, коэффициентам сцепления колеса с рельсом и мощности вырабатываемой в процессе торможения на одной колодке;

-в анализе структуры механизма тормозных рычажных передач (ТРП) 2-х осных тележек с отводящими устройствами;

-в решении задач по совершенствованию структуры механизма ТРП 2-х осных тележек го условия равномерного износа и отвода колодок.

Методы исследования. Решения всех задач рассмотренных в диссертации производилось с применением метода математического моделирования на ЭВМ, что позволило произвести многовариантный анализ и обеспечить достаточную точность выходных данных. При этом были разработаны алгоритмы и программы составленные на языке FORTRAN 5.1.

При проведении структурного анализа тормозной рычажной передачи двухосных тележек использовались методы теории машин и механизмов.

Научная новизна. Разработана методика оценки параметров для одноцилиндровых тормозных систем, в зависимости от величины осевых нагрузок с учетом ограничений по коэффициентам сцепления колеса с рельсом, мощности, вырабатываемой в процессе торможения на одной колодке и предельным тормозным путам, необходимая для выбора передаточных чисел при проектировании тормозных систем вагонов.

Исследованы резервы повышения осевых нагрузок дня вагонов с различной массы тары, для тормозных систем с передаточными числами 5.72 и 5.9.

Обоснована возможность повышения осевых нагрузок для вагонов с различной массой тары. Из этих условий даны рекомендации по выбору передаточных чисел.

Впервые произведен структурный анализ тормозной рычажной передачи двухосной тележки грузового вагона с учетом механизма отвода колодок используемого в эксплуатации; в случае возникновения кромочного контакта между колодкой и колесом.

Выработаны требования к рычажным передачам тележек грузовых вагонов с точки зрения обеспечения параллельного отвода колодок, позволяющие оценить предлагаемые конструкции отводящих устройств.

Разработана методика выбора геометрических параметров отводящих устройств.

Предложена конструкция и обоснованы геометрические размеры отводящего устройства отвечающего требованиям параллельного отвода.

Результаты работы реализованы в виде алгоритмов и программ использующихся в комплексе тормозных расчетов эксплуатирующимся на Уралвагонзаводе и Вагонзаводе г.Энгельс, а также диаграмм позволяющих произвести оценку параметров тормозных систем. Результаты исследований отражены в технических требованиях к тормозному оборудованию грузовых вагонов постройки заводов РФ, являющихся нормативным документом при проектировании тормозных систем грузовых вагонов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно-технической конференции "Неделя науки 94" (Москва, 1994г.); на заседании кафедры "Вагоны и вагонное хозяйство" МИИТа (Москва 1996,1997 г.г.)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано три работы.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, приложения и содержит 244 с. машинописного текста, 99 рисунков, 43 таблицы.

-5-

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показаны основные тенденции развития тормозных систем, дано обоснование актуальности выбранной темы диссертации, изложена обшая постановка задачи и цель работы.

В первой главе представлен обзор основных схем тормозных рычажных передач применяемых на грузовых вагонах России. Показаны присущие этим схемам достоинства и недостатки. Рассмотрены методики совершенствования тормозных систем и произведен анализ теоретических методов оценки их конструкций. Значительный вклад в развитие и совершенствование конструкций ТС и методик их проектирования внесли: В.Г.Иноземцев, П.Т.Гребенюк, В.А.Щепетильников, Б.Л. Карвацкий, Д.Э.Карминский,Б.А.Соколов, М.Г.Погребинский, Г.Б.Никитин, В.А.Юдин, Л.Н.Шаматоз, В.А.Гулак, В.И.Астахов, Ю.Я.Якимец, А.И.Турков, Е.И. Дроздов, В.В.Соломатин и др.

Тормозная рычажная передача представляет собой одну из наиболее сложных механических систем, применяемых на подвижном составе. В тоже время, парк грузовых вагонов обширен и многообразен. Так вагоны курсирующие по дорогам России могут различаться по конструктивному исполнению, по осности (четырехосные, шестиосные, восьмиос-ные и т.д.), по назначению (универсальные вагоны, специализированные вагоны), а также по параметрическим характеристикам (грузоподъемности, массы тары, осности, габаритным очертаниям и т.д.).

Такое обилие различных типов вагонов обусловило и разнообразие тормозных систем, которые отличаются друг от друга конструкцией, компоновкой, количеством элементов и принципиальной схемой механической части ТРП вагона. Это приводит к различиям технических характеристик тормозных систем (ТС).

Наибольшее распространение на железных дорогах России получили четырехосные вагоны(крытые полувагоны, платформы, цистерны и т.д.). На четырехосных вагонах, в зависимости от их типа и конструкции применяются следующие основные виды тормозных рычажных передач (ТРП): симметричная и несимметричная схемы; с передаточным узлом, обводными рычагами и без них.

Практика показала, что наиболее удачной является симметричная схема ТРП без передаточного узла и обводных рычагов (типовая). Это связано с относительной простотой конструкции, обеспечивающей эффективную работу. При этом отмечено, что небольшое количество элементов данной схемы делает ее сравнительно простой с точки зрения определения параметров и рабочих характеристик ТС. В то же время использование типовой схемы

для четырехосных вагонов не всегда является возможным, поскольку некоторые вагоны например вагоны бункерного типа имеют пространственные ограничения не позволяющий разместить типовую тормозную рычажную передачу . Поэтому на большинстве четырехосны: вагонах бункерного типа устанавливаются тормозные системы с передаточным узлом, обвод ными рычагами, а также несимметричные ТРП. При этом тормозная рычажная передач; собирается по восьми основным схемам каждой из которых присущи свои индивидуальны! особенности.

Различия конструкций ТРП четырехосных вагонов приводят, в свою очередь, I различиям и их математических моделей но определению положений звеньев, что усложняе вопросы проектирования тормозных систем.

Обследование технического состояния тормозного оборудования четырехосны: вагонов выявил ряд существенных недостатков таких как превышение допустимого выход штока, разрывы колец отводящих устройств, взаимодействие элементов ТРП, потери тормоз ной эффективности и др., часто приводящие к нарушению безопасности движения поездов Вместе с этим у 80 % осмотренных вагонов присутствовал клиновидный износ колодок, чт свидетельствует о плохой работе отводящих устройств.

Механическая часть восьмиосиых вагонов, по сравнению с четырехосными пред ставляет собой еще более сложную конструкцию. Так в настоящее время выпускаемые маги стральные 8-осные вагоны оборудуются ТРП с параллельной передачей усилий на триангел: двуосных тележек. Имеются конструкции с двумя цилиндрами; двухцилиндровые с индиви дуальным приводом на каждую четырехосную тележку, что позволило устранить пекоторы недостатки. Однако получение наиболее рациональных схемных решений заняло значитель ное время (около 5 лет). Совершенствование автотормоза обуславливает, как показала прак тика, необходимость решения следующих задач:

1. Обоснование схемы ТРП вагона н определение ее основных параметров (длин звеньев, плс рычагов и т.д.)

2. Компоновка и размещение элемешов ТРП

3. Оценка функционирования предлагаемой конструкции тормоза с учетом эксплуатационны условий (оценка положений звеньев в зависимости от выхода штока; оценка обеспечснносг вагона по нажатиям; оценка реализуемых тормозных путей и др).

Очевидно, что большое число конструктивных различий присущих тормозным система: затрудняет, на стадии проектирования, оценку особенностей функционирования ТС с учетом

эксплуатационных факторов и требует разработки объектно-ориентированной методики для анализа работы ТС.

Особую роль при совершенствовании и проектировании ТС вагонов играют теоретические методы исследований.

Рекомендуемые на сегодняшний день нормы и методики расчета не позволяют в полной мере оценить выбираемые параметры ТС, получить наиболее полную информацию об особенностях функционирования системы в эксплуатационных условиях.

В настоящее время широко используется методика проектирования и выбора параметров механической части ТС, изложенная в типовом тормозном расчете. Однако ее использование при выборе параметров ТС является сложным, поэтому в 1985 году в МИИТе била разработана альтернативная методика расчета и проектирования механической части тормоза, целью которой явилось получение области допускаемых изменений характеристик ТС на основе заданных ограничений. Отличительной особенностью указанной методики является определение граничных значений допустимой силы нажатия колодки на колесо исхода из регламентируемых критериев проверки. Однако данный подход требует дополнительного пересчета для решения задачи оценки и выбора параметров ГС

Развитие згой методики нашло в работе Аввакумова А. С. предложившего, взять за основу методику граничных значений и выразить регламентированные нормативом значения рабочих характеристик ТС через параметры автотормоза В качестве целевой функции вместо расчетных нажатий было использовано передаточное число. Однако связь передаточного числа с коэффициентом полезного действия (КПД) не позволяет в полной мере решить задачи унификации методики расчета.

Наибольшее развитие получили вопросы разработки методики оценки положения звеньев ТРП, нашедшие отражение в работах Гулака В.А., Никитина Г.Б., Соломагииа В.В. Для решения этой задачи, в последнее время использовались подходы теории машин и механизмов, предусматривающие разработку математической модели для исследуемой схемы рычажной передачи.

Следует отметить, что особенности конструкции ТРП и большое количество факторов, влияющих на ее работу потребовало введения ряда допущений, не позволяющих в полной мере оценить работу реального механизма Одним из таких допущений является предположение, что тормозная колодка изнашивается равномерно. С этой целью при структурном анализе использовался вспомогательный механизм, включающий в себя кулису, имитирующий равномерный износ колодки. Вместе с тем особенности реальной конструкции требуют

решения задач структурного анализа ТС с учетом эксплуатации отводящих устройств, что делает задачи дальнейшего совершенствования методик оценки функционирования тормозных рычажных передач актуальными.

Во второй главе рассматриваются вопросы многофакторной оценки параметров рычажных передач грузовых вагонов с учетом повышения осевых нагрузок и скоростей движения.

На первом этапе была разработана методика обобщенной оценки параметров тормозных систем в зависимости от осевой нагрузки вагонов, с учетом возможной обезгрузки тележек; эксплуатации вагонов в составах различной длины; движения экипажа с повышенными скоростями; снижения предельно - допустимых тормозных путей.

Аналитические зависимости представленные в общем виде могут быть использованы как для одноцилиндровых, так и для многоцилиндровых систем; как для одностороннее: нажатия колодок, так и для двустороннего.

Оценка параметров производится в соответствии со следующими требованиями, регламентированными типовым тормозным расчетом:

- обеспечение торможения, при условии недопущения юза.

- обеспечение требуемых расчетных нажатий (для чугунных тормозных колодок) и коэффициентов расчетных нажатий бр (для композиционных тормозных колодок)

- непрсвышение предельной мощности N. реализуемой на одной колодке в процессе торможения (данная величина была введена в 1996 году на основании разработок ВНИИЖТа с цельк учета ограничений, связанных с тепловыми процессами, происходящими при торможении).

Показатели, реализуемые для тормозной системы, должны лежать в области, опре деляемой указанными условиями. В диссертации за основу была взята альтернативная мсто дика, для которой реатизуемые величины Ы, 5р, ^(коэффициент сценления колеса с рель сом) совпадают с предельно - допустимыми значениями. Подобная стратегия позволил; выявить границы, в пределах которых допускается варьирование параметров ТС.

В работе также показано, что на Ы, бр, Ч*р оказывает существенное влияние ря; факторов, которые можно отнести к следующим группам: 1. эксплуатационные факторь (скорость движения экипажа ); 2. параметры вагона ( грузоподъемность, тара вагона, осност вагона); 3. количественные и качественные характеристики тормозной системы (тип схсмь тормозной рычажной передачи (ТРИ), количество и характеристики тормозного цилиндра передаточные числа, и т. д. ), что приводит к многовариантности решаемых задач. Одна» учитывая актуальность вопросов совершенствования тормозных систем н широкую варьи-

руемостъ параметров вагонов было решено выявить зависимость параметров автотормоза от параметров вагона для заданных условий эксплуатации.

Для решения поставленной задачи были определены параметры ТС и вагонов, которые в дальнейшем были приняты в качестве варьируемой и искомой величины. С этой целью в работе рассмотрены зависимости по определению ^мощности), 6р(коэффициента расчетных нажатий), ^(коэффициента сцепления колеса с рельсом), на основании чего получили, что задаваясь предельным значением [N1, [Ят] (предельно - допустимых тормозных путей из условия ограждения мест препятствий как косвенной характеристики 5р) и [Ч'р] для различных значений q, V , можно определить соответствующие предельные значения коэффициента расчетных нажатий [8]. Следовательно, при прочих заданных величинах:

[гмотН(У,<]) [вюзНМч)

С учетом полученных функций, в качестве варьируемой величины была принята осевая нагрузка как величина характеризующая параметры вагонов и отражающей грузоподъемность вагона, его тару и осность, от которой также зависят предельные значения коэффициента расчетных нажатий.

В тоже время реализуемый тормозной системой коэффициент расчетных нажатий зависит и от параметров тормоза, таких как Кр ( расчетные нажатия колодок ); Кд ( действительные нажатия вагона ). При этом осевая нагрузка входит как в одну, так и в другую части зависимостей. Таким образом использовать 5 с целью сопоставления предельных его значений в зависимости только от эксплуатационных факторов не представляется возможным. Поэтому выбор целевой функции производился после разделения параметров тормозной системы и вагона. В результате выяснилось, что выбирая различные параметры тормозной системы относящиеся к механической ( п, г^,,, ш) или к пневматической (<3^ Р№ т^, частям можно рассмотреть задачи в различной постановке. Учитывая тот факт, что наиболее сложным, с точки зрения выбора является определение передаточного числа и коэффициента полезного действия тормозной рычажной передачи, зависящий от многих факторов, то в качестве искомого значения было принято произведение данных величин (коэффициент передачи усилий).

Нпу=п-г1тр11

где ^^п .коэффициент полезного действия; п -передаточное число.

На основании разработанной методики были получены графические зависимости, отражающие изменения коэффициентов передачи усилий с учетом обеспечения безъюзного торможения, непревышения предельно допустимых тормозных путей и ограничений по мощности, вырабатываемой в процессе торможения на одной колодке.

Зависимости были получены для различных эксплуатационных условий, включающих скорости движения экипажа, усредненное время задержки тормозных процессов в поезде, распределение нагрузки на тележках. При этом выяснилось, что существуют максимально допустимые по величине осевые нагрузки, свыше которых происходит нарушение нормативных условий, а тайке определены максимальные значения коэффициешов передачи усилий, значения которых представлены в таблице I и 2.

Таблица 1

Обобщенные результаты изменений Nny (шах) и q (max)

Скорости, режимы равномерная загрузка, 3 сек равномерная загрузка, 3 сек неравномерц. загрузка,3 сек неравномерн. загрузка,3 сек

пор Nny сред Nny пор q cpeaq пор Nny сред Nny пор q средя

80(1000) 32.5 13.2 32 35.4 28.5 12 32 35.4

90(1300) 26.5 11.1 27.5 31 24 9.7 27.5 31

100(1600) 100(1300) 100(1000) 12.2 9.3 23.5 26.9 19.5 8.2 23.5 26.9

12.2 9.3 20.9 23.5 19.5 8.2 20.9 23.5

12.2 9.3 17.3 18.8 19.5 8.2 17.3 18.S

120(1600) 120(1300) 16 6.8 14.6 16.5 14.6 6.2 14.6 16.5

16 6.8 13 14.3 14.6 6.2 13 14.3

Таблица 2

Обобщенные результаты изменений Ыпу(шах) и д(шах) для длинносоставных поездов

скорости, режимы равномерная загрузка, 5 сек равномерная загрузка, 5 сек неравномерн. загрузка, 5 сек неравномерн. загрузка,5 сек

пор Ь1пу сред Ыпу пор я сред я пор Ыпу сред Ыпу пор я средч

80(1000) 36 14.9 32.6 35.4 31.2 13 32.6 35.4

90(1300) 29.5 12.3 21.8 31.1 26 10.9 28.1 31.1

100(1600) 100(1300) 100(1000) 24.5 10.2 23.9 27.1 21.5 9.1 23.9 27.1

24.5 10.2 20.9 24 21.5 9.1 20.9 24

24.5 10.2 18 19 21.5 9.1 18 19

120(1600) 120(1300) 17.6 7.3 15.2 16.7 15.9 6.7 15.2 16.7

17.6 7.3 13.1 14.4 15.9 6.7 13.1 14.4

Из анализа результатов получено, что на значения Ыпу(шах) и q(max) оказывают

влияние: скоростные режимы движения вагона (так с увеличением скорости и уменьшением длины тормозного пути значения Мпу(тах), я(тах) имеют тенденцию к сниженшо);условия сцепления колеса с рельсом, а также используемые режимы воздухораспределителя.

Значения Мпу на порожнем режиме, исходя из условия реализации д(тах), значительно завышены по сравнению со значениями реализуемыми в тормозных рычажных передачах в эксплуатации и не могут быть использованы в качестве расчетных при проектировании, поэтому выбор последнего должен осуществляться по среднему режиму.

Увеличение времени распространения тормозных процессов в лтинносоставных поездах требует реализации более высоких значений коэффициентов передачи усилий, по сравнению с поездами обычной длины и ужесточает требования к скоростным режимам и накладывает ограничения на минимальное значение предельно допустимых тормозных путей.

С позиции повышения осевых нагрузок установлено наличие резерва для повышения осевых нагрузок с учетом обеспеченности вагонатормозными средствами для скоростных режимов, регламентированных нормативом {80(1000), 90(1300), 100(1600)} ц=[25.5;33.9] т/ось, в то время как для перспективных условий эксплуатации такой запас отсутствует или незначителен ц=[14.б, 17.9] т/ось

Учитывая тот факт, что одни и тот же вагон может эксплуагироваться в поездах различной длины, а также в некоторых случаях возможна обезгрузка одной го тележек, в

диссертации была поставлена и решена задача оценки обобщенных областей варьирования Мпу, удовлетворяющих различным эксплуатационным условиям. В тоже время обобщенная область варьирования Мну, является наименьшей по сравнению с областями, соответствующими каждому эксплуатационному режиму в отдельности. Это же можно сказать и о максимально допустимой осевой нагрузке.

С учетом полученных обобщенных областей была произведена оценка коэффициентов передачи усилий с точки зрения обеспечения повышенных осевых нагрузок для различных эксплуатационных условий. Анализ показал что для всего диапазона параметров тормозных систем можно четко выделить три основные зоны осевых нагрузок:

1. зона отражающая диапазон осевых нагрузок соответствующих порожнему режиму ВР определяющая унификацию параметров тормозной системы по таре вагона;

2. область промежуточных загрузок для которых решения отсутствуют;

3. область отражающая диапазон загрузок на среднем режиме.

Были проанализированы интервалы осевых нагрузок для этих трех областей исходя из условия достижения максимаино возможной загрузки, на основании чего был сделан вывод, что реализовать ч(тах) как с точки зрения минимально допустимой тары так и дня типовых ТС для заданного коэффициента передачи усилий не представляется возможным. В тоже время:, при реализации заданных давлений в тормозном цилиндре эксплуатация вагона с частичной загрузкой не рекомендуется, так как не для всех осевых нагрузок удастся обеспечить вагон тормозными средствами.

Для типовых передаточных чисел 5.72 и 5.9 отсутствует резерв для повышения осевых нагрузок. Решение этой проблемы возможно в случае регулировки Ыпу в процессе эксплуатации (переключения), при обеспечении прочих равных условий.

Было предложено для вагонов с массой тары ниже 20т производить переключения и исходя из условия увеличения грузоподъемности осуществлять переключение на среднем режиме, тем самым увеличив диапазон осевых нагрузок, определяющих загрузку вагона.

Согласно полученным данным значения коэффициентов передачи усилий располагаются в пределах интервала значений Кпу, принятого в эксплуатации , а для скоростных режимов регламентированных нормативом [80 км/ч (1000 м); 90 км/ч (1300 м);Ю0 км/ч (1600м) ] возможно достижение осевой нагрузки равной 25,5 т/ось. При этом рекомендуется повышать передаточное число до величины равной:

-136.24

п =-,

Птрп

по достижению осевой нагрузки 13 т/ось.

В третьей главе впервые выполнен структурный анализ ТРП с отводящими устройствами. Кроме того были внесены предложения ло совершенствованию конструкции ТРП грузовых вагонов.

Многообразие конструкции отводящих устройств потребовало проведения обзора устройств предотвращающих касание колодок и колес в отпущенном состоянии тормоза в результате которого был выбран механизм отвода, нашедший наиболее массовое применение в эксплуатации. Это отводящее устройство, разработанное Уралвагонзаводом и представляющее из себя эллипсовидное кольцо одним концом закрепленное на триангеле, а вторым обхватывающее подосную тя|у.

Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами проводился в сравнении с ТРП тележки без отводящих устройств. При этом были приняты допущения, которые позволили представить тормозную рычажную передачу как плоский механизм.

На основании принципа образования механизмов посредством присоединения структурных трупп Ассура к ведущим звеньям было доказано, что для рассмотрения особенностей влияния отводящих устройств на структуру ТРП вагона достаточно произвести структурный анализ непосредственно механизма тележек.

Анализ показал, что механизм ТРП тележек без отводящих устройств имеет 4 степени свободы, две из которых реализуются при повороте подвески триангелей, а две других -в двух четырехзвенных механизмах: а) серьга вертикального рычага, вертикальный рычаг и триангель; б) подосная тяга, вертикальный рычаг, триангель. За счет дополнительной подвижности и возможно возникновение кромочного контакта.

При анализе структурной схемы с отводящими устройствами применяемыми в настоящее время на тележках грузовых вагонов было выявлено, что в данном случае реализуется излишняя подвижность в узле "серьга - вертикальный рычаг - триангель", аналогичная подвижности ТРП тележки без отводящих устройств. Это не позволяет однозначно сделать вывод об обеспечении параллельности отвода колодок от колес. В тоже время для теоретического обоснования конкретного положения звеньев, ТРП тележек с отводящими устройствами необходимо использовать не только кинематический, но и кинетостатический аналго.

Следуег отмстить, что при анатизе предполагаюсь, что отводящее кольцо не имеет каких-либо перемещений относительно иодосной тяги.

Анализ разработанной схемы отражающей кромочный контакт (рис 1)

'/////

выявил, что переход из отпускного в тормозное положение возможен только при устранении избыточных связей, возникающих в результате кромочного касания колодки с колесом.

При этом, при двустороннем кромочном опирании, в случае "выключения", в следствии разрыва или же потери контакта с подосной тягой, отводящего кольца с внешней стороны тележки переход невозможен без "выключения" и второго отводящего устройства, в отличии от случая когда "выключенным" сперва оказывается кольцо с внутренней стороны тележки.

Следует отмстить, что при одностороннем кромочном контакте работа механизма не зависит от расположения "выключающегося" отводящего устройства. Таким образом, теоретически получено, что в переходном из отпускного в тормозное положение, механизм ТРП тележки с типовыми отводящими устройствами имеет переменную структуру, связанную с изменением кинематической цепи.

В диссертационной работе был также произведен структурный анализ механизма ТРП тележки не содержащий избыточных связей. В данном случае в качестве дополнительной подвижности использовалась возможность поступательного перемещения отводящего кольца вдоль подосной тяги, без нарушения контакта (что соответствует конструкции отводящего устройства УВЗ, применяемого в эксплуатации ). При этом получено, что введение дополнительной подвижности, в месте соединения отводящих колец с подосной тягой обеспечивает работоспособность механизма как в отпускном, так и переходном из отпускного в тормозное положения. Однако доказано, что подвижность реализуется в четырехзвенных механизмах

("серьга - вертикальный рычаг - триангель" и "подосная тяга - вертикальный рычаг - триан-гель"), идентичных схеме без отводящих устройств, а сами отводящие устройства являются пассивными звеньями, положения которых зависят как от положения подвесок триангеля, серьги и подосной тяги, а также их геометрических размеров с учетом условий регулировки, что влияет на качество работы отводящих устройств. В тоже время, обеспечение параллельности отвода колодок в отпускном положении связано с вполне определенным положением триангеля, зависящего от геометрических размеров отводящих колец и их положении относительно подосной тяга. "Таким образом, с одной стороны обеспечение работоспособности механизма ТРП тележек с отводящими устройствами осуществляется при реализации дополнительной подвижности отводящего кольца, а с другой стороны, условие параллельное™ отвода требует обеспечения вполне заданных положений звеньев. При этом должна реализо-вываться как схема с вращательными и поступательными перемещениями, так и схемы только с вращательными перемещениями, что предполагает наличие всех выявленных негативных явлений.

Для устранения недостатков присущих данным схемам потребовался пересмотр структуры механизма, с целью реализации соответствия между числом степеней свободы и количеством триангелей, и обеспечения однозначной зависимости положения всех элементов от положения ведущих звеньев (подвесок триангелей ). С этой целью была предложена схема у которой присоединяемые к тыльной стороне триангеля отводящие устройства имеют абстрактное закрепление свободного кольца на тележке.

Структурный анализ показал, что число степеней свободы для подобной кинематической схемы равен 2, что соответствует количеству триангелей тележки. Однако, учитывая дополнительные перемещения звеньев ТРП тележки друг относительно друга, в зависимости от закрепления на обрессоренных и необрессоренных элементах конструкции тележки были рассмотрены и проанализированы варианты закрепления отводящих устройств на тележке.

В результате получено, что для обеспечения параллельности отвода необходимо реализовать структурную схему (рис 2 ) с отводящими устройствами, одним свободным концом закрепленными на необрессоренных элементах тележки, поскольку в противном случае появляется дополнительная подвижность элементов ТРП, влияющая на качество работы отводящих устройств.

Решение вопросов, связанных с выбором геометрических параметров предложенной конструкции отводящих устройств потребовало проведения исследований механизма параллельного отвода колодок (механизм с кулисой ), по сравнению с реально предлагаемой

рис 2

конструкцией (чегырехзвешшй механизм "подвеска триангеля - триангель - отводящий поводок").

Как известно из теории машин и механизмов, план положений звеньев четырех-звенника может изменяться в зависимости от размеров звеньев и координат точек их закрепления, что обуславливает множественность траекторий точек элементов. В тоже время, параллельный отвод колодок предполагает наличие строго заданной траектории точек, то есть звенья механизма занимают вполне определенное положение. Поэтому первоначально были рассмотрены траектория движения точки возможного закрепления отводящего поводка (точка, лежащая на тыловой части башмака и продольной оси симметрии триангеля тЛ) т) исходя из условия параллельного отвода колодок.

В результате проведенного анализа были получены зависимости изменения координат тБ ( которая является обшей для четырехзвенного и механизма имитирующего параллельный отвод колодок ) от положения ведущего звена (подвески триангеля) и построены траектории движения точки О - для механизма имитирующего параллельный отвод колодок ( с кулисным механизмом) анализ которых показал, что в данном случае траектория т О представляет собой неправильный эллипс с переменным радиусом кривизны. Это значит, что погрешность между траекториями г О дня механизма, имитирующего параллельный отвод и четырехзвенного механизма, для которого траектория т Б представляет из себя окружность, на разных участках кривой также будет различна. Таким образом, задача исследования сводится к выбору таких геометрических параметров четырехзвенного механизма, при которых соблюдается условие параллельного отвода, или же когда непараллельность отвода колодок, в эксплуатационных условиях минимальна- С этих позиций первоначально был произведен выбор наиболее приемлемых координат крепления отводящего поводка к триангелю. В результате чего получено, что исходя из конструктивных особенностей и габаритных ограничений координаты закрепления отводящего поводка относительно тыльной стороны триангеля

должны быть: Х=10 мм, У=-100мм. После этого была решена задача минимизации непараллельности отвода. С этой целью была произведена обобщенная оценка погрешности между расчетной (соответствующей параллельному отводу ) и реализуемой (соответствующей четы-рехзвенному механизму) траекториями.

В качестве целевой был принят обобщенный показатель - среднеквадратичная по[решность, которая определяется на заданном интервале угла отклонения подвески триан-геля <р, соответствующее эксплуатационным условиям:

Фк

JK[fcm"F<1<P

90

Фк-Ч>0

где фо. Фк - начальное и конечное значение угла отклонения подвески три-ангеля;

FC4 - смещение реализуемой траектории относительно расчетно(*1.

Для расчета были приняты технические параметры отражающие максимальные и минимальные размеры колодки колеса и зазора между ними. При этом, с целью исключения многовариантности оценка погрешности производилась для следующих параметров отводящего поводка: длины поводка LcD=const, координат закрепления его на боковине тележки Xc,Yc = var (1^0=214 мм, Хс =[81; 281] мм, Yc = [680; 880] мм). График изменения среднеквадратичного отклонения представляет из себя гладкую несимметричную функцию, имеющую локальный минимум, обуславливающий наличие искомых решений задачи минимизации погрешности. Однако, полученные результаты справедливы для целого интервала углов отклонений подвески триангеля. Поэтому возникла необходимость уточнения имеющихся данных. С этой целью были определены предельно-допустимые смещения колодки относительно положения соответствующего параллельному отводу.

Очевидно, что при возникновении кромочного контакта, в точке контакта зазор между колодкой и колесом будет выбран полностью. Таким образом он является определяющим предельную погрешность.

При этом было получено, что расстояние на которое переместится точка D, в случае возникновения кромочного контакта между колодкой и колесом для касания верхней кромкой составит:

смеш 2

для касания нижней кромкой:

[ РНсмещ ]=2 ■ ВЭ ■ БШ

где ВО - расстояние между точкой креплешя подвески триангеля тВ и точкой крепления отводящего повод ка к башмаку тО; у (у') - угол поворота колодки относительно положения соответствующего параллельному отводу

В тоже время доказано, что при изменении геометрических параметров колодки и колеса разность углов Ду(Ау') останется постоянной.

Получено, что наибольшее предельно допустимое смещение относительно положению, соответствующему параллельному отводу составит: при верхнем кромочном касании [Р"СЬ1СШ]=4,19; при нижнем кромочном касании |Р"о,сш]=3,954 Таким образом, с учетом вышеизложенного поставленная ранее задача может быть сведена к вопросу выбора таких параметров поводка для которых смешение ке превышает пре-

дельно допустимого значения погрешности [Р'сиад] (как наименее благоприятное). Очевидно, что расчетная кривая, которая представляет собой окружность характеризующуюся степенью кривизны, зависящую от длины отводящего поводка, может занимать различные положения относительно расчетной кривой:

1. Реализуемая траектории пересекаются расчетную в двух точках

2. Реализуемая траектория пересекает расчетную в одной точке

3. Рассматриваемые кривые не пересекаются.

Исхода из условия наибольшего числа совпадений расчетной и реализуемой кривы) (точки пересечения), а также одновариангности решения, в качестве расчетного варианта бы; принят случай, когда траектории пересекаются в двух краевых точках.

В результате были получены зависимости изменения максимального лицейногс смещения функций друг относительно друга Рсыещ (мах) от величины Ь (размер удаления точки закрепления отводящего поводка т С от центра хорды, соединяющей точки пересеченш расчетной и реализуемой кривых).

Хс = + Хк - Ь зт и; Ус = ^ + Ук + И О» О) , где Хв, Уз - координаты центра хорды;

Хк,Ук- координаты конечной точки траектории;

Цк- длина хорды, соединяющей точки пересечения траекторий. На основании которых были произведены расчеты смещения колодки относительно положения соответствующего параллельному отводу и среднеквадратичное отклонение (для различных параметров поводка

Учитывая, что из условия бесконтактного смещения колодки в отпускном положении необходимо, чтобы соблюдалось условие: [Рнсещ] > Рсмещ(мах). Граничные значения по И, доя которых

[Тнот«а]=Рсмещ(мах) соответствуют следующим величинам: ЬН10К=168.172 ми, Ьверч= 331.181 мм, где И,,,,ж - нижняя граница области бесконтактного смещения колодки;

Ьверх - верхняя граница области бесконтактного смещения колодки.

Следует также подчеркнуть, что величина квадратичной погрешности неодинакова для одного и того же значения линейной погрешности на участках Ь < 1т(тт) и Ь(тт)< Ь. Это означает, что в зависимости от положения апроксимирующей кривой относительно расчетной суммарная погрешность распределенная вдоль кривой будет неодинакова. Так для одного и того же значения Рем, Акв будет меньше для меньшего значения Ь, что является более благоприятным при выборе параметров.

Рсм(тах)=3.954 Акв =2.857 для 11=168.172 мм

Дкв= 2.831 для 11=331.181 мм,

На основании получешгых результатов был выделен диапазон значений длин отводящих поводков Ьсв и координат его закрепления на тележке Хс, Ус, обеспечивающий наибольшее сближение траекторий и бесконтактную работу колодок в отпускном положении, который соответствует. Цо=[183.895;337.895] Хс=[222.929;66.193] ; Ус=[686.214;722.342]. Из данного диапазона можно выбрать такие значения для которых Рсмещ (мах)->0, что соответствует оптимальному решению 1ьсв~235 895 мм Хс=168.95 мм Ус=698.496 мм

Однако, следует учесть, что на практике на параметры отводящего поводка накладывают ограничения условия размещения его на тележке, среди которых можно выделить:

1. координата закрепления подвески триангеля, определяемая координатами Х=220 мм, У=585 ми;

2. зона размещения надрессорной балки с учетом статического и динамического прогиба рессорного комплекта.

Размещение точки закреатения отводящего поводка (тС) может быть осуществлено как в центральной части поперечного сечения тележки, так и по краям, ближе к боковине тележки. При этом в центральной части в качестве габаритных ограничений выступает очертание средней части надрессорной балки, с учетом статического и динамического прогиба рессорного комплекта. А по краям поперечного сечения тележки - очертания концевого сечения надрессорной балки.

С учетом полного прогиба рессорного комплекта и конструктивных размеров надрессорной балки координаты закрепления отводящего поводка в средней части тележки не должны заходить в область ограниченную следующими интервалами координат Х=[-64;306] мм У=[775;925] мм при размещении тС в центральной части поперечного сечения тележки и Х=[-64; 156] мм У=[775 ;925] мм при размещении тС ближе к боковине тележки

Получено, что в первом случае полученный ранее диапазон параметров отводящего поводка полностью удовлетворяет условию габаритных ограничений в средней части тележки, в то время как в случае крепления отводящего поводка ближе к боковине тележки область приемлемых решений сужается до следующего интервала: Ьсе=[183.895;305.895] мм Хс=[222.929;98.177] мм, Ус=[686.214;714.920] мм.

Однако несмотря на это удается реализовать оптимальное решение, для которого 17см и среднеквадратичное отклонение наименьшее реализуется при Ьси=235.895 мм Хс=168.95 мм Ус=698.496 мм.

Очевидно, что эти значения Ьсо=235.895 мм Хс=168.95 мм Ус=698.496 мм, с учетом округления могут быть рекомендованы дня внедрения в эксплуатацию.

Заключение

1. Произведен обзор основных схем тормозных рычажных передач применяемых на грузовых вагонах России. Показаны присущие этим схемам достоинства и недостатки. Рассмотрены методики совершенствования тормозных систем и произведен анализ теоретических методов оценки их конструкций.

-212. Разработана методика обобщенной оценки параметров тормозных систем в зависимости от осевой нагрузки вагонов, с учетом возможной обезгрузки тележек; эксплуатации вагонов в составах различной длины; движения экипажа с повышенными скоростями; снижения предельно - допустимых тормозных путей.

3. Произведены исследования параметров вагонов с учетом различных эксплуатационных факторов. Установлено наличие резерва для повышения осевых нагрузок с учетом обеспечения вагона тормозными средствами для скоростных режимов регламентированных нормативом (25.5 т/ось).

4. Предложено, с целью повышения грузоподъемности, для вагонов с массой тары ниже 20т производить регулировку передаточных чисел.

5. Рекомендовано для скоростных режимов регламентированных нормативом [80 км/ч (1000м); 90 км/ч (1300 м); 100 км/ч (1600м) ] повышать передаточное число до величины

6.24 „ ,, .

равной: п =-, по достижению осевой нагрузки 13 т/ось.

Птрп

6. Проведен краткий обзор конструкций отводящих устройств, показавший многообразие моделей, их достоинства и недостатки.

7 Показано, что применяемые в настоящее время на тележках грузовых вагонов отводящие устройства, выполненные в виде эллипсовидного кольца, охватывающего подос-ную тягу и закрепленного на кронштейне, приваренном к швеллеру триангеля, неработоспособно, так как не исключает возникновение кромочного контакта.

8. Впервые разработана и предложена схема, отражающая структуру механизма ТРП тележки в случае кромочного контакта.

9. Выработаны требования к отводящим устройствам заключающиеся в:

- реализации подвижности в узле "подвеска триангеля-триангель-отводящее устройство";

- однозначной зависимости положения всех звеньев механизма от положения подвески триангеля.

10. Разработана и предложена структурная схема ТРП тележки с отводящими устройствами удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к отводящим устройствам.

11. Проведены исследования траекторий движения звеньев узла «подвеска триангеля-триангель» при параллельном отводе колодок и обоснованы геометрические параметры предлагаемого отводящего устройства обеспечивающие параллельный отвод колодок от

колес

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Вопросы расчета механической части автотормоза грузовых вагонов //Тез докладов по итогам «Неделя науки» - Москва-1995.-с 1-9-111.

2. Структурный анализ тормозной рычажной передачи тележек грузовых вагонов с отводящими устройствами //Деп.ВИНИТИ №908-В99от 24.03.99- Москва.-1999.-35с.

3. Методика определения и оценки граничных параметров тормозных систем грузовых вагонов из условий эксплуатации//Деп.ВИНИТИ №907-В99сгг 24.03.99- Москва-1999,-13с.

ВВЕДЕНИЕ.

I. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТОРМОЗНЫХ РЫЧАЖНЫХ ПЕРЕДАЧ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ.

Ы.Краткий обзор конструкций и вопросов совершенствования тормозных систем грузовых вагонов.

1.2 Анализ теоретических методов оценки конструкций тормозных систем.

Выводы и задачи исследования.

2 .МНОГОФАКТОРНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ РЫЧАЖНЫХ ПЕРЕДАЧ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ С УЧЕТОМ ПОВЫШЕНИЯ

ОСЕВЫХ НАГРУЗОК И СКОРОСТЕЙ ДВИЖЕНИЯ ЭКИПАЖА.

2.1. Разработка методики обобщенной оценки параметров тормозных систем.

2.2 Оценка коэффициентов передачи усилий с учетом повышения осевых нагрузок и скоростей движения.

2.2.1 Оценка коэффициентов передачи усилий с учетом обеспечения безъюзного торможения и непревышения предельно допустимых тормозных путей.

2.2.2 Оцека коэффициентов передачи усилий с учетом ограничений по мощности.

2.2.3 Анализ обобщенных областей варьирования №гу, удовлетворяющих различным эксплуатационным условиям.

2.2.4 Оценка коэффициентов передачи усилий с точки зрения обеспечения повышенных осевых нагрузок для различных эксплуатационных условий.

Выводы по 2 главе.

3.УТОЧНЕНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ.

3.1 Краткий обзор устройств , пердотвращающих касание колодок и колес при отпущенном тормозе.

3.2 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами как плоского механизма.

3.2.1 Особенности структуры типовой рычажной передачи четырехосного вагона.

3.2.2. Особенности структуры ТРП тележки без отводящих устройств в отпускном положении.

3.2.2.1 Структурный анализ механизма ТРП тележки в случае кромочного контакта колодки с колесом.

3.2.3 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами.

3.2.3.1 Разработка структурной схемы ТРП тележки с отводящими устройствами.

3.2.3.2 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами жестко закрепленными на подосной тяге , в отпускном положении.

3.2.3.3 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , жестко закрепленными на подосной тяге , в случае кромочного контакта.

3.2.3.4 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , не имеющих жестких связей с подосной тягой , в отпускном положении.

3.2.3.5 Структурный анализ ТРП тележки с отводящими устройствами , не имеющих жестких связей с подосной тягой , в случае кромочного контакта.

3.2.4.Разработка предложений по усовершенствованию структуры механизма тормозной рычажной передачи тележки с отводящими устройствами.

3.3 Определение конструктивных параметров предлагаемого поводкового отводящего устройства.

3.3.1 Разработка математической модели , иммитирующей параллельный отвод колодок.

3.3.2 Разработка математической модели четырехзвенного механизма.

3.3.3. Анализ траекторий т Б и обоснование координат Хп0 ,УПс закрепления отводящего поводка относительно тыльной стороны триангеля.

3.3.4. Обобщенная оценка погрешности между траекториями тБ для механизма , иммитирующего параллельный отвод колодок и четырехзвенного механизма.

3.4. Определение конструктивных параметров предлагаемого отводящего поводка с учетом предельно-допустимого отклонения колодки от положения соответствующего параллельному отводу колодок.

3.4.1. Разработка методики определения предельно-допустимых смещений колодки относительно положения параллельного отвода.

3.4.2. Качественный анализ характерных вариантов взаимного расположения кривых.

3.4.3. Разработка методики вычисления линейной погрешности.

3.4.4. Основные этапы приближения функций.

3.4.5 Обоснование параметров отводящего поводка с учетом конструктивных ограничений.

Выводы по 3 главе.

Тормозная рычажная передача представляет собой одну из наиболее сложных механических систем, применяемых на подвижном составе. В тоже время автотормозная техника является одним из важнейших элементов железнодорожного транспорта, от уровня развития и состояния которого, в значительной мере зависит безопасность движения поездов.

В современных экономических условиях вопросы повышения безопасности, надежности и эффективности работы подвижного состава приобретают наибольшую актуальность. В этом плане важное место занимают вопросы проектирования, эксплуатации, обслуживания и ремонта тормозных систем. На сегодняшний день около 20% отказов приходится именно на тормозное оборудование / 1 /.

Как известно, парк грузовых вагонов обширен и многообразен. Так вагоны курсирующие по дорогам России могут различаться по конструктивному исполнению, по осности (четырехосные, шестиосные, восьмиосные и т.д.), а также по назначению (универсальные вагоны, специализированные вагоны).Такое обилие различных типов вагонов, в свою очередь, обусловило и разнообразие тормозных систем, которые отличаются друг от друга конструкцией, компоновкой, количеством элементов и принципиальной схемой механической части ТРП вагона. Очевидно, что указанные различия приводят к различиям технических характеристик тормозных систем (ТС).

Следует отметить, что требуемые технические характеристики ТС, как показывают исследования, реализуются для сравнительно небольшого диапазона тар и грузоподъемности вагонов. Поэтому решения задач, связанных с повышением эффективности работы подвижного состава за счет увеличения осевых нагрузок, изменения массы тары, даже в пределах одного типа нередко приводят к необходимости корректировки основных параметров ТС. С другой стороны, повышение эффективности работы подвижного состава возможно за счет повышения эффективности перевозочных процессов, предусматривающее увеличение пропускной и провозной способности железных дорог. Это, в свою очередь, определяет скорости вождения поездов и другие эксплуатационные условия, на основании которых вырабатываются требования к выходным характеристикам как подвижного состава, так и тормозных систем. В результате, изменение осевых нагрузок, массы тары, эксплуатационных условий повышают в свою очередь актуальность вопросов оценки приемлемости уже существующих тормозных систем для новых условий с целью обеспечения вагона тормозными средствами, то есть обеспечения реализуемого коэффициента сцепления, исключающего вхождение подвижного состава в юз, обеспечение реализации требуемых тормозных путей и тепловых характеристик, не превышающих допустимые нормативные значения.

Опыт эксплуатации показывает наличие определенных недостатков ТС. На основании этого можно отметить, что актуальными являются также вопросы совершенствования конструкций тормозных систем, приводящие, в некоторых случаях, к необходимости разработки новых принципиальных схем тормоза. При этом, одним из требований совершенствования конструкций является требование унификации.

Решение задач по обоснованию параметров ТС, рабочих характеристик, границ приемлемости рабочих характеристик с учетом эксплуатационных условий, совершенствования конструкций ТС, разработке новых принципиальных схем, с учетом существующих тенденций повышения эффективности работы железнодорожного транспорта не теряют актуальности и практической ценности. Решение же указанных выше задач зачастую является предметом научно-исследовательских работ, одним из главных вопросов которых является совершенствование и разработка методик, направленных на оценку функционирования ТС, уже на стадии проектирования. Значительный вклад в развитие и совершенствование конструкций ТС и методик их проектирования внесли: 8

В.Г.Иноземцев, П.Т.Гребенюк, В.А.Щепетильников, Б.Л.Карвацкий, Д.Э.Карминский,Б.А.Соколов, М.Г.Погребинский, Г.Б.Никитин, В.А.Юдин,

A.Н.Шамаков, В.А.Гулак, В.И.Астахов, Ю.Я.Якимец, А.И.Турков, Е.И.Дроздов,

B.В.Соломатин и др.

Особенностями этих методик является необходимость учета многих факторов, влияющих на выходные характеристики и работу автотормоза, что значительно усложняет процесс решения поставленных задач. В этой связи в диссертации рассмотрены вопросы связанные с дальнейшим совершенствованием методики оценки и выбора параметров с учетом различных факторов, а также уточнения методики исследования и совершенствования конструкции тормозной рычажной передачи грузовых вагонов с целью устранения имеющихся недостатков.

I. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТОРМОЗНЫХ РЫЧАЖНЫХ ПЕРЕДАЧ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

П.Краткий обзор конструкций и вопросов совершенствования тормозных систем грузовых вагонов.

Наибольшее распространение на железных дорогах России получили четырехосные вагоны(крытые полувагоны, платформы, цистерны и т.д.).

На четырехосных вагонах, в большинстве случаев используется симметричная тормозная рычажная передача (ТРП) собранная по схеме, представленной на рисунке 1.1 которая включает в себя тормозной цилиндр (ТЦ) (1), к которому посредством горизонтальных рычагов 2,3, их затяжки 4 и тяг 5,6 подключаются рычажные передачи двухосных тележек, состоящие из вертикальных рычагов 7, подвесок триангеля 9 и триангеля, подосной тяги 8, и серьги 10 вертикального рычага.

Эта схема содержит наименьшее допустимое количество элементов, что способствует улучшению работы механизма. Усилие на тормозную рычажную передачу тележки передается от тормозного цилиндра через рычаги ТЦ 2 и 3 и головную и тыловую тяги 5 и 6.

Практика показала, что данная схема является наиболее удачной, благодаря относительной простоте конструкции, обеспечивающей эффективную работу автотормоза. Но несмотря на длительный опыт эксплуатации системы, по данным МПС РФ / 2 /, на вагонах не исключается появление ползунов, клиновидных износов колодок и т.д.

Касаясь вопросов оценки параметров тормозных систем (ТС) отметим, что учитывая небольшое количество элементов схемы 1.1, она представляется сравнительно простой с точки зрения определения параметров и рабочих

Типовая схема рычажной передачи 4-х осных вагонов

Схема тормозной рычажной передачи вагона-хоппера для перевозки технического углерода и гранулированной сажи характеристик ТС. Однако следует отметить, что использование типовой схемы автотормоза для четырехосных вагонов не всегда является возможным. Это связано с тем, что некоторые вагоны в силу своих конструктивных особенностей, как например, вагоны бункерного типа, имеют пространственные ограничения не позволяющие разместить типовую тормозную рычажную передачу.

Поэтому на большинстве четырехосных вагонах бункерного типа устанавливаются тормозные системы отличные от схемы 1.1.

В некоторых случаях, из-за стесненности пространства между бункерами таких вагонов, тормозной цилиндр, запасной резервуар (ЗР) и воздухораспределитель (ВР) устанавливаются сверху на раме одной из консольных частей вагона. Применяемая в этом случае ТРП называется несимметричной.

При этом механическая часть вагонов-хопперов значительно усложняется из-за применения дополнительных рычагов и тяг по сравнению с типовой ТРП, что приводит к некоторым различиям как конструкции, так и их математических моделей по определению положений звеньев.

Следует отметить, что парк грузовых вагонов бункерного типа также многообразен. Производство больших партий началось в шестидесятые годы и с тех пор постоянно наращивалось. Так по данным исследований /3/ в эксплуатации может находиться около двадцати моделей вагонов бункерного типа. Среди них обычное размещение ТЦ, ВР и ЗР в средней части на раме под кузовом вагона сохранено только на вагонах предназначенных для перевозки неф-тебитума (модели 17-431, 17-494), технического углерода и гранулированной сажи (модели 25-4001, 20-403), кокса (модель 22-445) и торфа (модель 20-473). На крытых вагонах - хопперах для перевозки цемента постройки 60-х годов (модели 19-Х751 и 19-Х752) и позднего выпуска (модель 11-715) ТЦ и ВР располагались также на раме кузова в свободной зоне, образованной между поперечными стенками соседних бункеров, но установка ЗР перенесена на верх рамы в ее свободную консольную часть.

Ограничение свободного пространства под вагоном между стенками бункеров заставляет на хопперах для перевозки окатышей и горячего агломерата (модели 20-471, 20-480 и 20-4015 ), цемента (модель 19-758), зерна (моделей 11-739, 19-752, 19-756 ), минеральных удобрений (модели 19-Х051, 11-740), а также хопперов-дозаторов для перевозки балласта при путевых работах (модель 20-Х351) устанавливать ТЦ, ВР и ЗР сверху, на консольной части что, как уже говорилось ранее, приводит к изменению механической части ТРП.

Как показали исследования / 4 / на вагонах бункерного типа применяется, в основном восемь типов механических схем тормоза, представленных на рисунках 1.1-1.8), которые в большинстве своем состоят из следующих основных узлов :

• узел ТЦ;

• передаточные узлы;

• механизмы ТРП тележек ;

• узел авторегулятора рычажной передачи.

Вместе с этим каждой схеме присущи свои индивидуальные особенности.

Так схемы с несимметричным расположением элементов (рис 1.4-1.7) имеют отличительные особенности в узле тормозного цилиндра, заключающиеся в наличии одного головного двуплечного рычага 2, серьги головного рычага 4 непосредственно к которому может быть подсоединена соединительная тяга 5.

Второй особенностью является подключение ТРП тележек к узлу ТЦ, которое осуществляется с использованием двух передаточных узлов, последовательно соединенных между собой. Сами передаточные узлы включают в себя головной 11 и тыловой 12 рычаги и затяжку 6, а также продольные тяги 13 и 14, передающие усилия на ТРП тележки. Указанные тяги присоединены непосредственно к рычагам 11 и 12 передаточных узлов.

Касаясь узла авторегулятора (АРП), отметим, что у большинства схем АРП установлен в соединительной тяге 5.

Схема тормозной рычажной передачи с горизонтальными валами вагонов-хопперов для перевозки цемента, муки и гранулированных полимеров

Рис 1.3

Схема тормозной рычажной передачи вагона-хоппера для перевозки окатышей и горячего агломерата

Схема тормозной рычажной передачи вагона-хоппера для перевозки зерна, насыпного цемента, минеральных удобрений и их сырья

Схема тормозной рычажной передачи вагона-хоппера для перевозки и дозировки балласта

Схема тормозной рычажной передачи вагона-хоппера ЦНИИ-ДВЗ производства Польши для перевозки балласта 5

Рис 1.7

Усовершенствованная схема тормозной рычажной передачи вагона-хоппера для перевозки окатышей и горячего агломерата

Особенности схем с симметричным расположением элементов заключается : во-первых, в усложнении узла ТЦ, который включает в себя два двуплечных рычага (головной 2 и тыловой 3) соединенных между собой затяжкой 4. Также в отличии от несимметричных схем, к элементам узла ТЦ добавлена тяга 6 ; во-вторых, два передаточных узла подключены к узлу ТЦ параллельно и состоят из тяги 13, подключенной к рычагу головного передаточного узла 11 и тяги 14, подключенной к рычагу тылового передаточного узла 12.

АРП, как и в предыдущем случае, установлен в соединительной тяге 5.

Большинство рассматриваемых схем механической части автотормоза ( рис 1.1-1.4) оборудованы типовым рычажным приводом авторегулятора, который состоит из рычага 15 и распорки 16, соединяющей рычаг 15 с головным рычагом 2 узла ТЦ. Однако имеется отличие вагонов-хопперов для перевозки зерна и цемента (рис 1.5), а также ТС вагонов для перевозки и дозировки балласта (рис 1.6), где привод АРП содержит упор с регулировочным винтом, установленным жестко на кронштейне рамы вагона.

Индивидуальные особенности схем заключаются не только в компоновке узлов и количестве элементов, но и конструктивных особенностях. Так у вагонов для перевозки окатышей и горячего агломерата (модели 20-471, 20-480 и 20-4015) схема тормозной рычажной передачи которого изображена на рис 1.4 рычаги промежуточного механизма располагаются в горизонтальной плоскости. Положение тылового рычага 12 фиксируется его подвеской на кронштейне рамы вагона. В тоже время рычаг 2 узла ТЦ располагается в вертикальной плоскости.

У крытых вагонов хопперов для перевозки зерна ( модели 11-739, 19-752 и 19-756 ) и насыпного цемента (модель 19-758 ) рис 1.5, в отличии от рассмотренной выше схемы, рычаги промежуточного механизма 11,12 являются вертикальными и располагаются в технологических пазах хребтовой балки, а в средней части головного рычага 11 установлен валик 17, который поддерживает рычаг при его перемещении. Валик выполнен в виде удлиненного цилиндрического стержня с надетыми на него по торцам короткими втулками, выполняющими роль катков. Каждая втулка располагается с наружной стороны пластины рычага 11. Тыловой рычаг 12 своей верхней частью закреплен на кронштейне, жестко связанным с рамой хоппера. Изменена ориентация и рычага 2 ТЦ, который расположен в наклонной поперек вагона плоскости.

Рассматривая механическую часть тормоза, изображенную на рис 1.5, которую имеют вагоны-хопперы моделей 11-740, 19-Х051 и 19-Х052 для перевозки гранулированных минеральных удобрений и сырья для их производства, отметим, что на двух последних моделях ТЦ 1 установлен в консольной части рамы и сориентирован своим штоком к середине вагона.

Что касается вагонов-хопперов для перевозки цемента, заметим что для них имеет место две разновидности механической части тормоза, применяемые на различных моделях. Так современный цементовоз (модель 19-758) имеет ТРИ, представленную на рис 1.5, а вагоны модели 11-715 имеют ^ механическую часть тормоза, собранную по разным схемам. Так на вагонах, где ТЦ установлен сверху в консольной части рамы кузова, используется схема изображенная на рис 1.5, а на вагонах с ТЦ в средней части - схема с симметричным расположением элементов, изображенная на рис 1.3 у которой рычаги узла ТЦ расположены в горизонтальной плоскости. Отличительной особенностью последней является также то, что вместо рычагов передаточного узла используются горизонтально размещенные поперек вагона тормозные валы (рис 1.3), снабженные соответственно по торцам вертикальными рычагами 11, 12 и 17, 18. Причем в головной кинематической цепи тормозной вал 13 соединен рычагом 11 с головной тягой 5, а в тыловой - с тягой 6 вагона. Рычагом 12 и 18 тормозные валы 13 и 14 подключены к передаче тормоза двухосной тележки.

У вагонов-хопперов для перевозки технического углерода и гранулированной сажи ( моделей 25-4001 и 20-403 ) ТЦ установлен на раме кузова в средней ее части, между разгрузочными люками бункеров, таким образом на данных вагонах применяется симметричная схема ТРП, изображенная на рисунке 1.2. Головная и тыловая ветви содержат рычажные передаточный узлы состоящие из рычага 11 и 12 и тяги 5 и 6. соответственно. Из-за ограниченности свободного пространства головной 2 и тыловой 3 рычаги ТЦ, наклонены в поперечном направлении вагона и сориентированы снизу вверх.

Вагоны хопперы моделей 17-494 и 17-431 для перевозки нефтебитума оборудованы типовой симметричной ТРП (рис 1.1), которая применяется в тормозных системах подавляющего большинства четырехосных платформ, крытых вагонов, полувагонов и цистерн.

На хоппере-дозаторе ЦНИИ-ДВЗ-М (модель 20-Х351) механическая часть тормоза собрана по схеме, показанной на рисунке 1.6, а для хоппера-дозатора ЦНИИ-ДВЗ по схеме представленной на рис 1.7.

Из анализа конструкций ТРП указанных схем видно, что схема на рис 1.6 отличается от ТРП изображенной на рис 1.5 местом установки кронштейна мертвой точки серьги 4. Здесь этот кронштейн закреплен на раме вагона ближе кАРП.

Особенностью схемы ТРП (рис 1.7) хоппера-дозатора ЦНИИ-ДВЗ производства Польши является отсутствие авторегулятора, а также размещение ТЦ, шток которого направлен в сторону вертикальных промежуточных рычагов.

Обследование технического состояния тормозного оборудования вагонов бункерного типа, проводимое МИИТом совместно с ВНИИЖТом, в рамках научно-исследовательской работы / 3 / и выявившие ряд существенных недостатков, показало, что у цементовозов с несимметричной тормозной рычажной передачей (рис 1.5) во многих случаях выход штока превышал максимально допустимое значение, а также имели место разрывы колец отводящих устройств. А у окатышевозов наблюдаются износы и изгиб большой поддерживающей скобы, вызванные взаимодействием с элементами ТРП.

У полувагонов бункерного типа для перевозки горячего агломерата имели место случаи потери их тормозной эффективности, приводящие к нарушению безопасности движения поездов. Вместе с этим при утоньшении тормозных колодок вследствие их износа был выявлен чрезмерный завал рычагов 11 и 12 передаточных узлов, снижающий действительные силы нажатия колодок. Для этого же вагона известны случаи самовыключения тормоза обеих тележек.

У вагонов - хопперов для перевозки минеральных удобрений состояние тормозного оборудования большинства вагонов оказалось удовлетворительным. Однако с увеличением выхода штока ТЦ более предельно допустимой величины происходило взаимодействие торца промежуточного рычага с хребтовой балкой, что вызывало потерю эффективности. Кроме того у некоторых вагонов, таких как цементовоз (мод 19-758) и крытых вагонов-хопперов для перевозки зерна, в механической части тормоза присутствовал недопустимый завал вертикальных рычагов тележки, приводящий к чрезмерному сближению с надрессорной балкой или контакту с осью колесной пары. Вместе с этим у 80 % осмотренных вагонов присутствовал клиновидный износ колодок, что свидетельствует о плохой работе отводящих устройств.

Исследования показали, что большинство вагонов бункерного типа имеют существенные недостатки, причем в тормозной системе этих специализированных вагонов в эксплуатации возникают как общеизвестные неисправности, проявляющиеся во всех типах грузовых вагонов, так и другие, характерные только для вагонов, где в механической части автотормоза используется дополнительные передаточные узлы, что также обуславливает актуальность вопросов совершенствования конструкций.

Устранение имеющихся недостатков явилось основой для проведения ВНИИЖТом и МИИТом научно-исследовательских работ. Результатом этих работ можно назвать усовершенствованную схему вагона-окатыше-воза, представленную на рис 1.8. Отличительной особенностью ее по сравнению с применяемой ранее (рис 1.4) является расположение авторегулятора с новым ры-чажно-стержневым приводом в затяжке передаточного узла. Это позволило разнести рычаги 11, 12 и избежать их взаимодействия в процессе торможения, что могло бы привести к выключению автотормоза /3,4/. Для обеспечения удовлетворительной работы ТРП вагона-окатыше-воза в эксплуатации было предложено упорядочить перемещение головного передаточного рычага 11 путем установки направляющей скобы (рис 1.8).

Совершенствование автотормоза обусловило необходимость решения следующих задач :

1. Обоснование схемы ТРП вагона окатышевоза и определение ее основных параметров (длин звеньев, плеч рычагов и т.д.)

2. Компоновка и размещение элементов ТРП

3. Оценка функционирования предлагаемой конструкции тормоза с учетом эксплуатационных условий :

3.1 оценка положений звеньев в зависимости от выхода штока;

3.2 оценка обеспеченности вагона по нажатиям ;

3.3 оценка реализуемых тормозных путей и др.

Очевидно, что для дальнейшего устранения имеющих место недостатков требуется продолжение проведения научно-исследовательских работ, зачастую не исключающих необходимости решения указанных выше задач. Вместе с этим, следует учитывать, что различия присущие тормозным системам по компоновке (симметричные, несимметричные), по основным составляющим узлам (с передаточным узлом, без передаточного узла), по количеству элементов рычажной передачи затрудняют оценку особенностей функционирования ТС с учетом эксплуатационных факторов на стадии проектирования и требуют разработки объектно-ориентированной методики для анализа работы ТС.

Механическая часть восьмиосных вагонов, по сравнению с четырехосными представляет собой еще более сложную конструкцию. Следует особо подчеркнуть, что большегрузные вагоны начали выпускаться сравнительно недавно, однако их тормозная система претерпела значительные изменения /5/.

Первый восьмиосный вагон (рис 1.9 ) имел тормозной цилиндр 1 диаметром 0,4 м, к которому, как и на четырехосных вагонах, посредством горизонтальных рычагов 3,4, их затяжки 2 и тяг 5,6 подключались рычажные передачи четырехосных тележек. Последние содержали типовые рычажные передачи двухосных тележек, объединенные между собой последовательно с помощью тяги 7, пропущенной сквозь соединительную балку под центральным подпятником. Как правило, последовательно с головной тягой 6 собрана установка регулятора 9 рычажной передачи (РП).

Аналогичная схема использовалась и на первых восьмиосных вагонах думпкарах.

Позже выяснилось, что выбранное конструктивное решение механизма передачи при своей относительной простоте имеет ряд существенных недостатков, поэтому была предложена новая схема, ставшая впоследствии типовой. Особенность этой рычажной передачи заключается в параллельной передаче усилий на триангели 2-осных тележек. Данная ТРП представлена на рис 1.10.

Другим отличием от схемы имевшей место ранее, является наличие дополнительных элементов, с помощью которых и осуществляется параллельная передача на двухосные тележки : равноплечный вертикальный рычаг-балансир 10, большая 11 и малая 7 обходные тяги, большой 12 и малый 13 обходные рычагов и их распорки 14. Обходные рычаги шарнирно укреплены на соединительной балке.

В настоящее время выпускаемые магистральные 8-осные вагоны оборудуются ТРП с параллельной передачей усилий на триангели двуосных тележек. Однако ряд недостатков присущих данным схемам потребовал разработки новых ТС для 8-осных вагонов. Так была предложена схема ТРП с двумя тормозными цилиндрами, что явилось коренным отличием от схем имевших место ранее ( рис 1.12). Причем рычаги узла ТЦ имели общую затяжку 2.

Схема тормозной рычажной передачи 8-осного полувагона с последовательной передачей усилий на триангели в 4-х осных тележках

Рис 1.9

Схема тормозной рычажной передачи 8-осного полувагона с параллельной передачей усилий на триангели в 4-х осных тележках

ТРП восьмиосной цистерны (рис 1.11) имеет некоторое конструктивное отличие от ТРП полувагона, обусловленное наличием на котле сливных приборов, установкой дополнительных обходных горизонтальных рычагов 15 и тяг16.

Следует отметить, что ТРП четырехосных тележек данной схемы, совпадает с конструкцией типовой рычажной передачи восьмиосного вагона. В предложенной рычажной передаче, ТРП двуосных тележек соединены параллельно с помощью распределительного рычага 10, большой 11 и малой 7 обходных тяг, большого 12 и малого 13 обходных рычагов и распорки обходных рычагов 14. Обходные рычаги шарнирами укреплены на соединительной балке.

Позже была предложена двухцилиндровая схема с приводом тормоза на каждую четырехосную тележку от отдельного ТЦ, изображенная на рис 1.13, у которой отсутствует общая затяжка 2 горизонтальных рычагов ТЦ, но имеется общая для них мертвая точка.

Основными недостатками таких тормозных рычажных передач является отсутствие стабильности работы.

Другая схема, нашедшая применение на 8-осных думпкарах моделей 31.653, 31.667, 31.668 и 31.669 была схема представленная на рис 1.14. В отличии от представленных ранее, данная схема содержит индивидуальный привод автотормоза на каждую четырехосную тележку, то есть рычажные механизмы каждой тележки не имеют общей связи. Другой отличительной особенностью является последовательное соединение между собой рычажных передач двуосных тележек тягой 6, пропущенной сквозь соединительную балку под центральным подпятником.

На базе этой конструкции, после долгих изысканий ВНИИЖТом и МИИТом в содружестве с ПО АЗОВМАШ была разработана двухцилиндровая тормозная система с индивидуальным приводом автотормоза на каждую четырехосную тележку /5,6/.

Схема тормозной рычажной передачи 8-осной цистерны

Рис 1.11

Схема тормозной рычажной передачи 8-осного вагона с двумя тормозными цилиндрами и общей затяжкой горизонтальных рычагов

Схема тормозной рычажной передачи 8-осного вагона с раздельным приводом на каждую 4-х осную тележку

Рис 1.13

Схема тормозной рычажной передачи 8-осного вагона-думпкара с индивидуальным приводом на 4-х осную тележку

Отличительной особенностью данной схемы по сравнению с другими, является разделение ТРП вагона на две, независимые друг от друга, на каждую четырехосную тележку, которая обслуживается своим ТЦ.

Индивидуальный привод данного автотормоза 8-осной цистерны (рис 1.15 ) содержит тормозной цилиндра 1, размещенный снизу на кузове с боковым смещением относительно продольной оси вагона, его головной 2 и тыловой 3 рычаги, соединенные между собой в средней части затяжкой 4, продольные тяги 5,6 и 8, балансир 7 и тормозные рычажные передачи каждой пары соседних осей, шарнирно связанные со штоком тормозного цилиндра.

Тыловой рычаг 3 шарнирно закреплен в кронштейне, жестко установленном на поверхности соединительной балки тележки по продольной оси со стороны средней части вагона. При этом верхняя его часть с проушиной размещается в полости хребтовой балки кузова, а нижняя часть с проушиной - в полости соединительной балки тележки. Кронштейн находится на балке вблизи центрального подпятника.

Тормозная рычажная передача тележки со стороны консольной части вагона связана со штоком тормозного цилиндра 1 через головной рычаг 2, затяжку 4, тыловой рычаг 3 и продольную тягу 5, пропущенную под центральным подпятником внутри соединительной балки тележки.

Тормозная же рычажная передача тележки со стороны средней части вагона также подключена к штоку тормозного цилиндра 1, но уже посредством головного рычага 2, короткой тяги 6, разноплечного балансира 7 и продольной тяги 8. Причем головной рычаг 2 и разноплечный балансир 7расположены под кузовом вагона в одной горизонтальной плоскости.

Механизм передачи тормоза каждой тележки представляет собой типовую кинематическую цепь, содержащую вертикальные рычаги 9, объединенные между собой распорной тягой 10. Каждый вертикальный рычаг шарнирно соединен в средней своей части с триангелем, снабженный по торцам башмаками

Принципиальная схема тормозной рычажной передачи с индивидуальным приводом на каждую 4-х осную тележку

Рис 1.15 с колодками. В плоскости схемы на рис 1.15 триангели не показаны. Вертикальные рычаги 9 с помощью серьги 11 подвешены к кронштейну мертвой точки надрессорной балки тележки.

Как показали исследования / 5,6 /, использование принципиальной схемы с индивидуальным приводом на каждую четырехосную тележку (рис. 1.15) позволило уменьшить дополнительное сопротивление в процессе движения 8-осного вагона от контакта колодки с колесом, которое составляло 14.8 кВт на вагон, а также повысить коэффициент полезного действия (КПД) за счет сокращения число рабочих элементов, передающих усилия от тормозного цилиндра к трангелям. Однако получение наиболее рациональных схемных решений заняло значительное время (около 5 лет). При этом особую актуальность имели задачи выбора и обоснования принципиальной схемы. Следует отметить, что количество предлагаемых вариантов отражает то, что не всякое схемное решение в результате может быть использовано в качестве рекомендуемого. При этом в процессе выработки рекомендаций имели место как теоретические, так и экспериментальные методы исследований. С точки зрения теоретических методов, кроме задач обоснования основных параметров ТС предлагаемых вариантов, особую актуальность имели задачи исследования механизма ТРП на базе методов теории машин и механизмов (ТММ) 151.

Таким образом на основании вышеприведенного краткого обзора можно заключить, что конструкции ТС грузовых вагонов весьма многообразны и различаются по : способу компоновки элементов (симметричные, несимметричные) ; по количеству используемых тормозных цилиндров ; по количеству рабочих узлов и их элементов (с передаточным узлом, обводными рычагам и т.д.) по параметрическим характеристикам, которые могут меняться в зависимости от параметров вагонов (грузоподъемности, массы тары, осности, габаритным очертаниям и т.д.)

При этом в процессе совершенствования решаются задачи связанные с выбором принципиальных схем, выбором параметров, компоновкой элементов, оценки функционирования ТС с учетом эксплуатационных факторов. При решении поставленных задач использовались как теоретические, так и экспериментальные методы исследований. Многообразие конструкций ТС затрудняет оценку особенностей функционирования ТС (оценку параметров ТС, положений звеньев, вопросы компоновки и т.д.) с учетом эксплуатационных факторов, на стадии проектирования, поскольку требует разработки объектно-ориентированных методик для анализа работы ТС.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Анализ конструкций схем механической части тормоза и методов их оценки показал актуальность вопросов совершенствования методики выбора и оценки конструктивных параметров тормозных систем , а также исследования качества работы рычажной передачи .

2. Разработана методика и алгоритм расчета, выбора и оценки параметров тормозных систем на основе альтернативной методики , разработанной в МИИТе . В качестве искомого параметра предложено использовать коэффициент передачи усилий , равный произведению коэффициента полезного действия ТРП и передаточного числа .Методика позволяет быстро выбирать или оценивать параметры тормозных систем в зависимости от осевой нагрузки , определять приемлемость тормозных систем для вагонов , с учетом тенденции повышения осевой нагрузки .

3. Получены рекомендации по регулировке тормозной рычажной передачи , которая предусматривает повышение передаточного числа до величины

6.25 „ . п =-, по достижению осевой нагрузки 13 т/ось.

ТР П

4. Произведено исследование структуры ТРП тележек с отводящими устройствами , на основании чего была доказана возможность возникновения кромочного контакта на тележках с отводящими устройствами применяемыми в настоящее время в эксплуатации , а также были выработаны требования к отводящим устройствам.

5. Разработана конструкция поводкового отводящего устройства и научно обоснована необходимость закрепления его на необрессоренной части тележки .

6. Выработаны и обоснованы геометрические размеры отводящего поводка и координаты его закрепления на боковине тележки которые составили : длина поводка 236 мм; координаты закрепления относительно центра оси колесной пары Х=169 мм , У=698 мм .

1. Технические требования на тормозную систему грузовых вагонов для перспективных условий эксплуатации./Ютчет о НИР (промежуточ-ный)/ МИ-ИТ.- Рук.: В.А.Юдин.- NT.p.01880032131.- 1989.-161 с.

2. Усовершенствование тормозной системы для грузовых вагонов эксплуатационного парка бункерного типа.//Отчет о НИР /ВНИИЖТ, МИИТ.- Рук.: В.А.Юдин.- Шифр:07.01.12.- Тема N1.49/92.-1992.-221 е.

3. Аввакумов A.C. Совершенствование механической части тормоза специализированных вагонов-хопперов бункерного типа: Дис.канд.техн. наук.-05.22.07/МИИТ,-М., 1995.-341 с.

4. Соломатин В.В. Совершенствование механической части тормозной системы большегрузных вагонов: Дис.канд.техн.наук.- 05.22.07/МИИТ,-М., 1992.175 с.

5. Испытание опытного образца тормозного оборудования с усовершенствованной рычажной передачей на 8-осном вагоне./Ютчет НИР (промежуточный)/ ВНИИЖТ, МИИТ.- Рук.: Г.Б.Никитин, В.А.Юдин.- Г.р.

6. N 615400328365.- М.- 1985.-35 е.

7. Карпычев В.А. Выбор параметров и оценки функционирования тормозных систем на стадии проектирования. Проблемы и задачи.// Тез. докладов XXXVI науч.-техн.конф.-Хабаровск.: 1989.-74 с.

8. Технические требования к тормозному оборудованию грузовых вагонов постройки заводов РФ.//Типовой расчет тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов: ЦТ-ЦВ-ВНИИЖТ .- М, 1996.- 76 с .

9. Исследования по обеспечению перспективного грузооборота на основе разработки и создания нового поколения грузовых вагонов и систем их технического обслуживания./Ютчет о НИР (заключительный)/ МИИТ.- Рук.: В.Н.Котуранов.- N Г.р.01880062680.- 1989.-286 с.

10. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин.- М,: Наука, 1979.- 576 с.15.0зол О.Г. Аналитический метод треугольников в кинематике плоских механизмов.// Анализ и синтез механизмов.// Анализ и синтез механизмов.-М: Машиностроение.-1966.-С. 128-144.

11. Дзинтарс У.Я. Аналитический метод кинематического и кинетостатического расчета сложных мехаизмов с подвижными гидроцилиндрами.//Сб.научн.тр./ Латв. СХА. -1967.-Вып.19.

12. Зиновьев В.А. Аналитические методы расчета плоских механизмов.- М.: Гостехиздат, 1949.-204 с.

13. Кинематика, динамика и точность механизмов./ Справочник: Под ред. Г.В.Крейна.- М.: Машиностроение, 1984.- 224 с.

14. Семенов В.П. Основные случаи исследования пространственного четырех-звенного замкнутого контура.// Анализ геометрического смысла и аналитического решения.-Куйбышев, 1978.-51 с.

15. Тышкевич В.А., Петров Ю.А. Метод моделирования планов механизмов на ЭВЦМ//Анализ и синтез механизмов на ЭВМ.-Омск 1975.-С. 3-19

16. Кожевников С.Н. Гаркави Я.Н. К вопросу о расчете рычажных передач железнодорожных вагонов.//Сб.научн.тр./ ДИИТ. -1961.-Вып.34.1. С.12-18.

17. Правила технической эксплуатации железных дорог РФ: МПС РФ. -М.: Транспорт, 1973.- 159 с.23 .Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных до-рог:ЦТ-ЦВ-ВНИИЖТ/4440.-М.: Транспорт, 1987.- 104 с.

18. Инструкция по сигнализации на железных дорогах:МПС СССР /4440.-М.: Транспорт, 1976.- 183 с.

19. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава. //Справочник./ В.И.Крылов, В.В.Крылов, В.Н.Ефремов.-П.Т.Демушкин.- М.: Транспорт, 1989.- 487 с.

20. Инструктивные указания ./ВНИИЖТ.- М.: 1989.- 12 с

21. Сборник основных технико-экономических показателей, характеризующих постройку и эксплуатацию грузовых, пассажирских вагонов и крупнотонаж-ных контейнеров в 1986-1989 гг /ВНИИВ,ИКТП, ВНИИЖТ.- М.: Транспорт, 1991.- 102 с.

22. Дроздов Е.В. Определение причин и разработка способов устранения неравномерного износа тормозных колодок на грузовых вагонах: дисс.канд.тех.наук.-05.05.01/МИИТ,-М., 1986.

23. Пыжевич Л.М. Экспериментальное исследование процесса износа тормозных колодок вагона.- В кн.:Вопросы совершенствования подвижного соста-ва.//Сб.научн.тр./МИИТ.-Вып. 109.- С.23-36

24. Американская железнодорожная энциклопедия.-1970.

25. Соломатин В.В. Задача параллельного отвода колодок от колес в тормозных системах грузовых вагонов и методы ее решения.// Тез. докладов XXXVI на-уч.-техн.конф.-Хабаровск.: 1989.-102 с.

26. Стромский П.П., Шамаков А.Н. Снижение сопротивления движению.// Железнодорожный транспорт.-1977.-Nl.-c5 8-59.

27. ФеДосеев Ю.П., Дроздов Е.А., Адрианов A.M. Совершенствование тормоза 4-осной тележки грузового вагона.//Вопросы эксплуатации и ремонта подвижного состава в условиях Дальнего Востока:// Сб.научн.тр./ ХабИИЖТ, Вып. 51.-1984

28. А.С. N1691188 СССР, МКИ В61Н 13/38. Устройство для отвода тормозных колодок железнодорожного транспортного средства./Погребинский М.Г., Кузнецов A.M., Панов B.JL, Никитин Г.Б., Юдин В.А., Соломатин В.В. и др.

29. СССР) -Ы 4858224/27-11; Заявл. 13.11.89// Открытия. Изобретения.-1991.-N42.

30. Теория механизмов и машин./ Под ред. К.В.Фролова.- М,: Высшая школа, 1987.- 496с.

31. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М,: Наука, 1988.- 640с.

32. Карпычев В.А. Совершенствование конструкции источников сжатого воздуха подвижного состава и пневматической части тормозных систем большегрузных вагонов: Дисс.канд.тех.наук.-05.22.07/МИИТ,-М., 1988.

33. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). ВНИИВ-ВНИИЖТ.-1983.

34. Шадур Л.А. Вагоны.- М.: Транспорт, 1980.- 439 с

35. Иноземцев В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава,- М.: Транспорт, 1979.- 104 с

36. Иноземцев В.Г. Автоматические тормоза.Учебник.- М.: Транспорт, 1981.464 с

37. Казаринов В.М. Автотормоза.- М.: Транспорт, 1974.- 240 с242