автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Оценка критериев безопасности движения локомотивов аппаратным методом

Введение.

Проблемы оценки безопасности движения подвижного состава. Постановка задач исследований.

Основы экспериментально-теоретической оценки критериев безопасности.

Определение критерия безопасности от провала колеса (колёсной пары) внутрь колеи (КБп).

Определение критерия безопасности от опрокидывания экипажа (КБ0).

Определение критерия безопасности от вползания гребня колеса на рельс (КБВ).

Уточнение коэффициента трения колеса о рельс.

Факторы, влияющие на фактическую вертикальную нагрузку колеса на рельс.

Расчёт критериев безопасности.

Уточнение фактора износа гребня бандажа колёсной пары.

Разработка измерительно-регистрирующего. диагностического комплекса

Классификация и выбор датчиков.

Требования, предъявляемые к датчикам.

Особенности размещения датчиков на локомотиве.

Назначение датчиков.

Одной из главных задач, стоящих перед железнодорожным транспортом, является повыщение эффективности перевозочного процесса, при обеспечении безопасности движения поездов.Движение железнодорожных экипажей в кривых участках пути сопровождается высоким уровнем динамических сил в горизонтальном поперечном направлении. Характер взаимодействия элементов системы "колесо-рельс" оказывает большое влияние, как на прочность экипажных частей локомотивов, так и на прочность пути.Кривые на магистралях составляют до 25-30% от общей протяженности железных дорог, а на промышленном транспорте до 70% , воздействие же на путь в кривых больше, чем при той же скорости в прямых. Соответствующими приказами МПС установлены ограничения скорости движения подвижного состава вследствие неудовлетворительной горизонтальной динамики в кривых. На долю кривых приходятся значительные эксплуатационные затраты по поддержанию пути в технически пригодном состоянии, а выход из строя рельсов в 2.. .4 раза выше по сравнению с прямыми участками пути. Исходя из этого, вполне очевидна актуальность исследований, направленных на улучшение динамики экипажей в кривых. Необходимость снижения уровня динамических сил определяется тем, что, во-первых, устраняется ограничение скорости движения, во-вторых, улучшаются условия движения экипажей, что способствует увеличению срока службы колёсных пар и общего срока службы рельсов и, главное повышается безопасность движения поездов.Динамика современного подвижного состава - комплексное понятие, характеризующее воздействие экипажа на путь, а также взаимодействие, величину, характер распределения сил, возникающих в элементах ходовой части, силовой установки и в системах передачи тягового усилия. Для оценки динамических качеств экипажа необходимы сложные теоретические расчеты и многочисленные экспериментальные исследования.При выполнении научно-исследовательских работ по улучшению горизонтальной динамики локомотивов в кривых необходимо измерение показателей, характеризующих силовое взаимодействие экипажа и пути.Вместе с тем, следует особо подчеркнуть, что способы определения усилий, возникающих в экипажной части в эксплуатационных условиях, имеют ряд особенностей, которые определяют типы и свойства применяемой измерительной аппаратуры и чувствительных элементов датчиков.Таким образом, необходимо проведение анализа существующих методик, позволяющих осуществлять диагностику безопасности движения на основе регистрации усилий, возникающих в экипажной части локомотивов и в системе «колесорельс», а также осуществление разработки регистрирующих устройств, позволяющих определить параметры, характеризующие безопасность движения, произвести диагностику и дать рекомендации по и повышению безопасности движения.

Заключение

В результате выполнения работы было выполнено следующее: Обобщена и уточнена методика определения критериев безопасности от вползания гребня колеса на рельс (КБв), от опрокидывания экипажа (КБо), от провала колеса внутрь колеи (КБП). Выполнен анализ основных способов проведения измерений параметров экипажной части подвижного состава, входящих в критерии безопасности.

Проведена классификация и подбор датчиков для исследования экипажной части локомотивов с целью диагностики безопасности функционирования системы «колесо-рельс» и с учётом специфики их применения. Проведен анализ и уточнение коэффициентов трения колеса о рельс с выводом уравнений аппроксимации зависимости коэффициента трения гребня колеса о боковую грань головки рельса и поперечной составляющей коэффициента трения между поверхностью катания колеса и рельсом. Для расчета критериев безопасности применена теория профессора Кашникова В.Н. входа локомотива в кривую с учётом переменного возвращающего момента между рамой кузова и тележкой.

Уточнено определение фактора износа гребня колёсной пары, существенно влияющего на безопасность движения. Разработан алгоритм, создан и испытан в лабораторных условиях измерительно-регистрирующий диагностический комплекс оценки безопасности функционирования системы «колесо-рельс» на базе компьютерных технологий.

1. Карминский Д.Э., Кашников В.Н. Вход локомотива в круговую кривую, имеющую неровности в плане. / Труды РИИЖТа, выпуск 77, 1968.

2. Коган А.Я. Вертикальные динамические силы, действующие на путь. Труды ВНИИЖТа, вып. 402. М.: Транспорт, 1969. -206 с.

3. Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава. /Под ред. М.Ф. Вериго. М.: Транспорт, 1986. - 559 с. Кудрявцев Н.Н. Уточнение методики измерения рамных усилий, действующих на вагонные тележки. Вестник ВНИИЖТа, №7, 1958.

4. Лысюк B.C. Причины и механизм схода колеса с рельса. Проблема износа колёс и рельсов. -М.: Транспорт, 1997. 188

5. Николаев И.И. Динамика локомотивов. М.: Трансжелдориздат, 1962. - 319 с.

6. Справочник по триботехнике. В 3-х т. Т. 3. Триботехника антифрикционных, фрикционных и сцепных устройств. Методы и средства триботехнических испытаний / Под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. -М.: Машиностроение, 1992. -730 с.

7. Трофимов А.Н. Процесс всползания гребня колеса на головку рельса при движении железнодорожного экипажа на боковой путь стрелочного перевода. В сборнике трудов ЛИИЖТа, вып. 323 «Исследование движения экипажей на боковой путь». -Л.: Транспорт, 1971

8. Марушко С. А. Устойчивость экипажей по условию опрокидывания. В сборнике трудов ЛИИЖТа, вып. 323 «Исследование движения экипажей на боковой путь». Л.: Транспорт, 1971.

9. Тепловоз ТЭ10М. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1985-421с.

10. Хайер Э., Нёрсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежёсткие задачи. Пер. с англ. -М.: Мир, 1990.-512 с.

11. Гутников B.C. Применение операционных усилителей в измерительной технике. Л.: Энергия, 1975. - 120 е.: ил. Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители. - М.: Энергоиздат, 1982. - 128 с.

12. Алексеев А.Г., Войшвилло Г.В. Операционные усилители и их применение. М.: Радио и связь, 1989. - 120 е.: ил. -(Массовая радиобиблиотека; Вып 1130).

13. Чернов В.Г. Устройства ввода-вывода аналоговой информации для цифровых систем сбора и обработки данных. М.: Машиностроение, 1988. - 184 с.

14. Басманов А.С., Широков Ю.Ф. Микропроцессоры и однокристальные микроЭВМ: Номенклатура и функциональные возможности / Под ред. В.Г. Домрачёва М.: Энергоатомиздат, 1988. - 128 с. - (Микропроцессорные БИС и их применение).

15. Новицкий П.В., Кнорринг В.Г., Гутников B.C. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л.: Энергия, 1970. - 424 с. Агейкин Д.И., Костина Е.Н., Кузнецова Н.Н. Датчики контроля и регулирования. Справочные материалы. - М.: Машиностроение, 1965. - 928 с.

16. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. -Киев. Вища школа, 1973. 552 е.: ил.

17. Измерения в промышленности. Справ изд. В 3-х кн. Пер с нем./ Под ред. Профоса П. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Металлургия, 1990.-492 с.

18. Конюхов Н.Е., Плют А.А., Марков П.И. Оптоэлектронные контрольно-измерительные устройства. М.: Энергоатомиздат, 1985.- 152 с.

19. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 304 с. Федорков Б.Г., Телец В.А. Микросхемы ЦАП и АЦП: функционирование, параметры, применение. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

20. Тиль Р. Электрические измерения неэлектрических величин. Пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 192 е.: ил. Верлань А.Ф., Апатова Н.В., Донской В.И. Языки персональных компьютеров. Справочное пособие. - Киев.: Наукова думка. 1989, - 240 с.

21. Кашников В.Н., Рубан В.М., Гуськова М.В., Жулькин М.Н., Нелюбов В.П., Павлов А.П. Пути снижения износа гребней колёс подвижного состава. Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. № 2, Ростов-н/Д.: РГУПС, 2000.