автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение энергоемкости поглощающих аппаратов грузовых вагоной

Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту

Пуларія Андрій Луарсабович

І '

УДК 629.4.028.86.001.5

Підвищення енергоємності поглинаючих апаратів вантажних вагонів;

05.22.07 - Рухомий склад залізниць та тяга поїздів

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття зченого ступеня _ кандидата технічних наук

Дніпропетровськ' 2000.

Робота виконана у Дніпропетровському державному технічному університеті залізничного транспорту Міністерства транспорту України. -

■ Науковий керівник - доктор технічних наук, професор,

Савчук Орест Макаровим,•>

. ' Дніпропетровський державний технічний

‘ . , університет залізничного транспорту,-

завідувач кафедрою вагонів.

Офіційні опоненти:

— доктор технічних, наук, професор, Дьомін Юрій Васильович,

керівник відділу динаміки і міцності рухомого складу Науково-Дослідного Центру Укрзалізниці при Київському інституті залізничного транспорту; •

, \ , -

- кандидат технічних наук, доцент, Крюков Сергій Георгійович, доцент кафедри будівельної механіки, Дніпропетровського державного технічного Університету залізничного транспорту.

Провідна установа - Харківська державна академія залізничного транспорту Міністерства транспорту України, кафедра вагонів .

(м. Харків) .

Захист дисертації відбудеться " ^ “ М 2000 р. о ^^■ год. на засіданні спеціалізованої ради Д 08.820.02 при Дніпропетровському державному технічному університеті залізничного транспорту > (ДІІТ) за адресою: 49010, м. Дніпропетровськ, вул. Академіка Лазаря-на 2, ауд. 314.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці університету. , Автореферат розіслано _1@____ 2000 р.

Вчений секретарі спеціалізованої вченої ради

Жуковицький І.В.

Актуальність теми

Поглинаючі апарати як відповідальні частини рухомого складу забезпечують захист вагонів і вантажів від надмірних перевантажень при ударах під час маневрових робіт, а також при перехідних режимах руху поїздів. Це особливо важливо у зв'язку з підвищенням швидкостей руху поїздів, інтенсифікацією маневрових операцій.

У сучасних умовах експлуатації потрібно забезпечити безпечне зіткнення вагонів на сортувальних гірках при швидкостях до 12 км/год.

Рішення цієї проблеми можна досягти по двох напрямках. Перше - застосування високоенергоємних еластомірних поглинаючих апаратів на спеціалізованому рухомому складі для перевезення небезпечних і особливо цінних вантажів Проте висока вартість цих апаратів робить неможливим їх масове застосування. Тому дуже актуальним і перспективним є другий напрямок - розробка поглинаючих апаратів із використанням нових, нетрадиційних енергопогли-наючих елементів, зокрема - зернистого середовища.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Обраний напрямок досліджень можливості застосування зернистого середовища в поглинаючих апаратах рухомого складу залізниць виконувався по планах наукової роботи Дніпропетровського державного технічного університету залізничного транспорту, затвердженому Міністерством транспорту України у 1993 р. (тема 33.00.93).

Мета і задачі досліджень.

. Метою роботи є оцінка можливості підвищення енергоємності поглинаючих апаратів рухомого складу залізниць України за рахунок застосування в них зернистого середовища.

Для досягнення зазначеної мети необхідно вирішити наступні задачі: .

— розробити конструкцію макетного зразка фрикційного енер-гопоглинаючого пристрою із зернистим середовищем;

- провести дослідження макетного зразка;

- розглянути конструкції поглинаючих апаратів різних типів і вибрати апарат для розміщення зернистого підсилювача;

- розробити математичну модель поглинаючого апарату із зернистим підсилювачем та провести оптимізацію параметрів моделі за методом найменших модулів;

- виконати дослідження складу і властивостей середовища, яке застосовується в енергопоглинаючому пристрої;

- розробити конструкцію і виготовити дослідні зразки поглинаючого апарату із зернистим підсилювачем;

- виконати експериментальні дослідження дослідних зразків поглинаючих апаратів під час маневрової роботи;

- провести теоретичні дослідження повздовжньої динаміки поїздів різної маси, обладнаних поглинаючими апаратами із зернистим підсилювачем.

Об’єкт досліджень.

Поглинання енергії при дії повздовжніх сил на вагон в умовах експлуатації.

Предмет дослідження.

Поглинаючі апарати вантажних вагонів з зернистим середовищем у якості енергопоглииаючого елементу.

Методи досліджень.

Чисельно-аналітичний - оцінка конструкції та роботи погли-наю-яого апарату із зернистим підсилювачем. Експериментальний -перевірка працездатності та характеристик нового поглинаючого апарату. Статистичний - визначення параметрів математичної моделі.

Наукова новизна отриманих результатів.

Уперше розроблена математична модель поглинаючого апарату із зернистим підсилювачем дозволила виконати дослідження роботи цього апарату при різних вихідних характеристиках, та вибрати оптимальні параметри підсилювача. У підсумку була обгрунтована принципова схема пружино - фрикційного поглинаючого апарату із високою стабільністю характеристик, що дозволяє підвищити швидкість зіткнень чотирьохвісних вагонів до 12 км/год.

Уперше проведене дослідження властивостей енергопоглина-ючого пристрою, що містить зернисте середовище з додаванням

спеціального мастила, дозволило визначити її основні характеристики, необхідні для моделювання ґі оцінки роботи поглинаючого апарату при різноманітних параметрах середовища і температурних умовах.

Проведений порівняльний розрахунок подовжньої динаміки при перехідних режимах просування вантажних поїздів, обладнаних типовими поглинаючими апаратами ПМК-110А та дослідними апаратами із зернистим підсилювачем, дозволив оцінити вплив останніх на рівень повздовжніх сил у міжвагонних з'єднаннях поїздів різної ваги.

Практичне значення отриманих результатів.

Розроблений, виготовлений і досліджений фрикційний енер-гопоглинаючий пристрій із зернистим середовищем у якості наповнювача. У результаті була підтверджена можливість застосування зернистого середовища в підсилювачах поглинаючих апаратів.

Фізико - механічні дослідження властивостей зернистого середовища дозволили вирішити питання про його склад, що доцільно застосовувати в підсилювачах поглинаючих апаратів.

Розроблений, виготовлений і випробуваний пластинчастий пружино - фрикційний поглинаючий апарат підвищеної енергоємності із зернистим підсилювачем, що дозволяє підвищити швидкості зіткнення при маневровій роботі і забезпечити цілість вантажів та вагонів.

На підставі результатів виконаних у дисертації досліджень ВАТ Кременчуцький сталеливарний завод планує випуск дослідно -промислової партії поглинаючих апаратів із зернистим підсилювачем, щоб після проведення експлуатаційних випробувань прийняти рішення про впровадження цього апарату в промислове виробництво.

Особистий внесок здобувача.

Розробка конфігурації поршня та корпуса фрикційного енер-гопоглинаючого пристрою, виготовлення зразків та проведення випробувань [І],[4].

Створення математичної моделі поглинаючого апарату із зернистим підсилювачем [2].

Дослідження рівня повздовжніх сил у поїздів масою 6000т, обладнаних дослідними поглинаючими апаратами [3].

Проведення досліджень властивостей зернистого середовищ з додаванням спеціального мастила. Розробка закріплення зернисто го підсилювача у поглинаючому апараті. Проведення випробуван дослідних поглинаючих апаратів та обробка отриманих результаті [5].

Апробація результатів дисертації.

Основні ідеї, положення та результати дисертаційної роботі викладені на кафедрі вагонів ДІІТу, подані й обговорені на другі] міжнародній науково - технічній конференції “Актуальні проблемі розвитку залізничного транспорту” Росія, Москва 25 вересн. 1996р., першому українсько - польському семінарі молодих вчени: Польща, Варшава 29 вересня 1998р. та 10-й міжнародній конферен ції “Проблеми механіки залізничного транспорту” Україна, Дніпро петровськ 25 травня 2000 р. .

Публікації.

_ Результати дисертації опубліковані в чотирьох статтях у збір

никах наукових праць Дніпропетровського державного технічноп університету залізничного транспорту, патенті України № 26563 ви 29.12.1999 р. і двох тезах доповідей на міжнародних конференціях.

Структура та зміст дисертації.

Дисертація складається з вступу, чотирьох глав, висновків списку використаних джерел та додатків. Повний обсяг дисертації -151 сторінка, 40 рисунків, 6 таблиць, 108 джерел, 8 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У першому розділі виконаний огляд конструкцій ударопогли-наючих пристроїв різних типів. У переважній більшості на вантажних вагонах встановлюють пружино - фрикційні поглинаючі апарати, як більш дешеві, прості у виготовленні та експлуатації. Серед них апарат ПМК-110А має дещо кращі характеристики. Проте випробування показують, що навіть у прироблених апаратів ПМК-110А, при швидкостях зіткнення більших за 8,5 - 9,5 км/год цілком вичерпується хід і розмір повздовжніх сил різко зростає, перевищуючи припустимий рівень 2,5 МН. Тому в наш час необхідна роз-

збка більш енергоємних, низької вартості, простих у виготовленні експлуатації поглинаючих апаратів.

Найбільш вагомими роботами в області дослідження погли-аючих апаратів рухомого складу залізниць € праці таких учених: азаряна В.А., Нікольского Л.Н., Блохіяа Е.П., Манашкіна Л.А., егліна Б.Г., Крайзгура Б.Г., Осилова А.С., Каракашьяна 3.0. та іших.

Виконаний також огляд досліджень в області застосування зе-їшстого середовища.

У цілому ряді областей техніки зернистий матеріал грає важ-иву роль. Дослідженням в області механіки сипучих тіл присвяче-і праці багатьох учених, як у СНД, так і в далекому зарубіжжі: Г. !. Клейна, М. В. Малишева, М. Рейнера, М. Н. Гольдштейна, Г. їересевича та інших.

Водночас незаслужено залишилося поза увагою застосування грнистого середовища в енергопоглинаючнх пристроях. І хоча, итання створеная амортизаторів із зернистим робочим тілом розг-януті А. С. Осиповим, протягом багатьох десятиліть вони усе ще алишаються мало дослідженими.

В другому розділі при розробці конструкції нового енергопо-линаючого пристрою, був описаний проведений патентний пошук. г результаті аналізу літературних і патентних джерел визначені ви-юги до конструкції енергопоглинаючого пристрою із зернистим се-едовищем.

Розроблений фрикційний енергопоглинаючій пристрій, (рис.1) іістить корпус, шток із поршнем у середній частині, що проходить :різь нього. Поршень виконаний у вигляді двох усічених конусів із іізною конусні§тю, спрямованих вершинами в протилежні сторони; юзташований у_; корпусі наповнювач у вигляді сталевих кульок і :омпенсатор зносу наповнювача. Введення в наповнювач мастиль-іого матеріалу' забезпечує ефективне змащування усіх фрикційних лементів: сталевих кульок, штока, поршня і внутрішньої поверхні :орпуса. За рахунок цього досягається стабілізація силової характеристики пристрою, а також збільшення його надійності і терміна :лужби. У той же час мастило не витікає з корпуса і не потребує :онтактних ущільнень. На цей енергопоглинаючій пристрій, був >тримашій патент України №26863 від 29.12.1999 р.

Пристрій був підданий теоретичним дослідженням, статичним копровим випробуванням, результати яких дозволили зробити ви-

сновок про можливість застосування зернистого середовища в глипаючих апаратах залізничного рухомого складу.

На основі цього енергопоглинаючого пристрою, був розрі лений підсилювач для поглинаючого апарату ПМК-1І0А. Підсил вач, замість внутрішньої пружини, встановлюється в поглинаюч апарат. Щоб уникнути підвищення жорсткості апарату при неве.і ких силах (режим рушання поїзда, регулювального гальмуванн підсилювач вмикається в роботу через 40 мм після початку сп некня апарату. Гасіння енергії відбувається при перетіканні зерні того середовища 1 через кільцевий зазор між поршнем 2 і корпус З підсилювача (рис. 2). Для одержання кращої силової характері тики поршень виконаний у вигляді двох усічених конусів із різне конусністю, спрямованих вершинами в протилежні сторони части внутрішньої поверхні корпуса і середня частина поршня викона конічними, що звужуються в напрямку робочого ходу штока і з о наковою конусністю. Внаслідок цього при просуванні штока кіл цевий зазор між поршнем і внутрішньою поверхнею корпуса зме •’шується від максимального, на початку робочого ходу, до мінімал ного значення, наприкінці, змінюючи при цьому опір просуванн поршня. У результаті жорсткість, опір просуванню поршня, зміні ється по експоненті від мінімального до максимального значенн За рахунок того, що кільцевий зазор утворений зквідістантними кі нічними поверхнями корпуса і середньої частини поршня, підвищ; ється енергоємність пристрою через витрати енергії на просувані-наповнювача крізь цей зазор.

Рис. 1. Фрикційний енергопоглинаючій пристрій

Проведені порівняльні статичні випробування неприробленю типового поглинаючого апарату ПМК-110А та апарату з зернистих

іідсилювачем показали, що енергоемність першого апарату склала ;5 кДж, а другого - 65 кДж (рис. 3).

Найбільша сила статичного стиснення апарату з підсилювачем іеревищила 1300 кН, тоді як в апаратів без підсилювача - тільки >00 кН.

1 2 З

Рис.2. Дослідний поглинаючий апарат, із зернистим підсилювачем:

1 - середовище; 2 - поршень; 3 - корпус підсилювача.

Р,(М

Рис.З. Статичні силові характеристики:

1- дослідний поглинаючий апарат із зернистим підсилювачем;

2- типовий поглинаючий апарат ПМК-110А.

Після стиснення апаратів на 40 ми, коли в роботу включаєть-я зернистий підсилювач, спостерігалося збільшення сили стиснен-

ня Р при однаковому ході х в дослідного порівняно з типовим л глипаючого апарату.

Надалі були проведені ударні випробування дослідних зразк поглинаючих апаратів, із зернистим підсилювачем. Випробуван проводилися шляхом нанесення ударів в автозчіпку випробувано вагона вагоном, що набігає, роль якого вихонував навантажені піввагон. Випробуваний вагон був встановлений у підпірної стінк Усього було проведено 37 зіткнень із швидкостями від 4,6 км/год , 12,8 км/год.

Частина даних подана в табл. 1.

Таблиця 1

Результати ударних випробувань дослідного апарату.

Швидкість зіткнення V, км/год мальне зусилля т„, кН максимальне стиснення Хмах, мм Енергоємність Э, кДж ДЭ, кДж г, у

6 664,5 84,8 21 4,5 27

- 7,2 1208 97,5 31,32 8 35

9 1634 99,6 45,9 14;4 46

10,2 1204 96,9 32,8 12,5 62

12 1983 100,2 41,7 і о з 86

12,8 1990 102,9 46,6 18 63

Тут ДЭ - різниця між енергоємностями дослідних і типові поглинаючих апаратів, випробуваних в однакових умовах;

Ъ - збільшення енергоємності типового поглинаючого апара' після розташування на ньому зернистого підсилювача.

Виконано порівняння отриманих даних із результатами в пробувань поглинаючих апаратів ПМК-110А, що проводилися ДІІТом у 1989 р.

З табл. 1 можна побачити, що при швидкостях зіткнення від до 12,8 км/год енергоємність поглинаючого апарату ПМК-11 ОА пі ля розташування на ньому зернистого підсилювача збільшується середньому на 51 %.

У третьому розділі проведене дослідження властивостей зе] нистого середовища, що складається зі сталевого дробу середнім д

аметром 1,7 мм, покритого пластичним мастилом із протизносними та протизадирними добавками.

Проведений аналіз упаковування зерен сталевого дробу усередині підсилювача показав, що при засипанні їх в апарат упаковування має вид простий кубічний і кубічно - тетраедальний, а після ущільнення упаковування набуває виду пірамідального і тетрае-дального. Середовище має щільність 5,61 г/см3. Кут внутрішнього тертя ф, визначений після випробувань на зрізному приладі ДІІТу, складає 30° і збільшується на 9° при зменшенні вмісту мастила на 75%. Пенетрація зернистого середовища склала 29,7 одиниць при температурі +20°С і 26 одиниць при температурі -30°С, що свідчить про малу залежність властивостей середовища від температури.

У четвертому розділі розроблена математична модель роботи пластинчастого поглинаючого апарату із зернистим підсилювачем. Математичну модель апарату можна подати у виді:

Р(х) =

ЧІШ І-С(Х4-Х0), при х<а,

Ч/м і-с(х+-х„), при а < х < Ь,

Ч'зн •і-с(х + ха)+-Рї,прпЬ £х<хт„,

Ч/,Р ■ і • с(я + х„), при х є [хм„ - а,хт„],

уІР • і • с(х + х„), при - а < х < - Ь,

у2Р 'і-с(і+х,)-Р', прнх< хго„ -Ь.

(1)

де ту1н, \]/2н - коефіцієнти передачі при стисненні до і після вмикання в роботу рухомих пластин; -

Ч'ір» Узр - коефіцієнти передачі при віддачі до і після вмикання в роботу рухомих пластин;

і - коефіцієнт передачі при відсутності тертя; ' с- жорсткість пружин поглинаючого апарату; х - хід апарату; .

х0 - розмір початкового затягування; хщ, - максимальне стиснення апарату;

Ру- сила опору зернистого підсилювача при стисненні;

Р'у- сила опору зернистого підсилювача при віддачі;

а - конструктивний зазор, після вибирання якого включаюті ся в роботу рухомі пластини;

Ь - конструктивний зазор, після вибирання якого включаєтьс в роботу зернистий підсилювач.

У зв’язку з тим, що а пластинчастих поглинаючих апаратах змикання в роботу фрикційних клинів і рухомих пластин відбуває ться не одночасно, силова характеристика даного апарату складає ться із шести ділянок (рис. 4).

Виходячи з особливостей конструкції зернистого підсилювача і приймаючи до уваги те, що по своїх властивостях він близький, я* до фрикційного так і до гідравлічного амортизатора силу опору зернистого підсилювача при стисненні та при віддачі отримуємо по формулам:

Р _т-ьуе-рп-У т

і.г. ' (2)

де т - тангенс кута вхідного конуса поршня підсилювача при навантаженні;

х - тангенс кута вхідного конуса поршня підсилювача при віддачі.

р - щільність середовища, кг/см3; .

- площа поверхні поршня і штока, що знаходиться у контакті із середовищем, смг;

V - початкова швидкість зіткнення, см/сек;

<о - коефіцієнт, що характеризує середовище; п - коефіцієнт зміни кільцевого зазору між поршнем і стінкою корпусу підсилювача;

А - коефіцієнт переведення розмірностей, А=100.

Базуючись на даних випробувань проведених ДІІТом залежність ю(х, -у) можна викласти в таким чином

и +и ж+и V

■ Ш(Х, у) = е 123 ,4.

де її), иг, из - параметри моделі.

Оптимізацію цих параметрів проводимо за методом наймен-іих модулів. Вибір цього методу обумовлюється тим, що він має евну робастість в порівнянні з іншими методами, наприклад мето-ом найменших квадратів, тобто дослідні значення, що різко відрізаються по розміру від основного масиву даних, не роблять впливу а апроксимуєму криву.

Результати моделювання порівнювались із дослідними дани-іи, розбіжність склала в середньому 4,9% для різних швидкостей іткнення.

Рис. 4 Силова характеристика дослідного поглинаючого апарату.

З метою дослідження повздовжніх сил у міжвагонних з’єднаннях поїздів різної ваги, обладнаних типовими поглинаючими апаратами ПМК-110А і дослідними поглинаючими апаратами із зернистим підсилювачем, був проведений розрахунок із використанням пакета прикладних програм “Поїзд”, розробленого галузевою науково - дослідною лабораторією динаміки і тривкості рухомого складу ДІІТу. Для виконання розрахунків даний пакет був змінений і адаптований під сучасні комп'ютери.

У режимі рушання в поїздів масою 6000 т повздовжні сили зростають до вісімнадцятого міжвагонного з’єднання, а потім стабілізуються. Максимальні повздовжні сили досягали 400 кН у поїзда зі типовими поглинаючими апаратами, ПМК-І10А і 390 кН у поїзда з дослідними апаратами.

У режимі повного службового гальмування максимальні повздовжні сили досягали 725 кН у поїзда з типовими поглинаючими апаратами, у п'ятдесят другому міжвагонному з'єднанні і 700 кН у

поїзда з дослідними апаратами в п'ятдесят третьому міжвагонн з'єднанні.

У режимі екстреного гальмування розмір максимальних гк довжніх сил у поїздів масою 6000 т складав 2450 кН у поїзда зі повими поглинаючими апаратами, у сорок четвертому міжвагоіпп з'єднанні і 1550 кН у поїзда з дослідними апаратами в сорок де тому міжвагонному з'єднанні.

ВИСНОВКИ

У процесі виконання дисертаційної роботи автором отрим. нові науково обгрунтовані теоретичні та експериментальні резу. тати, що у сукупності є корисними для подальшого розвитку ме' дів розрахунку, проектування і дослідження нових типів поглина них апаратів залізничного рухомого складу.

Основні результати роботи полягають у такому:

1 .Збільшення енергоємності поглинаючих апаратів із вихори танням нових нетрадиційних енергояоглинаючих елементів, зокреї

— зернистого середовища.

2. Запропоновано конструкцію фрикційного енергопогдкнаючо пристрою, із зернистим середовищем у якості наповнювача. Зме шення кільцевого зазору між корпусом і поршнем під час стиснені даного пристрою дозволяє збільшити опір просуванню поршня і л< ліпшити силову характеристику. Завдяки введенню до складу нап< внювача пластичного мастильного матеріалу, з протизносними і протизадирними добавками, стабілізується силова характеристик; збільшується надійність і термін служби пристрою.

3.Розроблено і виготовлено макетний зразок фрикційного енер гопогдинаючого пристрою із зернистим середовищем. Проведен теоретичні та експериментальні дослідження пристрою, що дозво лили зробити висновок про можливість застосування його в погди наючих апаратах рухомого складу. На підставі аналізу різноманіт них типів поглинаючих апаратів, які застосовуються на рухомом; складі залізниць, для розміщення зернистого підсилювача був обра ний пластинчастий пружино - фрикційний поглинаючий апараї ПМК-ПОА.

4.Запропоновано математичну модель пластинчастого пружинс

- фрикційного поглинаючого апарату із зернистим підсилювачем, що відбиває процеси, які виникають при роботі апарату з достатньою достовірністю. Модель дозволяє визначити вплив змін пара-

■рів апарату на його силову характеристику. Розбіжність між до-дними даними та даними моделювання не перевищують 5%.

5.Обгрунтовано склад і властивості середовища, що застосовує-я у фрикційному енергопоглинзючому пристрої. Це середовище «на віднести до зернистих із середнім діаметром часток (стале) дріб) 1,7 ми, взаємне розташування зерен відповідає пірамі-іьному і тетраедальному упаковуванню. Середовище має щіль-ть 5,61 г/см3, кут внутрішнього тертя складає 30° і збільшується 9° при зменшенні вмісту мастила від 60 г до 15 г на І кг сухих :ток. Зниження температури до - 30 °С незначно впливає на влас-зості середовища.

6.Розроблено пружино - фрикційний поглинаючий апарат із ме-юкерамічними поверхнями тертя і зернистого підсилювача шля-м модернізації апарату ПМК-ПОА, виготовлено два дослідних ізки таких апаратів, проведені статичні, копрові та ударні випро-вання цих апаратів.

7.Порівняльні статичні випробування дослідних зразків нових глипаючих апаратів, і типових - ПМК-110А показали, ще енерго-ність дослідних апаратів склала 65 кДж, а типових - 35 кДж. ажаючи на те, що фрикційні частини апаратів були неприроблені,

свідчить про істотний вплив зернистого підсилювача на підви-:ння енергоємності.

8. Ударні випробування поглинаючих апаратів із зернистим під-лювачем, проведені при швидкостях зіткнення від 4,8 км/год до ,8 км/год, показали, що енергоємність дослідних поглинаючих аратів, більше чим у типових ПМК-110А в середньому на 51%.

9.Переваги нових апаратів складаються в тому, що допустима зидкість зіткнення вантажних вагонів дослідними апаратами ладає 12 км/год, у той час як із серійними ПМК-110А - 9-9,5 г/год. Це дозволяє зменшити час маневрових операцій і забезпечи-; збільшення цілості вагонів і вантажів.

10. Проведено порівняльний розрахунок повздовжньої дина-ки вантажних доїздів, обладнаних типовими поглинаючими апа-ітами ПМК-110А і дослідними апаратами з зернистим підсилюва-:м. Виконано порівняння розрахункових даних із результатами шробувань, проведених раніше ДІІТом. Модернізація поглинаю-іх апаратів зернистим підсилювачем дозволяє знизити для поїзда асою 6000 т розмір повздовжніх сил при рушанні в середньому на /о, повному службовому гальмуванні - на 3,5% і при екстреному ільмуванні - на 37%.

и

Список опублікованих автором робіт в фахових видання? яких освітлені основні положення і результати дисертації:

1. Савчук О.М., Шебанов В.А., Пулария А.Л., Вислогузов І Разработка новых энергопоглощающих устройств ваго; //Улучшение конструкции и обслуживания подвижного сост железных дорог. - Днепропетровск. - ДИИТ. - 1996. - С.15 - 17.

2. Пулария А.Л. Моделирование работы пластинчатого глотающего апарата с зернистой вставкой /Улучшение конструкі и обслуживания подвижного состава железных дорог // Межвуз. научн. тр. / Днепропетровск ДИИТ 1997. - С.7 - 9.

3. Пулария А.Л., Грановская Н.И., Заболотный Н.А. Иссле, вакие продольной динамики поезда, оборудованного погдощаюп ми аппаратами с зернистым усилителем /Транспорт //Збірник нау! вих праць Дніпропетровського державного технічного університе залізничного транспорту. Випуск 3. Дніпропетровськ: Наука освіта, 2000. - С. 13-16.

* 4.Пат. 26863 Україна, МКИ 6 Т16Т7/01, ¥16¥7/08. Фрикційн

енергопоглинаючий пристрій/ О.М. Савчук, В.О. Шебанов, А. Пуларія; Дніпропетровський державний технічний університ залізничного транспорту. - № 94012121; Заявл. 10.01.94, Опуї 29.12.99, Бюл. №8. -2с.

Додатково результати дисертації висвітлені в роботах:

5. Савчук О.М., Пулария А.Л. Применение зернистой среды поглощающих аппаратах подвижного состава / Улучшение коне рукции и обслуживания под важного состава железных дорог Межвуз. сб. научн. тр. / Днепропетровск ДИИТ 1997. - С.4 - 6.

6. Савчук О.М., Шебанов В.А., Вислогузов В.Т., Пуяария А.. Демпфер для подвижного состава // Тезисы докладов, II Междуна; конф. "Актуальные проблемы развития железнодорожного трані порта".-Том.1.-М.: МИИТ, 1996.-С. 83.

7. Савчук О.М., Пулария А.Л. Применение зернистой среды поглощающих аппаратах железнодорожного подвижного состава Тезисы докладов, X Междунар. конф. "Проблемы механики желе: нодорожного транспорта” (Динамика, надежность и безопасност подвижного состава).-Днепропетровск: АРТ-Пресс, 2000.-С. 46-47

Пуларія А.Л. Підвищення енергоємності поглинаючих апара-зантажних вагонів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних к за фахом 05.22.07 - рухомий склад залізниць і тяга поїздів. -пропетровський державний технічний університет залізничного нспорту, Дніпропетровськ, 2000.

Дисертація присвячена питанням теоретичних і експеримен-ьних досліджень можливості підвищення енергоємності погли->чнх апаратів вантажних вагонів за рахунок застосування в них нистого середовища.

Розроблено і виготовлений фрикційний енергопоглинаючий :стрій, із зернистим середонищем з ДСД252ННЯМ мастили З ЛІСССТІ :овнювача і на його основі розроблені і виготовлені поглинаючі рати, із зернистим підсилювачем. Проведено статичні, копрові ударні випробування цих апаратів. Виконано дослідження сере-іиша. що застосовується в зернистому підсилювачі.

Запропоновано математичну модель пластинчастого пружино )рикційного поглинаючого апарату, із зернистим підсилювачем, . із достатньою достовірністю відтворює процеси, що виникають і роботі апарату.

Проведено дослідження повздовжньої динаміки потягів, обла-ших дослідними поглинаючими апаратами, при перехідних ремах руху.

Ключові слова: поглинаючий апарат, зернисте середовище, тематична модель, силова характеристика, параметри, випробу-іня.

АННОТАЦИЯ

Пулария А.Л. Повышение энергоемкости поглощающих аппа-гов грузовых вагонов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата техниче-ях наук по специальности 05.22.07 - подвижной состав железных рог и тяга поездов. - Днепропетровский государственный техни-ский университет железнодорожного транспорта, Днепропет-вск, 2000.

Диссертация посвящена вопросам теоретических и эксх ментальных исследований возможности повышения энергоемк поглощающих аппаратов грузовых вагонов за счет применен них зернистой среды.

Разработано и изготовлено фрикционное энергопоглощак устройство с зернистой средой и добавлением специальной смаз качестве наполнителя. За счет добавления смазки достигается билизация силовой характеристики устройства, а также увеличь его надежности и срока службы. Устройство было подвергнуто ретичесхим исследованиям, статическим и копровым испытан; результаты которых позволили сделать заключение о возможт применения зернистой среды в поглощающих аппаратах железн< рожного подвижного состава.

На основе данных полученпых в результате испытаний ; ного устройства разработаны и изготовлены пластинчатые пру» но — фрикционные поглощающие аппараты с зернистым усилите на базе аппарата ПМК-110А. Проведены статические, копровы ударные испытания этих аппаратов.

Результаты проведенных испытаний свидетельствуют о зна тельном увеличении энергоемкости поглощающих аппаратов по установки на них зернистого усилителя, так при скоростях соуда ния от 6 до 12,8 км/ч энергоемкость поглощающего аппарата ПМ 110А увеличивается в среднем на 51 %. Существенно увеличивав допустимая скорость соударения у этого же типа поглощающих паратов, что ведет за собой повышение сохранности вагонов и г; зов при маневровой работе.

Выполнены исследования среды, применяемой в зернист усилителе, состоящей из стальной дроби средним диаметром 1,7 покрытой пластичной смазкой с противоизносными и противозад! ными добавками. Проведены измерения и анализ гранулометри1 ского состава среды. Определена плотность среды. Исследова упаковка зерен при различной степени уплотнения. Определен, г еле испытаний на срезном приборе ДИИТа, угол внутреннего трен для сред с различным содержанием смазки. Исследовано влиян низких температур ка свойства среды с помощью пенетрометра.

Предложена математическая модель пластинчатого пружин]

- фрикционного поглощающего аппарата с зернистым усилителе Оптимизация параметров модели проведена по методу наименыш модулей для получения численных значений параметров модел Данная модель с достаточной достоверностью отражает процесс!

озникающие при работе аппарата, позволяет определить влияние зменений параметров аппарата на его силовую характеристику.

Проведены сравнительные исследования продольной динами-и поездов, оборудованных опытными поглощающими аппаратами с грнистым усилителем и поглощающими аппаратами ПМК-110А, ри переходных режимах движения: трогании полном служебном орможении и экстренном торможении. Результаты расчетов пока-али,.что при этих режимах величина продольных сил в междува-онных соединениях поездов, оборудованных опытными поглощаю-1им'и аппаратами, ниже чем у тех которые оборудованы стандарт-ыми аппаратами. ' '

Ключевые слова: поглощающий аппарат, зернистая среда, магматическая модель,' силовая характеристика, параметры, испыта-ия. • ‘

ABSTRACT

A. L. Pulariya Freight cars draft gear capacity increase. -Tanuscript. •

Dissertation for candidate of technical sciences academic degree Dmpetition by speciality 05. 22. 07 - railroad rolling stock and hauling peration - Dnepropetrovsk Technical • University of Railway ransport, Dnepropetrovsk. 2000.

Dissertation is dedicated to issues oh theoretical study and <perimental investigations of the possibility to increase freight cars raft gear capacity due to use granular structure. .

Granular structure frictional energy absorbing device with idition of the special lubricant as stuff has been developed and made ■aft gears with granular booster have .been developed and made on its asis. Static, pile driving and shock testing of those devices has been jrformed. The structure used in the granular booster fyas been .ve_stigated. . .

Mathematical model of lamellar spring and friction draft gear ith granular booster has been offered it shows the processes arising hen the device operates accurately'enough. .

Longitudinal dynamics of the trains equipped with' experimental •aft gears during transient state of movement has been tested.

Key words: draft gear, granular structure, mathematical model, >wer characteristic, parameters testing.