автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение ресурса бандажей колесных пар локомотивов на промышленном железнодорожном транспорте

На правах рукописи

ПЫШНЫЙ Игорь Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА БАНДАЖЕЙ КОЛЕСНЫХ ПАР ЛОКОМОТИВОВ НА ПРОМЫШЛЕННОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

5 ДЕК 2013

Санкт-Петербург 2013

005542767

Диссертация выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ В ПО УрГУПС) на кафедре «Электрическая тяга»

Официальные оппоненты: КОСМОДАМИАНСКИЙ Андрей Сергеевич,

доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Тяговый подвижной состав» Российской открытой академии транспорта Московского государственного университета путей сообщения (РОАТ МИИТ) ЦАПЛИН Алексей Евгеньевич, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Электрическая тяга» ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Ведущая организация - Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВПО СамГУПС).

Защита состоится «26» декабря 2013 г. в 15:30 часов на заседании диссертационного совета Д 218.008.05 на базе Петербургского государственного университета путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9, ауд. 5-407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения».

Автореферат разослан «26» ноября 2013 г.

Отзыв на автореферат, в 2-х экземплярах, заверенный печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.008.05.

Ученый секретарь диссертационного совета

Научный руководитель БУЙНОСОВ Александр Петрович,

доктор технических наук, профессор

д.т.н., профессор

иктор Александрович Кручек

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Бандажи колесных пар являются наиболее ответственными деталями механической части локомотива, износ которых представляет собой сложный процесс взаимодействия системы «колесо-рельс», определяющийся многими факторами. Интенсивность изнашивания гребней бандажей на ряде промышленных предприятиях, имеющих собственный подвижной состав, достигает 2 мм и более в месяц.

Так как железнодорожные цеха промышленных предприятий финансируются по «остаточному принципу»,, любые затратные проекты по улучшению качества работы подвижного состава практически не применяются. Необходимо искать способы повышения ресурса ходовых частей локомотивов, исходя из минимальных капитальных вложений с высокой отдачей. К таким способам можно отнести экономию проката черного металла, это позволит существенно увеличить межремонтные пробеги и снизить затраты на замену и обточку бандажей колесных пар локомотивов.

Объект исследования: локомотивы промышленного железнодорожного транспорта.

Предмет исследования: повышенный износ бандажей колесных пар локомотивов на железнодорожном транспорте необщего пользования.

Цель работы: повышение ресурса бандажей колесных пар локомотивов, реализуемых в условиях промышленных предприятий железнодорожного транспорта.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научные задачи:

- выполнить анализ причин интенсивного износа бандажей колесных пар и существующих способов повышения ресурса бандажей колесных пар локомотивов на промышленном железнодорожном транспорте;

- разработать программный алгоритм расчета ресурса бандажей для оценки наработки до обточки колесных пар электровозов;

- усовершенствовать методику сбора и обработки статистических данных" об изменении значений контролируемых параметров бандажей колесных пар от наработки;

- исследовать влияние различных способов лубрикации и конфигурации профиля поверхности катания бандажей на увеличение ресурса колесных пар до обточки;

- провести лабораторные и натурные экспериментальные исследования для обоснования нового разработанного способа повышения ресурса бандажей за счет наплавки гребней без выкатки колесных пар из-под электровоза.

Методы исследования. Решение поставленных задач проводилось путем комбинирования аналитических методов, основанных на теории надежности, теории вероятностей и математической статистики, проверки статистических гипотез, регрессионного и дисперсионного анализов, теории эксперимента, численного моделирования и использования данных лабораторных и натурных экспериментальных исследований.

Достоверность полученных результатов работы подтверждается сходимостью результатов, полученных с помощью программного комплекса «Универсальный механизм», лабораторных и натурных экспериментальных исследований. Обоснованность результатов расчета подтверждается апробированными методами математической статистики и теории вероятности. Расхождение расчетных и экспериментальных данных не превысило 8 %.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

- математическое моделирование процессов изнашивания пары «колесо-рельс», позволяющее определить ресурс бандажей колесных пар локомотива, при наличии в контакте «третьего тела»;

- усовершенствованная методика определения 95%-ного ресурса бандажей за счет изменения контролируемых парамегров от наработки;

- способы повышения долговечности бандажей за счет наплавки гребней без выкатки колесных пар из-под электровоза, различных спосо-

о

бов лубрикации и выбора наилучшего профиля поверхности катания исходя из критерия реализации их максимального ресурса.

Научная новизна полученных результатов работы:

— сформирована математическая модель экипажной части промышленного электровоза, позволяющая определить ресурс колесных пар до обточки, с учетом основных процессов происходящих в паре «колесо-рельс»;

— усовершенствована методика для повышения точности прогнозирования ресурса бандажей за счет изменения контролируемых параметров (уменьшение толщины гребня и нарастание проката) от наработки и расчета 95%-ного ресурса до обточки колесных пар локомотивов;

— разработаны способы повышения долговечности бандажей за счет наплавки гребней без выкатки колесных пар из-под электровоза, использования автоматических гребнесмазывателей с разработанным блоком управления, применения нового триботехнического состава и выбора наилучшего профиля поверхности катания исходя из критерия реализации их максимального ресурса.

Практическая ценность исследования:

— внедрен блок управления автоматического гребнесмазывателя АТС-8 для тепловозов ТЭМ2, ТЭМ18 приписки ООО «ЛУКойл-Транс»;

— внедрены и эксплуатируются гребнесмазыватели твердого типа с триботехническим составом НАП на предприятиях ОАО «Ураласбест» и ОАО «Евраз КГОК»;

— предложены наилучшие профили поверхности катания бандажей колесных пар для тепловозов ТГМ4 и ТГМ23 предприятия ЗАО «Железнодорожник»;

— внедрены на предприятии ОАО «Ураласбест» разработанное технологическое оборудование и режимы наплавки гребней бандажей без выкатки колесных пар из-под электровоза.

Материалы диссертации являются частью научно-исследовательских работ УрГУПС по разработке методов повышения ресурса бандажей колесных пар локомотивов.