автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов

На правах рукописи

ИВАНОВА Юлия Алексеевна

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА БУКСОВЫХ ПОДШИПНИКОВ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

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

- 1 ОКТ 2009

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 2009

003478599

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)»).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ БОРОДИН Анатолий Васильевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор НИКОЛАЕВ Виктор Александрович;

кандидат технических наук, доцент МАСЯГИН Василий Борисович.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС), г. Екатеринбург.

Защита диссертации состоится 23 октября 2009 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)») по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного университета путей сообщения.

Автореферат разослан {& сентября 2009 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01.

Тел./факс: (3812) 31-13-44, e-mail: nauka@omgups.rn

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

профессор

О. А. Сидоров.

© Омский гос. университет путей сообщения, 2009

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Буксы грузовых вагонов являются одними из наиболее ответственных узлов подвижного состава, состояние которых влияет на безопасность движения. Согласно «Стратегическим направлениям научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 г.» предполагается увеличение нагрузки на ось до 25 - 27 тс и повышение скорости движения поездов до 120 км/ч. Следовательно, требования к грузоподъемности и сроку службы опорных узлов подвижного состава непрерывно возрастают.

По данным Центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов на сети железных дорог России за 2006 - 2008 гг. количество случаев брака из-за неисправностей роликовых букс составило абсолютное большинство (более 90 %) в общем количестве выявленных случаев брака.

Основными неисправностями роликовых букс являются надиры типа «елочка» на торцах роликов и бортах колец, прочие неисправности колец подшипников, такие как трещины и отколы бортов, ослабление и разрушение торцевого крепления подшипников.

Характерным показателем неисправности буксы в пути следования является повышение её температуры. В структуре показаний средств теплового контроля на сети российских железных дорог на нагрев букс грузовых вагонов приходится до 70 % всех зарегистрированных случаев нагрева деталей подвижного состава. В 2007 г. на российских железных дорогах по неисправностям букс отцеплено 13200 грузовых вагонов (в 2006 г. - 11700 вагонов), из них по нагреву букс - 11500 вагонов, или 87 %. За 6 месяцев 2008 г. из-за нагрева буксового узла остановлено 22265 грузовых поездов, отцеплено 3818 грузовых вагонов, что на 8,1 % больше, чем за аналогичный период 2007 г.

Большинство причин снижения ресурса буксовых подшипников и возникновения основных неисправностей связано с конструктивными несовершенствами буксы. Конструктивное устройство применяемой буксы обусловливает воздействие неблагоприятных сочетаний повышенных динамических нагрузок на подшипники качения, которые являются основными ресурсообра-зующими элементами буксы.

Цель диссертационной работы - повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов за счет снижения их динамической нагруженности путем модернизации конструкции буксы.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) провести анализ эксплуатации роликовых подшипников в буксах грузовых вагонов и существующей методики расчета ресурса подшипников;

2) исследовать влияние динамической нагруженности элементов буксовых подшипников на их ресурс и уточнить методику расчета ресурса под воздействием рамной силы;

3) предложить техническое решение, обеспечивающее повышение ресурса буксовых подшипников путем применения комбинированной опоры оси грузового вагона;

4) разработать конструктивное устройство модернизированной буксы с раздельным восприятием радиальной нагрузки и рамной силы;

5) разработать методику расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, содержащей подшипниковый узел и шаровой подпятник;

6) провести экспериментальное исследование модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником;

7) выполнить технико-экономическое обоснование внедрения модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником.

Объектом исследований является букса грузового вагона с возможностью модернизации ее конструкции для повышения ресурса подшипников.

Методы исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретическая часть работы представляет собой исследование наиболее неблагоприятных динамических воздействий на буксу грузового вагона, основанное на принципах аналитической механики. Прочностные расчеты предлагаемых конструктивных решений выполнены с применением основных положений теории упругости и сопротивления материалов, а также моделирования напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов. Методика расчета ресурса комбинированной опоры разработана на основе теории трения и изнашивания. Экспериментальные исследования макетного образца модернизированной буксы в реальном масштабе проводились методом стендовых испытаний, обработка экспериментальных данных производилась с использованием основных положений математической статистики.

Научная новизна работы состоит в следующем. Сформирована математическая модель динамической нагруженности буксового подшипника грузового вагона, учитывающая дополнительную радиальную нагрузку от перекоса тел качения. Уточнена методика расчета ресурса цилиндрических роликовых подшипников буксы грузового вагона, позволяющая определить снижение ресурса под воздействием рамной силы. На основе предложенного кинематического соединения разработана комбинированная опора оси грузового вагона, содержащая шаровой подпятник и двухрядный цилиндрический роликовый подшипник

с безбортовыми кольцами, обеспечивающая рациональное восприятие рамной силы и повышение ресурса подшипников. Предложена методика расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, состоящей из роликовых подшипников и шарового подпятника, позволяющая обеспечить работоспособность опоры при равном ресурсе составляющих элементов.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована применением корректных математических моделей и подтверждена экспериментальными исследованиями, проведенными с применением сертифицированного оборудования и статистических методов проверки адекватности (Б-критерия Фишера).

Практическая ценность работы. Предложенное упорное кинематическое соединение обеспечивает рациональное восприятие горизонтальной нагрузки с возможностью самоустановки при радиальных и угловых смещениях оси при минимальных значениях контактных напряжений и равномерном износе сопряженных деталей. Уточненная методика расчета ресурса цилиндрических роликовых подшипников позволяет прогнозировать ресурс подшипников в условиях роста скорости движения и нагрузок на ходовые части подвижного состава. Применение комбинированной опоры, содержащей шаровой подпятник для восприятия рамной силы, способствует улучшению условий работы роликовых подшипников и повышению ресурса с соответствующим сокращением расходов на ремонт букс с заменой элементов. Предложенная модернизированная конструкция буксы грузового вагона позволяет сохранить типовую конфигурацию корпуса буксы, шейки оси с центровым отверстием и торцевого крепления подшипников, что обеспечивает минимизацию затрат на модернизацию буксы и ее полную взаимозаменяемость с типовой конструкцией. Предложенная методика расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона позволяет обеспечить работоспособность опоры при равном ресурсе составляющих элементов путем подбора оптимального начального зазора в нерабочем положении шарового подпятника.

Реализация результатов работы. Изготовлен макетный образец буксы грузового вагона с шаровым подпятником, проведены его стендовые испытания. Результаты исследования легли в основу отчетов по научно-исследовательской работе (тема госбюджетной НИР ОмГУПСа ГБ 154 «Повышение несущей способности и ресурса конструкций механических устройств железнодорожного транспорта», номер государственной регистрации 01.95.0000749).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы обсуждались на III международной конференции «Проблемы механики современных машин» (Улан-Удэ, 2006), всероссийской научной конференции студентов,

аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2006), IV международной научно-практической конференции «Транспорт Евразии XXI века» (Алматы, 2006), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (Самара, 2007), V международной научно-практической конференции «Тгапэ-МесЬ-Ах1-СЬет» (Москва, 2008), научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте» (Омск, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, из них три статьи - в изданиях перечня, рекомендованного ВАК Минобрнауки России, пять патентов на полезную модель, шесть статей в материалах международных и всероссийских конференций, три статьи в сборниках научных трудов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 110 наименований и трех приложений. Общий объем диссертации составляет 141 е., объем основного текста - 127 с. Текст работы содержит 43 рисунка, 14 таблиц и три приложения на 3 с.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы.

В первом разделе проведен анализ эксплуатации роликовых подшипников в буксах грузовых вагонов и существующей методики расчета ресурса подшипников.

В работах Н. А. Аверина, А. А. Амелиной, В. В. Лукина, Б. А. Генича, В. Ф. Девяткова, Е. П. Коннова, В. И. Кучугова, А. В. Лосева, И. Г. Морчилад-зе, О. А. Русанова, И. М. Семенова, А. М. Соколова, К. Ф. Экгольма рассмотрены вопросы конструкции, эксплуатации и ремонта вагонных букс.

Исследованию динамики вагона и в частности ходовых частей посвятили свои труды П. С. Анисимов, Ю. П. Бороненко, М. Ф. Вериго, С. В. Вертинский, М. В. Винокуров, И. И. Галиев, В. Н. Данилов, О. П. Ершков, Н. А. Ковалев, К. П. Королев, М. Л. Коротенко, В. Н. Котуранов, Н. Н. Кудрявцев, В. А. Лазарян, В. А. Нехаев, В. А. Николаев, Л. Н. Никольский, М. П. Пахомов, Г. И. Петров, П. Г. Проскурнев, В. Н. Филиппов, В. Д. Хусидов, И. И. Челноков и другие ведущие специалисты научно-исследовательских учреждений и железнодорожных вузов.

Вопросам исследования, расчета и конструирования опор качения машин и механизмов посвящены труды Р. Аллана, Р. Д. Бейзельмана, О. М. Беломыт-цева, А. В. Бородина, И. М. Карпухина, Р. В. Коросташевского, М. 3. Народец-

кого, В. Н. Нарышкина, В. Б. Носова, А. А. Попова, С. В. Пинегина, Н. А. Спи-цына, И. А. Спришевского, В. Н. Трейера, Н. Н. Федотова, А. А. Филатова, Т. Харриса, Б. В. Цыпкина, Л. В. Черневского.

Работу подшипников качения в буксах вагонов исследовали В. В. Абаш-кин, Н. Н. Волков, С. Г. Иванов, С. Н. Лозинский, В. Е. Пини, А. М. Поляков, В. Л. Образцов, М. В. Орлов, В, А. Петров, Н. В. Родзевич, В. Н. Цюренко, В. Г. Чурсин, В. С. Шаронин, А. Л. Ямпольский.

Установлено, что конструкция буксы с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками, принятая около пятидесяти лет назад на основании обобщения эксплуатационного опыта, не соответствует возрастающим требованиям к высоконагруженным узлам подвижного состава. Она обладает рядом недостатков, приводящих в условиях увеличения скоростей и нагрузок на ходовые части к возникновению дефектов и снижению ресурса подшипников. Следовательно, остается актуальной необходимость поиска технического решения, повышающего ресурс буксовых подшипников.

Расчет базового ресурса подшипников производится с учетом только радиальной составляющей динамической нагрузки. Воздействие рамной силы не учитывается. Таким образом, расчет ресурса буксовых подшипников не является объективным, т. е. не отражает реальной динамической нагруженности буксовых подшипников в условиях эксплуатации и нуждается в уточнении.

Второй раздел посвящен исследованию влияния динамической нагруженности на ресурс буксового подшипника и уточнению расчета ресурса. Усовершенствована математическая модель комбинированного нагружения ролика буксового подшипника, анализ которой позволил выявить воздействие сил и

моментов, ухудшающих условия работы подшипника и снижающих его ресурс. Так, момент пары сил трения Е^ н и.Е^в (рис. 1) вызывает торможение ролика, перекос в горизонтальной плоскости, нарушение параллельности осей ролика и подшипниковых колец, а также нарушение условий смазывания. Часть передаваемой рамной силы АУр создает моменты, стремящиеся опрокинуть ролик в вертикальной плоскости, при этом часть образующей ролика и часть дорожки качения подвергаются воздействию дополнительной радиальной нагрузки ДРг(Ур), кН, которая не учитывается при

нагруженности ролика

расчете эквивалентной нагрузки на подшипник. Дополнительную радиальную нагрузку ДРг(Ур),кН, можно определить по формуле:

о)

где Ур - средняя рамная сила, передаваемая через подшипник, кН; гр -радиусролика, мм; Ь6 - высота борта кольца подшипника, мм; г - число тел качения, воспринимающих рамную силу; 1еП- - фактическая длина контакта образующей ролика с дорожкой качения кольца, мм;

С учетом дополнительной радиальной нагрузки перекоса тел качения уточненная эквивалентная нагрузка на подшипник Р^, кН:

Рэ = (Р,. +гнДРг(Ур))КтКб, (2)

где гн- число роликов в нагруженной зоне, Кт - температурный коэффициент, Кб- динамический коэффициент безопасности.

Тогда уточненный ресурс подшипника млн об, можно определить по формуле:

ь'ю=(сг/р;),0/3, (3)

а снижение ресурса АЬ10, %, с учетом перекоса тел качения:

ДЬ10 = [(Ь10-Ц0)/Ь10]-ЮО%. (4)

Результаты расчета показали снижение ресурса буксовых подшипников АЬ10, %, под воздействием радиальной перегрузки АРГ (Ур ), кН, на 35 - 43 % в

зависимости от скорости движения. Расчет выполнен для подшипника в буксе грузового вагона на тележках модели 18-100 с нагрузкой на ось 235 кН (23,5 тс) при скорости движения от 80 до 120 км/ч.

Уточненная математическая модель динамической нагруженности элементов буксового подшипника позволяет произвести количественную оценку дополнительного радиального воздействия, возникающего при наличии рамной силы. Учет дополнительного радиального динамического воздействия при оп-

ределении эквивалентной нагрузки повышает достоверность расчета ресурса буксовых подшипников.

В третьем разделе рассмотрены основные направления повышения ресурса буксовых подшипников и предложена принципиальная схема буксы с раздельным восприятием вертикальной нагрузки и рамной силы. На основе предложенной принципиальной схемы разработаны варианты двухуровневой модернизации буксы грузового вагона.

Первый уровень модернизации представляет собой введение в конструкцию буксы шарового подпятника (Пат. 82011 РФ). Разработанная конструкция

(рис. 2) содержит пяту 1 с вогнутой сферической поверхностью, собственно подпятник в виде шара 2, опору 3 с вогнутой сферической поверхностью, ось 4, корпус 5 опоры 3. Пята 1 выполнена с конусом 6, между торцевыми поверхностями пяты 1 и оси 4 размещена регулировочная шайба 7.

Опора 3 установлена с гарантированным натягом в корпусе 5, На цилиндрической поверхности опоры 3 с зазором установлен упор 8 с конической поверхностью 9. Пяту и опору рекомендуется выполнять из подшипниковой стали, шар представляет собой стандартную свободную деталь шарикоподшипника.

Упор 8 посредством упругого элемента 10 поджимает подпятник 2 к вогнутой сферической поверхности пяты 1. На подпятник 2 установлена герметизирующая втулка 11с упругим элементом 12, обеспечивающим постоянный контакт фланца 13 втулки 11с корпусом 5 осевой опоры 3. Для заполнения рабочей полости подшипника смазочным материалом в корпусе 5 выполнено отверстие 14. При сборке подшипника требуемый зазор между коническими поверхностями пяты 1 и центрового отверстия оси 4 устанавливают с помощью регулировочной шайбы 7 путем изменения ее толщины. Равенство диаметров втулки 11 и подпятника 2 обеспечивает предварительное центрирование и удержание подпятника 2 во втулке 11 перед установкой корпуса 5 с осевой опорой 3, упором 8 и упругим элементом 10.

Наличие смазочного материала в рабочей полости подпятника и, соответственно, в зазорах подвижных сферических соединений обеспечивает высокую работоспособность подпятника. Шар при взаимодействии с конической поверхностью

Рис. 2. Шаровой подпятник буксы грузового вагона

упора вследствие всегда имеющейся несоосности опорных поверхностей проворачивается при работе, и износ распределяется равномерно по его поверхности.

Шаровой подпятник представляет собой кинематическое соединение первого класса с пятью подвижностями, которые обеспечивают оптимальные значения контактных напряжений и равномерный износ кинематических пар.

Применение шарового подпятника исключает воздействие рамной силы на подшипники, что создает возможность для реализации второго уровня модернизации - введения в конструкцию буксы двухрядного роликоподшипника с безбортовыми кольцами (рис. 3) [Пат. 65008 РФ]. Для повышения точности изготовления, быстроходности, нагрузочной способности и ресурса подшипников кольца двухрядного радиального подшипника 1 с короткими цилиндрическими роликами предлагается выполнить в виде втулок без бортов с приставными кольцами 2 и направляющими кольцами 3, а сепаратор подшипника - с центрирующим пояском 4, контактирующим с внутренней поверхностью кольца. Наружное кольцо обеспечивает минимальные отклонения от цилиндрической формы посадочной поверхности, взаимодействующей с опорной поверхностью корпуса буксы. Цилиндрические поверхности внутреннего кольца позволяют исключить разноразмерность и отклонения форм дорожек качения для роликов, что способствует более равномерному распределению нагрузки на тела качения. Расположение роликов в шахматном порядке обеспечивает возможность дополнительного нагружения ролика при двухрядном исполнении.

При модернизации буксы в ее конструкцию вводится ряд дополнительных деталей. При этом изменяется схема передачи рамной силы на элементы торцевого крепления, что требует оценки прочности разработанных деталей с исследованием возможностей оптимизации их формы. Определение напряжений, возникающих в деталях модернизированной буксы, производилось на ПЭВМ методом конечных элементов с помощью программного комплекса твердотельного моделирования КОМПАС 3D VIO SP2 и расчетного комплекса АРМ Win Machine (модуля АРМ Studio). Были сформированы трехмерные модели деталей с последующим разбиением на конечные элементы в форме пра-' вильного тетраэдра со стороной 2 мм. Моделям присвоены механические свойства: корпусу опоры - свойства стали 40Х ГОСТ 4543-81, пяте, шару и опоре -свойства стали ШХ15 ГОСТ 801-78. К контактной сборке прилагалась максимально допустимая нагрузка 120 кН, передаваемая со стороны пяты через по-

/ 4 3 2

Як^сЧЧ Ч Ч Ч Ч\Ч У.Ч ч

n1'/ \ЧЧЧЧЧЧЧЧ\ЧЧЧЧЧЧ

Рис. 3. Двухрядный подшипник с безбортовыми кольцами

верхность, сопряженную с регулировочной шайбой. Полученные значения напряжений не превысили предела текучести материала (рис. 4).

Область максимальных напряжений - 265 МПа

I °-74МПа

75 -219 МПа

220-265 МПа

Рис. 4. Карта распределим напряжений в контактной сборке

При эксплуатации комбинированной опоры, состоящей из шарового подпятника и подшипникового узла, целесообразно обеспечить их равный ресурс, для расчета которого применительно к буксе грузового вагона предлагается следующая методика.

Скорректированный расчетный ресурс буксового подшипника Ь10Ьа, ч,

приравнивается к ресурсу шарового подпятника Ттах, ч:

^10Ьо=Ттах- (5)

Ресурс подшипника Ь1011О, ч, определяется при заданной средней скорости вращения внутреннего кольца п, об/мин, по формуле:

Ь101,й=10бЪ,0о/б0п, (6)

где 110 а— скорректированный расчетный ресурс, млн об, рассчитанный по методике ГОСТ 18855-94.

Ресурс шарового подпятника буксы грузового вагона Ттах, ч, представляет собой время работы до достижения предельного значения линейного износа его деталей итах, мкм, в горизонтальном направлении при суммарной скорости изнашивания сопряжений подпятника уп, мкм/ч:

^шах ~ ^тах ' Уп ' С^)

Поскольку конструкция шарового подпятника обеспечивает постоянный

11

проворот шара, скорость линейного изнашивания снижается пропорционально отношению k s полной площади поверхности шара к сумме площадей приработанных сопряжений «пята - шар» и «шар - опора». Тогда суммарная скорость линейного изнашивания деталей шарового подпятника в горизонтальном направлении:

_ Уп-ш УШ-0 ,Q\

Ги- ^ • (8)

Предельное значение износа должно соответствовать условию работоспособности комбинированной опоры: зазор в нерабочем положении шарового подпятника sn, мкм, при предельном износе U^, мкм, не должен превышать осевого зазора в буксе s6, мкм:

sn + Umax<s6. (9)

В противном случае шаровой подпятник перестанет выполнять свою основную функцию: воспринимать рамную силу. Таким образом, задача обеспечения равного ресурса составляющих опоры сводится к подбору такого начального зазора sn, мкм, который обеспечит работоспособность опоры до истечения заданного ресурса, тогда условие работоспособности (9) принимает вид:

s„<s6-Um¡lx- (10)

Начальный осевой зазор в нерабочем положении шарового подпятника при монтаже определяется толщиной регулировочной шайбы.

Последовательная реализация двух предложенных уровней модернизации буксы приводит к существенному повышению скорректированного ресурса подшипников модернизированной буксы в сравнении с ресурсом подшипников в буксе без модернизации (табл.1).

Таблица 1

Скорректированный ресурс подшипников в модернизированных буксах

Уровень модернизации Значение коэффициента й23 Скорректированный ресурс Повышение ресурса, %

¿10 а' млн об Ао sa> МЛН КМ L\0ha> 4

Без модерниза- 0,6 505,43 1,43 17864

ции

Первый 0,8 673,9 1,9 23819 33

Второй 1 842,38 2,38 29774 67

Четвертый раздел посвящен экспериментальному исследованию макетного образца модернизированной буксы грузового вагона. Цель экспериментального исследования - оценить влияние модернизации буксы на динамическую нагруженность и ресурс буксовых подшипников.

Для проверки состоятельности конструктивного решения выбран метод испытаний в реальном масштабе в лабораторных условиях на стендовом оборудовании, содержащем колесную пару с приводом от электродвигателя, разработанное устройство имитации односторонней горизонтальной нагрузки и портативный анализатор электропотребления.

Испытания проводились для двух конструкций букс: типовой буксы с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками и модернизированной буксы с шаровым подпятником.

Для получения математического описания изучаемого процесса и минимизации числа опытов с одновременным варьированием основных факторов применена теория планирования эксперимента. Использовался некомпозиционный ротатабельный план второго порядка в виде правильного шестиугольника. В качестве основных факторов, оказывающих максимальное влияние на сопротивление движению в буксах под воздействием комбинированной нагрузки, приняты соответственно скорость вращения колесной пары (кодированная координата

X)) и приложенная горизонтальная нагрузка, имитирующая рамную силу (кодированная координата х2). В качестве выходного параметра у принята мощность, развиваемая двигателем на преодоление сил сопротивления движению, характеризующая величину этих сил и прогнозируемое снижение ресурса трибо-сопряжений. Проверка адекватности полученных моделей выполнена с помощью

Р-критерия Фишера. Взаимное расположение полученных поверхностей отклика (рис. 5) подтверждает, что мощность, развиваемая на преодоление сил трения при испытаниях мо-

Рис. 5. Поверхности отклика в кодированных координатах

дернгоированной буксы (значение функции ум(х1,х2)), меньше, чем в опытах с типовой конструкцией (значение функции ут(х1,х2)).

Для сравнительной оценки и прогнозирования мощности, развиваемой на преодоление сил трения в буксах при использовании разных конструкций букс, задается уровень нагрузки, при этом поверхности отклика обращаются в кривые зависимости мощности от скорости движения (рис. 6).

V

Рис. 6. Мощность, развиваемая двигателем при вращении колесной пары: Рд о - без горизонтальной нагрузки, Рд15 т, Рдд^, - с горизонтальной

нагрузкой 15 кН (1,5 тс) на типовую и модернизированную буксы

Результаты расчетов снижения мощности согласно этим зависимостям сведены в табл. 2.

Таблица 2

Мощность, развиваемая двигателем для вращения колесной пары

Скорость вращения колесной пары, км/ч Мощность двигателя, Вт, при испытаниях буксы Сравнительное снижение мощности, %

типовой модернизированной

40 296 168 43,2

60 780 450 42,3

80 1580 897 43,2

В пятом разделе выполнено технико-экономическое обоснование внедрения модернизированных букс грузовых вагонов с шаровым подпятником в

объеме 600 ед. на базе вагоноремонтного депо. Экономический эффект обусловлен экономией расходов на ремонт букс с заменой элементов вследствие повышения ресурса подшипников в модернизированных буксах.

Определены значения следующих показателей экономической эффективности инвестиционного проекта: среднегодовая экономия расходов на ремонт букс с заменой элементов - 735 595 р.; годовой экономический эффект -650 595 р.; срок окупаемости - 1 г. 2 мес.; чистый дисконтированный доход за период, равный десяти годам, имеет положительное значение и составляет 2 467 882 р.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ эксплуатации роликовых подшипников в буксах грузовых вагонов и существующей методики расчета их ресурса. Выявлены недостатки типовой конструкции буксы и несоответствие методики расчета реальной динамической нагруженности элементов.

2. Исследовано влияние динамической нагруженности буксовых подшипников на их ресурс, уточнена методика расчета ресурса под воздействием комбинированной нагрузки. Установлено снижение ресурса от перекоса тел качения на 35 - 43 % в зависимости от скорости движения.

3. Синтезировано упорное кинематическое соединение с низшими кинематическими парами и пятью подвижностями, обеспечивающее рациональное восприятие горизонтальной нагрузки.

4. Разработана конструкция буксы грузового вагона с двухуровневой модернизацией путем введения шарового подпятника и двухрядного роликового подшипника с безбортовыми кольцами; предполагаемое повышение ресурса подшипников составляет по уровням модернизации 33 и 67 % соответственно.

5. Разработана методика расчета-ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, содержащей подшипниковый узел и шаровой подпятник.

6. Экспериментально подтверждена возможность повышения ресурса подшипников с одновременным снижением сопротивления движению в буксах под воздействием рамной силы на модернизированную буксу с шаровым подпятником в сравнении с типовой конструкцией буксы.

7. Выполнено технико-экономическое обоснование внедрения модернизированных букс грузового вагона с шаровым подпятником. Полученные значения показателей позволяют считать инвестиционный проект экономически эффективным.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Бородин А. В. Влияние горизонтальной поперечной нагрузки на долговечность буксового подшипника грузового вагона / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова //ТранспортУрала. 2009. № 1. С. 28-31.

2. Бородин А. В. Букса грузового вагона с осевой опорой / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова, Т. В. Вельгодская//Омский научный вестник. 2008. № 4 (73). С. 78 - 79.

3. Бородин А. В. Модернизированная букса 1рузового вагона / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова//Ремонт.Восстановление.Модернизация. 2008. №4. С. 7-11.

4. Бородин А. В. Повышение долговечности цилиндрических подшипников букс подвижного состава при осевом динамическом нагружении / А. В. Бородин Ю. А. Иванова // Проблемы механики современных машин: Материалы третьей междунар. конф. / Восточно-Сибирский гос. техн. унт. Улан-Удэ, 2006. Т. 2. С. 20-23.

5. Иванова Ю. А. Моделирование опорного устройства оси грузового вагона с комбинированным нагружением /Ю. А. Иванова // Наука. Технологии. Инновации: Материалы всеросс. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / Новосибирский гос. техн. ун-т. Новосибирск, 2006. Ч. 1.С. 24-25.

6. Бородин А. В. Высоконагруженные опорные узлы подвижного состава повышенной долговечности / А. В. Бородин, Д. В. Тарута, Ю. А. Иванова // Транспорт Евразии XXI века: Материалы IV междунар. науч.-практ. конф. / Казахская акад. транспорта и коммуникаций им. М. Тынышпаева. Алматы, 2006. Т. 3. С. 213 -216.

7. Иванова Ю. А. О повышении осевой грузоподъемности цилиндрических подшипников букс грузовых вагонов / Ю. А. Иванова// Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук: Межвуз. сб. тр. молодых ученых, аспирантов и студентов / Сибирская гос. автомобильно-дорожная акад. Вып. 4. Омск, 2007. Ч. 1. С. 108 - 111.

8. Бородин А. В. Высоконагруженные опоры подвижного состава -новые конструктивные решения / А. В. Бородин, Д. В. Тарута, Ю. А. Иванова// Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте: Сб. науч. статей / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. С. 146-154.

9. Бородин А. В. Букса грузового вагона повышенной долговечности /А. В. Бородин, Ю. А. Иванова//Актуальные проблемы трибологии: Сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. -М.: Машиностроение, 2007. Т.З. С. 61 — 66.

Ю.Иванова, Ю. А. Об эксплуатационной долговечности подшипников роликовых букс грузовых вагонов / Ю. А. Иванова// Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук: Межвуз. сб. тр. молодых ученых, аспирантов и студентов / Сибирская гос. автомобильно-дорожная акад. Вып. 5. Омск, 2008. Ч. 1. С. 121 - 124.

П.Иванова, Ю. А. Причины снижения работоспособности букс грузовых вагонов / Ю. А. Иванова// ТКАШ-МЕСН-АЯТ-СНЕМ: Труды V междунар. науч.-практ. конф. / Московский гос. ун-т путей сообщения. М., 2008. С. 87-88.

12.Иванова, Ю. А. Конструктивные улучшения в типовой буксе грузового вагона / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова//Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте: Материалы науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 101-106.

13. Пат. 58094 Российская Федерация, МПК В 61 Р 15/12. Букса с цилиндрическим роликоподшипником / Бородин А. В., Клюка В. П., Ю. А. Иванова; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Омский гос. ун-т путей сообщения». № 2006116277; заявл. 11.05.06; опубл. 10.11.2006, Бюл. №31. 2 е.: ил.

14. Пат. 62568 Российская Федерация, МПК В 61 Б 15/12. Букса с роликовыми подшипниками и осевой шаровой опорой / Бородин А. В., Иванова Ю. А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Омский гос. ун-т путей сообщения». № 2006143938; заявл. 11.12.06; опубл. 27.04.2007, Бюл. № 12. 2 е.: ил.

15. Пат. 65007 Российская Федерация, МПК В 61 Б 15/12. Букса с цилиндрическим роликоподшипником и шаровым подпятником / Бородин А. В., Иванова Ю. А., Здор. Г. П.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Омский гос. ун-т путей сообщения». № 2007103839; заявл. 31.01.07; опубл. 27.07.2007, Бюл. №21.2 е.: ил.

16. Пат. 65008 Российская Федерация, МПК В 61 Б 15/12. Букса с цилиндрическим роликоподшипником / Бородин А. В., Иванова Ю. А.; заявитель и.патентообладатель ГОУ ВПО «Омский гос. ун-т путей сообщения». № 2007112328; заявл. 02.04.07; опубл. 27.07.2007, Бюл. № 21. 2 е.: ил.

17. Пат. 82011 Российская Федерация, МПК Р16С 17/04. Подшипник со сферическими упорными поверхностями / Бородин А. В., Иванова Ю. А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Омсюнй гос. ун-т путей сообщения». № 2008145684/22; заявл. 19.11.2008; опубл. 10.04.2009, Бюл. № 10.2 е.: ил.

Типография ОмГУПСа. 2009. Тираж 100 экз. Заказ 667. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Введение.

1. Анализ эксплуатации подшипников качения в буксах грузовых вагонов.

1.1. Конструкция букс грузовых вагонов.

1.1.1. Буксы с подшипниками качения в отечественном вагоностроении.

1.1.2. Буксы грузовых вагонов зарубежного производства.

1.1.3. Конструктивные причины неисправностей букс с цилиндрическими и коническими подшипниками.

1.2. Нагрузки, действующие на элементы типовой буксы грузового вагона.

1.3. Расчет допустимой горизонтальной нагрузки на радиальный роликовый подшипник.

1.4. Расчет базового ресурса буксового подшипника.

1.4.1. Расчет динамической грузоподъемности буксового подшипника.

1.4.2. Расчет эквивалентной нагрузки на буксовый подшипник.

1.5. Выводы.

2. Исследование влияния динамической нагруженности на ресурс буксового подшипника.

2.1. Воздействие радиальной нагрузки.

2.2. Воздействие комбинированной нагрузки.

2.3. Выводы.

3. Модернизация буксы с целью повышения ресурса подшипников.

3.1. Скорректированный ресурс буксовых подшипников и пути его повышения.

3.2. Первый уровень модернизации буксы: введение шарового подпятника.

3.2.1. Назначение допускаемых напряжений.

3.2.2. Расчет контактных напряжений в деталях подпятника.

3.2.3. Конструкция и принцип работы шарового подпятника.

3.3. Второй уровень модернизации буксы: совершенствование подшипникового узла.

3.4. Моделирование напряженно-деформированного состояния деталей модернизированной буксы.

3.5. Методика расчета ресурса комбинированной опоры.

3.6. Выводы.

4. Экспериментальное исследование модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником.

4.1. Цель, задачи и выбор метода экспериментального исследования.

4.2. Обоснование целесообразности проведения экспериментального исследования.

4.3. Выбор метода экспериментального исследования.

4.4. Объект исследования.

4.5. Описание стендового оборудования.

4.6. Методика испытаний и обработка опытных данных.

4.7. Выводы.

5. Технико-экономическое обоснование эффективности внедрения модернизированной буксы грузового вагона.

Буксы грузовых вагонов являются одними из наиболее ответственных узлов подвижного состава, состояние которых влияет на безопасность движения. Согласно «Стратегическим направлениям научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги на период до 2015 г.», утвержденным президентом ОАО «РЖД» 30.08.2007 г., предполагается увеличение нагрузки на ось до 25-27 тс и повышение скорости движения поездов до 120 км/ч [1]. Таким образом, требования к грузоподъемности и ресурсу опорных узлов подвижного состава непрерывно возрастают.

По данным Центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов на сети железных дорог России за 9 месяцев 2007 г. количество случаев брака из-за неисправностей роликовых букс составило абсолютное большинство (95,2 %) в общем количестве выявленных случаев брака (рисунок 1) [2].

Неисправности роликовых букс (95,2 %)

Саморасцепы J автосцепок (0,6 %)

Смена колесных пар (0,4 %)

Обрывы деталей автосцепок (1,9%)

Задержки грузовых „поездов более 1ч (1,5%)

Сходы вагонов при маневровых работах (0,2%)

Отцепки вагонов из-за технических неисправностей (0,2%)

Рисунок 1 - Количество и виды случаев брака за 9 месяцев 2007 г.

По сравнению с аналогичным периодом 2006 г. количество случаев брака из-за неисправностей роликовых букс увеличилось на 13 % (рисунок 2).

Основные неисправности роликовых букс, выявленные в 2006-2008 гг., приведены в таблице 1 [2].

-►

Год

Рисунок 2 - Количество случаев брака в 2006, 2007 гг.: LJ -общее, □ — по неисправностям роликовых букс

Таблица 1 - Количество случаев брака роликовых букс по основным неисправностям

9 месяцев 9 месяцев 12 месяцев

2006 г. 2007 г. 2008 г.

Коли- Процент Коли- Процент Коли- Процент

Неисправности чество случаев от общего количества чество случаев от общего количества чество случаев от общего количества брака случаев брака, % брака случаев брака, % брака случаев брака, %

Надиры типа елочка» на торцах роликов 74 16,8 63 12,7 116 15 и бортах колец

Неисправности колец подшипников раковины, шелушение, 57 12,9 60 12,1 182 23,5 коррозия. трещины. отколы и др.)

Характерным показателем неисправности буксы в пути следования является повышение температуры. В структуре показаний средств теплового контроля на сети российских железных дорог за 6 месяцев 2007 г. на нагрев букс грузовых вагонов пришлось 68 % от всех зарегистрированных случаев нагрева деталей подвижного состава (рисунок 3) [3].

Буксы локомотивов (3%)

Заторможенные пары

27%)

Буксы грузовых вагонов (68%)

Буксы пассажирских вагонов (2%)

Рисунок 3 - Структура показаний средств теплового контроля на нагрев узлов подвижного состава (данные по форме ВО-19)

В 2007 г. по неисправностям букс отцеплено 13200 вагонов (в 2006 г. - 11700 вагонов), из них по нагреву букс 11500 вагонов или 87 %. За 6 месяцев 2008 г. из-за нагрева букс остановлено 22265 грузовых поездов, отцеплено 3818 грузовых вагонов, что на 8,1 % больше, чем за аналогичный период 2007 г, [4].

Большинство причин снижения ресурса роликовых букс и возникновения основных неисправностей связаны с конструктивными несовершенствами. Конструктивное устройство применяемой буксы обусловливает воздействие неблагоприятных сочетаний повышенных динамических нагрузок на подшипники качения, которые являются 6 основными ресурсообразующими элементами буксы.

Актуальность работы обусловлена необходимостью выявления причин снижения ресурса буксовых подшипников и разработки предложений по их устранению.

Цель работы: повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов за счет снижения их динамической нагруженности путем модернизации конструкции буксы.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) провести анализ эксплуатации роликовых подшипников в буксах грузовых вагонов и существующей методики расчета ресурса подшипников;

2) исследовать влияние динамической нагруженности элементов буксовых подшипников на их ресурс и уточнить методику расчета ресурса под воздействием рамной силы;

3) предложить техническое решение, обеспечивающее повышение ресурса буксовых подшипников путем применения комбинированной опоры оси грузового вагона;

4) разработать конструктивное устройство модернизированной буксы с раздельным восприятием радиальной нагрузки и рамной силы;

5) разработать методику расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, содержащей подшипниковый узел и шаровой подпятник;

6) провести экспериментальное исследование модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником;

7) выполнить технико-экономическое обоснование внедрения модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником.

Методы исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретическая часть работы представляет собой исследование наиболее неблагоприятных динамических воздействий на буксу грузового вагона, основанное на принципах аналитической механики. Прочностные расчеты предлагаемых конструктивных решений выполнены с применением основных положений теории упругости и сопротивления материалов, а также моделирования напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов. Методика расчета ресурса комбинированной опоры разработана на основе теории трения и изнашивания. Экспериментальные исследования макетного образца модернизированной буксы в реальном масштабе проводились методом стендовых испытаний, обработка экспериментальных данных производилась с использованием основных положений математической статистики.

Научная новизна работы состоит в следующем.

Сформирована математическая модель динамической нагруженности буксового подшипника грузового вагона, учитывающая дополнительную радиальную нагрузку от перекоса тел качения.

Уточнена методика расчета ресурса цилиндрических роликовых подшипников буксы грузового вагона, позволяющая определить снижение ресурса под воздействием рамной силы.

На основе предложенного кинематического соединения разработана комбинированная опора оси грузового вагона, включающая шаровой подпятник и двухрядный цилиндрический' роликовый подшипник с безбортовыми кольцами, обеспечивающая рациональное восприятие рамной силы и повышение ресурса подшипников.

Предложена методика расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, состоящей из роликовых подшипников и шарового подпятника, позволяющая обеспечить работоспособность опоры при равном ресурсе составляющих элементов.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована1 применением корректных математических моделей и подтверждена экспериментальными исследованиями, проведенными с применением сертифицированного оборудования и статистических методов проверки адекватности (F-критерия Фишера).

Значение результатов диссертационной работы для теории и практики.

Уточненная методика расчета ресурса буксовых подшипников позволяет прогнозировать их ресурс в условиях роста скорости движения и нагрузок на ходовые части подвижного состава.

Применение комбинированной опоры, содержащей шаровой подпятник для восприятия рамной силы, способствует повышению безопасности движения и сокращению расходов на ремонт букс с заменой элементов.

Предложенная конструкция модернизированной буксы грузового вагона позволяет сохранить типовую конфигурацию корпуса буксы, шейки оси с центровым отверстием и торцевого крепления подшипников, что обеспечивает минимизацию затрат на модернизацию буксы и ее полную взаимозаменяемость с типовой конструкцией.

Расчет ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона позволяет осуществить подбор оптимального начального зазора в нерабочем положении шарового подпятника с целью обеспечения работоспособности опоры при равном ресурсе составляющих элементов.

Реализация результатов работы. Изготовлен макетный образец буксы грузового вагона с шаровым подпятником, проведены его стендовые испытания. Результаты исследований легли в основу отчетов по научно-исследовательской работе кафедры (тема госбюджетной НИР ОмГУПСа ГБ 154 «Повышение несущей способности и ресурса конструкций механических устройств железнодорожного транспорта», номер государственной регистрации 01.95.0000749).

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований обсуждались на III международной конференции «Проблемы механики 9 современных машин» (Улан-Удэ, 2006), всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации.» (Новосибирск, 2006), IV международной научно-практической конференции «Транспорт Евразии XXI века» (Алма-Аты, 2006), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (Самара, 2007), V международной научно-практической конференции «Trans-Mech-Art-Chem» (Москва, 2008), научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте» (Омск, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, из них 3 статьи в изданиях перечня, рекомендованного ВАК Минобрнауки России, 5 патентов на полезную модель, 6 статей в материалах международных и всероссийских конференций, 3 статьи в сборниках научных трудов.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников из 110 наименований и 3 приложений. Общий объем диссертации составляет 141 е., объем основного текста 127 с. Текст работы содержит 43 рисунка, 14 таблиц и 3 приложения на 3 с.

Основные результаты и выводы

1. Проведен анализ эксплуатации роликовых подшипников в буксах грузовых вагонов, а также существующей методики расчета их ресурса. Выявлены недостатки типовой конструкции буксы и несоответствие методики расчета реальной динамической нагруженности элементов.

2. Исследовано влияние динамической нагруженности буксовых подшипников на их ресурс, уточнена методика расчета ресурса под воздействием комбинированной нагрузки. Установлено снижение ресурса от перекоса тел качения на 35 — 43 % в зависимости от скорости движения.

3. Синтезировано кинематическое соединение с низшими кинематическими парами и пятью подвижно стями, обеспечивающее рациональное восприятие горизонтальной нагрузки.

4. Разработана конструкция буксы грузового вагона с двухуровневой модернизацией путем введения шарового подпятника и двухрядного роликового подшипника с безбортовыми кольцами; предполагаемое повышение ресурса подшипников составляет по уровням модернизации 33 % и 67 % соответственно.

5. Разработана методика расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, содержащей подшипниковый узел и шаровой подпятник.

6. Экспериментально подтверждена возможность повышения ресурса подшипников с одновременным снижением сопротивления движению в буксах под воздействием рамной силы на модернизированную буксу с шаровым подпятником в сравнении с типовой конструкцией.

7. Выполнено технико-экономическое обоснование внедрения модернизированных букс грузового вагона с шаровым подпятником. Полученные значения показателей позволяют считать инвестиционный проект экономически эффективным.

1. Гапанович, В. А. Белая книга ОАО "РЖД": Стратегические направления научно-технического развития компании Текст. /

2. B. А. Гапанович // Железнодорожный транспорт. 2007. - №8. - С. 2-6.

3. Богинский, О. И. Укреплять безопасность движения / О. И. Богинский // Вагоны и вагонное хозяйство. 2007. - №4. - С. 10-13.

4. Миронов, А. А. Тепловой контроль буксовых узлов инфракрасной оптикой Текст . / А. А. Миронов, В. JI. Образцов, В. С. Митюшев, Д. Н. Салтыков // Локомотив. 2008. - №4. - С. 29-32.

5. Воротилкин, А. В. Усилить контроль за подвижным составом Текст. / А. В. Воротилкин // Вагоны и вагонное хозяйство. 2008. - №3(15).1. C. 40-41. .

6. Allan, R. К. Roller Bearings Text. / R. К. Allan. London: Sir Isaak Pitman and Sons, 1956. - 2nd ed. - 401 p.: il. .

7. Harris, T. A. Rolling bearing analysis Text+ 2 CD-ROMs included. / T. A. Harris, M. N. Kotzalas. Pennsylvania: CRC Press, 2007. - 5th ed. - 2v. - 723 p.

8. Амелина, А. А. Устройство и ремонт вагонных букс с роликовыми подшипниками / А. А. Амелина 4-е изд., перераб и доп. - М. : Транспорт, 1975.-288 с.

9. Волков, Н. Н. Подшипники качения колесных пар вагонов и локомотивов / Н. Н. Волков, Н. В. Родзевич. — М. : Машиностроение, 1872. — 168 с.

10. ГОСТ 3189-89. Подшипники шариковые и роликовые. Система128условных обозначений Текст. Введ. 1989-12-21. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 11 с.

11. ГОСТ 3395-89. Подшипники качения. Типы и конструктивные исполнения Текст. Введ. 1989-12-21. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 53 с.

12. ГОСТ Р 52598-2006.По дшипники качения. Радиальные и радиально-упорные подшипники. Основные размеры. Размерные ряды. -Введ 2006-11-28. М. Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2006. - 30 с.

13. ГОСТ 520-2002. Подшипники качения. Общие технические условия Текст. Введ. 2003-07-01. - 104 с. - М.: Изд-во стандартов, 2003. -.

14. ГОСТ 24810-81. Подшипники качения. Зазоры Текст. Введ. 198107-01. - М. Изд-во стандартов, 1981. - 20 с.

15. Аверин, Н. А. Работоспособность букс можно повысить Текст. / Н. А. Аверин, О. А. Русанов, С. Г. Иванов, В. И. Кучугов, P. X. Халиков // Локомотивы. 2006. - №12. - с.36.

16. ГОСТ 4835-2006. Колесные пары вагонов магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия Текст. Введ. 2008-01-01. - М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2008. - 15 с.

17. ГОСТ 22780-93. Оси для вагонов железных дорог колеи 1520 (1524) мм. Типы, параметры и размеры Текст. Введ. 1995-01-01. - М.: Госстандарт России: Издательство стандартов, 1995. - 16 с.

18. Цюренко, В. Н. Надежность роликовых подшипников в буксах вагонов / В. Н. Цюренко, В. А. Петров. М. : Транспорт, 1982. - 96 с.

19. Сергеев К. А. Повышение работоспособности буксового узла с кассетным подшипником / К. А. Сергеев, А. Н. Францев // Железнодорожный транспорт. 2008. - №7. - С.58-62.

20. Цюренко, В. Н. А ларчик.трудно открывался / В. Н. Цюренко // РЖД Партнер. 2004. - №12. - С.20-26.

21. Буксовые узлы с датчиками компании SKF для современного подвижного состава / По материалам компании SKF // Железные дороги129мира. 2008. - №4. - С. 47-51.

22. Рыбников С. Ю. Основы электронной теории износа при трении Текст. / Ю. С. Рыбников, Л. В. Круглова // Вестник машиностроения. 1989. - №6. - С. 6-10.

23. Миронов, А. А. Моделирование температурных полей буксового узла с цилиндрическими и коническими роликовыми подшипниками / А. А. Миронов, А. Э. Павлюков, В. Л. Образцов, А. В. Занкович // Вестник ВНИИЖТ. 2007. - №2. - с. 37-42.

24. Шаронин, В. С. Буксовый узел с подшипниками качения для пассажирских вагонов высокоскоросных поездов/ В. С. Шаронин // Работа вагонных букс с роликовыми подшипниками при высокоскоростном движении: Труды ЦНИИ, вып.405. М.: Транспорт, 1970. - с. 10-45.

25. Цюренко, В. Н. О деформации наружных колец цилиндрических роликовых подшипников в осевом направлении / В. Н. Цюренко //Работа вагонных букс с роликовыми подшипниками при высокоскоростном движении: Труды ЦНИИ, вып.405. М.: Транспорт, 1970. - с.68-79.

26. РД 32 ЦВ 052-99. Инструкция по ремонту тележек грузовых вагонов Текст.:[утверждена зам. руководителя Департамента вагонного хозяйства 31.05.1999]. М.: ГПСБ ЦВ, 1999. - 87 с.

27. Морчиладзе, И. Г. Совершенствование и модернизация буксовых узлов грузовых вагонов / И. Г. Морчиладзе, А. М. Соколов // Железные дороги мира. 2006. - №10. - С. 59-64.

28. Нормы расчета и проектирования грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм Российской Федерации Текст. М.: ФГУП ВНИИЖТ130

29. ФГУП ГосНИИВ, 2004. 212 с.

30. Динамические нагрузки ходовых частей грузовых вагонов: Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., вып. 572 / Под ред. Н. Н. Кудрявцева. М: Транспорт, 1977 г. - 143 с.

31. Бороненко, Ю. П. Тележки с повышенной осевой нагрузкой / Ю. П. Бороненко, А. М. Орлова // Железнодорожный транспорт. 2008. - №8. - С. 50-53.

32. Бейзельман, Р. Д. Подшипники качения. Справочник Текст. / Р. Д. Бейзельман, Б. В. Цыпкин, JI. Я. Перель.

33. SKF General Catalogue N 2800 E/GB 600. 1970. - 502 p.

34. Подшипники качения: Справочник-каталог Текст. / Под ред. В. Н. Нарышкина, Р. В. Коросташевского. М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

35. Palmgren, A. Crundlagen der walylagertechnick. Stuttgart: Frankh'sche Verlogshandlung, 1950. - 350 p.

36. Illmann, O. Walzlager in Eisenbahnwagen und Dampflokomotiven / Obst Illmann. Berlin: Verlag von Wilhelm Ernst und Sohn, 1957. - p.53.

37. Спицын H. А. Осевая грузоподъемность и трение в торцах роликов цилиндрических роликовых подшипников Текст. / Н. А. Спицын // Подшипниковая промышленность: реф. сб. — Вып. 4. М.: Специнформцентр ВНИПП, 1966.-с. 26-30.

38. Поляков, А. И. Воспринятие цилиндрическим подшипником осевых нагрузок Текст. / А. И. Поляков // Подшипниковая промышленность. М.: ЦИНТИАМ, 1964. - Вып. 1. - 154 с.

39. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия, термины и определения. Межгосударственный стандарт.

40. АО ВНИИ ТЕМП. Подшипники качения и свободные детали: Каталог-справочник. М. : ИФК Каталог, ч1,2 -1997, 4.3-1998. стр.: 4.1122,4.2-104, 4.3-104.

41. Подшипниковые узлы современных машин и приборов:131энциклопедический справочник Текст. /В. Б. Носов, И. М. Карпухин, Н. Н. Федотов и др.; под общ. ред. В. Б. Носова. М.: Машиностроение, 1997. - 640 с.

42. Конструкция и расчет вагонов: конспект лекций: В 4-х ч. /

43. B. В. Лукин. Омск : ОмИИТ, 1991. - Ч. 3. Общие положения расчета и проектирования вагонов. - 89 с.

44. Динамика вагона: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. /

45. C. В. Вершинский, В. Н. Данилов, И. И. Челноков. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1978. -352 с.

46. Динамика вагонов: Конспект лекций для студентов-заочников специальности "Вагоностроение и вагонное хозяйство" / М. Ф. Вериго. -Москва: ВЗИИТ, 1971. 175 с.

47. Динамические нагрузки ходовых частей грузовых вагонов: Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ж.-д. трансп., вып. 287 / Под ред. Н. Н. Кудрявцева. М: Транспорт, 1965 г. - 168 с.

48. Решетов, Д. Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностротительных и механических специальностей вузов, 4-е изд., перераб. и доп. Текст. / Д. Н. Решетов. М.: Машиностроение, 1989. - 496 е.: ил. - С. 399-402.

49. Ермаков, В. М. Параметры пути и подвижного состава, влияющие на износ колес и рельсов / В. М. Ермаков // Путь и путевое хозяйство. 2008. -№5(17).

50. Попов, А. А. Расчет вагонов на рочность Текст. / А. А. Попов. М.: Трансжелдориздат, 1960. - 360 с.

51. Петров С. Путь инвестиций / С. Петров // Эксперт Сибирь. -28.07.2008. № 30-31 (218).

52. ГОСТ18855-94. Подшипники качения. Динамическая расчетная грузоподъемность и расчетный ресурс (долговечность) Текст. Введ 199701-01. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1996 г. - 22 с.

53. Решетов, Д. Н. Надежность машин: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов Текст. / Д. Н. Решетов, А. С. Иванов, В. 3. Фадеев; Под ред. Д. Н. Решетова. М.: Высш. шк., 1988. - 238 е.: ил.

54. Berling G. / Analysis of Failure Statiistics for Railway Axlebox Bearing Text. / G. Bergling // Bearing Journal. 1976. - №189. - P. 1-5.

55. Болхвитинов, H. Ф. Металловедение и термическая обработка металлов Текст. / Н. Ф. Болхвитинов. М, Машиностроение, 1965. - 6-е изд.-505 с. 6-е изд. стр. 339, 505 с.

56. Лахтин, Ю. М. Термическая обработка в машиностроении Текст. / Ю. М. Лахтин. М.: Машиностроение, 1980. - 785 с. стр. 785.

57. Лахтин, Ю. М. Материаловедение: учебник для ВТУЗов Текст. / Ю. М. Лахтин. М.: Машиностроение, 1990. - 528 с. стр. 288, 528 с.

58. Пат. 82011 Российская Федерация, МПК F16C 17/04. Подшипник со сферическими упорными поверхностями / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова; заявитель и патентообладатель ОмГУПС. №2008145684/22; заявл. 19.11.2008; опубл. 10.04.2009. Бюл. №10. -2 е.: ил.

59. Богданов, О. И. Расчет опор скольжения Текст. / О. И. Богданов, С. К. Дьяченко. Киев: Техшка, 1966. - 242 с. - С. 57-67.

60. Орлов, П. И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие Текст. В 2-х кн. Кн. 2. Под ред. П. Н. Усачева / П. И. Орлов. М.: Машиностроение, 1988. - 544 с.

61. Милосердии, Ю. В. Расчет и конструирование механизмов приборов и установок Текст. / Ю. В. Милосердии, Б. Д. Семенов, Ю. А. Кречко. М.Машиностроение, 1985. - 406 с.133

62. ГОСТ 801-78. Сталь подшипниковая. Технические условия Текст. Введ. 1980-01-01. - М. Изд-во стандартов, 2004. - 15 с.

63. Hertz, Н. Gesammelte Werke/ Н. Hertz. Leipzig, 1985. - Bd 1. S. 155196.

64. Биргер, И. А. Общие алгоритмы решения задач теории упругости, пластичности и ползучести // Успехи механики деформируемых сред. М., 1975. С. 61-73.

65. Власенко, Ю. Е. Контактная задача для упругопластического многослойного пакета с учетом отставания слоев / Ю. Е. Власенко, В. И. Кузьменко, Г. А. Фень // Механика твердого тела. М., 1978. - №5. - с. 68-73.

66. Галин, J1. А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости / JI. А. Галин. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 304 с.

67. Горячева, И. Г. Механика контактного взаимодействия / И. Г. Горячева. М.: Наука, 2001. - 478 с.

68. Тимошенко, С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Д. Гудьер. -М.: Наука, 1975. 575 с.

69. Демкин, Н. Б. Контактирование шероховатых поверхностей / Н. Б. Демкин. М.: Машиностроение, 1970. - 227 с.

70. Демкин, Н. Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н. Б. Демкин, Э. В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1981. - 244 с.

71. Джонсон, К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон. -М.: Мир, 1989. 509 с.

72. Динник, А. Н. Удар и сжатие упругих тел / А. Н. Динник // Известия Киевского политехнического института, кн. 4. Киев, 1909.

73. Ковальский, Б. С. Напряжение на участке местного сжатия при учете сил трения / Б. С. Ковальский // Известия АН СССР. 1942 г.

74. Ковальский, Б. С. Расчет деталей на местное сжатие /134

75. Б. С. Ковальский. Харьков: ХВКИУ, 1967. - 222 с.

76. Сакало, В. И. Контактные задачи железнодорожного транспорта / В. И. Сакало, В. С. Коссов. М.: Машиностроение, 2004. - 496 е., ил.

77. Новиков, С. П. Контакт массивного тела с цилиндрической оболочкой / С. П. Новиков // Динамика и прочность транспортных машин. -Брянск, 2000. с.72-78.

78. Новожилов, В. В. Основы нелинейной теории упругости / В. В. Новожилов. JL: Гостехиздат, 1948. - 211 с.

79. Ольшевский, А. А. Решение контактных задач с учетом микронеровностей поверхности контакта с использованием трехмерных базовых конченоэлементных схем / А. А. Ольшевский и др. // Динамика и прочность транспортных машин. Брянск, 2000. С. 109 -118.

80. Саусвелл, Р. В. Введение в теорию упругости / Р. В. Саусвелл. М.: Гос. изд-ва иностранной литературы, 1941. - 675 с.

81. Рыжов, Э. В. Решение контактных задач релаксационным методом конечных элементов / Э. В. Рыжов, В. И. Сакало, Ю. П. Подлеснов // Машиноведение. 1980.-№6.- С. 64-69.

82. Рыжов, Э. В. Контактная жескость деталей машин / Э. В. Рыжов. -М.: Машиностроение, 1966. 93 с.

83. Филин, А. П. Прикладная механика твердого деформируемого тела, в 2 т. / А. П. Филин. М.: Наука, 1975. - 832 с.

84. Спришевский, А. И. Подшипники качения / А. И. Спришевский. -М.: Машиностроение, 1968. 616 с.

85. Сопротивление материалов / Н. М. Беляев. М.: Главная редакция физико-математической литературы изд-ва "Наука", 1976. - 608 с.

86. Беляев, Н. М. Сопротивление материалов Текст. / Н. М. Беляев. -М.: Физматгиз, 1962 г., 856 с. С. 153-155.

87. Биргер, И. А. Расчет на прочность деталей машин: Справочник / И. А. Биргер, Б. Ф. Шорр, Г. Б. Иосилевич. 3-е изд., перераб и доп. - М.:135

88. Машиностроение, 1979. 702 е., ил.

89. Шамайденко, Н. Е. О применении кинематических соединений взамен кинематических пар при рациональном проектировании механизмов / Н. Е. Шамайденко // Известия вузов Машиностроение. - 1964. - №6.

90. Пат. 65008 Российская Федерация, МПК В 61 F 15/12. Букса с цилиндрическим роликоподшипником / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова; заявитель и патентообладатель ОмГУПС. №2007112328; заявл. 02.04.07; опубл. 27.07.2007. Бюл. № 21. - 2 е.: ил.

91. Справочник по триботехнике: В 3-х т. Текст. / Под общ. ред. М. Хебды, А. В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1989. - Т.1. Теоретические основы. - 400 е.: ил. - С. 377-381. .

92. Трение, изнашивание и смазка: Справочник Текст. В 2-х кн. / Под ред. И. В. Крагельского, В. В. Алисина. - М.: Машиностроение, 1978. -Кн. 1, 1978. - 400 е., ил. - С. 102-104.

93. Налимов, В. В. Логические основания планирования эксперимента Текст. / В. В. Налимов, Г. И. Голикова. М.: Металлургия, 1981.- 152 с.

94. Цкипуришвили, В. Б. Динамико-прочностные испытания экипажной части / В. Б. Цкипуришвили, В. В. Кочергин, А. А. Буханцев, Н. А. Аверин, С. А. Кутепов // Вестник ВНИИЖТ. 2002. - №4. - с. 39-41.

95. Алямовский, A. A. SolidWorks/COSMOSWorks 2006-2007. Инженрный анализ методом конечных элементов Текст. / А. А. Алямовский.- М.: ДМК, 2007. 784 е., ил.

96. Дударева, Н. Ю. Самоучитель SolidWorks 2008 Текст. / Н. Ю. Дударева, С. А. Загайко. СПб.: БХВ - Петербург, 2008. - 384 е.: ил.136

97. Невмержицкая, Г. В. Нагруженность элементов буксовых узлов железнодорожного подвижного состава и ее влияние на надежность буксового подшипника: Дис. . канд. техн. наук / Невмержицкая, Г. В. -Брянск, БГТУ, 2003. 198 с.

98. Невмержицкая, Г. В. Компьютерное моделирование распределения контактных давлений в подшипнике грузового вагона и оценка его долговечности Текст. / Г. В. Невмержицкая // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2006. - №2. - С. 18-21.

99. Невмержицкая, Г. В. Учет кинематики буксового подшипника при расчете нагруженности точек его деталей Текст. / Г. В. Невмержицкая //Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сб. науч. тр. Донецк, 2000. - С. 32-36.

100. Аверин, Н. А. Исследования нагруженности полиамидных сепараторов для буксовых подшипников методом конечных элементов // Вестник ВНИИЖТ. 2007. - №3. - С. 24-29.

101. Ефремова, И. А. Исследование изменения нагрузки на ролики в подшипнике железнодорожного вагона с использованием численных методов Текст. / И. А. Ефремова, А. Э Павлюков. Екатеринбург: УрГУПС, 2006.

102. Невмержицкая, Г. В. Исследование законов распределения нагрузок на тела качения буксового подшипника Текст. / Г. В. Невмержицкая // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. тр. Брянск, БГТУ, 1998. - С. 172-177.

103. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. М.: Наука, 1976. - 279 с.

104. Монтгомери, Д. К. Планирование эксперимента и анализ данных: Пер. с англ. Л.:Судостроение, 1980. - 384 е.: ил.

105. Спиридонов, А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А. А. Спиридонов. М.: Машиностроение,1371981.- 184 с.: ил.

106. Касаткин, Б. С. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений: справочное пособие Текст. / Б. С. Касаткин, А. Б. Кудрин, JI. М. Лобанов, В. А. Пивторак, П. И. Полухин, Н. А. Чиченев. -Киев: Наукова думка, 1981. 583 с, ил.

107. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов. Утв. Министерством экономики РФ, Министерством финансов РФ, Гос. комитетом РФ по строит., архитектурн. и жилищной политике. №ВК-477 от 21.06.1999 г.

108. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 496 е., ил.

109. Пат. 58094 Российская Федерация, МПК В 61 F 15/12. Букса с цилиндрическим роликоподшипником / А. В. Бородин, В. П. Клюка, Ю.А. Иванова.; заявитель и патентообладатель ОмГУПС. №2006116277; заявл. 11.05.06; опубл. 10.11.2006. Бюл. №31 .-2с.: ил.

110. Пат. 62568 Российская Федерация, МПК В 61 F 15/12. Букса с роликовыми подшипниками и осевой шаровой опорой / А. В. Бородин, Ю. А. Иванова; заявитель и патентообладатель ОмГУПС. №2006143938; заявл. 11.12.06; опубл. 27.04.2007. Бюл. №12. - 2 е.: ил.