автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Системы контактного токосъема с жестким токопроводом

На правах рукописи

Сидоров Олег Алексеевич

СИСТЕМЫ КОНТАКТНОГО ТОКОСЪЕМА С ЖЕСТКИМ ТОКОПРОВОДОМ

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

ОМСК 2005

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

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

МИХЕЕВ Виктор Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ФЕОКТИСТОВ Валерий Павлович

доктор технических наук, профессор АВИЛОВ Валерий Дмитриевич

доктор технических наук, профессор ГОРЮНОВ Владимир Николаевич

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

Защита диссертации состоится 22 апреля 2005 г. в 9-00 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПС) по адресу: 644046, г. Омск-46, пр. Маркса, 35, ауд. 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОмГУПСа.

Автореферат разослан марта 2005 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу университета. Тел./факс (381-2) 31-13-44,44-28-31.

Ученый секретарь

институт железнодорожного транспорта

(ФГУП ВНИИЖТ)

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

Омский государственный университет путей сообщения

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время системы контактного токосъема с жестким токопроводом нашли широкое применение в качестве устройств передачи электроэнергии на борт подвижного состава метрополитена и электрических монорельсовых транспортных систем (навесных, подвесных, с колесным и электромагнитным опиранием и линейными тяговыми двигателями). Контактные подвески с жестким токопроводом используются для подвижного состава магистральных электрических железных дорог и передвижных кранов, применяемых на контейнерных терминалах для грузовых операций с вагонами-контейнеровозами магистральных железных дорог.

Для каждой из указанных сфер применения систем токосъема с жестким токопроводом в настоящее время характерны увеличение скоростей движения, значительный рост токовых нагрузок, появление новых типов электроподвижного состава (ЭПС), условия работы которого требуют совершенствования существующих и создания новых устройств, обеспечивающих надежную, экономичную и экологичную передачу электроэнергии на борт транспортных средств.

В первую очередь это относится к высокоскоростным электромагнитным монорельсовым системам, развитие которых в настоящее время вышло на новый качественный уровень - в конце 2002 г. в Китае введена в эксплуатацию первая в мире коммерческая линия между Шанхаем и аэропортом По-донг длиной 30 км, предназначенная для перевозки пассажиров со скоростями до 400 км/ч.

В Японии активно ведутся работы по созданию электромагнитных монорельсовых систем с электродинамическим подвесом (проект MLX) для междугородних перевозок со скоростями до 550 км/ч. Создана и функционирует экспериментальная трасса в префектуре Яманаши длиной 43 км.

В Германии в опытно-коммерческую эксплуатацию введен подвижной состав нового поколения с электромагнитным подвесом Transrapid 08.

Широкое применение во всех развитых в экономическом отношении странах нашли городские монорельсовые системы с колесным опиранием. Монорельсовые пассажирские линии функционируют в США, Японии, Германии, Франции, Великобритании, Канаде, Малайзии и других странах.

В России работы по созданию электромагнитных монорельсовых систем были начаты в 1975 г. и выполнялись в соответствии с постановлением Государственного комитета СССР по науке и технике 0.54.07 от 30.10.85 г., Государственной научно-технической программой «Скоростной экологически чистый транспорт» и постановлением Правительства г. Москвы, Миннауки и Минтранса России от 08.02.96 г. «О развитии новых видов скоростного пассажирского транспорта для г. Москвы и Московского региона».

Головными организациями по этой тематике являлись Всесоюзный научно-исследовательский институт электровозостроения (ВЭлНИИ, г. Ново-

черкасск), объединение «Спецтранс» и Инженерно-научный центр «ТЭМП» (г. Москва).

В настоящее время в соответствии с постановлением Правительства г. Москвы № 463-ПП от 22.05.2001 г. выполняются работы по сооружению первоочередной трассы Московской монорельсовой транспортной системы (ММТС) между станциями метро «Тимирязевская» и «Ботанический сад». Осуществляется проектирование скоростной монорельсовой линии нового поколения сообщением «город - аэропорт». Головными организациями этих программ являются акционерное общество «Московские монорельсовые дороги» (ОАО «ММД») и государственное предприятие «Московский институт теплотехники» (ГП «МИТ»).

ОмГУПС с 1977 г. принимает участие во всех указанных отечественных программах, выполняя теоретические и экспериментальные исследования по совершенствованию и разработке новых вариантов токоприемников и жестких токопроводов различных конструкций и назначения, которые наряду с устройствами тяги, подвеса, направления и автоматического управления движением имеют большое значение для надежного функционирования всей транспортной системы. Обеспечение надежного и экономичного токоснима-ния - одна из главных проблем развития электрического транспорта.

Особую остроту этой проблеме придают значительно возросшие требования к снижению негативного воздействия транспорта, особенно городского, на окружающую среду, что отражено в экологической программе ОАО «РЖД», федеральных законах по охране окружающей среды и Экологической доктрине Российской Федерации (одобрено распоряжением Правительства РФ № 1225-р от 31 августа 2002 г.).

В России работы, посвященные исследованию и, созданию систем контактного токосъема, в том числе с жестким токопроводом, выполнялись в ВЭлНИИ, МИИТе, ОмГУПСе, ИНЦ «ТЭМП» (г. Москва), ОКБ им. Яковлева (г. Москва), ОАО «ММД» (МИТ, г. Москва), ВНИИЖТе и других научных организациях и учебных вузах. Значительный вклад в решение этой проблемы внесли В. П. Михеев, А. В. Плакс, И. А. Беляев, В. Я. Берент, И. И. Власов, В. А. Вологин, С. А. Кадышев, А. И. Гуков, А. Т. Демченко, Ю. Е. Купцов, Ю. И. Горошков, В. Н. Пупынин, Г. Г. Марквардт, К. Г. Марквардт, Г. Г. Энгельс, Ю. Д. Соколов, А. А. Галенко, Г. С. Галактионов, Ю. Н. Щерба, Г. Г. Манасарян А. В. Фрайфельд, В. П. Феоктистов, Л. Н. Решетов, С. А. Привалов, Ю. П. Швец, В. А. Смахтин, В. И. Бочаров, В. А. Винокуров, А. В. Ефимов, А. Г. Галкин, О. В. Грибачев, В. С. Розанов, И. В. Митрофанов, К. Г. Шейн,

A. В. Чичинадзе, Т. А. Тибилов, В. М. Павлов, В. А. Нехаев, Г. П. Маслов,

B. Н. Лисунов, Е. А. Кротенко, А. В. Климович, В. В. Свешников, А. Ф. Дроботенко, А. Г. Емельянов, Ю. И. Филатов, С. А. Ступаков, Е. И. Быков, Б. В. Панин и другие специалисты.

Цель диссертационной работы состоит в разработке научно обоснованных технических решении на основе усовершенствованных методов теоретических и экспериментальных исследований для создания различных систем токосъема с жестким токопроводом, обеспечивающих надежное, экономичное и экологичное токоснимание.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать усовершенствованные методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами в установившемся режиме с учетом влияния факторов, характерных для реальных условий эксплуатации.

2. Создать уточненные методы расчета кривых контактного нажатия в переходных режимах с учетом ударов в зонах температурных стыков и концевых отводов жестких токопроводов.

3. Предложить методы теоретического определения характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов.

4. Создать на основании предложенных методов новые варианты токоприемников и жестких токопроводов.

5. Разработать метод экспериментальных исследований характеристик и параметров усовершенствованных токоприемников и токопроводов в лабораторных, полигонных и линейных условиях.

6. Создать методы проверки экологических характеристик токоприемников и реализовать их при синтезе новых конструкций с улучшенными параметрами.

7. Предложить метод проверки износных характеристик контактных пар и реализовать его при прогнозировании срока службы токоприемников и жестких токопроводов.

Научная новизна:

1. Разработан метод расчета взаимодействия малогабаритного штангового токоприемника с жестким токопроводом в установившемся режиме с учетом влияния колебаний подвижного состава, силы трения скольжения в контакте и нелинейных характеристик пневматического резинокордного элемента.

2. Предложена методика расчета токоприемника в переходных режимах с учетом ударов при проходе стыков жесткого токопровода, инерционных эффектов и в условиях активного изменения статического нажатия при использовании устройств автоматического регулирования.

3. Показано, что при жестком токопроводе для высокоскоростного транспорта необходимо использовать токоприемник с двумя степенями свободы и системой автоматического регулирования нажатия.

4. Разработаны методы стендовых экспериментальных исследований динамических характеристик малогабаритных токоприемников с учетом колебаний подвижного состава, изменения высоты и горизонтального смеще-

ния токопровода, аэродинамического воздействия и ударов в зонах стыков жесткого токопровода.

5. Предложены методы оценки экологических характеристик малогабаритных токоприемников. Даны рекомендации по снижению уровня радиопомех за счет применения графитовой смазки и экранирующих элементов.

6. Разработан метод оценки и прогнозирования износа контактных пар токоприемника и жесткого токопровода. Даны рекомендации по выбору статического нажатия для различных сочетаний материалов контактных пар и токовых нагрузок.

Методы проведения исследований:

В работе были использованы: метод системного подхода; методы математического моделирования на ПЭВМ с использованием программной среды Borland Delphi 5.0 и универсальной математической программы MathCAD; метод планирования эксперимента; корреляционный и регрессионный анализ; метод интегральной оценки качества процесса регулирования.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы подтверждена результатами экспериментальных исследований и опытом эксплуатации макетных и опытных образцов разработанных устройств токосъема. Достоверность базируется также на строго доказанных и корректно использованных выводах математического анализа, теории вероятностей и математического моделирования. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными не превышает 9 % для различных вариантов предлагаемых моделей.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны усовершенствованные математические модели и программные комплексы, позволяющие рассчитывать характеристики и параметры токоприемников и жестких токопроводов с учетом влияния внешних факторов, характерных для реальных условий эксплуатации различных видов электроподвижного состава.

2. Созданы новые и усовершенствованные конструкции токоприемников и жестких токопроводов для обеспечения надежного, экономичного и экологичного токосъема при скоростях движения подвижного состава до 500 км/ч.

3. Разработаны методы экспериментальной проверки характеристик и параметров токоприемников и токопроводов в условиях, максимально приближенных к реальным. Создан универсальный лабораторный комплекс и участок специализированного полигона для испытания устройств токосъема при реальных и имитируемых скоростях движения.

4. Созданы экспериментальные стендовые установки, позволяющие оперативно проверять экологические и износные характеристики контактных пар токоприемников и жестких токопроводов.

5. Разработан метод прогнозирования износа контактных пар токоприемников и жестких токопроводов, позволяющий обеспечивать в эксплуатации надежный и экологичный токосъем при минимальном износе контактирующих элементов.

Реализация результатов работы заключается в следующем:

1. Методы расчета взаимодействия токоприемников с токопроводом, методы экспериментальной оценки уровня радиопомех, методы исследования и прогнозирования износа контактных пар внедрены в ОАО «Московские монорельсовые дороги» в 2002 г. при разработке технической документации и выборе параметров устройств токосъема первой очереди Московской монорельсовой транспортной системы, сооружаемой между станциями метро «Тимирязевская» и «Ботанический сад».

2. Эскизный проект и макетный образец токоприемника ТМС скоростной монорельсовой системы нового поколения внедрены в ОАО «Московские монорельсовые дороги» в 2004 г. при разработке проектной документации скоростной монорельсовой трассы нового поколения сообщением «город - аэропорт».

3. Методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токо-проводами и расчетно-программный комплекс для их реализации, комплект из шести опытных образцов авторегулируемых токоприемников СпР-433 для вагона В-250 линии Москва - Шереметьево-2, комплект токоприемников Т-7 для вагона ТП-05 испытательного центра в г. Раменское использованы в Инженерно-научном центре «ТЭМП» при выработке технических решений устройств токосъема проекта пассажирской эстакадной трассы «Москва - Ше-реметьево-2».

Токоприемники Т-7 успешно эксплуатируются в испытательном центре г. Раменское с 1988 г. по настоящее время.

4. Методика расчета взаимодействия с токопроводами высокоскоростных авторегулируемых токоприемников, результаты теоретических и экспериментальных исследований разработанного токоприемника СпВ-3 использованы в техническом проекте натурного экипажа транспорта на магнитном подвесе во Всесоюзном научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте электровозостроения.

5. Разработанный универсальный комплекс для испытаний устройств токосъема, содержащий колебательный, вращающийся, износный, ударный и аэродинамический стенды, с 1992 г. используется в учебном процессе и при выполнении научных исследований в качестве действующего испытательного комплекса в лаборатории устройств токосъема ОмГУПСа.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на VI Всесоюзной научно-технической конференции по методам и средствам диагностирования (Омск,

1989); III Всесоюзной научно-технической конференции «Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта» (Омск, 1991); конференции, посвященной 100-летию А. С. Алексеева «Перспективные системы и совершенствование устройств электрической тяги на ж.-д. транспорте и в электромашиностроении» (Ленинград, 1991); Международной конференции «Параметры перспективных транспортных систем республики Саха» (Якутск, 1995); Международной конференции «Актуальные проблемы развития ж.-д. транспорта» (Москва, 1996); Международной научно-практической конференции «Город и транспорт: управление экономикой в условиях рынка» (Омск, 1996); XI Международной конференции «Состояние и перспективы развития ЭПС» (Новочеркасск, 1997); юбилейной научно-технической конференции УрГАПСа «Железнодорожный транспорт сегодня и завтра» (Екатеринбург, 1998); Межвузовской научно-практической конференции (Омск, 1998); научно-практической конференции с международным участием «ТрансСибВуз-2000» (Омск, 2000); научно-практической конференции, посвященной 100-летию завершения строительства Транссибирской магистрали (Омск, 2001); Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока» (Хабаровск, 2001); региональной научно-практической конференции «Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу» (Новосибирск, 2002); региональной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на обособленных предприятиях Западно-Сибирской ж.-д.» (Омск, 2003); научно-технических семинарах Инженерного центра «ТЭМП» (Москва, 1988, 1989 и 1990); научно-техническом семинаре ОАО «Московские монорельсовые дороги» (Москва, 2002); IV Международной конференции «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава» (Новочеркасск, 2003); Втором Международном симпозиуме «Электрификация и ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте» (Санкт-Петербург, 2003); Международной научной конференции «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов-на-Дону, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 85 печатных работ, в том числе 2 монографии, 30 статей (из них 12 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ), 15 тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях, 28 авторских свидетельств и 8 патентов РФ на изобретения, 2 патента РФ на полезные модели. Указанные работы опубликованы после защиты автором кандидатской диссертации в 1986 г.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти разделов, заключения, списка использованных источников. Общий объем 377 страниц, в том числе 347 страниц основного текста, 232 иллюстрации, 21 таблица, 208 источников и одно приложение на 6-ти страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе выполнен анализ характерных условий токосъема для разновидностей электротранспорта, имеющих жесткие токопроводы.

Системы токосъема с жестким токопроводом (СТЖТ) применяются для передачи электроэнергии на борт подвижного состава и на передвижные краны.

Наиболее широко СТЖТ используются в устройствах электроснабжения метрополитена, где в качестве жесткого токопровода применяется контактный рельс. На магистральных электрических железных дорогах жесткие токопроводы устанавливаются в тоннелях, на станционных зонах и других участках, где возникает необходимость в минимизации вертикальных габаритов контактной подвески.

Для направляемых монорельсовых систем с колесным и электромагнитным опиранием СТЖТ являются наиболее целесообразным способом передачи электроэнергии, что обусловило их широкое использование во всех без исключения эстакадных транспортных системах.

В настоящее время монорельсовые дороги получают весьма интенсивное развитие во всем мире.

В России ведется строительство монорельсовой дороги в г. Москве на участке между станциями метро «Тимирязевская» и «Ботанический сад».

Столь широкое применение монорельсовых систем обусловлено тем,

6

9

8

что они являются всепогодными, не требуют для прокладки трасс отчуждения значительных территорий, позволяют выполнять транспортные развязки в нескольких уровнях, оказывают минимальное воздействие на окружающую среду, имеют значительную провозную способность при высокой безопасности движения.

Рис. 1. Схема навесной

4

7

Навесная монорельсовая система устроена следующим образом (рис. 1): кузов 1 посредством элементов подрессоривания 2 установлен на тележке 3, которая опирается на эстакаду 4 при

монорельсовой системы

помощи опорных катков 5. Катки 6 и 7 обеспечивают вертикальную и горизонтальную стабилизацию экипажа. Передвижение осуществляется за счет линейного асинхронного двигателя 8, обмотки которого расположены на тележке и взаимодействуют с реактивной шиной 9, закрепленной на эстакаде.

В силовую цепь подвижного состава электроэнергия поступает от токоприемников 10, взаимодействующих с токопроводами 11, закрепленными посредством кронштейнов 12 на эстакаде.

Принципиальной отличительной особенностью монорельсового транспорта с подвижным составом на электромагнитном подвесе (ЭМТ) является отсутствие традиционного для наземного транспорта колеса, выполняющего функцию опоры, направления и тягового усилия за счет сцепления с путевым полотном. Эти функции выполняет магнитное поле, что дает ряд несомненных преимуществ перед железнодорожным, авиационным и автомобильным транспортом.

Для условий работы систем токосъема монорельсового транспорта с колесным и электромагнитным опиранием характерны: широкий диапазон скоростей движения (до 500 км/ч); наличие жесткого токопровода с длинами пролетов от 2 до 6 м, что формирует широкий частотный спектр динамических воздействий, генерируемых стрелами провеса токопровода; весьма значительное влияние на основание токоприемника со стороны экипажа; ограниченное геометрическое пространство, в котором расположены элементы системы токосъема; связанные с этим низкий уровень питающего напряжения (600 - 1500 В) и значительные токовые нагрузки (500 - 2000 А); сложный характер аэродинамического воздействия на токоприемник в подэки-пажной зоне; сложность доступа к элементам системы токосъема; жесткие требования к массогабаритным показателям токоприемников; высокие требования к уровням шума и радиопомех, генерируемых в процессе токосъема; наличие ударных воздействий в зонах стыков и концевых отводов жестких токопроводов.

На основе анализа особенностей условий работы систем токосъема с жестким токопроводом в работе сформулированы требования к конструкциям токоприемников и токопроводов для различных диапазонов скоростей движения.

Во втором разделе разработана классификация по базовым типам известных конструкций токоприемников и жестких токопроводов.

Выполнена классификация конструкций токоприемников метрополитена, основной особенностью которых является использование контактного рельса с нижней или верхней рабочими поверхностями.

Целесообразно разделить токоприемники метрополитена на две группы: неуправляемые и управляемые.

К неуправляемым относятся конструкции, не имеющие дистанционного управления приводом подъема и опускания.

К управляемым можно отнести токоприемники, оснащенные приводом, связанным с системой дистанционного управления, а в некоторых случаях и с устройствами регулирования нажатия.

Отличительной особенностью системы токосъема мокорельсового транспорта является использование токопроводов охватывающего типа, с внутренними гранями которых взаимодействуют контактные элементы токоприемников. Такая конструкция была использована еще в 1930-х гг. при сооружении экспериментальных эстакадных систем в Германии и с тех пор принципиально не менялась, так как при скоростях движения монорельсового ЭПС до 60 км/ч такая схема системы токосъема оказалась весьма удобной. Это связано с возможностью применения на токопроводах изоляционных кожухов, которые имеют минимальные геометрические размеры и позволяют значительно снизить массу элементов токопровода и токоприемников.

Для скоростных токоприемников ЭМТ более характерен плоскостной контакт.

Работы по созданию токоприемников ЭМТ были начаты в СССР в 1976 г. одновременно с началом проектирования пассажирской транспортной системы на магнитном подвесе. Эти работы проводились в ВЭлНИИ (г. Новочеркасск), НИИ «Спецтранс» (г. Москва), МИИТе (г. Москва), ВНИИЖТе (г. Москва). Одним из разработчиков устройств токосъема являлся и в настоящее время является ОмГУПС, где были созданы различные конструкции макетных образцов токоприемников ЭМТ.

Выполнен анализ конструкций токоприемников передвижных кранов различной мощности. Разработана классификация конструкций жестких токопроводов, обеспечивающих передачу электроэнергии на борт различных типов подвижного состава.

В третьем разделе предложены усовершенствованные методы расчета взаимодействия с жесткими токопроводами токоприемников монорельсового транспорта с колесным и электромагнитным опиранием.

Разработанный ранее профессором В. П. Михеевым метод оценки качества передачи электроэнергии через скользящий контакт предусматривает определение двух основных показателей - надежности и экономичности.

Основным критерием надежности и экономичности является контактное нажатие для конкретных материалов контактных пар, при уменьшении которого возрастает вероятность отрывов и связанных с ним случаев искро-образования, а при увеличении возникает опасность повреждения контактирующих элементов (токоприемника и токопровода) за счет значительных динамических сил, особенно при высоких скоростях движения.

Износ токосъемных элементов зависит от нажатия, при увеличении которого интенсивность истирания токоприемника и токопровода увеличивается (рис. 2).

Уменьшение нажатия приводит к снижению износа, но только до определенного значения, после которого дальнейшее уменьшение нажатия ведет к росту износа за счет искрообразования и электроэрозионного разрушения поверхностного слоя контактных материалов.

Рис. 2. Схема выбора оптимального нажатия

Таким образом, выбор оптимального нажатия в контакте сводится к решению двух основных задач:

1) получению U-образных зависимостей износа от нажатия для выбранной контактной пары и при заданном нагрузочном токе. Минимум износа на кривой соответствует оптимальному значению нажатия

2) корректировке исходного нажатия с учетом реальных параметров токоприемника и воздействия внешней среды, так как кривая нажатия при движении подвижного состава будет иметь отклонения вверх и вниз вплоть до достижения предельных уровней, выход за которые приводит к динамическим ударам или к потере нажатия с появлением искрения (см. рис. 2, точки 1 и 2).

Достоверность расчетов при математическом моделировании токосни-мания прямо связана с полнотой учитываемых видов воздействия на уровень контактного нажатия, для чего предложено учитывать факторы, представленные на рис. 3.

Кинематическая схема штангового токоприемника с указанием его основных геометрических параметров приведена на рис. 4,а.

Схема токоприемника ЭМТ с указанием внешних сил, действующих на его элементы, изображена на рис. 4,6.

Сила Рр к э рассчитывается по формуле:

PpK3=k1+k2VÄL+k3AL + k4AL2+k5AL3, (1)

где - коэффициенты, определяющие характеристику упругости

пневматического резинокордного элемента (РКЭ); ДЪ - значение абсолютного уменьшения высоты РКЭ по отношению к его ненагруженному состоянию:

= ^ркэо ~ Н0 - 1ь вт а,

(2)

где - высота резинокордного элемента в ненагруженном состоянии;

- геометрические параметры; - угол поворота штанги.

Рис. 3. Факторы, учитываемые при расчете контактного нажатия токоприемников монорельсового транспорта

Контактное нажатие Распределяется из системы уравнений (рис. 5):

где ХМ|0 - суммарный момент всех сил, действующих на штангу токоприемника; Мро - момент силы, передаваемый штанге от резинокордного элемента; М„ - момент от сил, передаваемых на штангу через упругие элементы каретки; М„н - инерционный момент штанги при вращательном движении; Ме - момент силы тяжести, действующей на штангу; Н^у - сумма сил, действующих на токосъемный элемент в вертикальном направлении; Р^у - сила, передаваемая от упругих элементов каретки; РИ1)у - сила инерции, действую-

щая на токосъемный элемент;

-

сила тяжести, действующая на токосъем-

ный элемент;

- сила контактного нажатия.

Рис. 4. Расчетные схемы токоприемника ЭМТ

Рис. 5. Моменты и силы, действующие на элементы токоприемника ЭМТ

Момент силы, передаваемый штанге от РКЭ, определяется по формуле:

МРКЭ =(к] +к2-УлЬ + к3 ДЬ+к4 Д1? +к5 ДЬ3)1ьсоза-^РКЭ 1ь со8а-гРКЭ(и1ь со8а)1ьсоза,

(4)

где 'ЧУркэ - сухое трение в резинокордном элементе; Ш - угловая скорость вращения штанги; Грю - вязкое трение в резинокордном элементе.

Момент от сил, передаваемых на штангу через упругие элементы каретки, рассчитывается по формуле:

где - сухое трение в каретке; - геометрические размеры; - вертикальная составляющая скорости токосъемного элемента; Г, — вязкое трение в каретке; Жг - жесткость одной пружины каретки (с учетом наличия двух пружин); Ь„о - длина пружины в ненагруженном состоянии; Н„ - высотное положение токопровода; Ц — расстояние между пружинами.

В связи с громоздкостью расчета реальной траектории высотного положения токопровода целесообразно сделать допущение о том, что эта траектория имеет косинусоидальный вид.

На рис. 6 представлены динамические характеристики двухмассового токоприемника ЭМТ, полученные в результате расчета процесса его взаимо-

действия с токопроводом, имеющим стрелы провеса 1,5-10'3 И 0,5-10 3 М. На частоте 14 Гц наблюдается резонансное явление, вызванное резким увеличением амплитуды колебаний штанги токоприемника.

Увеличение стрелы провеса с 0,5-Ю"3 до 1,5-10"3 м ведет к разбросу максимального и минимального нажатий в пролете. В резонансной зоне наблюдается установившийся разброс нажатий.

Влияние статического нажатия Рр на вид динамической характеристики представлено на рис. 7. Увеличение нажатия с 80 до 130 Н значительно повышает абсолютное значение минимального и максимального нажатий и сдвигает зону резонанса в область более высоких частот.

Рис. 6. Влияние стрелы провеса на динамическую характеристику токоприемника ЭМТ

Рис. 7. Влияние статического нажатия на динамическую характеристику токоприемника ЭМТ

Анализ результатов расчетов с учетом колебаний основания токоприемника показывает, что наличие этого фактора расширяет зону резонанса и увеличивает размах максимального и минимального нажатия при возрастании частоты колебаний основания (рис. 8) и при увеличении их амплитуды (рис. 9). Причем рост амплитуды колебаний основания токоприемника более выраженно влияет на ширину резонансной зоны.

Ударные процессы при взаимодействии токоприемника с токопрово-дом имеют место в зонах стыков и концевых отводов. В связи с этим возникают удары двух типов:

а) следующий по ходу движения участок токопровода расположен ниже предыдущего;

б) следующий по ходу движения участок токопровода расположен выше предыдущего.

При наезде токоприемника на стыковые соединения возникает ударный процесс. Для расчета параметров удара и его силы необходимо знать начальную скорость соударяемых тел. С целью упрощения расчетов принимается, что удар прямой и центральный. Для данного случая скорость удара рассчитывается по формуле:

Ууд = Уп.с я'пауд> (6)

где Упс- скорость движения подвижного состава; ОуД - угол удара.

Рис. 8. Влияние частоты колебаний основания токоприемника на контактное нажатие

Рис. 9. Влияние амплитуды колебаний основания токоприемника на контактное нажатие

При расчете ударного процесса необходимо знать радиусы скругления углов соударяемых тел. Если сумма этих радиусов больше ступеньки стыка, то значение угла удара определяется по уравнению:

. (я,

а»=шЧ Ч+к2 ) (7)

где Я), Яг - радиусы скругления углов токосъемного элемента и токопро-вода; - значение ступеньки стыка.

Если сумма радиусов скругления углов токопровода и токосъемного элемента меньше ступеньки стыка или угол удара меньше, чем то угол удара

Для определения силы соударения необходимо учитывать подат-

ливость при ударе как следствие местных деформаций. В данном случае целесообразно применение нелинейно упругопластической модели.

Характеристика данной модели на этапе сближения нелинейна:

где у - сближение соударяемых тел; Ь - коэффициент ударной вязкости, п - силовой коэффициент; Руд - сила удара.

Для этапа удаления тел после удара применяется формула Герца:

где К - постоянная, зависящая от свойств материала соударяемых тел и радиусов начальной кривизны г их поверхностей в точке контакта; у,- максимальное остаточное сближение.

Форма импульса удара приведена на рис. 10. Максимальная сила соударения

где П12 - масса токосъемного элемента токоприемника.

Время удара определяется по формуле:

. 10. Характер импульса силы удара

где - максимальное сближение соударяемых тел.

После соударения с токопроводом токосъемный элемент отдаляется от него со скоростью

где R - коэффициент восстановления.

Для нелинейно упругопластической модели

Исследования взаимодействия токоприемника ЭМТ с токопроводом показали, что значительное влияние на силу ударного воздействия оказывает угол наклона рабочей грани контактного элемента токоприемника у (рис.11).

При скорости 50 м/с и у = 40° сила удара достигает 340 Н. Длительность первичного импульса удара составляет 2,2 мс.

Динамическая характеристика токоприемника ЭМТ, построенная с учетом фиктивной добавки ударного воздействия, представлена на рис. 12. При у = 40° токоприемник не обеспечивает надежного токоснимания, так как после достижения скорости 24 м/с (86,4 км/ч) наблюдается недопустимое падение контактного нажатия. Приемлемые значения угла у находятся в диапазоне менее 20°.

Рис. 11. Влияние угла у на силу ударного взаимодействия токоприемника ЭМТ с токопроводом

Рис. 12. Влияние угла у на характер динамической характеристики токоприемника ЭМТ

Выполнена оценка влияния системы автоматического регулирования (САР) нажатия на динамическую характеристику токоприемника ЭМТ. Схема работы САР при проходе токоприемником резонансной зоны представле-иаиарис. 13, где использованы следующие обозначения: Рро - исходное статическое нажатие токоприемника; - статическое нажатие первой ступени

ГР1

Рро

Риг .

У! У ■

{ \ г

^зап ^пср ^выд ^возв

САР; ^ап САР; I,

пер

время запаздывания время переходного

Рис. 13. Работа САР при проходе токоприемником резонансной зоны

процесса; 1выд - время выдержки для исключения «звонковой» работы САР; - время возврата статического нажатия к исходному значению.

Установлено, что увеличение статического нажатия посредством влияния САР является наиболее эффективной мерой повышения надежности токоснима-ния при прохождении токоприемником ЭМТ резонансных зон.

Выполнено теоретическое исследование динамических характеристик токоприемника монорельсового транспорта (МТ). Кинематическая схема токоприемника изображена на рис. 14.

В расчете приняты следующие обозначения: 1| = АС = ОЕ;

- расстояние от линии AG до центра массы токо-проводящего кабеля при горизонтальном положении штанг токоприемника; 18 - расстояние от линии СБ до точки Н; - расстояние от точки С до горизонтали на уровне точки Н; 1ю - длина токопроводящего кабеля.

Для расчета взаимодействия токоприемника МТ с токопроводом использовано уравнение Лагранжа второго рода:

Рис. 14. Кинематическая схема токоприемника МТ

где Т - кинетическая энергия механической системы (токоприемника МТ); 0 - угол поворота штанг токоприемника; П - потенциальная энергия механической системы; - обобщенная сила, соответствующая силам сопротивления.

Выражение для расчета кинетической энергии токоприемника МТ выглядит следующим образом:

Т = 1(111, +ш2)]?р2 +1(ш3 +гп4)1?р2 +1щ51?0(32 +^ш6(1, +14-15)2Р2, (15)

где Ш] - масса штанги АС; щ2 - масса штанги EG; Шз - масса держателя ЕН; пц - масса токосъемного элемента; Шз - масса то ко проводящего кабеля; - масса пружины.

Потенциальная энергия токоприемника рассчитывается по формуле:

где Ню - высота центра масс контактного элемента (тз И гщ) относительно точки Е; жпр - жесткость нажимной пружины; 1о - длина пружины в ненагру-женном состоянии; Д1нач - удлинение пружины при исходном равновесном положении токоприемника.

Получено выражение для расчета силы контактного нажатия токоприемника:

Динамическая характеристика для токоприемника МТ представлена на рис. 15. В расчете использованы следующие параметры токопровода: 1пр = 2м; !•!„<„„= 0,02 м.

Характеристика иллюстрирует зависимость максимального и минимального нажатий в пролете от частоты вертикальных колебаний, генерируемых стрелами провеса токопровода. Частота вертикального воздействия определяется из выражения:

60 н

40 30 20 10

= 0

Ш„р= 1,44 кг f - 1П'3 к/ ч.

0

10 V«,"

15 Гц 25

Токоприемник МТ для условий, указанных на рис. 15, имеет критическую скорость 69 м/с (249 км/ч) и предельную - 55 м/с (197 км/ч) при отсутствии внешних воздействий кроме влияния стрел провеса.

Получены динамические характеристики токоприемника МТ с учетом влияния стрел провеса (рис. 16,а), приведенной массы (рис. 16,6). Установлено влияние на динамическую характеристику колебаний подвижного состава при изменении частоты (рис. 17, а) и амплитуды (рис. 17,6) вертикальных колебаний основания токоприемника.

Установлен характер влияния на уровень нажатия в контакте ударных процессов, возникающих в зонах стыков для различных углов наклона рабочей грани контактного элемента у^ (рис. 18 и 19).

Даны рекомендации по выбору параметров токоприемников для различных скоростей движения.

Рис. 15. Динамическая характеристика токоприемника МТ

60 н

40 30 г 20 10

1 з1 ' <кс = 2,5-10 м<Г/ / /

у л' ✓ \

1|( = Аи-1и"м £„=1.0-1<Г3м

N ' Сч

Рп = 35 Н \\ ч ч ■ N

шпр = 2 кг | ч \ \\

10 V,,-

60 н

40 30 ' 20 10

Шпр- 3,5 кг- / —/ / ✓ 2,0 кг

✓ У * > х ✓ * * -ПЦ,"

/ГПпр = 0,5 кг

\ •ч Ч \ ^

Рр = 35 Н \ V N . V

5«= 1,5-10"3 м1 1 1 N ч \ ч

15 Гц 25

10 V«;-б

15 Гц 25

Рис. 16. Динамические характеристики токоприемника МТ

60 н

40 30 20 10

Уосн = 20 Гц ✓

^ОСИ — 10 Гц / = 5 Гц

Рг= 35 Н

Аосн = ЗЮ"3 м |

60 Н 40

30 '20 10

1 Аосн=1010; 1.

Арен ~ 5-10'3 Аосн ~ 10'3 м

Рр = 35 Н ' >

у„сн = 10Гц I 1

5 10 15 Гц 25

V.,.-►

5 10 15 Гц 25 V«--

б

Рис. 17. Влияние колебаний основания токоприемника на динамическую характеристику: а - влияние частоты колебаний; б - влияние амплитуды колебаний

100 н 60

Руд 40

20

/

V /

30° / / у у У У

45° ✓ У У у

' ✓ \ **

60 Н 40 30 '20 10

/ /

——— >безу дара

\ \ V- 45° -

V

\ \

0 10 20 30 м/с 50 V«--

Рис. 18. Влияние угла 72 на силу ударного воздействия

) 5 10 15 Гц 25

V,*-►

Рис. 19. Динамическая характеристика с учетом ударного воздействия

В четвертом разделе предложены конструкции усовершенствованных вариантов токоприемников и жестких токопроводов.

При создании токоприемников используются функциональные узлы и элементы, которые предложено разделить на базовые и дополнительные.

Базовыми являются элементы, входящие в конструкцию каждого токо-

приемника. Без них нормальное функционирование системы токосъема невозможно.

К базовым относятся следующие элементы:

- система подвижных рам (штанги, связи, шарниры, главные валы);

- привод (пружины, исполнительные механизмы);

- основание (рама, каркас);

- токопроводящие элементы (шунты, шины, кабели, покрытия);

- изолирующие (изоляторы, изолирующие кожухи, стенки, покрытия);

- контактирующие (токосъемные пластины, вставки, накладки).

Базовый комплект узлов достаточен для большинства токоприемников,

работающих при скоростях до 50 - 60 км/ч и не требующих применения дистанционного управления, регулирования нажатия, шумозащитных и других элементов.

К дополнительным относятся элементы, которые обеспечивают надежный и экономичный токосъем в условиях высоких скоростей, различных внешних воздействий на токоприемник и с учетом требований экологии.

К этой группе предложено отнести 20 элементов:

- управляющие (механизм управления приводом);

- каретки (упругие элементы, направляющие);

- полозы (конструкции и детали, на которых установлены контактирующие элементы);

- предохранительные (упругие элементы, детали с ограниченной прочностью, датчики усилий);

- демпфирующие (демпферы);

- авторегулирующие (датчики, исполнительные механизмы, электронные блоки, процессоры);

- сохраняющие (створки, полости, вентиляторы, подогреватели, датчики);

- компенсирующие (датчики наклона кузова, исполнительные механизмы);

- помехоподавляющие (экраны, электрические схемы, покрытия);

- шумоподавляющие (экраны, покрытия);

- виброизоляционные (амортизаторы, диссипативные элементы);

- гололедозащитные (кожухи, чехлы, устройства объемного наддува);

- диагностические (датчики, индикаторы, электронные блоки);

- аэродинамические (экраны, крылья, закрылки, исполнительные элементы, датчики);

- смазывающие (электропроводящая смазка, датчики, исполнительные механизмы);

- охлаждающие (элементы с оребрением и внутренними полостями, насосы, датчики, теплоносители);

- светомаскирующие (экраны);

- светозащитные (кожухи, экраны, фильтры для защиты резинокорд-ных и полимерных деталей от ультрафиолетового излучения);

- устройства электробезопасности (исполнительные элементы, контакты разъединителя, шунты, кабели).

Применение дополнительных узлов обусловлено особенностями работы ЭПС и требованиями к надежности и экономичности токоснимания. Использование различных вариантов таких узлов необходимо при проектировании скоростных токоприемников электромагнитного монорельсового транспорта.

Предложена приоритетная конструкция токоприемника СпР-432 (рис. 20), представляющего собой корпус, в котором на горизонтальных направляющих установлена подвижная рама с поворотной штангой и нажимным РКЭ. На конце штанги установлен подпружиненный контактный элемент. Подвижная рама оснащена внешней и внутренней заслонками, которые надежно герметизируют полость отсека сохранения в рабочем и нерабочем положениях токоприемника. Выдвижение рамы осуществляется с помощью пневматического цилиндра. Для снижения шума и экранирования радиопомех установлены элементы комбинированного покрытия 1 и 2.

Токоприемник снабжен датчиками ускорения штанги ДУс, температуры материала контактного элемента ДТм, тягового тока ДТк, искрения в контакте ДИс, целостности контактного элемента ДЦК (рис. 20,б). Сигналы от датчиков через оптоэлектронный преобразователь (ОЭП) поступают на блок индикации (БИ) и блок регулирования нажатия (БРН), который формирует управляющий сигнал, подаваемый на вход редуктора-стабилизатора (РС).

Многочисленные эксперименты и испытания показали, что малогабаритный токоприемник СпР-432 обеспечивает надежное токоснимание при скоростях движения до 500 км/ч и может быть рекомендован в качестве базовой модели при проектировании вариантов токоприемников ЭМТ.

Разработаны приоритетные конструкции токоприемников монорельсового транспорта, метрополитена и жестких токопроводов.

В пятом разделе предложена методика определения характеристик и параметров усовершенствованных токоприемников и токопроводов.

Перед выходом токоприемника на линию, а также перед проведением экспериментальных исследований взаимодействия его с токопроводом необходимо располагать набором данных о конструктивных особенностях конкретного токоприемника. К основным характеристикам, отражающим функциональные возможности токоприемников, относятся приведенная масса, поперечная жесткость, статическая характеристика, характеристики опускающей и удерживающей сил, нагрузочная способность, время подъема и опускания, статическая характеристика САР.

На рис. 21,22 представлены результаты исследований основных характеристик токоприемников серии СпР.

-20 -15 -10 -5 0 5 10 Ю"3м 20 ЛЬ-

Рис. 21. Статические характеристики токоприемника

пассивное нажатие, активное

Рис. 22. Сравнительный анализ аэродинамических характеристик токоприемников СпР-433 и СпР-7: а - подъемная сила; б - лобовое сопротивление

Установлено, что превалирующее значение для нагрева элементов токоприемника имеет тепловыделение в зоне контакта токосъемных элементов с токопроводом, т. е. нагрузочная способность токоприемника существенно зависит от статического нажатия.

При значении тока I, равном 1400 А, максимальный перегрев контактных пластин составил 108 °С при нажатии 180 Н и 143 °С при нажатии 130 Н (рис. 23). Предложены рекомендуемые уровни нажатия для различных токовых нагрузок.

0 360 720 1080 с 1800

Рис. 23. Зависимость перегрева контактных пластин токоприемника СпР-433 от значения тока и статического нажатия:---Рр = 180 Н;--Рр = 130 Н

В шестом разделе изложены экспериментальные методы исследования взаимодействия малогабаритных токоприемников с жесткими токопро-водами.

На этапе стендовых испытаний осуществляется проверка характеристик и параметров с использованием стендовых установок, позволяющих варьировать в широком диапазоне различными видами внешних воздействий на испытуемый токоприемник (рис. 24). Для реализации указанных воздействий разработан и внедрен универсальный экспериментальный комплекс, содержащий ряд стендовых установок, содержащих приоритетные технические решения (рис. 25).

Рис. 24. Виды воздействия внешних факторов на малогабаритные токоприемники, реализуемые на стендах

Разработанный комплекс обеспечивает проведение стендовых испытаний с имитацией динамических воздействий, характерных для скоростей движения до 500 км/ч; реальной скорости воздушного потока, направляемого в зону контакта, до 300 км/ч; нагрузочном токе до 2000 А.

Проведены стендовые испытания малогабаритных токоприемников серии СпР. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными составляет от 6 до 9 % для различных вариантов токоприемников.

Рис. 25. Стенды для испытания малогабаритных токоприемников

Разработана система и рекомендован алгоритм экспериментальной проверки характеристик и параметров малогабаритных токоприемников с использованием приоритетных устройств автоматической диагностики, устанавливаемых в депо, на линии и встроенных в конструкцию токоприемников.

Предложен метод полигонных испытаний при динамической имитации скоростей движения с помощью имитированной жесткой контактной сети.

В седьмом разделе разработан метод проверки экологических характеристик и выполнен синтез конструкций токоприемников с устройствами для снижения уровня шума и радиопомех.

Одним из передвижных источников воздействия на окружающую среду является токосъем, при функционировании которого формируются факторы, негативно влияющие на человека и среду его обитания (рис. 26).

Влияние указанных факторов далеко неравнозначно, так как интенсивность каждого из них зависит от нескольких параметров: скорости движения, токовой нагрузки, состояния токоприемника и токопровода, погодных условий и других видов внешних воздействий. Однако их комплексное воздействие негативно влияет на окружающую среду и здоровье человека, вносит помехи в коммуникационные системы.

Затраты на обеспечение экологической безопасности токосъема как передвижного источника негативного влияния на окружающую среду имеют статус обязательных, о чем прямо упомянуто в экологической программе

ОАО «РЖД». Альтернативой этим затратам могут быть только неизмеримо большие расходы сил и средств, обусловленные штрафными санкциями за превышение допустимых санитарных норм, и затраты, связанные с потерей трудоспособности и здоровья людей вплоть до случаев аварий и катастроф антропогенного характера.

Рис. 26. Воздействие токосъема электрического транспорта на окружающую среду

Разработана и реализована комплексная методика теоретических и экспериментальных исследований по оценке экологических характеристик и параметров малогабаритных токоприемников монорельсового транспорта и метрополитена. Методика основана на использовании разработанных для этого лабораторных установок, позволяющих исследовать процесс токосъема в условиях, максимально приближенных к реальным.

Выполнены исследования уровня радиопомех, генерируемых скользящим контактом «медь-бронза» (рис. 27) и другими контактными парами.

Проведена оценка шумовых характеристик токоприемников серии СпР (рис. 28 и 29).

Даны рекомендации по снижению уровня шума и радиопомех за счет использования графитовой смазки, экранирующих и шумопоглощающих элементов, устанавливаемых на токоприемниках.

Рис. 28. Шум, генерируемый токоприемником серии СпР: 1 - шум от скольжения; 2 - от искрения; 3 - аэродинамический

Рис. 29. Зависимость уровня шума,

генерируемого скользящим контактом, от скорости движения

В восьмом разделе предложена методика проверки износных характеристик и прогнозирования срока службы контактных материалов СТЖТ.

Методика экспериментальных исследований износа контактных пар ММТС основана на использовании специализированных износных установок, разработанных в ОмГУПСе.

По результатам испытаний установлены оптимальные значения нажатий для различных контактных пар монорельсового транспорта.

Массив информации, полученный в результате теоретических и экспериментальных исследований контактных пар (токопровода и токоприемника) и макетного образца токоприемника ММТС, позволяет выполнить прогнозирование износа контактных элементов и уровня радиопомех для любого участка проектируемой или реальной монорельсовой трассы.

Исходными данными являются график движения ЭПС на конкретном участке; график тягового тока; параметры токоприемника; результаты расчета итоговой динамической характеристики; данные лабораторных экспериментальных исследований износа контактных пар и уровня радиопомех, генерируемых скользящим контактом; экспериментальные данные аэродинамических испытаний (рис. 30).

Рис. 30. Алгоритм прогнозирования износа контактных пар

Прогнозирование износа контактных элементов осуществляется путем компьютерной обработки итоговой кривой контактного нажатия, ^образных кривых, графиков скорости движения и потребления тока на заданном участке проектируемой трассы (рис. 31).

Рис. 31. Прогнозирование износа контактных пар при Рр = 35 Н: а - график скорости движения состава на участке между станциями; б - график потребления тока на участке (на один токоприемник); в - распределение контактного нажатия на участке; г - удельный износ токосъемного элемента; д - удельный износ токопровода

В девятом разделе выполнена оценка экономической эффективности модернизации токоприемника монорельсовой транспортной системы. Ожидаемый годовой экономический эффект в расчете на один состав из шести вагонов составляет в среднем 82,8 тыс руб.

Предложена методика прогнозирования технической надежности токоприемников серии СпР.

Критерием оценки механической надежности токоприемника принята вероятность безотказной работы Ртф, означающая, что при определенных условиях эксплуатации (в течение срока службы его контактного элемента) не произойдет ни одного отказа.

Специфика работы токоприемника электромагнитного транспорта практически исключает возможность проведения ремонтных работ за пределами депо, что связано с особенностями расположения токоприемника и то-копровода, интенсивностью движения и другими факторами. В силу указанных обстоятельств, токоприемник принят как объект, не подлежащий восстановлению в течение времени его работы на линии.

Для расчета вероятности безотказной работы токоприемника предложено использовать последовательное соединение его элементов. При этом элементы, работающие примерно в равных условиях, объединены в три последовательно соединенные системы: механическую, пневматическую и электрическую.

Расчетное выражение для определения безотказной работы можно записать следующим образом:

где - вероятность безотказной работы токоприемника в течение вре-

мени 1; Р,(^ - вероятность безотказной работы 1-ГО элемента; N - число элементов токоприемника.

Учитывая, что

где - интенсивность отказов элемента, получим

Рт(1)=ехр(-| Ь,(1)Л)ехр(-| Х2(1)<11)...ехр(-/ ^(0<к)=ехр(-£ Х,(0А). (21) ООО 1=0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы состоят в следующем.

1. На основе анализа сфер использования систем контактного токосъема с жестким токопроводом выявлены особенности условий работы устройств токосъема метрополитена, монорельсового транспорта (навесного, подвесного, с колесным и электромагнитным опиранием и линейным тяговым электроприводом), передвижных кранов, применяемых для грузовых операций с вагонами-контейнеровозами магистральных железных дорог.

2. На основании анализа условий работы систем токосъема с жестким токопроводом сформулированы требования к токоприемникам и токопрово-дам для условий эксплуатации в различных диапазонах скоростей движения.

3. Разработаны уточненные расчетные схемы взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами, учитывающие влияние внешних факторов, характерных для различных видов систем контактного токосъема.

4. Созданы усовершенствованные методы расчета кривой контактного нажатия токоприемника на токопровод в установившемся режиме для одно-и двухмассовых конструкций, учитывающие особенности работы малогабаритных токоприемников.

5. Предложены аналитические выражения, позволяющие ввести в расчеты параметры нелинейных звеньев - пневматических резинокордных элементов.

6. Предложены методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами с учетом ударных процессов в зонах температурных стыков и концевых отводов.

7. Разработан метод расчета кривой контактного нажатия с учетом работы системы автоматического регулирования нажатия на основе использования метода интегральной оценки качества переходного процесса.

8. Для осуществления многовариантного математического моделирования создан расчетный комплекс для ЭВМ с использованием программной среды Borland Delphi 5.0 и универсальной математической программы MathCAD.

9. Предложены методы теоретического определения характеристик и параметров усовершенствованных токоприемников и токопроводов.

10. На основании предложенных методов созданы варианты токоприемников, обеспечивающих токоснимание с боковой поверхности жесткого токопровода - токоприемники Т-7, находящиеся в опытной эксплуатации в экспериментальном комплексе в г. Раменское с 1988 г. по настоящее время.

11. Созданы макетные образцы скоростных токоприемников СпР-432, оснащенные приоритетными устройствами сохранения и авторегулирования,

предназначенные для вагона В-250 проекта транспортной системы «Москва -Шереметьево-2».

12. Предложен вариант управления скоростными токоприемниками, обеспечивающий повышение безопасности движения скоростных транспортных систем с магнитным подвесом.

13. Разработаны приоритетные варианты конструкций токоприемников и жестких токопроводов, обеспечивающих надежное и экономичное токос-нимание при скорости движения до 500 км/ч (СпВ-3, СпР-432м, СпР-332).

14. Создан метод комплексной экспериментальной проверки характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов в лабораторных и полигонных условиях.

15. Разработаны и реализованы в действующих лабораторных установках методы динамических, ударных, износных и аэродинамических испытаний малогабаритных токоприемников.

16. Создан метод экспериментальной проверки экологических характеристик токоприемников и токопроводов, позволяющий выполнять оценку уровней шума и радиопомех, генерируемых скользящим электрическим контактом.

17. На основании предложенных методов синтезированы приоритетные варианты конструкций токоприемников, оснащенных системами подавления шума и радиопомех (СпР-432, СпР-433, СпР-7).

18. На базе токоприемника СпР-433 создан макетный образец токоприемника ТМС для проекта скоростной монорельсовой системы нового поколения сообщением «город - аэропорт».

19. Разработан метод исследования и прогнозирования износа контактных пар токоприемников и жестких токопроводов.

20. На основании созданных методов оценки износных и экологических характеристик устройств токосъема сформулированы и реализованы в 2002 г. рекомендации по улучшению параметров и характеристик устройств токосъема Московской монорельсовой транспортной системы.

21. Разработаны основные положения системы автоматической диагностики устройств токосъема с жестким токопроводом. Предложены приоритетные варианты устройств автоматической диагностики в депо, на линии и встроенные в конструкции токоприемников монорельсовых транспортных систем.

22. Предложена методика прогнозирования технической надежности скоростных малогабаритных токоприемников, позволяющая оперативно оценивать ресурсные возможности устройств токосъема для различных условий эксплуатации.

23. Разработана методика оценки экономической эффективности токоприемников монорельсового транспорта с колесным и электромагнитным опиранием.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Расчет взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами целесообразно выполнять на основе изложенных методов и математических моделей, учитывающих особенности конструкций устройств токосъема и влияние на их работу колебаний подвижного состава, ударов в зонах стыков токопровода, инерционных эффектов и автоматического регулирования нажатия.

2. При жестком токопроводе для высокоскоростного транспорта необходимо использовать токоприемник с двумя степенями свободы и с системой автоматического регулирования нажатия.

3. Совершенствование и создание новых конструкций токоприемников и токопроводов следует осуществлять на основе предложенных вариантов узлов, обеспечивающих повышение надежности и экономичности токосни-мания при скоростях движения до 500 км/ч.

4. Экспериментальное определение характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов целесообразно выполнять на основе предложенной методики стендовых испытаний с учетом колебаний подвижного состава, ударов в зонах стыков токопровода, аэродинамического воздействия.

5. Проверку экологических характеристик токоприемников и токопро-водов рекомендуется проводить на основе разработанной методики. Даны рекомендации по использованию графитовой смазки и экранирующих элементов для снижения уровня радиопомех. Предложены устройства для снижения шума, генерируемого при токосъеме.

6. Для проверки в условиях эксплуатации характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов предложены разработанные средства автоматической диагностики, устанавливаемые в депо, на линии и встроенные в конструкцию токоприемников.

7. Оценку износных характеристик контактных пар целесообразно осуществлять по предложенной методике, обеспечивающей возможность прогнозирования срока службы контактных элементов токоприемников и то-копроводов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1.Сидоров О. А. Токосъем в монорельсовых системах / О. А. Сидоров // Мир транспорта. 2004. №3. С. 30-39.

2. Сидоров О. А. Новые устройства токосъема для скоростного электропоезда /О. А.Сидоров// Локомотив. 2004. № 9. С. 40 - 41.

3. Сидоров О. А. Исследование радиопомех, генерируемых токоприемниками монорельсового транспорта /О. А. Сидоров // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. № 4. С. 60 - 63.

4. Сидоров О. А. Прогнозирование износа устройств токосъема Московской монорельсовой транспортной системы / О. А. Сидоров // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения. 2004. С. 113 - 117.

5. Сидоров О. А. Обеспечение надежной работы токоприемников при высоких скоростях движения / О. А. Сидоров //Железнодорожный транспорт. 2004. № 11. С. 66 - 67.

6. Сидоров О. А. Совершенствование конструкций токоприемников метрополитена / О. А. Сидоров // Проблемы энергетики. 2004. № 9 - 10. С. 49-52.

7. Сидоров О. А. Жесткие токопроводы эстакадных транспортных систем и метрополитена / О. А. Сидоров //Проблемы энергетики. 2004. №11-12. С. 37-40.

8. Сидоров О. А. Управляемый демпфер токоприемника скоростного электроподвижного состава / О. А. Сидоров // Локомотив. 2004. №11. С. 29.

9. Сидоров О. А. Скоростные токоприемники с устройствами подавления радиопомех / О. А. Сидоров, И. Л. Саля // Изв. вузов. Электромеханика. 2004. № 11. С. 41 - 43.

Ю.Михеев В. П. Улучшение экологических свойств токоприемников электроподвижного состава / В. П. Михеев, О. А. Сидоров // Железнодорожный транспорт. 2003. № 7. С. 54 - 56.

11. Михеев В. П. Новый способ прогнозирования износа / В. П. Михеев, О. А. Сидоров // Локомотив. 2003. № 8. С. 41-42.

12. Михеев В. П.Исследование и прогнозирование износа контактных пар устройств токосъема / В. П. Михеев, О. А. Сидоров, И. Л. Саля // Изв. вузов. Электромеханика. 2003. №5. С. 74-79.

13. Сидоров О. А. Системы контактного токосъема с жестким то-копроводом/О. А. Сидоров // Монография. М.: Маршрут,2005. 106 с.

Н.Михеев В. П. Совершенствование систем контактного токосъема с жестким токопроводом / В. П. Михеев, О. А. Сидоров //Монография. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2003.182 с.

15. Сидоров О. А. Методы исследования устройств токосъема Московской монорельсовой транспортной системы / О. А. Сидоров; Омский гос. ун-т путей сообщения. -- Омск, 2004. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, 2004. № 2. С. 47.

16. Михеев В. П. Расчет взаимодействия токоприемника монорельсового транспорта с жестким токопроводом /В. П. Михеев, О. А. Сидоров, В. А. Нехаев, И. Л. Саля; Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2004. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, 2004. № 2. С. 47.

17. Михеев В. П. Учет ударных воздействий в зонах стыков жесткого токопровода при расчете кривой контактного нажатия малогабаритного штангового токоприемника / В. П. Михеев, О. А. Сидоров, B. А. Нехаев, И. Л. Саля; Омский гос. ун-т путей сообщения.-Омск, 2004. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС, 2004. № 2. С. 47.

18. Сидоров О. А. Стенд для динамических испытаний малогабаритных токоприемников / О. А. Сидоров, Е. А. Кротенко; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1994. Деп. в ЦНИИ ТЭИ МПС, 1994. № 9. С 48.

19. Сидоров О. А. Динамические испытания на колебательном стенде с учетом стыков и концевых отводов / О. А. Сидоров, Е. А. Кротенко; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1994. Деп. в ЦНИИ ТЭИ МПС, 1994. № 9. С. 48.

20. Сидоров О. А. Исследование взаимодействия токоприемника с контактным проводом с учетом поперечных смещений полоза / О. А. Сидоров, С. А. Ступаков; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. - Омск, 1994. Деп. в ЦНИИ ТЭИ МПС, 1994. № 9. С. 48.

21. Сидоров О. А. Анализ элементов жесткой контактной сети / О. А. Сидоров, А. В. Строк; Омская госуд. акад. путей сооб. - Омск, 1996. Деп. в ЦНИИ ТЭИ МПС, 1996. № 12. С. 48.

22. Михеев В. П. Метод прогнозирования износа контактных пар систем токосъема с жестким токопроводом /В. П. Михеев, О. А. Сидоров, И. Л. Саля //Вестник инженеров-электромехаников железнодорожного транспорта / Выпуск 1 - Самарская гос. акад. путей сообщения, Самара, 2003. С. 121-124.

23. Сидоров О. А. Исследование уровня радиопомех, генерируемых устройствами токосъема Московской монорельсовой дороги / О. А. Сидоров, И. Л. Саля //Вестник инженеров-электромехаников железнодорожного транспорта / Выпуск 1 - Самарская гос. акад. путей сообщения, Самара, 2003. С. 129 - 132.

24. Михеев В. П. Итоги и нерешенные вопросы обеспечения токосъема на ВСМ Москва - Санкт-Петербург / В. П. Михеев, В. М. Павлов, В. И. Себелев, О. А. Сидоров //Инженер путей сообщения, 1998. №2/98 (7). С. 61 -62.

25. Михеев В. П. Применение транспортной системы на магнитном подвесе в условиях низких температур / В. П. Михеев, О. А. Сидоров, В. И. Себелев // Тез. докл. международ, конф. "Параметры перспективных транспортных систем республики Саха" / Якутск, 1995. С. 94-95.

26. Сидоров О. А. Методы разработки и исследования контактных систем токосъема скоростных видов монорельсового транспорта / О. А. Сидоров, В. П. Михеев //Тез. докл. междунар. конф. "Актуальные проблемы развития ж.-д. транспорта" / МНИТ, Москва. 1996. С. 135.

27. Михеев В. П. Моделирование процесса токосъема рельсового электротранспорта/В. П. Михеев, С. А. Ступаков, О. А. Сидоров // Город и транспорт: управление экономикой в условиях рынка: Материалы международной научно-практической конф. / Омск. 1996. С. 22-23.

28. Михеев В. П. Экологические критерии при разработке токоприемников электрического транспорта / Состояние и перспективы развития ЭПС/В. П. Михеев, О. А. Сидоров //Тез. докл. 11-ой междунар. конф. ВЭлНИИ / Новочеркасск. 1997. С. 15.

29. Сидоров О. А. Исследование устройств токосъема Московской монорельсовой транспортной системы/О. А. Сидоров, И. Л. Саля // Электрификация и ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте: Материалы II Междунар. симпозиума «^^гаш» / Санкт-Петербург, 2003. С. 39-40.

30. Сидоров О. А. Совершенствование конструкций токоприемников метрополитена / О. А. Сидоров// Совершенствование контактной сети и токоприемников и улучшение технологических процессов их эксплуатации: Межвуз. сб. науч. тр. / ОмИИТ. Омск, 1987. С. 55 - 61.

31. Сидоров О. А. Улучшение работы малогабаритных токоприемников с резинокордными элементами/О. А. Сидоров,В. П. Михеев// Совершенствование контактной сети и токоприемников и улучшение технологических процессов их эксплуатации: Межвуз. сб. науч. тр. / ОмИИТ. Омск, 1987. С. 61-69.

32. Павлов В. М. Совершенствование токоприемников ЭПС / B. М. Павлов, О. А. Сидоров // Тез. докл. VI Всесоюз. науч.-техн. конф. "Состояние и перспективы развития электровозостроения в стране" / М., 1987. С. 67.

33. Михеев В. П. Результаты динамических испытаний пневматического токоприемника электромагнитного транспорта на участке Ереван -Абовян/В. П. Михеев, О. А. Сидоров //Проблемы создания скоростного пассажирского транспорта на электромагнитном подвесе с линейным тяговым приводом: Сб. науч. тр. ВНИИПИ гидротрубопровода / М. 1988. С 104-111.

34. Сидоров О. А. Технические средства диагностирования токо-съемных устройств электромагнитного транспорта /О. А. Сидоров,

B. А. Волненко// Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. по методам и средствам диагностирования. / Омск. 1989. С. 236 - 237.

35. Сидоров О. А. Автоматизированное устройство для испытаний малогабаритных токоприемников на полигоне электромагнитного транспорта в г. Раменское / О. А. Сидоров, С. А. Ступаков //Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта: Тез. докл. III Всесоюз. науч.-техн. конф. / Омск, 1991. С. 172 - 173.

36. Сидоров О. А. Система контактного токосъема для электромагнитного транспорта / Перспективные системы и совершенствование устройств электрической тяги на ж.-д. транспорте и в электромашиностроении. / О. А. Сидоров, А. Г. Емельянов //Тез. докл. конф., посвященной 100-летию А. Е. Алексеева 27 - 28 ноября 1991 г. / Ленинград, 1991. С 83 - 84.

37. Сидоров О. А. Методы оценки экологических свойств токоприемников электрического транспорта /О. А. Сидоров, И. Л. Саля, А. В. Тарасенко //Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические // Труды междунар. научн. техн. конфер., посвящ. 75-летию РГУПС / Ростов-на-Дону. 2004, С. 347 - 349.

38. Ступаков С. А.Диагностирование контактных пластин токоприемников/С. А. Ступаков, О. А. Сидоров // Токосъем электрического транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. Омск, 1993.С. 63 - 69.

39. Сидоров О. А.Совершенствование методики экспериментальных исследований токоприемников транспорта на магнитном подвесе / О. А. Сидоров, Е. А. Кротенко, А. Г. Емельянов //Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. транспорта. Омск, 1993.

C. 69-73.

40. Сидоров О. А. Расчет шумового поля токоприемника монорельсового транспорта / О. А. Сидоров, С. А. Ступаков //Математическое моделирование и расчет узлов и устройств объектов железнодорожного транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1997. С. 43-46.

41. Кротенко Е. А. Расчет параметров скоростных токоприемников / Е. А. Кротенко, В. А. Нехаев, О. А. Сидоров, С. А. Ступаков// Математическое моделирование и расчет узлов и устройств объектов железнодорожного транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 2000. С. 47 - 51.

42. Сидоров О. А. Оценка экологической безопасности токоприемников скоростного электрического транспорта в лабораторных условиях / О. А. Сидоров, А. Г. Кирдяшкин //Новые технологии-железнодо-

рожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств: Сб. науч. статей с международным участием в 4-х частях. Часть 3 / Омский гос. ун-т путей сообщ. Омск, 2000. С. 228-231.

43. Сидоров О. А. Прогнозирование износа устройств токосъема Московской монорельсовой транспортной системы / О. А. Сидоров// Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические // Труды междунар. научн. техн. конфер., посвящ. 75-летию РГУПС. Ростов-на-Дону. 2004.С. 308 - 310.

44. Сидоров О. А. Экологическая безопасность устройств токосъема скоростного электрического транспорта / О. А. Сидоров//Повы-шение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока / Тез. докл. Всероссийской науч.-практич. конфер. / ДВГУПС. Хабаровск, 2001. С. 189 - 190.

45. Михеев В. П. Предпосылки снижения эксплуатационных расходов, связанных с обеспечением экологичного скоростного токосъема /

B. П. Михеев, О. А. Сидоров //Исследования и разработки ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. трудов с международным участием / Выпуск 23 - Самарский ин-т инж. ж.-д. трансп. СаМИИТ, 2002. С. 63 - 66.

46. Сидоров О. А. Обеспечение экологичного токосъема на скоростном электрическом транспорте / О. А. Сидоров, В. П. Михеев// Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу / Тез. докл. региональной на-учно-практич. конференции / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск, 2002. С. 80 - 81.

47. Маслов Г. П. Применение устройств автоматического регулирования в токоприемниках скоростного электроподвижного состава / Г. П. Маслов, О. А. Сидоров, Н. А. Болдырев //Современные научно-технические проблемы транспорта в России / Сб. материалов II международной науч.-технич. конференции / УВАУ ГА. Ульяновск, 2002.

C.71-74.

48. А.с. 1137345 СССР, МКИ3 В 60 М 1 / 28. Устройство для исследования скользящего контакта между контактным проводом и токосъемником / В. П. Михеев, О. А. Сидоров (СССР).-№ 3639395/18-11; Заявлено 06.09.83; Опубл. 30.01.85. Бюл. № 4.

49. А.с. 1172762 СССР, МКИ3 В 60 Ь 3/12. Устройство для измерения износа контактных пластин/ К. М. Битенбаев, В. В. Свешников, О. А. Сидоров, В. П. Михеев (СССР).-№3700913/24-11; Заявлено 20.02.84; Опубл. 15.08.85. Бюл. № 30.

50. А.с. 1188023 СССР, МКИ3 В 60 М 1/26. Контактная сеть / М. Ю. Ананьев, О. А. Сидоров , А. В. Запрудский (СССР). -№ 3737927/24-11; Заявлено 08.05.84; Опубл. 30.10.85. Бюл. № 40.

51. А.с. 1229088 СССР, МКИ3 В 60 М 1/30. Шина контактной сети / В. П. Михеев, О. А. Сидоров (СССР). - № 3839819/24-11; Заявлено 07.01.85; Опубл. 07.05.86. Бюл. № 17.

52. А.с. 1234245 СССР, МКИ3 В 60 L 5/04. Устройство для автоматической подмазки контактных проводов электротранспорта / В. П. Михеев, О. А. Сидоров (СССР). - № 3794897/24-11; Заявлено 01.10.84; Опубл. 30.05.86. Бюл. № 20.

53. А.с. 1234247 СССР, МКИ3 В 60 L 5/28. Токоприемник электроподвижного состава /В. П. Михеев, О. А. Сидоров (СССР). -№ 3804521/24-11; Заявлено 24.10.84; Опубл. 30.05.86. Бюл. № 20.

54. А.с. 1245453 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник транспортного средства / В. П. Михеев, О. А. Сидоров (СССР). - № 3849949/23-11; Заявлено 05.02.85; Опубл. 23.07.86. Бюл. № 27.

55. А.с. 1271771 СССР, МКИ3 В 60 L 5/08. Токоприемник / В. П. Михеев, О. А. Сидоров, Р. Т. Таминдаров (СССР). -№ 3898341/27-11. Заявлено 22.05.85; Опубл. 23.11.86. Бюл. № 43.

56. А.с. 1276535 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник транспортного средства / В. П. Михеев, О. А. Сидоров, Ю. П. Швец (СССР). - № 3849306/24-11; Заявлено 01.02.85; Опубл. 15.12.86. Бюл. № 46.

57. А.с. 1276536 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Устройство токосъема для транспортного средства / О. А. Сидоров, В. П. Михеев (СССР). -№ 3861149/27-11; Заявлено 03.03.85; Опубл. 15.12.86. Бюл. № 46.

58. А.с. 1306755 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник транспортного средства/ О. А. Сидороа, В. П. Михеев (СССР).-№ 3846770/2711; Заявлено 28.01.85; Опубл. 30.04.87. Бюл. № 16.

59. А.с. 1355510 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник транспортного средства / В. П. Михеев, О. А. Сидоров, Р. Т. Таминдаров (СССР). - № 4015460/27-11; Заявлено 31.01.86; Опубл. 30.11.87. Бюл. № 44.

60. А.с. 1411174 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник транспортного средства / О. А. Сидоров, В. П. Михеев (СССР).-№4186006/27-11; Заявлено 28.01.87; Опубл. 23.07.88. Бюл. № 27.

61. А.с. 1445994 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Устройство для динамических испытаний токоприемников электрического подвижного состава / О. А. Сидоров, В. П. Михеев (СССР).-№4186007/27-11; Заявлено 28.01.87; Опубл. 23.12.88. Бюл. № 47.

62. А.с. 1463544 СССР, МКИ3 В 60 L 5/24. Токоприемник транспортного средства / О. А. Сидоров, В. П. Михеев (СССР).-№4287461/27-11; Заявлено 21.07.87; Опубл. 07.03.89. Бюл. № 9.

63. А.с. 1472303 СССР, МКИ3 В 60 L 5/24. Токоприемник транспортного средства / Ю. А. Дрозд, О. А. Сидоров, В. П. Михеев, Г. П. Маслов (СССР). - № 4220244/27-11; Заявлено 01.04.87; Опубл. 15.04.89. Бюл. №14.

64. А.с. 1549812 СССР, МКИ3 В 60 М 1/30. Контактный рельс токосъема транспортного средства/О. А. Сидоров, В. П. Михеев (СССР).-№ 4429844/27-11; Заявлено 23.05.88; Опубл. 15.03.90. Бюл. № 10.

65. А.с. 1576368 СССР, МКИ5 В 60 Ь 5/00. Токоприемник / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, В. И. Шаманаев (СССР). -№ 4488374/27-11; Заявлено 28.09.88; Опубл. 07.07.90. Бюл. № 25.

66. А.с. 1594006 СССР, МКИ3 В 60 Ь 3/12. Устройство измерения износа пластин токоприемника / О. А. Сидоров, В. П. Михеев (СССР). - № 4610410/27-11; Заявлено 19.09.88; Опубл. 23.09.90. Бюл. № 35.

67. А.с. 1625726 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/08. Токоприемник / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов, В. И. Шаманаев (СССР). - № 4666232/11; Заявлено 20.02.89; Опубл. 07.02.91. Бюл. № 5.

68. А.с. 1632822 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/24. Устройство для контроля положения полоза токоприемника / В. П. Михеев, С. А. Ступаков, О. А. Сидоров (СССР). - № 4660279/11; Заявлено 09.03.89; Опубл.

07.03.91. Бюл. №9.

69. А.с. 1684121 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/24. Токоприемник / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов, С. А. Сту-паков (СССР). - № 4689809/11; Заявлено 12.05.89; Опубл. 15.10.91. Бюл. № 38.

70. А.с. 1766723 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Токоприемник / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, В. И. Шаманаев, А. Г. Емельянов (СССР). - № 4881760/11; Заявлено 11.11.90; Опубл. 07.10.92. Бюл. № 37.

71. А.с. 1782792 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Токоприемник транспортного средства / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов, С. А. Ступаков (СССР). - № 4917918/11; Заявлено 11.03.91; Опубл.

23.12.92. Бюл. № 47,

72. А.с. 1782793 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Токоприемник / О. А. Сидоров, А. Г. Емельянов, В. П. Михеев (СССР). -№ 4918330/11; Заявлено 11.03.91; Опубл. 23.12.92. Бюл. № 47.

73. А.с. 1782794 СССР, МКИ3 В 60 М 1/30. Соединитель контактных рельсов / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов (СССР). - № 4916448/11; Заявлено 05.03.91; Опубл. 23.12.92. Бюл. № 47.

74. А.с. 1799751 СССР, МКИ3 В 60 Ь 3/12. Устройство для измерения износа контактных пластин токоприемника / О. А. Сидоров, В. И. Себелев, С. А. Ступаков, В. П. Михеев (СССР). -№ 4914885/11; Заявлено 24.01.91; Опубл. 07.03.93. Бюл. № 9.

75. А.с. 1801808 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/39. Токоприемное устройство / А. Г. Емельянов, О. А. Сидоров, В. П. Михеев, Е. А. Кро-

тенко (СССР). - №4882972/11; Заявлено 17.10.90; Опубл. 15.03.93. Бюл.№10.

76. Пат. 2023602 РФ, МКИ3 В 60 Ь 3/12. Устройство регистрации статической характеристики нажатия токоприемника /О. А. Сидоров,

B. П. Михеев, С. А. Ступаков, В. В. Свешников (РФ). -№ 4930903/11; Заявлено 23.04.91; Опубл. 1994. Бюл. № 22.

77. Пат. 2023603 РФ, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Токоприемник /О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов, Е. А. Кротенко (РФ). - № 4929074/11; Заявлено 05.03.91; Опубл. 1994. Бюл. Х° 22.

78. Пат. 2025311 РФ, МКИ3 В 60 Ь 3/12. Устройство для определения поперечной жесткости токоприемника, преимущественно с полозом / О. А. Сидоров, С. А. Ступаков, В. П. Михеев (РФ). -№ 4908628/11; Заявлено 05.02.91; Опубл. 1994. Бюл. № 24.

79. Пат. 2025312 РФ, МКИ3 В 60 Ь 3/12. Устройство для проверки частотной характеристики токоприемника / О. А. Сидоров, С. А. Ступаков, В. П. Михеев (РФ).-№4914835/11; Заявлено 27.02.91; Опубл. 1994. Бюл. №24.

80. Пат. 2025313 РФ, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Устройство токосъема для электроподвижного состава / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, Г. П. Маслов, А. Г. Емельянов (РФ). <-№ 492217/11; Заявлено 27.03.92; Опубл. 1994. Бюл. № 24.

81. Пат. 2025314 РФ, МКИ3 В 60 Ь 3/12. Устройство для исследования взаимодействия токоприемника с токоведущим рельсом / О. А. Сидоров, А. Г. Емельянов, В. П. Михеев, С. А. Ступаков (РФ). -№ 4854782/11; Заявлено 30.07.90; Опубл. 1993. Бюл. № 4.

82. Пат. 2025315 РФ, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Токоприемник электроподвижного состава / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов (РФ). -№ 4926662/11; Заявлено 05.03.91; Опубл. 1994. Бюл. № 24.

83. Пат. 2025317 РФ, МКИ3 В 60 Ь 5/04. Устройство для автоматической подмазки проводов электротранспорта / О. А. Сидоров,

C. А. Ступаков, В. П. Михеев (РФ). - № 4913285/11; Заявлено 20.02.91; Опубл. 1994. Бюл. № 24.

84. Пат. РФ на полезную модель № 23280, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Токоприемник с устройством автоматического измерения нажатия на контактный провод/Г. П. Маслов, О. А. Сидоров, В. А. Смирнов (РФ). -№ 2001131809/20; Заявлено 27.11.2001; Опубл. 10.06.2002. Бюл. № 16.

85. Пат. РФ на полезную модель № 42483, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Токоприемник транспортного средства / Г. П. Маслов, О. А. Сидоров, Н. А. Болдырев (РФ). -№ 2004121303/22; Заявлено 15.07.2004; Опубл. 10.12.2004. Бюл. №34.

Справка о личном участии автора в опубликованных работах

Работы [1-8, 13,15,30,37,43,44] написаны без соавторов.

В работах [9-12, 22, 23, 28,29,40, 42, 45, 46] участие автора состоит в разработке методики экспериментальных исследований износных и экологических характеристик устройств токосъема монорельсовых систем и скоростного электрического транспорта.

В работе [14] автором предложены методы теоретических и экспериментальных исследований параметров и характеристик малогабаритных токоприемников и жестких токопроводов.

В работах [16, 17 и 41] разработаны расчетные схемы взаимодействия штанговых токоприемников с токопроводами.

В работах [18-21, 26, 33, 35,36 и 39] участие автора заключается в разработке схемных решений стендовых установок, на которых выполнялись экспериментальные исследования.

В работах [24, 25, 27, 32] автором выполнены анализ и классификация конструкций устройств токосъема скоростного электроподвижного состава.

Участие автора в работах [31 и 47] выражается в формировании схемных решений авторегулирующих устройств скоростных токоприемников.

Работы [34 и 38] содержат разработанные автором методы диагностирования элементов токоприемников.

В авторских свидетельствах и патентах на изобретения [48, 49, 61, 66, 68, 74, 76, 78, 79, 81] автором предложены схемные решения устройств для исследования характеристик токоприемников.

Авторские свидетельства и патенты [52-60, 62, 63,65,67, 69-72, 75, 77, 80, 82-85] содержат предложенные автором схемные решения токоприемников, а в изобретениях и патентах [50, 51, 64, 73] автором предложены кинематические схемы жестких токопроводов.

Типография ОмГУПСа 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35 Тираж 120 экз. Заказ 169.

OS.Í 2

/

: I 2 2 MAP 2005 -

Висдсиис.

1. Анализ характерных условий токосъема для разновидностей электротранспорта, имеющих жесткие токонроподы.

1.1. Сферы применения и условия работы систем токосъема с жестким токопроводом.

1.1.1. Монорельсовый транспорт с колесным подвесом.

1.1.2. Высокоскоростной монорельсовый транспорт с электромагнитным подвесом.

1.1.3. Метрополитен.

1.1.4. Передвижные краны грузовых терминалов для работы с вагонами-контейнеровозами магистральных железных дорог.

1.2. Оценка влияния на работу устройств токосъема путевой структуры и подвижного состава эстакадных монорельсовых систем.

1.2.1. Влияние путевой структуры с учетом стохастических и детерминированных моделей.

1.2.2. Оценка параметров системы магнитного подвеса.

1.3. Требования к конструкциям токоприемников и токопроводов.

2. Классификации по базовым типам известных конструкций токоприемников п жестких токопроводов.

2.1. Токоприемники метрополитена.

2.2. Токоприемники монорельсового транспорта.

2.3. Токоприемники электромагнитного монорельсового транспорта.

2.4. Токоприемники передвижных кранов.

2.5. Жесткие токопроводы.

2.6. Авторегулирующие устройства скоростных токоприемников.

2.6.1. Классификация устройств авторегулирования токоприемников.

2.6.2. Варианты авторегулирующих устройств.

3. Уточненные методы расчета взаимодействии токоприемников с жестким токопроводом.

3.1. Анализ известных методов расчета взаимодействия токоприемников с контактными подвесками.

3.2. Факторы, влияющие на качество токоснимания с жестких токопроводов в установившемся и переходных режимах.

3.3. Расчет взаимодействия токоприемников электромагнитного монорельсового транспорта с жестким токопроводом.

3.3.1. Расчет статической характеристики штангового токоприемника, оснащенного пневматическим РКЭ.

3.3.2. Расчет динамической характеристики токоприемника с учетом детерминированного воздействия со стороны стрел провеса жесткого токо-провода.

3.3.3. Учет вертикальной составляющей колебаний основания токоприемника.

3.3.4. Учет аэродинамического воздействия в расчете динамической характеристики

3.3.5. Учет инерционных сил при прохождении подвижным составом кривых участков пути.

3.3.6. Расчет динамической характеристики с учетом ударов в зонах стыков токопровода.

3.3.7. Расчет динамической характеристики с учетом влияния системы автоматического регулирования нажатия.

3.4. Расчет взаимодействия двухмассовых токоприемников метрополитена с жестким токопроводом.

3.4.1. Расчет статической характеристики токоприемника.

3.4.2. Расчет динамической характеристики с учетом стрел провеса контактного рельса.

3.4.3. Расчет динамической характеристики с учетом ударов в зонах стыков и концевых отводов.

3.5. Расчет взаимодействия токоприемников монорельсового транспорта с жестким токопроводом.

3.5.1. Расчет статической характеристики.

3.5.2. Расчет динамической характеристики с учетом детерминированного воздействия со стороны стрел провеса жесткого токопровода.

3.5.3. Расчет динамической характеристики с учетом влияния вертикальных колебаний подвижного состава.

3.5.4. Расчет динамической характеристики с учетом силы трения скольжения в контакте.

3.5.5. Расчет аэродинамического влияния со стороны встречного воздушного потока.

3.5.6. Динамическая характеристика с учетом инерционных эффектов при разгоне и торможении подвижного состава.

3.5.7. Расчет динамических характеристик с учетом ударов в зонах стыковых соединений токопровода. 3.5.8. Учет случайных отклонений контактного нажатия от расчетного.

3.6. Расчет взаимодействия одномассовых токоприемников метрополитена с жестким токопроводом.

3.6.1. Расчет статической характеристики токоприемника.

3.6.2. Расчет динамической характеристики с учетом стрел провеса контактного рельса.

3.6.3. Расчет динамической характеристики с учетом ударов в зонах стыков и концевых отводов.!. 4. Апалпз усовершенствованных конструкций токоприемников п жестких токопроводов.

4.1. Рекомендуемые узлы устройств токосъема.

4.2. Предлагаемые конструкции токоприемников монорельсового транспорта.

4.2.1. Предлагаемые варианты узлов токоприемников.

4.3. Предлагаемые конструкции токоприемников метрополитена.

4.4. Предлагаемые варианты жестких токопроводов.

5. Теоретическое определение рациональных характеристик п пара метров усовершенствованных токопрпемппков н токопроводов.

5.1. Определение характеристик токоприемников.

5.2. Параметры узлов жестких токопроводов.

5.2.1. Тепловой расчет жесткого токопровода.

5.2.2. Механический расчет контактного рельса.

5.3. Выбор рациональных вариантов жестких токопроводов.

6. Методы экспериментальных исследовании характеристик н параметров усовершенствованных токопрпемппков п токопроводов.

6.1. Исследования с использованием лабораторных стендовых установок. ф 6.1.1. Колебательный стенд.

6.1.2. Дисковый стенд для испытаний малогабаритных токоприемников.

6.1.3. Ударный стенд.

6.1.4. Установка для аэродинамических испытаний малогабаритных токоприемников.

6.2. Исследования в условиях специализированных полигонов.

6.3. Исследования в линейных условиях.

6.4. Учет положений теории планирования эксперимента при проведении и обработке результатов испытаний.

6.5. Результаты испытаний малогабаритных токоприемников на стендах.

6.5.1. Исследование динамических качеств токоприемника СпР-433 в лабораторных условиях.

6.5.2. Стендовые испытания токоприемника Московской монорельсовой транспортной системы.

6.6. Проверка характеристик и параметров токоприемников ЭМТ с использованием устройств автоматической диагностики. 6.6.1. Особенности системы токосъема электромагнитного транспорта.

6.6.2. Функциональная модель токоприемника ЭМТ.

6.6.3. Выбор определяющих параметров состояний и их значений.

6.6.4. Требования к устройствам диагностики токоприемников ЭМТ.

6.6.5. Устройства диагностики токоприемников ЭМТ в депо и на линии.

6.6.6. Устройства автоматической встроенной диагностики токоприемников ЭМТ.

7. Проверка экологических характеристик п епптез конструкции токоприемников н токонроводов с улучшенными параметрами. 7.1. Виды воздействия устройств токосъема на окружающую среду.

7.2. Методы исследования уровня радиопомех, излучаемых скользящим контактом токосъема с жестким токопроводом.

7.3. Методы исследования уровня шума, генерируемого токоприемниками

7.4. Исследование характеристик шума и радиопомех, генерируемых токоприемником СпР-433.

7.5. Методы исследования степени загрязнения окружающей среды при выносе продуктов трения из зоны контакта.

7.6. Предлагаемые варианты токоприемников с устройствами для уменьф шения излучаемых шума и радиопомех.

8. Проверка пзносных характеристик п прогнозирование срока службы контактных материалов токопрпемппков н жестких токонрово

8.1. Методика экспериментальных исследований износа контактных пар.

8.2. Метод прогнозирования износа контактных элементов.

9. Оценка экопомпчпостп п надежности устройств токосъема мопо-рельсового транспорта.

9.1. Определение экономического эффекта от модернизации токоприемника ММТС.

9.2. Расчет прогнозирования технической надежности токоприемника

СпР-433.

Актуальность проблемы. В настоящее время системы контактного токосъема с жестким токопроводом нашли широкое применение в качестве устройств передачи электроэнергии на борт подвижного состава метрополитена и электрических монорельсовых транспортных систем (навесных, подвесных, с * колесным и электромагнитным опиранием и линейными тяговыми двигателями). Контактные подвески с жестким токопроводом используются для подвижного состава магистральных электрических железных дорог и передвижных кранов, применяемых на контейнерных терминалах для грузовых операций с вагонами-контейнеровозами магистральных железных дорог.

Для каждой из указанных сфер применения систем токосъема с жестким токопроводом в настоящее время характерны увеличение скоростей движения, значительный рост токовых нагрузок, появление новых типов электроподвиж-Ф. ного состава (ЭПС), условия работы которого требуют совершенствования существующих и создания новых устройств, обеспечивающих надежную, экономичную и экологичную передачу электроэнергии на борт транспортных средств.

В первую очередь это относится к высокоскоростным электромагнитным монорельсовым системам, развитие которых в настоящее время вышло на новый качественный уровень — в конце 2002 г. в Китае введена в эксплуатацию первая в мире коммерческая линия между Шанхаем и аэропортом Подонг длиной 30 км, предназначенная для перевозки пассажиров со скоростями до * 400 км/ч.

В Японии активно ведутся работы по созданию электромагнитных монорельсовых систем с электродинамическим подвесом (проект MLX) для междугородних перевозок со скоростями до 550 км/ч. Создана и функционирует экспериментальная трасса в префектуре Яманаши длиной 43 км.

В Германии в опытно-коммерческую эксплуатацию введен подвижной состав нового поколения с электромагнитным подвесом Transrapid 08.

Широкое применение во всех развитых в экономическом отношении странах нашли городские монорельсовые системы с колесным опиранием. Мо-Ф норельсовые пассажирские линии функционируют в США, Японии, Германии, Франции, Великобритании, Канаде, Малайзии и других странах.

В России работы по созданию электромагнитных монорельсовых систем были начаты в 1975 г. и выполнялись в соответствии с постановлением Государственного комитета СССР по науке и технике 0.54.07 от 30.10.85 г., Государственной научно-технической программой «Скоростной экологически чистый транспорт» и постановлением Правительства г. Москвы, Миннауки и Минтранса России от 08.02.96 г. «О развитии новых видов скоростного пассажирского транспорта для г. Москвы и Московского региона».

Головными организациями по этой тематике являлись Всесоюзный научно-исследовательский институт электровозостроения (ВЭлНИИ, г. Новочеркасск), объединение «Спецтранс» и Инженерно-научный центр «ТЭМП» (г. Москва).

В настоящее время в соответствии с постановлением Правительства г. Москвы № 463-ПП от 22.05.2001 г. выполняются работы по сооружению первоочередной трассы Московской монорельсовой транспортной системы (ММТС) между станциями метро «Тимирязевская» и «Ботанический сад». Осуществляется проектирование скоростной монорельсовой линии нового поколения сообщением «город - аэропорт». Головными организациями этих программ являются акционерное общество «Московские монорельсовые дороги» (ОАО «ММД») и государственное предприятие «Московский институт теплотехники» (ГП «МИТ»).

ОмГУПС с 1977 г. принимает участие во всех указанных отечественных программах, выполняя теоретические и экспериментальные исследования по совершенствованию и разработке новых вариантов токоприемников и жестких токопроводов различных конструкций и назначения, которые наряду с устройствами тяги, подвеса, направления и автоматического управления движением имеют большое значение для надежного функционирования всей транспортной системы. Обеспечение надежного и экономичного токоснимания - одна из главных проблем развития электрического транспорта.

Особую остроту этой проблеме придают значительно возросшие требования к снижению негативного воздействия транспорта, особенно городского, на окружающую среду, что отражено в экологической программе ОАО «РЖД», федеральных законах по охране окружающей среды и Экологической доктрине Российской Федерации (одобрено распоряжением Правительства РФ № 1225-р от 31 августа 2002 г.).

В России работы, посвященные исследованию и созданию систем контактного токосъема, в том числе с жестким токопроводом, выполнялись в ВЭлНИИ, МИИТе, ОмГУПСе, ИНЦ «ТЭМП» (г. Москва), ОКБ им. Яковлева (г. Москва), ОАО «ММД» (МИТ, г. Москва), ВНИИЖТе и других научных организациях и учебных вузах. Значительный вклад в решение этой проблемы внесли В. П. Михеев, А. В. Плакс, И. А. Беляев, В. Я. Берент, И. И. Власов,

B. А. Вологин, С. А. Кадышев, А. И. Гуков, А. Т. Демченко, 10. Е. Купцов, 10. И. Горошков, В. Н. Пупынин, Г. Г. Марквардт, К. Г. Марквардт, Г. Г. Энгельс, 10. Д. Соколов, А. А. Галенко, Г. С. Галактионов, 10. Н. Щерба, Г. Г. Манасарян А. В. Фрайфельд, В. П. Феоктистов, Л. Н. Решетов,

C. А. Привалов, 10. П. Швец, В. А. Смахтин, В. И. Бочаров, В. А. Винокуров, А. В. Ефимов, А. Г. Галкин, О. В. Грибачев, В. С. Розанов, И. В. Митрофанов, К. Г. Шейн, А. В. Чичинадзе, Т. А. Тибилов, В. М. Павлов, В. А. Нехаев, Г. П. Маслов, В. Н. Лисунов, Е. А. Кротенко, А. В. Климович, В. В. Свешников, А. Ф. Дроботенко, А. Г. Емельянов, 10. И. Филатов, С. А. Ступаков, Е. И. Быков, Б. В. Панин и другие специалисты.

Цель диссертационном работы состоит в разработке научно обоснованных технических решений на основе,усовершенствованных методов теоретических и экспериментальных исследований для создания различных систем токосъема с жестким токопроводом, обеспечивающих надежное, экономичное и экологичное токоснимание.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать усовершенствованные методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами в установившемся режиме с учетом влияния факторов, характерных для реальных условий эксплуатации.

2. Создать уточненные методы расчета кривых контактного нажатия в переходных режимах с учетом ударов в зонах температурных стыков и концевых отводов жестких токопроводов.

3. Предложить методы теоретического определения характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов.

4. Создать на основании предложенных методов новые варианты токоприемников и жестких токопроводов.

5. Разработать метод экспериментальных исследований характеристик и параметров усовершенствованных токоприемников и токопроводов в лабораторных, полигонных и линейных условиях.

6. Создать методы проверки экологических характеристик токоприемников и реализовать их при синтезе новых конструкций с улучшенными параметрами.

7. Предложить метод проверки износных характеристик контактных пар и реализовать его при прогнозировании срока службы токоприемников и жестких токопроводов.

Научная новизна:

1. Разработан метод расчета взаимодействия малогабаритного штангового токоприемника с жестким токопроводом в установившемся режиме с учетом влияния колебаний подвижного состава, силы трения скольжения в контакте и нелинейных характеристик пневматического резинокордного элемента.

2. Предложена методика расчета токоприемника в переходных режимах с учетом ударов при проходе стыков жесткого токопровода, инерционных эффектов и в условиях активного изменения статического нажатия при использовании устройств автоматического регулирования.

3. Показано, что при жестком токопроводе для высокоскоростного транспорта необходимо использовать токоприемник с двумя степенями свободы и системой автоматического регулирования нажатия.

4. Разработаны методы стендовых экспериментальных исследований динамических характеристик малогабаритных токоприемников с учетом колебаний подвижного состава, изменения высоты и горизонтального смещения токопровода, аэродинамического воздействия и ударов в зонах стыков жесткого токопровода.

5. Предложены методы оценки экологических характеристик малогабаритных токоприемников. Даны рекомендации по снижению уровня радиопомех за счет применения графитовой смазки и экранирующих элементов.

6. Разработан метод оценки и прогнозирования износа контактных пар токоприемника и жесткого токопровода. Даны рекомендации по выбору статического нажатия для различных сочетаний материалов контактных пар и токовых нагрузок.

Методы проведении исследовании:

В работе были использованы: метод системного подхода; методы математического моделирования на ПЭВМ с использованием программной среды Borland Delphi 5.0 и универсальной математической программы MathCAD; метод планирования эксперимента; корреляционный и регрессионный анализ; метод интегральной оценки качества процесса регулирования.

Достоверность научных положении и результатов диссертационной работы подтверждена результатами экспериментальных исследований и опытом эксплуатации макетных и опытных образцов разработанных устройств токосъема. Достоверность базируется также на строго доказанных и корректно использованных выводах математического анализа, теории вероятностей и математического моделирования. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными не превышает 9 % для различных вариантов предлагаемых моделей.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработаны усовершенствованные математические модели и программные комплексы, позволяющие рассчитывать характеристики и параметры токоприемников и жестких токопроводов с учетом влияния внешних факторов, характерных для реальных условий эксплуатации различных видов электроподвижного состава.

2. Созданы новые и усовершенствованные конструкции токоприемников и жестких токопроводов для обеспечения надежного, экономичного и экологичного токосъема при скоростях движения подвижного состава до 500 км/ч.

3. Разработаны методы экспериментальной проверки характеристик и параметров токоприемников и токопроводов в условиях, максимально приближенных к реальным. Создан универсальный лабораторный комплекс и участок-специализированного полигона для испытания устройств токосъема при реальных и имитируемых скоростях движения.

4. Созданы экспериментальные стендовые установки, позволяющие оперативно проверять экологические и износные характеристики контактных пар токоприемников и жестких токопроводов.

5. Разработан метод прогнозирования износа контактных пар токоприемников и жестких токопроводов, позволяющий обеспечивать в эксплуатации надежный и экологичный токосъем при минимальном износе контактирующих элементов.

Реализации результатов работы заключается в следующем:

1. Методы расчета взаимодействия токоприемников с токопроводом, методы экспериментальной оценки уровня радиопомех, методы исследования и прогнозирования износа контактных пар внедрены в ОАО «Московские монорельсовые дороги» в^2002 г. при разработке технической документации и выборе параметров устройств токосъема первой очереди Московской монорельсовой транспортной системы, сооружаемой между станциями метро «Тимирязевская» и «Ботанический сад».

2. Эскизный проект и макетный образец токоприемника ТМС скоростной монорельсовой системы нового поколения внедрены в ОАО «Московские монорельсовые дороги» в 2004 г. при разработке проектной документации скоростной монорельсовой трассы нового поколения сообщением «город - аэропорт».

3. Методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопро-водами и расчетно-программный комплекс для их реализации, комплект из шести опытных образцов авторегулируемых токоприемников СпР-433 для вагона В-250 линии Москва - Шереметьево-2, комплект токоприемников Т-7 для вагона ТП-05 испытательного центра в г. Раменское использованы в Инженерно-научном центре «ТЭМП» при выработке технических решений устройств токосъема проекта пассажирской эстакадной трассы «Москва — Шереметьево-2».

Токоприемники Т-7 успешно эксплуатируются в испытательном центре г. Раменское с 1988 г. по настоящее время.

4. Методика расчета взаимодействия с токопроводами высокоскоростных авторегулируемых токоприемников, результаты теоретических и экспериментальных исследований разработанного токоприемника СпВ-3 использованы в техническом проекте натурного экипажа транспорта на магнитном подвесе во Всесоюзном научно-исследовательском, проектно-конструкторском и технологическом институте электровозостроения.

5. Разработанный универсальный комплекс для испытаний устройств токосъема, содержащий колебательный, вращающийся, износный, ударный и аэродинамический стенды, с 1992 г. используется в учебном процессе и при выполнении научных исследований в качестве действующего испытательного комплекса в лаборатории устройств токосъема ОмГУПСа.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и были одобрены на VI Всесоюзной научно-технической конференции по методам и средствам диагностирования (Омск, 1989); III Всесоюзной научно-технической конференции «Автоматизированные системы испытаний объектов железнодорожного транспорта» (Омск, 1991); конференции, посвященной 100-летию А. С. Алексеева «Перспективные системы и совершенствование устройств электрической тяги на ж.-д. транспорте и в электромашиностроении» (Ленинград, 1991); Международной конференции «Параметры перспективных транспортных систем республики Саха» (Якутск,

1995); Международной конференции «Актуальные проблемы развития ж.-д. транспорта» (Москва, 1996); Международной научно-практической конференции «Город и транспорт: управление экономикой в условиях рынка» (Омск,

1996); XI Международной конференции «Состояние и перспективы развития ЭПС» (Новочеркасск, 1997); юбилейной научно-технической конференции Ур-ГАПСа «Железнодорожный транспорт сегодня и завтра» (Екатеринбург, 1998); Межвузовской научно-практической конференции (Омск, 1998); научно-практической конференции с международным участием «ТрансСибВуз-2000» (Омск, 2000); научно-практической конференции, посвященной 100-летшо завершения строительства Транссибирской магистрали (Омск, 2001); Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока» (Хабаровск, 2001); региональной научно-практической конференции «Вузы Сибири и Дальнего Востока - Транссибу» (Новосибирск, 2002); региональной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на обособленных предприятиях Западно-Сибирской ж.-д.» (Омск, 2003); научно-технических семинарах Инженерного центра «ТЭМП» (Москва, 1988, 1989 и 1990); научно-техническом семинаре ОАО «Московские монорельсовые дороги» (Москва, 2002); IV Международной конференции «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава» (Новочеркасск, 2003); Втором Международном симпозиуме «Электрификация и ускорение научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте» (Санкт-Петербург, 2003); Международной научной конференции «Актуальные проблемы развития транспорта России: стратегические, региональные, технические» (Ростов-на-Дону, 2004).

Публикации- По материалам диссертации опубликовано 85 печатных работ, в том числе 2 монографии, 30 статей (из них 12 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ), 15 тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях, 28 авторских свидетельств и 8 патентов РФ на изобретения, 2 патента РФ на полезные модели. Указанные работы опубликованы после защиты автором кандидатской диссертации в 1986 г.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, девяти разделов, заключения, списка использованных источников. Общий объем 377 страниц, в том числе 347 страниц основного текста, 232 иллюстрации, 21 таблица, 208 источников и одно приложение на 6-ти страницах.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Расчет взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами целесообразно выполнять на основе изложенных методов и математических моделей, учитывающих особенности конструкций устройств токосъема и влияние на их работу колебаний подвижного состава, ударов в зонах стыков токо-провода, инерционных эффектов и автоматического регулирования нажатия.

2. При жестком токопроводе для высокоскоростного транспорта необходимо использовать токоприемник с двумя степенями свободы и с системой автоматического регулирования нажатия.

3. Совершенствование и создание новых конструкций токоприемников и токопроводов следует осуществлять на основе предложенных вариантов узлов, обеспечивающих повышение надежности и экономичности токоснимания при скоростях движения до 500 км/ч.

4. Экспериментальное определение характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов целесообразно выполнять на основе предложенной методики стендовых испытаний с учетом колебаний подвижного состава, ударов в зонах стыков токопровода, аэродинамического воздействия.

5. Проверку экологических характеристик токоприемников и токопроводов рекомендуется проводить на основе разработанной методики. Даны рекомендации по использованию графитовой смазки и экранирующих элементов для снижения уровня радиопомех. Предложены устройства для снижения шума, генерируемого при токосъеме.

6. Для проверки в условиях эксплуатации характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов предложены разработанные средства автоматической диагностики, устанавливаемые в депо, на линии и встроенные в конструкцию токоприемников.

7. Оценку износных характеристик контактных пар целесообразно осуществлять по предложенной методике, обеспечивающей возможность прогнозирования срока службы контактных элементов токоприемников и токопроводов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы состоят в следующем.

1. На основе анализа сфер использования систем контактного токосъема с жестким токопроводом выявлены особенности условий работы устройств токосъема метрополитена, монорельсового транспорта (навесного, подвесного, с колесным и электромагнитным опиранием и линейным тяговым электроприводом), передвижных кранов, применяемых для грузовых операций с вагонами-контейнеровозами магистральных железных дорог.

2. На основании анализа условий работы систем токосъема с жестким токопроводом сформулированы требования к токоприемникам и токопроводам для условий эксплуатации в различных диапазонах скоростей движения.

3. Разработаны уточненные расчетные схемы взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами, учитывающие влияние внешних факторов, характерных для различных видов систем контактного токосъема.

4. Созданы усовершенствованные методы расчета кривой контактного нажатия токоприемника на токопровод в установившемся режиме для одно- и двухмассовых конструкций, учитывающие особенности работы малогабаритных токоприемников.

5. Предложены аналитические выражения, позволяющие ввести в расчеты параметры нелинейных звеньев - пневматических резинокордных элементов.

6. Предложены методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами с учетом ударных процессов в зонах температурных стыков и концевых отводов.

7. Разработан метод расчета кривой контактного нажатия с учетом работы системы автоматического регулирования нажатия на основе использования метода интегральной оценки качества переходного процесса.

8. Для осуществления многовариантного математического моделирования создан расчетный комплекс для ЭВМ с использованием программной среды Borland Delphi 5.0 и универсальной математической программы MathCAD.

9. Предложены методы теоретического определения характеристик и параметров усовершенствованных токоприемников и токопроводов.

10. На основании предложенных методов созданы варианты токоприемников, обеспечивающих токоснимание с боковой поверхности жесткого токо-провода - токоприемники Т-7, находящиеся в опытной эксплуатации в экспериментальном комплексе в г. Раменское с 1988 г. по настоящее время.

11. Созданы макетные образцы скоростных токоприемников СпР-432, оснащенные приоритетными устройствами сохранения и авторегулирования, предназначенные для вагона В-250 проекта транспортной системы «Москва -Шереметьево-2».

12. Предложен вариант управления скоростными токоприемниками, обеспечивающий повышение безопасности движения скоростных транспортных систем с магнитным подвесом.

13. Разработаны приоритетные варианты конструкций токоприемников и жестких токопроводов, обеспечивающих надежное и экономичное токоснимание при скорости движения до 500 км/ч (СпВ-3, СпР-432м, СпР-332).

14. Создан метод комплексной экспериментальной проверки характеристик и параметров токоприемников и жестких токопроводов в лабораторных и полигонных условиях.

15. Разработаны и реализованы в действующих лабораторных установках методы динамических, ударных, износных и аэродинамических испытаний малогабаритных токоприемников.

16. Создан метод экспериментальной проверки экологических характеристик токоприемников и токопроводов, позволяющий выполнять оценку уровней шума и радиопомех, генерируемых скользящим электрическим контактом.

17. На основании предложенных методов синтезированы приоритетные варианты конструкций токоприемников, оснащенных системами подавления шума и радиопомех (СпР-432, СпР-433, СпР-7).

18. На базе токоприемника СпР-433 создан макетный образец токоприемника ТМС для проекта скоростной монорельсовой системы нового поколения сообщением «город - аэропорт».

19. Разработан метод исследования и прогнозирования износа контактных пар токоприемников и жестких токопроводов.

20. На основании созданных методов оценки износных и экологических характеристик устройств токосъема сформулированы и реализованы в 2002 г. рекомендации по улучшению параметров и характеристик устройств токосъема Московской монорельсовой транспортной системы.

21. Разработаны основные положения системы автоматической диагностики устройств токосъема с жестким токопроводом. Предложены приоритетные варианты устройств автоматической диагностики в депо, на линии и встроенные в конструкции токоприемников монорельсовых транспортных систем.

22. Предложена методика прогнозирования технической надежности скоростных малогабаритных токоприемников, позволяющая оперативно оценивать ресурсные возможности устройств токосъема для различных условий эксплуатации.

23. Разработана методика оценки экономической эффективности токоприемников монорельсового транспорта с колесным и электромагнитным опи-ранием.

1. Манасарян Г. Г. Монорельсовый транспорт. Ереван: Айстан, 1976.128 с.

2. Городской эстакадный электрический транспорт: Межотраслевой сб. науч. тр./ Самарский гос. техн. ун-т. Самара, 1999.

3. Бочаров В. И., Бахвалов 10. А., Талья И. И. Основы проектирования электроподвижного состава с магнитным подвесом и линейным тяговым электроприводом / Ростовский гос. ун-т. Ростов-на-Дону, 1992. Ч. 2. 296 с.

4. Высокоскоростной наземный транспорт с линейным приводом и магнитным подвесом / В. И. Бочаров, В. А. Винокуров, В. Д. Нагорский и др.; Под ред. В. И. Бочарова и В. Д. Нагорского. М.: Транспорт, 1985. 279 с.

5. Сидоров О. А., Михеев В. П. Методы разработки и исследования контактных систем токосъема скоростных видов монорельсового транспорта // Тез. докл. междунар. конф. "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта"/МИИТ. М., 1996. С. 128.

6. Быков Е. И., Понин Б. В., Пупынин В. Н. Тяговые сети метрополитенов М.: Транспорт, 1987. 256 с.

7. Турков В. Н. Мостовые и козловые электрические краны. Устройство, эксплуатация, ремонт / Под ред. О. Н. Машковича: М.: Транспорт, 1994. 256 с.

8. Сидоров О. Л., Кротеико Е. Л. Предпосылки для проектирования ав-торегулируемых токосъемных устройств для монорельсового транспорта / Материалы межвуз. науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1998. С. 26, 27.

9. Петренко О. С. Подвесные рельсовые дороги. М.: Машиностроение, 1981.272 с.

10. Пат. 2660257 Франция, МКИ3 B60L5/32. Устройство управления токоприемником при подъеме и опускании / П. Форте, Ж. Бланвилан.

11. A.c. 755632 СССР, МКИ3 B60L5/26. Токоприемник транспортного средства / Ю.П. Швец, В.О. Домрачев, A.B. Ивановский.

12. Пат. 160538 ЧССР, МКИ3 B60L5/30. Многосистемный токоприемник/ С. Маличек, Ю.Раличек.

13. Пат. 237517 ЧССР, МКИ3 B60L5/10. Токоприемник транспортного средства / Б. Новотны, Ф. Палик.

14. Пат. 207837 ЧССР, МКИ3 B60L5/32. Двухступенчатый токоприемник со стабилизацией нажатия / Н. Зурови, Я. Хруска, Ф. Палик, И.А. Беляев.

15. В. Н. Лисунов, О. И. Поздняков, 10. А. Усманов Токоприемник с регулируемой нагрузочной способностью // Тез. науч.-практ. конф. кафедр Омского ин-та инж. ж.-д. трансп., посвященной 60-летию ОмИИТа / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1990. С. 96 97.

16. Пат. 2802726 ФРГ, МКИ3 B60L5/02. Токоприемник с воздушным дутьем в зону контакта / А. Штелеман.

17. Пат. 229963 ГДР, МКИ3 B60L5/26. Токоприемник со ступенчатой регулировкой прижимной силы / Т. Вольгер.

18. А. с. 1234247 СССР, МКИ3 B60L5/28. Токоприемник электроподвижного состава / В.П. Михеев, O.A. Сидоров.

19. A.c. 1472302 СССР, МКИ3 B60L5/00. Токоприемник транспортного средства /В.М. Павлов, В.П. Михеев, A.C. Брюханов.

20. Пат. 166612 ЧССР, МКИ3 B60L5/22. Троллейный токоприемник для многосистемных электровозов с несколькими уровнями пружинного усилия / Ф. Палик, Н. Сурови, Я. Хруска.

21. Пат. 388536 Австрия, МКИ3 B60L5/32. Устройство пневмопривода токоприемника / Г. Грондингер, Г. Мюллер.

22. A.c. 1271771 СССР, МКИ3 B60L5/08. Токоприемник / В.П. Михеев, O.A. Сидоров, Р.Т. Таминдаров.

23. Пат. 221075 ЧССР, МКИ3 B60L5/00. Токоприемник с пневматическим приводом и дифференциальным устройством полоза / Б. Новотны, Ф. Палик.

24. A.c. 1276535 СССР, МКИ3 B60L5/00. Токоприемник транспортного средства / В.П. Михеев, O.A. Сидоров, Ю.П. Швец.

25. A.c. 1172763 СССР, МКИ3 B60L5/00. Токоприемник транспортного средства / В.П. Михеев, O.A. Сидоров.

26. А. с. 1463542 СССР, МКИ3 B60L5/24. Токоприемник транспортного средства / JI.H. Решетов, В.В. Каганов, И.А. Беляев.

27. A.c. 1245453 СССР, МКИ3 B60L5/08. Токоприемник транспортного средства / Михеев В. П., Сидоров О. А.

28. Заявка 58-27724 Япония, МКИ3 B60L5/22. Пантограф / Фудзи дэнки сэйдзо К.К.

29. Пат. 217797 ЧССР, МКИ3 B60L5/26. Токоприемник со стабилизацией статического нажатия / Б. Новотны, Ф. Палик.

30. A.c. 870212 СССР, МКИ3 B60L5/24. Токоприемник электроподвижного состава / В.Е. Хван.

31. Пат. 1513645 ФРГ, МКИ3 B60L5/18. Токоприемник электроподвижного состава / А. Штелеман.

32. Заявка 252287 ФРГ, МКИ3 B60L5/00. Метод регулирования нажатия токоприемника / А. Штелеман.

33. A.c. 1276536 СССР, МКИ3 B60L5/24. Устройство токосъема для транспортного средства / Сидоров О. А., Михеев В. П.

34. Заявка 58-27723 Япония, МКИ3 B60L5/22. Пантограф / Фудзи дэнки сэйдзо К.К.

35. Пат. 352181 Австрия, МКИ3 B60L5/00. Устройство для поворота регулирующего закрылка вертикального перемещения высокоскоростного токосъемника / Т. Вольгер.

36. Заявка 56-46321 Япония, МКИ3 B60L5/28. Пантограф / Фудзи дэнки сэйдзо К.К.

37. Заявка 60-5121 Япония, МКИ3 B60L5/22. Пантограф / Фудзи дэнки сэйдзо К.К.

38. Заявка 58-29683 Япония, МКИ3 B60L5/22. Пантограф / Фудзи дэнки сэйдзо К.К.

39. Заявка 57-20761 Япония, МКИ3 B60L5/24. Пантограф / Фудзи дэнки сэйдзо К.К.

40. Заявка 53-41402 Япония, МКИ3 B60L5/00. Управляемое токосъемное устройство для силовых цепей транспортных средств с электротягой / С. Акаси.

41. Заявка 57-34721 Япония, МКИ3 B60L5/12. Способ регулирования работы токоприемников транспортных средств / Коче гидзюцу интер.

42. Пат. 4106600 США, МКИ3 B60L5/08. Устройство токосъема на подвижном составе / К. Михирочи.

43. Пат. 2135830 Франция, МКИ3 B60L5/00. Токоприемник высокоскоростного транспортного средства / Р. Легер.

44. Пат. 1416350 Великобритания, МКИ3 B60L5/32. Токоприемник для электроподвижного состава / Р. Кридон.

45. Пат. 2025313 Россия, МКИ3 B60L5/00. Устройство токосъема для электроподвижного состава / Сидоров О. А., Михеев В. П., Маслов Г. П., Емельянов А. Г.

46. Беляев И. А., Михеев В. П., Шиян В. А. Токосъем и токоприемники электроподвижного состава / Под ред. И. А. Беляева. 2-е изд., переработ, и доп. М.: Транспорт, 1976. 184 с.

47. Купцов Ю. Е. Увеличение срока службы контактного провода. М., "Транспорт", 1972, 160 с.

48. Ebeling Hans/ Stromabnahme bei hohen Geschwindigkeiten Probleme der Fahrleitunden und Stromabnehmer. - "Eleftrische Bahnen", 1969, №2, s. 26 - 39, №3, s. 60 - 66.

49. Котвал В. Контактная сеть электрифицированных железных дорог. -"Ежемес. бюл. междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов". 1964, №1, с.38 -48.

50. Гирт Э. Проблемы конструкции скоростных электровозов. "Ежемес. бюл. междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов". 1965, №9, с.З - 11.

51. Kiepfer Hans Helmut. Stromabnehmerversuche der Deutsche Bundesbahn mit Geschwindigkeiten bis zu 200 km/h. - "Eleftrische Bahnen", 1965, №7, s. 158- 164.

52. Беляев И. А. Взаимодействие токоприемника и контактной сети при высоких скоростях движения. М., "Транспорт", 1968, 159 с.

53. Бологим В. А., Железиов Д. Ф., Фрайфельд А. В., Энгельс Г. Г. К выбору оптимальных параметров токоприемников. "Вестник Всесоюзн. научн.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта", М., 1973, №8, с. 5 - 9.

54. Манцо М. Демпфирование колебаний токоприемников высокоскоростного подвижного состава. "Ежемес. бюл. Междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов". 1969, №3, с.29 - 36.

55. Breyer W. Vergleichsversuche an Stromabnehmer elektrische Triebfahrzeuge. "Österreichische Ingenier Zeitschrift", 1958, №11, s. 467 - 473.

56. Михеев В. П., Дроботенко А. Ф., Брюханов А. С. К оценке экономичности и надежности токоснимания по кривым контактного нажатия. "Энергоснабжение электрических железных дорог". Научные труды Омского ин-та инж. ж.-д. транспорта, 1974, т. 162, с. 4 - 11.

57. Бухер К., Бюккер В. Метод испытания контактных подвесок. Пат. ФРГ № 842656 от 7.04.1950 г.

58. Беляев И. А. Вагоны для испытания контактной сети. "Бюл. техн.-эконом. информации" МПС, 1967, №8, с. 16 25.

59. Pantograph test coach in the eastern region. — "Railway Gazette", 1961, vol. 115, №20, p. 568 569, №24, p. 688 - 690.

60. Курбатов В. M. Устройство для записи горизонтального или вертикального габаритов контактного на электрических железных дорогах. Авт. св. №53686 от 4.02.1937 г.

61. Беляев И. А. Устройство для измерения контактного давления на полоз пантографа электроподвижного состава. Авт. св. № 182762 от 28.05.1963.

62. Аллен К. Э., Эмерсен А. X. Типы контактных подвесок и их испытания на Британских железных дорогах. "Ежемес. бюл. Междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов", 1963, №5, с. 21 -31.

63. Allen С., Goldring A. Overhead Equipment. The Catenary System. "British Railways Electrification Conference", London, 1960, Paper 33, c. 70 - 74.

64. Kumesawa J. Overhead Wiring System for high speed operation. "Japanese Railway Engineering", 1962, v.3, №2.

65. Dorenberg О. Versuche der Deutschen Bundesbahn zur sehr hohe Geschwindigkeiten. "Elektrische Bahnen", 1965, №6, s. 135 - 142.

66. Плакс А. В. Исследование работы пантографов при высоких скоростях движения. Сборник ЛИИЖТа, №155, М., 1957, Транспортное ж.-д. изд-во, с. 15-28.

67. Беляев И. А. Исследование работы токоприемников электроподвижного состава при высоких скоростях движения. "Вопросы эксплуатации контактной сети и токосъема". Труды Всесоюзн. научн.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта, М., вып.233, 1962, с.86 - 123.

68. Власов И. И. Механические расчеты вертикальных цепных контактных подвесок. Труды Всесоюзн. научн.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта. М., Транжелдориздат, 1957, вып.138, с.190-204.

69. Плакс А. В. Определение максимальной скорости движения по условиям токосъема. "Вестник Всесоюзн. научн.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта", 1961, №3, с.

70. Ивасэ М. Износ накладок пантографа вследствие воздействия дуги. -"Ежемес. бюл. Междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов", 1964, №2, с.З 6.

71. Chapman Е. Pantographs for Locomotives and Multiple Unit Trains. -"British Railways Electrification Conference", 1960, Paper 20.

72. Ивасэ M. Пантограф и изнашивание скользящих контактов. Сообщение 1. "Тэцудо гидзюцу кэнко хококу", 1959, т. 16, №4.

73. Ивасэ М. Токосъем пантографом н износ скользящих элементов, Сообщение 2. " Тэцудо гидзюцу кэнко хококу ", 1959, №8.

74. Жарков В. Т. Влияние статических характеристик нажатия токоприемников на износ контактных накладок. "Энергоснабжение электрических железных дорог". Научные труды Омского ин-та инж. ж.-д. транспорта. Омск, 1967, т.83, с.45 — 51.

75. Ивасэ М. Борьба с истиранием при токосъеме. "Дэнки тэцудо", 1964, т. 18, №8, с. 18-22.

76. Ivvase М., Saito Т., Kokibi К. Contact Strip of Pantograph for the New To-kaido Line (Report 1) Problems and Laboratory Test. - "Quarterly Report by Techn. Research Inst. INR", 1965, vol.6, №1, c. 5 - 11.

77. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Под ред. канд. техн. наук P.A. Макарова. М., "Машиностроение", 1975, с. 278.

78. Беляев И. А. Взаимодействие токоприемников и контактной сети / И. А. Беляев, В. Л. Вологин. М.: Транспорт, 1982. 190 с.

79. Бидерман В. Л. Теория механических колебаний: Учебник для вузов. — М.: Высш. школа, 1980. 408 с.

80. Яблонский А. А., Норейко С. С. Курс теории колебаний: Учеб. пособие для студентов втузов. Изд. 3-е, испр. и доп. М., «Высш. школа», 1975. 248 с.

81. Яблонский А. А., Никифорова В. М. Курс теоретической механики. Ч. 1. Статика. Кинематика. Учебник для втузов. Изд. 5-е, испр., М., «Высшая школа», 1977. 368 с.

82. Яблонский А. А. Курс теоретической механики. Ч. 2. Динамика. Учебник для втузов. Изд. 5-е, испр., М., «Высшая школа», 1977. 430 с.

83. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т. / Пред. ред. совета В. Н. Челомей М.: Машиностроение, 1978. - Т. 1. Колебания линейных систем / Под ред. В. В. Болотина. 1978. 352 с.

84. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т. / Пред. ред. совета В. Н. Челомей М.: Машиностроение, 1979. - Т. 2. Колебания нелинейных механических систем / Под ред. И. И. Блехмана. 1979. 375 с.

85. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т. / Пред. ред. совета В. Н. Челомей М.: Машиностроение, 1981. - Т. 4. Вибрационные процессы и машины / Под ред. И. И. Блехмана. 1981. 509 с.

86. Общетехнический справочник / Под ред. А. Н. Малова. М.: Машиностроение, 1971. 464 с.

87. Инженерные методы исследования ударных процессов / Г. С. Батуев, 10. В. Голубков, А. К. Ефремов, А. А. Федосов. М.: Машиностроение, 1969. 160 с.

88. Пановко Я. Г. Введение в теорию механического удара. М.: Наука, 1977. 224 с.

89. Сидоров О. А., Мосеев А. А. Применение автоматического регулирования нажатия скоростных малогабаритных токоприемников: Тез. докл. науч.-техн. конф. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1986. С. 129, 130.

90. Топчеев 10. И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1989. 752 с.

91. Клюев Л. С. Автоматическое регулирование. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия, 1973. 392 с.

92. Михеев В. П. Особенности узлов и характеристик перспективных токоприемников: Конспект лекции / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1991. 67 с.

93. А. с. 1576368 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, В. И. Шаманаев // Открытия. Изобретения.1990. №25.

94. А. с. 1625726 СССР, МКИ3 В 60 L 5/08. Токоприемник / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов, В. И. Шаманаев // Открытия. Изобретения.1991. №5.

95. А. с. № 1136975 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Устройство для передачи электрической энергии на транспортное средство / О. А. Сидоров, Михеев В. П., Беляев Д. В. // Открытия. Изобретения. 1985. № 4.

96. A.c. № 1188019 СССР, МКИ3 В 60 L 5/08. Полоз токоприемника электроподвижного состава / О. А. Сидоров, Михеев В. П., Павлов В. М. // Открытия. Изобретения. 1985. № 40.

97. A.c. 1271771 СССР, МКИ3 В 60 L 5/08. Токоприемник / Михее-ев В. П., Сидоров О. А., Таминдаров Р. Т. // Открытия. Изобретения. 1986, № 43.

98. Пат. 2025315 Россия, МКИ3 В 60 L 5/24. Токоприемник электроподвижного состава / Сидоров О. А., Михеев В. П., Емельянов А. Г. // Открытия. Изобретения. 1994, № 24.

99. А. с. 1245453 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник транспортного средства / Михеев В. П., Сидоров О. А. // Открытия. Изобретения. 1986, № 27.

100. А. с. 1137345 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Устройство для исследования скользящего контакта между контактным проводом и токосъемником / Михеев В. П., Сидоров О. А. // Открытия. Изобретения. 1985, № 4.

101. А. с. 1411174 СССР, МКИ3 В 60 L 5/08. Токоприемник транспортного средства / Сидоров О. А., Михеев В. П. // Открытия. Изобретения. 1988, №27.

102. A.c. 1766723 СССР, МКИ3 В 60 L 5/08. Токоприемник / Сидоров О. А., Михеев В. П., Шаманаев В. И., Емельянов А. Г. // Открытия. Изобретения. 1992, № 37.

103. А. с. 1355510 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник транспортного средства / Михеев В. П., Сидоров О. А., Таминдаров Р. Т. // Открытия. Изобретения. 1987, № 44.

104. A.c. 1180823 СССР, МКИ3 В 60 М 1/26. Контактная сеть / М. Ю. Ананьев, О. А. Сидоров, А. В. Запрудский // Открытия. Изобретения. 1985. №40.

105. A.c. 1782794 СССР, МКИ3 В 60 М 1/30. Соединитель контактных рельсов / О. А. Сидоров, В. П. Михеев, А. Г. Емельянов // Открытия. Изобретения. 1992. №47.

106. А. с. 1549812 СССР, МКИ3 В 60 М 1/30. Контактный рельс токосъема транспортного средства / О. А. Сидоров, В. П. Михеев // Открытия. Изобретения. 1990. № 10.

107. Сидоров О. А., Кротенко Е. А., Емельянов А. Г. Совершенствование методики экспериментальных исследований токоприемников транспорта на магнитном подвесе // Межвуз. темат. сб. науч. тр./ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1993. С. 69-73.

108. Сидоров О. А., Михеев В. П. Динамические испытания токоприемников на колебательном стенде // Обеспечение надежности работы токоприемников и контактной сети: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1984. С. 69 73.

109. Михеев В. П., Сидоров О. А. Особенности устройств токосъема транспорта с магнитным подвесом : Конспект лекций / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1995. 51 с.

110. А. с. 1445994 СССР, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Устройство для динамических испытаний токоприемников электрического подвижного состава / О. А. Сидоров, В. П. Михеев // Открытия. Изобретения. 1988. № 47.

111. Пат. 2025313 РФ, МКИ3 В 60 Ь 5/00. Устройство для исследования взаимодействия токоприемника с токоведущим рельсом / О. А. Сидоров, А. Г. Емельянов, В. П. Михеев, С. А. Ступаков // Открытия. Изобретения. 1994. № 24.

112. Беляев И. А., Кадышев С. А. Разработка и исследование токоприемников электроподвижного состава метрополитенов // Вести. Всесоюз. науч.-исследоват. ин-та инж. ж.-д. трансп. — 1984. № 3. - С. 25 - 31.

113. А. с. 177447 СССР, МКИ В 60Ь 3/12. Михеев В. П., Поздняков О. И. Устройство для исследования скользящего контакта между контактным проводом и токоприемником // Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки. 1965.-№ 1.

114. А. с. 393137 СССР, МКИ В 60Ь 3/12. Кожахмедов В. Д., Хван В. Е. Устройство для исследования взаимодействия токоприемников и контактной сети // Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки. -1973. -№ 33.

115. А. с. 469625 СССР, МКИ В 60Ь 3/12. Тибилов Т. А., Есенов И. X., Титаренко П. Р. Устройство для динамических испытаний токоприемников электроподвижного состава // Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки. 1975. - № 12.

116. A.c. 422643 СССР, МКИ В 60L 3/12. Стукал кип А. Н., Лука-шов В. М. Устройство для исследования работы токоприемников электроподвижного состава // Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки. 1974. -№ 13.

117. Иосида К., Манабе К., Симого Т. Динамика токоприемника, предназначенного для высокоскоростных железных дорог // Конструирование и технологии машиностроения. 1975. - № 2. - С. 206 - 212.

118. Концепция вагона с магнитным подвесом / Шверцлер П., Бор-керт 10., Штайнметц Г., Кнорр П., Драйман К. // Железные дороги мира. 1982.9. С. 31 - 39.

119. Исследования и испытания: Справочное пособие / Под ред. Б. М. Злобинского. М., 1976. - 400 с.

120. Михеев В. П., Оранская Л. А. К вопросу об исследовании влияния на токоснимание параметров полозов и кареток токоприемников // Электроснабжение электрических железных дорог: Сб. науч. тр. Ом. ин-та инж. ж.-д. трансп. 1968.-С. 63-68.

121. Cicinadze А. У., Ignateva Z. У., Chovanskiy У. J., Scerba Ju. N. Rein-ungsbedingte Wechselwirkung von wer Kstoffen beim Durchgang von electrischem Strom durch den Gleitkontakt. Schmierungstechnik, Berlin, 1983, № 11, s.335 338.

122. Прикладная аэродинамика: Учеб. пособие для втузов / Под ред. Краснова Н. Ф. М.: Высшая школа, 1974. - 743 с.

123. Повх И. Л. Расчет аэродинамических характеристик различных устройств. 2-е изд. Перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. — 487 с.

124. Кузнецов А. К. Аэродинамические показатели элементов токоприемников для высокоскоростного движения // Повышение качества токоснимания при высоких скоростях движения и в условиях БАМа: Сб. науч. тр. Ом. ин-та инж. ж.-д. трансп. 1970. - С. 28 - 31.

125. Шенк X. Теория инженерного эксперимента / Перевод с английского Е. Г. Коваленко. Под ред. чл.-корр. АН РФ Н. П. Бусленко. М.: Мир, 1972.

126. Маркин Н. С. Основы теории обработки результатов измерений: Учеб. пособие для средних специальных учебных заведений. М.: Издательство стандартов, 1991. - 176 с.

127. Вознесенский В. А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.: Статистика, 1974. - 192 с.

128. Сидоров О. А., Волненко В. А. Технические средства диагностирования токосъемных устройств электромагнитного транспорта: Тез. докл. Все-союз. науч.-техн. конф. по методам и средствам диагностирования. Омск, 1989.-е. 236-237.

129. Михеев В. П., Свешников В. В. Функциональная модель эксплуатационных состояний токоприемника // Электроснабжение электрических железных дорог: Сб. науч. тр. / Омск, ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1976. - Т. 178. -Вып. 1.-е. 32-35.

130. Павлов Б. В. Кибернетические методы технического диагноза. М., Машиностроение, 1966.-355 с.

131. Система технического обслуживания и ремонта техники. Методы определения допустимого отклонения параметров состояния и прогнозирования остаточного ресурса элементов машин. ГОСТ 20911 75. Изд. стандартов.

132. Техническая диагностика. Общие положения о порядке разработки систем диагностирования. ГОСТ 20417 75. Изд. стандартов.

133. Концепция вагона с магнитным подвесом / П. Шверцлер, Ю. Бор-керт, Г. Штайнментц, П. Кнорр // Железные дороги мира, 1982. № 9. -с. 31-35.

134. Ступаков С. А. Диагностирование токоприемников электромагнитного транспорта // Тез. докл. науч.-практ. конф. кафедр Омского института инженеров ж.-д. транспорта. Омск, 1990. - с. 131 - 132.

135. Веденякин Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. Изд. 3-е, доп. и перераб. -М., 1973. - 199 с.

136. Кассандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений: Учебн. пособие для вузов. М., 1970. - 104 с.

137. Гуськов А. Н., Соколов 10. Д. Состояние работ и перспективы создания транспортных систем на магнитной подвеске в СССР и за рубежом // Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. "Спецтранс-85". М., 1985. - С. 67 - 68.

138. А. с. 1632822 СССР, МКИ3 B60L 3/12. Устройство для контроля положения полоза токоприемника / Михеев В. П., Ступаков С. А., Сидоров О. А. // Открытия. Изобретения. 1991, № 9.

139. А. с. 1684121 СССР, МКИ3 B60L 5/08. Токоприемник / Сидоров О. А., Михеев В. П., Емельянов А. Г., Ступаков С. А. // Открытия. Изобретения. 1991, № 38.

140. А. с. 1782792 СССР, МКИ3 B60L 5/08. Токоприемник транспортного средства / Сидоров О. А., Михеев В. П., Емельянов А. Г., Ступаков С. А. // Открытия. Изобретения. 1992, № 47.

141. Чичин А. В. Экологические проблемы железнодорожного транспорта и пути их решения // Экономика железных дорог. 2001. № 9. С. 84 90.

142. ГОСТ 29205-91. Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от электротранспорта. Нормы и методы испытаний. М.: Издательство стандартов. 1992.

143. ГОСТ 14777-76. Радиопомехи индустриальные. Термины и определения. М.: Издательство стандартов. 1976.

144. Рекомендации по подавлению радиопомех, создаваемых железнодорожным электрическим транспортом в диапазоне частот 0,15 400 МГц / Под ред. 10. М. Абрамсона. М.: Связь. 1965. 63 с.

145. Рекомендации по подавлению радиопомех, создаваемых городским электротранспортом / Под ред. 10. М. Абрамсона. М.: Связь. 1968. 57 с.

146. Зражевский Г. Н., Танцюра А. А. Поездная и станционная радиосвязь. М.: Транспорт. 1971. 248 с.

147. Михеев В. П., Сидоров О. А. Улучшение экологических свойств токоприемников электроподвижного состава // Железнодорожный транспорт. М., 2003. №7. С. 54-56.

148. ГОСТ 26918-86. Шум. Методы измерения шума железнодорожного подвижного состава. -М.: Издательство стандартов. 1986.

149. ГОСТ 12.1.029.-80. ССБТ. Средства и методы защиты от шума. Классификация.-М.: Издательство стандартов. 1980.

150. Шум на транспорте / Пер. с англ. К. Г. Бомштейна. Под ред.

151. B. Е. Тольского, Г. В. Бутакова, Б. Н. Мельникова. М.: Транспорт. 1995. 368 с.

152. Определение источников шума на подвижном составе // Железные дороги мира. 1999. № 10. С. 49.

153. Высокоскоростные линии и окружающая среда // Железные дороги мира. 1995. № 8. С. 58.

154. Шум и вибрации при взаимодействии пути и подвижного состава // Железные дороги мира. 1995. № 8. С. 32.

155. Борьба с шумом и вибрациями на железных дорогах // Железные дороги мира. 1996. № 1. С. 43.

156. Снижение шума на электрифицированных линиях // Железные дороги мира. 1995. № 2. С. 43.

157. Малошумный токоприемник // Железные дороги мира. 1996. № 12.1. C. 17.

158. Высокоскоростное движение и экология // Железные дороги мира. 2000. № 7.

159. Способ уменьшения шума от железных дорог // Железные дороги мира. 1996. № 4. С. 57.

160. Сравнение методов защиты от шума // Железные дороги мира. 1999. №5. С. 61.

161. Купцов 10. Е. Беседы о токосъеме, его надежности, экономичности и о путях совершенствования. М.: Модерн-А, 2001. 256 с.

162. А. с. 1801808 СССР, МКИ3 В 60 L 5/31. Токоприемное устройство / А. Г. Емельянов, О. А. Сидоров, В. П. Михеев, Е. А. Кротенко // Открытия. Изобретения. 1993. № 10.

163. А. с. 1782793 СССР, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник / О. А. Сидоров, А. Г. Емельянов, В. П. Михеев // Открытия. Изобретения. 1992. № 47.

164. Беляев И.А. Устройство и обслуживание контактной сети при высокоскоростном движении. — М.: Транспорт, 1989. — 144 с.

165. Берент В. Я., Круминя М. 10., Сегал И. Я. Новый токосъемный материал для скользящего электрического транспорта. М.: Вестник машиностроения, 1981, № 12: — С.21-24.

166. Берент В. Я., Чекулаев В. Е. Металлоуглеродные вставки и унифицированный полоз для них // Железные дороги мира, 2001, № 8. С. 45-48.

167. Брогородицкий Н. П. и др. Электротехнические материалы. Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 304 с.

168. Буше Н. А. Трение, износ и усталость в машинах (Транспортная техника): Учебник для вузов. — М.: Транспорт, 1987. 223 с.

169. Власов И. И. Механические расчеты вертикальных цепных контактных подвесок // Выпуск 138. М.: Трансжелдориздат, 1957. - 223 с.

170. Власов И. И., Марквардт К. Г. Контактная сеть. Изд. 2-е , перераб. и доп. М.: Трансжелдориздат, 1961. 332 с.

171. Герасимов В. П. Экспериментальные исследования оставшегося ресурса прочности проводов и тросов контактной сети. / Тр. ВНИИЖТ, 1989, вып. 624. 72 с.

172. Демченко А. Т. Пространственные контактные подвески. М.: Транспорт, 1991. - 175 с.

173. Ефимов Л. В., Галкин Л. Г. Надежность и диагностика систем электроснабжения железных дорог: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. — М.: УМК МПС России, 2000.-512 с.

174. Инструкция по защите железнодорожных подземных сооружений от коррозии блуждающими токами. М.: Трансиздат, 1999.

175. Купцов Ю. Е. Увеличение срока службы контактного провода. М.: Транспорт, 1972.

176. Михеев В. П. Токосъемные устройства для высокоскоростных поездов // Железнодорожный транспорт, 1997. № 6. - С. 46-48.

177. Михеев В. П., Агеева И. А., Сдвижков Н. С. Уменьшение износа контактных проводов. М.: Транспорт, 1964. - 91 с.

178. Нэллин В. И., Богатырев Н. Я., Ложкин Л. В. и др. Механика скользящего контакта. М.: Транспорт, 1996. - 255 с.

179. Пархоменко П. П., Сагомонян Е. С. основы технической диагностики. Кн 2. Оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства. / Под ред. П. П. Пархоменко. М.: Энергия, 1981. - 320 с.

180. Сердинов С. М. Повышение надежности устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог. М.: Транспорт, 1985. - 301 с.

181. Новые средства измерения и контроля в системах электроснабжения / В. Н. Горюнов, В. А. Ощепков, И. В. Болдырев, В. П. Смирнов // Энергоресурсосберегающие технологии Прииртышья: Междун. науч.-практич. конференция. Павлодар, 2001.

182. Фрайфельд А. В. и др. Устройство, сооружение и эксплуатация контактной сети и воздушных линий. — М.: Транспорт, 1980. — 422 с.

183. Чекулаев В. Е., Зайцев А. И. Повышение надежности работы контактной сети и воздушных линий. — М.: Транспорт 1992. 111 с.

184. Чичинадзе A.B., Ромадин К. П., Маханько A.M. Испытание материалов на трение и износ на стенде РСП с прохождением электрического тока через скользящий контакт: Тр. МИИТ, 1973, вып. 422., С. 100-105.

185. Михеев В. П., Сидоров О. А. Новый способ прогнозирования износа //Локомотив. М., 2003. № 8. С. 41 -42.

186. Михеев В. П., Сидоров О. А., Саля И. Л. Исследование и прогнозирование износа контактных пар устройств токосъема // Электромеханика. Известия ВУЗов. Новочеркасск, 2003. № 5. С. 74 - 79.

187. Экономика железнодорожного транспорта: Учеб. для вузов / Под ред. Е. Д. Ханукова. 2-е изд., перераб. и доп. - М., 1979. - 544 с.

188. Технико-экономические проблемы использования новых технических средств / Молярчук В. В., Нестеров В. А., Фальк В. Э., Мостовой Ю. С. -М., 1983.-232 с.

189. Волков Б. А. Экономическая эффективность инвестиций на железнодорожном транспорте в условиях рынка. М.: Транспорт, 1996. - 191 с.

190. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте / ВНИИЖТ МПС. М.: Транспорт, 1991.-239 с.

191. Половко А. М. Основы теории надежности. М., 1964. - 445 с.

192. Сборник задач по теории надежности / Под ред. А. М. Половко, И. М. Маликова. М., 1972. - 345 с.