автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование устройств токосъема монорельсовых транспортных систем

004603630

На правах рукописи

ТОМИЛОВ Валерий Викторович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ТОКОСЪЕМА МОНОРЕЛЬСОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ИЮН 2010

ОМСК 2010

004603630

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

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор СИДОРОВ Олег Алексеевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор НЕХАЕВ Виктор Алексеевич;

кандидат технических наук, доцент БЕЛЯЕВ Павел Владимирович.

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Самарский государственный университет путей сообщения (СамГУПС)».

Защита диссертации состоится 18 июня 2010 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 218.007.01 при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ГОУ ВПО «ОмГУПС (ОмИИТ)») по адресу. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 219.

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

Автореферат разослан 17 мая 2010 г.

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

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

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

О. А. Сидоров.

© Омский гос. университет путей сообщения, 2010

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интенсивное сооружение монорельсовых дорог в мегаполисах развитых стран обусловлено значительным увеличением автотранспорта в черте городов, необходимостью разгрузки существующих и создания альтернативных надежных и экологичных транспортных систем.

Работы по созданию монорельсовых транспортных систем в России начались с 1975 г. Первая пассажирская линия открылась в Москве в 2003 г. для эксплуатации между станциями метро «Ботанический сад» и «Тимирязевская».

Устройства токосъема Московской монорельсовой транспортной системы (ММТС) имеют ряд существенных недостатков, которые ограничивают скорость движения до 60 км/ч и заключаются в использовании контактных пар с плоскими рабочими поверхностями.

Планируемый рост скорости движения на существующей линии, а также имеющиеся в настоящее время планы строительства новых линий монорельсовых дорог требуют разработки новых и совершенствования существующих устройств токосъема, которые должны обеспечивать надежную и экономичную передачу электроэнергии.

В 2004 г. разработан проект монорельсовой транспортной системы со скоростью движения до 150 км/ч. Увеличение скорости движения более 120 км/ч требует применения токоприемников с устройствами авторегулирования и улучшенными динамическими характеристиками. К таким устройствам можно отнести токоприемники, оборудованные резинокордными элементами (РКЭ).

Эксплуатационный диапазон температур для российских условий составляет от + 40 до - 50 °С. Накопленный опыт эксплуатации РКЭ свидетельствует о негативном влиянии низкой температуры окружающей среды на их свойства: происходит снижение статического нажатия, повышение жесткости и коэффициента демпфирования, увеличение времени подъема и опускания токоприемника, что является причинами возникновения аварийных ситуаций и требует принятия мер по устранению отказа устройств токосъема с РКЭ.

Цель диссертационной работы - повышение качества токосъема на монорельсовых транспортных системах за счет применения усовершенствованных контактных пар с рациональной формой рабочих поверхностей и обеспечение работоспособности токоприемников при низких температурах окружающей среды.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие задачи.

1. Выполнить анализ недостатков устройств токосъема монорельсового транспорта городского и пригородного сообщения и предложить усовершенствованные конструкции токоприемников и токопроводов.

2. Разработать методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

3. Создать метод экспериментальных исследований взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

4. Усовершенствовать метод расчета характеристик токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

5. Предложить метод экспериментальных лабораторных исследований токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низких температур окружающей среды.

6. Выполнить оценку экономической эффективности усовершенствованных конструкций устройств токосъема.

Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования проведены на основе методов системного подхода, корреляционного анализа, математического моделирования на ПЭВМ с использованием универсальной математической программы МаЛСАВ, программы проектирования и расчета механических конструкций методом конечных элементов ЗоНс^огкз.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Разработан метод расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

2. Создан метод экспериментальных исследований взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

3. Усовершенствован метод расчета характеристик токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

4. Предложен метод экспериментальных лабораторных исследований токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами лабораторных экспериментов. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными составляет не более 8 %.

Практическая ценность диссертации заключается в следующем.

1. Разработанный метод расчета взаимодействия токоприемника с охватывающим токопроводом позволяет получить кривую контактного нажатия'для заданного участка трассы, выбрать параметры контактных пар для снижения их износа.

2. Предлагаемая система токосъема С-образной формы позволяет повысить скорость движения электроподвижного состава ММТС до 105 км/ч (при длине пролета токопровода 2 м) и увеличить срок службы контактных элементов в 2,6 раза.

3. Усовершенствованный метод расчета взаимодействия токоприемника с токопроводом позволяет оценить работоспособность токоприемника и выбрать схемные решения для обеспечения его надежной работы при температуре до минус 50°С.

4. Предлагаемый метод экспериментальных исследований токоприемников позволяет оценить интенсивность и характер влияния низкой температуры на работу токоприемников в лабораторных условиях с учетом основных видов воздействий, характерных для эксплуатационных режимов, и на основе этого выполнить анализ качества токосъема.

5. Разработанные устройства подогрева РКЭ токоприемников позволяют ■ обеспечить требуемое качество токосъема во всем эксплуатационном диапазоне температур от - 50 до + 40°С.

Реализация результатов работы. Методика определения статических и динамических характеристик токоприемников, оснащенных резинокордным подъемно-опускающим механизмом, в условиях эксплуатационного диапазона температур внедрена во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта при проведении испытаний токоприемников магистрального электроподвижного состава на Октябрьской железной дороге.

Линейный стенд для исследования взаимодействия токоприемников с контактной подвеской, оснащенный С-образным токопроводом, внедрен в лаборатории «Контактные сети, линии электропередачи и устройства токосъема» ОмГУПСа и используется в научных и учебных целях.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научной конференции «МоЬШф-ЗизгатаЫШу-ЗаГеф» (Дрезден, 2005), 12-й международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006 ), IV международной научной конференции «Тгапэ-МесЬ-АЛ-СЬет» (Москва, 2006), XIV международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» (Томск, 2008), IX научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, 2008), 15-й международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2009), всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2009» (Ростов-на-Дону, 2009), на научно-технических семинарах кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа в 2006 - 2009 гг.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 16 научных работах, которые включают в себя шесть статей, две из которых опубликованы в изданиях перечня ВАКа, шесть патентов на полезные модели и четыре тезиса докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов, заключения, библиографического списка из 115 наименований и одного приложения. Общий объем диссертации - 142 страницы, в том числе 92 рисунка и пять таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматривается состояние проблемы, обосновывается ее актуальность, формулируются задачи исследований и намечаются пути их решения.

В первом разделе описаны системы токосъема основных монорельсовых транспортных систем, выявлены недостатки устройств токосъема ММТС, устранение которых возможно за счет применения контактной пары рациональной формы, оснащения токоприемников пружинами вторичного подрессоривания и смещения точки крепления токопроводящего кабеля. Описаны преимущества токоприемника СпР-432 перед ТМС (пат. № 58082) для пригородной монорельсовой трассы при условии устранения влияния на РКЭ низкой температуры.

Во втором разделе предложена система токосъема С-образной формы, которая отличается от эксплуатирующейся, (рис. 1,а) геометрией контактных поверхностей (пат. № 78461).

Жесткий токопровод 1 имеет рабочую поверхность поперечного сечения в форме окружности (рис. 1,6), с которой взаимодействует контактный элемент 2. Поперечное сечение рабочей поверхности контактного элемента представляет собой дугу меньшего радиуса г по сравнению с внутренней поверхностью токопровода 7?.

Усовершенствованный метод расчета предлагаемого токоприемника основан на решении уравнений Лагранжа второго рода с учетом геометрии контактных поверхностей для расчетной схемы, представленной на рис. 2:

Рис. 1. Системы токосъема монорельсового транспорта: а - ММТС; б - предлагаемая

Рис. 2. Расчетная схема

токоприемника: а - вид сбоку; б - сверху

й (дТ'

л(дН

дТ дП _

--+ — = Qн

дН дН : "

<#1 да) да да 1

0)

дТ_

Ж

дТ дП ¡_

--+ —=¡6/1,

др др , р

где Т - кинетическая энергия механической системы; П - потенциальная энергия; <2; - '-я обобщенная сила по обобщенной координате; Н - перемещение контактного элемента по вертикали; а - вертикальный, р - горизонтальный углы поворота рычагов и других элементов токоприемника.

Разработкой математических моделей взаимодействия токоприемников с контактными подвесками занимались известные специалисты в области токосъема Р. Ниблер, Р. Моррис, Ф. Нитхаммер, И. Кумезава, Л. Паскуччи, К. Г. Марквардт, А. В. Плакс, А. В. Фрайфельд, И. И. Власов, В. А. Вологин, В. П. Михеев, Г. П. Маслов, В. А. Нехаев, О. А. Сидоров, А. К. Кузнецов, И. А. Беляев, А. В. Ефимов, А. Г. Галкин, В. М. Павлов, Саля И. Л. и др.

Большинство известных моделей взаимодействия токоприемников с контактными подвесками разработано с учетом вертикального а) перемещения подвижных масс токоприемника, боковые перемещения токоприемника и его основания и горизонтальное отклонение токо-провода не рассматривались. Указанные перемещения характерны для кинематических схем токоприемников монорельсового транспорта.

На рис. 3 приведены схемы к определению сил, учитываемых в расчетах: трения скольжения Гт.с:

IX..

+ F1

т.сХ т' т.era

* т.с УН

и контактного нажатия Р,

+ F

(4) Рис. 3. Схема для определения

разложенных на горизонтальные (с индексом У), обобщенных сил:

.. а - фронтальный вид; б - сверху

вертикальные Я и продольные л составляющие

и приведенных к обобщенным координатам через геометрические соотношения определяемых углов поворота и перемещений.

Функция провисания токопровода / в расчетах принималась синусоидальной; ее соответствие реальной форме провисания определено при выполнении механического расчета токопро- я

вода (методом сил), а также конечно-элементной модели С-образной балки в программе Solid Works. Горизонтальные отклонения токопровода s приняты синусоидальными. Перемещения контактного элемента определялись по уравнению окружности с координатами геометрического центра токопровода Яс; Fc (рис. 4):

f W

Н,

..!......5wsin (ft).

!.Уо Уса

r,i

11 cos (а0) sin (fip)

/'cos (a) sin (ф) \

-Рис. 4. Схема для определения движения контактного элемента

Я = Яс0 +

fm sin (at) + ^jr2 - [/cos a sin P - Fc0 - sm sin

Итоговая система уравнений Лагранжа имеет вид: ■3H + P6 + P7 + c2(H-lsma- Д02) = -sign{H)WH 4 #-#„ (/cosflrsin/?-/cosa0sin/?0-7а)

+ Р„,

- + TJ

cos/?

+ a2sin2o) + a2asin2a- — sin2a£a2aJ -(a, + a2)/?2J +

+cos a

1ЦЪ

= -ctl2l}+c2 (/2 sin a-Hl + AB2l) a

= -baa-sign(d)M„a +

(/ cos a sin -1 cos a0 sin /?„ - F0)

(6)

sin ¡3 +

+ ^"sin/gj

P^/sina;

(а, + а2) p cos2 a: - (a, + a2)/?sin2ar

■ . - r(/cosasin/?-/cosa0sin^0-r0) = -b.-p-sign(P)M„B+ ------ - - °

COS/? +

-^/¿sin P-Tj———cos/?j

P^lcos a,

где а,- - приведенные коэффициенты инерции, включающие в себя соотношения размеров /,■ и масс /к, z'-x элементов токоприемника: 1 - верхняя и 2 - нижняя штанги, 3 - каретка, 4 - токопроводящий кабель, 5 и 6 - нажимная и вторичного подрессоривания пружины, 7 - контактный элемент; Р, - вес z-x элементов; с,- - жесткости г-х пружин; Mwa и Mwp - приведенные моменты сухого трения в шарнирах токоприемника; Wh - сухое трение в каретке; А,- - исходная длина 1-й пружины; t] и fi - коэффициенты трения скольжения поперек и вдоль токо-провода соответственно; sign - функция направления приложения силы или момента против направленного движения.

Результатом решения системы уравнений (6) являются графики контактного нажатия, его горизонтальных и вертикальных составляющих и перемещения масс токоприемника.

Огибающие максимальных и минимальных контактных нажатий не отображают точки приложения силы в контакте. Для прогнозирования износа

9

контактных пар предлагается проводить оценку времени расположения контактного элемента относительно токопровода по диаграмме плотности распределения отклонений (рис. 5), а степень воздействия оценивать по диаграмме средних контактных нажатий (рис. 6).

У„с = 29 м/с; у= 14,2 Гц; (= 3 мм; С=4,73 Гц: 5== 10 мм

с = 25 м/с; у= 12,5 Гц; (=Ъ мм; ■С=ЗДГц; 5"= 10 мм

Рис. 5. Диаграмма плотности Рис. 6. Диаграмма распределения

распределения перемещений средних значений

контактного элемента по токопроводу контактного нажатия

Установлено, что при наличии горизонтальных колебаний со стороны основания токоприемника причинами наибольшего перемещения контактного элемента и разброса нажатия являются боковые отклонения токопровода.

В третьем разделе приведены результаты экспериментальных исследований предлагаемой системы токосъема на лабораторных стендах: линейного длиной 20 м и возвратно-поступательного (пат. № 82444, 88614). Статическое нажатие по условию минимума износа составляет 45 Н для контактной пары «бронзовый контактный элемент - стальной токопровод».

Дана оценка работоспособности контактной пары С-образной формы при имитации прохождения кривых участков путем приложения эквивалентных горизонтальных сил к токоприемнику (рис. 7).

Динамические характеристики макетного образца получены на колебательном стенде. Установлено, что токоприемник обеспечивает надежный токо-

Рис. 7. Динамические характеристики контактного нажатия токоприемника

съем при скоростях до 105 км/ч (при длине пролета 2 м). Расхождение экспериментальных и расчетных кривых контактного нажатия не превышает 7 %.

В четвертом разделе исследуется влияние на устройства токосъема низкой температуры. Предложен усовершенствованный метод расчета динамических характеристик штанговых токоприемников, оснащенных РКЭ, на основе уравнений Лагранжа второго рода с учетом влияния низкой температуры.

Для расчетной схемы на рис. 8 приняты обозначения: х - вертикальное смещение контактного элемента, принято х=хт5'т(со/); <р - угол поворота штанги; с,-,— жесткость и эквивалентных г-х пружин; IV - сухое трение; а - коэффициент вязкого трения Рис. 8. Расчетная схема РКЭ; ть ^ - масса и момент инерции

токоприемника соответствующего /-го элемента.

Уравнение для расчета контактного нажатия при частоте внешнего воздействия со стрелы провеса хт определено методом вариации произвольных постоянных:

х (с/)2

Л, (0 = + с2)8ш(а»0 +- "уг) ^х

/ 4М±£/)

'V ^ *

аЛ К) 4(с,/Г+с/) 2 у У2 У

■ , Ч 1 («О2 / ч 5Ш(0/) + - —у со5

СО-

21/

/2 У, 2 /

0 +

4(^,/,2+с/)

2\1 3\

зт( си/) + ^ ^у^ со&(0()

1

са + -

(а/,)2 А(с,1?+с2Р)

-\2

2 V ■/,

У,

1Н1Т

2 У, J

(7)

с,/

С,/,2 + с,/3

(Л^А^ + И',.

Анализ результатов расчета контактного нажатия (рис. 9) свидетельствует о его значительном изменении, нарушении работы токоприемника и снижении качества токосъема в зависимости от температуры.

Установлено, что для обеспечения работоспособности токоприемника, надежного и качественного токосъема необходимо использовать искусственный подогрев резинокордной оболочки.

300 Н 100 0

кт -100

Л = 20 °С

Ь = -20

15 30

V —

Гц —►

60

Рис. 9. Зависимость динамических характеристик контактного нажатия от температуры

Рркэ = 0,2 МПа—|

I/ I

0,1 МПа

В пятом разделе представлена усовершенствованная методика экспериментального исследования токоприемников на основе стендовой установки (пат. № 77969, 89033), позволяющей в лабораторных условиях оценить интенсивность и характер влияния на работу токоприемников низкой температуры (до минус 70 °С). В качестве объекта испытания использован штанговый токоприемник СпВ-1, оснащенный РКЭ марки И-09.

Определены время опускания токоприемника (рис. 10), его статические и динамические характеристики. Установлено, что температура ниже минус 25 °С является фактором, препятствующим своевременному опусканию токоприемника и создающим аварийные ситуации. Определен характер повышения жесткости резинокордного элемента, сухого трения (рис. 11) и коэффициента вязкого трения. Результаты испытаний свидетельствуют о негативном влиянии на работу токоприемников низкой температуры, что подтверждается полученными динамическими характеристиками контактного нажатия.

Анализ расчетных и экспериментальных данных показывает, что их расхождение не превышает 8 %.

-40

-20

О

°С 40

г

Рис. 10. Зависимость времени опускания токоприемника от температуры

14 Н/мм 10 8 6

с 4 2 0

ч

\

1 1 т> . - 0,2 > ЛПа-

^ Г

\ч

0,1 М11а | | *

-60 -40 -20 О °С 40 г--►

2W

140 Н 100' 80 60 40 20 О

к. 1 1 ■ РКЭ = 0,2 МПа-

\

-0,1

-60 -40 -20 О °С 40 1-►

Рис. 11. Зависимость параметров токоприемника от температуры: а - жесткость РКЭ; б - сухое трение

Предложены конструкции токоприемников с устройством подогрева РКЭ (пат. № 83970, 87966) и проведены испытания их макетных образцов.

Токоприемник с устройством автономного подогрева (рис. 12) содержит штангу 1, закрепленную на основании, контактный элемент 2, нажимной пневматический резинокордный элемент 3, гибкий термоизолирующий кожух 4, регулятор давления воздуха 5 и воздушный ресивер 6. Воздушный тепловентилятор 7 по замкнутому контуру обогрева через внешнюю полость 8 РКЭ прогоняет теплый воздух. Включение-отключение те-пловентилятора производится блоком управления 9, вход которого связан с выходом датчика температуры 10. В шестом разделе выполнена оценка экономической эффективности внедрения системы токосъема С-образной формы. Ожидаемый годовой экономический эффект в расчете на один состав из шести вагонов составляет 205,27 тыс, р., на один токоприемник - 6,84 тыс. р.

Рис. 12. Схема токоприемника с устройством автономного подогрева

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ устройств токосъема монорельсового транспорта, который показал, что традиционные токопроводы охватывающего типа, взаимодействующие с ножевым контактным элементом, не обеспечивают надежного и экономичного токосъема при скорости движения подвижного состава свыше 60 км/ч; предложено схемное решение системы токосъема с С-образной рабочей поверхностью.

2. Разработан усовершенствованный метод расчета взаимодействия токоприемника с жестким токопроводом с учетом геометрических особенностей рабочих поверхностей контактных пар, горизонтальных и вертикальных перемещений основания и боковых отклонений токопровода, характерных для реальных условий эксплуатации на действующей трассе ММТС.

3. Создан линейный стенд для исследования взаимодействия токоприемников монорельсового транспорта с жесткими токопроводами, который содержит макетный образец модернизированного токоприемника, установленного на телеуправляемой тележке, и шесть пролетов троллея С-образной формы.

4. Усовершенствован метод расчета характеристик токоприемников монорельсового транспорта, оснащенных РКЭ, с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

5. Предложен метод экспериментальных лабораторных исследований токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

6. Разработана система токосъема С-образной формы, обеспечивающая надежный токосъем при скоростях движения подвижного состава до 105 км/ч и продлевающая срок службы токосъемных элементов в 2,6 раза за счет равномерного распределения нажатия по контактной пластине; разработаны токоприемники с устройствами подогрева РКЭ, позволяющие обеспечить требуемое качество токосъема во всем эксплуатационном диапазоне температур от - 50 до + 40°С.

7. По результатам экономических расчетов установлено, что срок окупаемости капиталовложений на модернизацию системы токосъема монорельсовой дороги составляет один год. Индекс рентабельности инвестиций для данного проекта равен 14,97; так как его значение больше единицы, то инвестиционный проект считается экономически эффективным.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Исследования контактных пар устройств токосъема монорельсового транспорта / О. А. Сидоров, С. А. Ступаков, В. В. Томилов и др. // Известия Самарского науч. центра РАН. / Самарская гос. акад. путей сообщения. Самара, 2007. С. 230 - 233.

2. Томилов В. В. Повышение надежности работы токоприемников с пневматическими резинокордными элементами в условиях низких температур / В. В. Томилов, А. Е. Аркашев // Транспорт Урала / Уральский гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург, 2009. № 4. С. 101 - 103.

3.Tomilov V. Moscow monorail road / Mobility-Sustainability-Safety // Transport science meeting with eastern European and Russian students / Technischen Universität Dresden. Dresden, 2005. C. 25.

4. Компьютерные технологии при проектировании токоприемника ТМС / O.A. Сидоров, A.B. Тарасенко, В. В. Томилов и др. // Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах: Материалы VII междунар. науч-практ. конф. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2006. Ч. 1.С. 46-48.

5. Исследование взаимодействия трехмерной модели токоприемника с контактной подвеской при помощи пакетов прикладных программ / O.A. Сидоров, А. Н. Смердин, В. В. Томилов и др. // Моделирование. Теория методы и средства: Материалы VIII междунар. науч-практ. конф. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск, 2007. Ч. 2. С. 49 - 51.

6. Сидоров О. А. Моделирование взаимодействия токоприемника с жестким токопроводом монорельсовой транспортной системы / О. А. Сидоров, В. В. Томилов // Труды всерос. науч. конф. «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» / Дальневосточный гос. ун-т. путей сообщения. Хабаровск, 2008. Т. 6. С. 256-260.

У.Сидоров O.A. Расчет динамики взаимодействия токоприемника и жесткого токопровода при низких температурах / О.А.Сидоров, В. В. Томилов // Труды всерос. науч.-практ. конф. «Транспорт-2009» / Ростовский гос. ун-т. путей сообщения. Ростов-на-Дону, 2009. Ч. 3. С. 284, 285.

8. Сидоров О. А. Лабораторные испытания токоприемников в условиях экстремально низких температур / О. А. Сидоров, В. В. Томилов, А.А.Журавлев // 15-я междунар. науч.-техн. конф. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» / МЭИ. М., 2009. Т. 2. С. 185,186.

9. Сидоров О. А. Совершенствование систем токосъема московской монорельсовой транспортной системы / О.А.Сидоров, И. Л. Саля, В. В. Томи лов // Вкник Дншропетровського нац. ун-ту заШзн. трансп. ¡м. акад. В. Лазаряна / Дншропетр. нац. ун-ту зал1зн. трансп. 1М. акад. В. Лазаряна. Днепропетровск, 2010. Вып. 31. С. 88-92.

10. Сидоров О. А. Разработка и исследование устройств токосъема московской монорельсовой дороги / О.А.Сидоров, В. В. Томилов,

A. Н. Кутькин // Труды IV междунар. науч. конф. «Тгапэ-МесЬ-Ал-СЬеш» / МИИТ. М., 2006. С. 144, 145.

11. Пат. РФ на полезную модель № 58082, МПК В 60 Ь 5/08: Токоприемник транспортного средства / О. А. Сидоров, А. Н. Смердин, И. Е. Чертков, А. В. Тар асе нко, В. В. Томи л о в. (Россия) № 2006116292/22; Заявлено 11.05.2006; Опубл. 10.05.2006 // Открытия. Изобретения. 2006. № 31.

12. Пат. РФ на полезную модель № 89033, МПК В 60 Ь 5/00. Устройство для исследования токоприемника электрического транспорта / О. А. Сидоров,

B.В.Томилов. (Россия) № 2009127019/22; Заявлено 14.07.2009; Опубл. 27.11.2009 // Открытия. Изобретения. 2008. № 33.

13. Пат. РФ на полезную модель № 78461, МПК В 60 Ь 5/00. Система токосъема электрического транспорта / О. А. Сидоров, В. В. Томилов. (Россия) № 2008127815/22; Заявлено 08.07.2008; Опубл. 27.11.2008 // Открытия. Изобретения. 2008. № 33.// Бюл. № 33.

14. Пат. РФ на полезную модель № 83970, МПК В 60 Ь 5/00, В 60 Ь 5/02. Токоприемник транспортного средства / О.А.Сидоров, В.В.Томилов,

A.Е.Аркашев, А.А.Журавлев. (Россия) № 2008149426/22; Заявлено 15.12.2008; Опубл. 27.16.2009//Открытия. Изобретения. 2009. № 18.

15. Пат. РФ на полезную модель № 88614, МПК В 60 Ь 5/00, В 60 Ь 3/12. Устройство для исследования скользящего контакта / О.А.Сидоров,

B. В.Томилов. (Россия) № 2009127025/22; Заявлено 14.07.2009; Опубл. 20.11.2009 // Открытия. Изобретения. 2009. № 32.

16. Пат. РФ на полезную модель № 87966, МПК В 60 Ь 5/00, В 60 Ь 5/08. Токоприемник транспортного средства / О.А.Сидоров, В. В. Томилов. (Россия) № 2009127026/22; Заявлено 14.07.2009; Опубл. 27.10.2009 // Открытия. Изобретения. 2009. № 30.

Типография ОмГУПСа. 2010. Тираж 120 экз. Заказ 325. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ ТОКОСЪЕМА МОНОРЕЛЬСОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ.

1.1. Особенности систем токосъема зарубежных монорельсовых транспортных систем.

1.2. Система токосъема ММТС.

1.3. Анализ недостатков устройств токосъема ТМС монорельсовой транспортной системы пригородного сообщения.

1.4. Анализ условий работы резинокордных оболочек в устройствах токосъема.

1.5. Выводы.

2. РАСЧЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОКОПРИЕМНИКА

С ЖЕСТКИМ ТОКОПРОВОДОМ ОХВАТЫВАЮЩЕГО ТИПА.

2.1. Особенности конструкции системы токосъема С-образной формы.

2.2. Известные методы расчета взаимодействия токоприемников с контактными подвесками.

2.3. Механический расчет токопровода С-образной формы.

2.4. Расчет взаимодействия токоприемников с жестким токопроводом С-образной формы.

2.4.1. Расчет динамической характеристики токоприемника с учетом детерминированного воздействия со стороны стрел провеса жесткого токопровода и его боковыми отклонениями.

2.4.2. Расчет динамической характеристики токоприемника с учетом горизонтальных и вертикальных колебаний основания токоприемника.

2.5. Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ТОКОСЪЕМА ОХВАТЫВАЮЩЕГО ТИПА.

3.1. Исследование износа контактных пар.

3.2. Исследование динамических характеристик.

3.3. Результаты динамических испытаний предлагаемого токоприемника.

3.4. Выводы.

4. РАСЧЕТ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОКОПРИЕМНИКА

С ЖЕСТКИМ ТОКОПРОВОДОМ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ.

4.1. Расчет взаимодействия токоприемника монорельсового транспорта, оснащенного РКЭ, с жестким токопроводом.

4.2. Анализ результатов расчета.

4.3. Выводы.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКОПРИЕМНИКОВ С РЕЗИНОКОРДНЫМИ ОБОЛОЧКАМИ

ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ.

5.1. Разработка стендов для исследования влияния низких температур на работу токоприемников.

5.2. Анализ результатов испытаний штангового токоприемника.

5.2.1. Определение времени опускания токоприемника.

5.2.2. Определение статических характеристик.

5.2.3. Определение коэффициента вязкости.

5.2.4. Определение динамической характеристики.

5.3. Предлагаемые схемные решения токоприемников.

5.4. Выводы.

6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ СИСТЕМЫ ТОКОСЪЕМА С-ОБРАЗНОЙ ФОРМЫ.

6.1. Методика оценки экономической эффективности.

6.2. Определение стоимостной оценки результатов.

6.3. Определение единовременных затрат.

6.4. Определение показателей экономической эффективности.

6.5. Выводы.

Интенсивное сооружение монорельсовых дорог в мегаполисах развитых стран обусловлено значительным увеличением автотранспорта в черте городов, необходимостью разгрузки существующих и создания альтернативных надежных и экологичных транспортных систем.

Монорельсовые дороги в настоящее время находят все большее применение в крупных городах США, Китая, Австралии, Японии, Турции, Малайзии, Бразилии, Канады, Индии, Испании, Объединенных Арабских Эмиратах и др.

Разветвленная сеть монорельсового транспорта в Москве позволит обеспечить быстроту, комфорт, надежность и безопасность транспортного обслуживания населения города, освободить наиболее перегруженные городские магистрали от пассажирских маршрутов, создать дополнительные резервы для транспортировки людей.

В соответствии с постановлением правительства Москвы № 463-1111 от 22.05.01 выполнено проектирование и строительство монорельса, состоящего из пятикилометровой трассы, шести станций и депо для обслуживания поездов.

Трасса Московской монорельсовой транспортной системы (ММТС) проходит в районе телецентра «Останкино» по сложившейся застройке северовосточного административного округа г. Москвы от станции метро «Тимирязевская» до станции «ВДНХ» и Экспоцентра [1].

Отечественными производителями во главе с ОАО «Московские монорельсовые дороги» (ММД) для ММТС разработан, изготовлен и испытан монорельсовый подвижной состав.

Планируемый рост скорости движения на существующей линии, а также имеющиеся в настоящее время планы строительства новых линий монорельсовой дороги, требуют разработки новых и совершенствования существующих устройств токосъема, которые должны обеспечивать надежную и экономичную передачу электроэнергии. Кроме этого выявлены существенные недостатки эксплуатируемой в настоящее время на ММТС системы токосъема, которые главным образом заключаются в нерациональной форме контактного элемента и конструкции каретки токоприемника.

В 2004 г. был выполнен проект монорельсовой транспортной системы нового поколения с увеличенной скоростью движения (до 150 км/ч) для трассы сообщением метро «Юго-Западное» - аэропорт «Внуково». В силу экономических обстоятельств проект к данному моменту времени не реализован.

Повышение скоростей свыше 120 км/ч обуславливают применение токоприемников с плоскостным контактом, устройствами авторегулирования и улучшенными динамическими характеристиками. К таким можно отнести устройства токосъема, оборудованные резинокордными элементами (РКЭ) или оболочками (РКО). Кроме того, РКЭ облегчает конструкцию, а его применение приводит к возможности совмещения функций нажимного и подъемно-опускающего элемента, эффективному демпфированию при колебаниях. Использование РКЭ дает экономию в расходе металла.

В настоящее время резинокордные оболочки используют в конструкциях токоприемников магистрального электрического железнодорожного транспорта. В мае 2008 г. в депо Барабинск Западно-Сибирской железной дороги введены в эксплуатацию шесть пассажирских электровозов постоянного тока ЭП2К производства Коломенского завода, оснащенных токоприемниками SBS 2Т с двумя РКЭ.

В декабре 2009 г. на железных дорогах Российской Федерации, линиях Москва - Санкт-Петербург и Москва - Нижний Новгород введен в эксплуатацию высокоскоростной пассажирский поезд Velaro RUS «Сапсан» производства фирмы «Siemens» с токоприемниками SSS 87 постоянного тока и SSS 400 переменного тока, в конструкциях которых также используются РКЭ.

Эксплуатационный диапазон температур для Российских железных дорог составляет от + 40 до -50 °С. Накопленный опыт свидетельствует о негативном влиянии низких температур окружающей среды на свойства РКЭ, что требует принятия мер по устранению причин отказов этих устройств.

Работы по совершенствованию конструкции токоприемников ММТС, разработке и реализации токоприемников СпР-432 (специальный с резинокордным элементом, 432-й модификации) и ТМС (токоприемник монорельсовых систем) проводились с участием специалистов из Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС).

В данной работе разработаны методики для проведения аналитических и экспериментальных исследований токоприемников монорельсового транспорта, а также предложены их конструкции, предназначенные для решения вышеуказанных проблем.

Цель работы - повышение качества токосъема на монорельсовых транспортных системах за счет применения усовершенствованных контактных пар с рациональной формой рабочих поверхностей и обеспечение работоспособности токоприемников при низких температурах окружающей среды.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены следующие задачи.

1. Выполнить анализ недостатков устройств токосъема монорельсового транспорта городского и пригородного сообщения и предложить усовершенствованные конструкции токоприемников и токопроводов.

2. Разработать методы расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

3. Создать метод экспериментальных исследований взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

4. Усовершенствовать метод расчета характеристик токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

5. Предложить метод экспериментальных лабораторных исследований токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низких температур окружающей среды.

6. Выполнить оценку экономической эффективности усовершенствованных конструкций устройств токосъема.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Разработан метод расчета взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

2. Создан метод экспериментальных исследований взаимодействия токоприемников с жесткими токопроводами охватывающего типа.

3. Усовершенствован метод расчета характеристик токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

4. Предложен метод экспериментальных лабораторных исследований токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена результатами лабораторных экспериментов. Расхождение результатов теоретических исследований с экспериментальными данными составляет не более 8 %.

Практическая ценность работы заключается в следующем.

1. Разработанный метод расчета взаимодействия токоприемника с охватывающим токопроводом позволяет получить кривую контактного нажатия для заданного участка трассы, выбрать параметры контактных пар для снижения их износа.

2. Предлагаемая система токосъема С-образной формы позволяет повысить скорость движения электроподвижного состава ММТС до 105 км/ч (при длине пролета токопровода 2 м) и увеличить срок службы контактных элементов в 2,6 раза.

3. Усовершенствованный метод расчета взаимодействия токоприемника с токопроводом позволяет оценить работоспособность токоприемника и выбрать схемные решения для обеспечения его надежной работы при температуре до минус 50°С.

4. Предлагаемый метод экспериментальных исследований токоприемников позволяет оценить интенсивность и характер влияния низкой температуры на работу токоприемников в лабораторных условиях с учетом основных видов воздействий, характерных для эксплуатационных режимов, и на основе этого выполнить анализ качества токосъема.

5. Разработанные устройства подогрева РКЭ токоприемников позволяют обеспечить требуемое качество токосъема во всем эксплуатационном диапазоне температур от - 50 до + 40°С.

Методы проведения исследований. Теоретические и экспериментальные исследования проведены на основе методов системного подхода, корреляционного анализа, математического моделирования на ПЭВМ с использованием универсальной математической программы MathCAD, программы проектирования и расчета механических конструкций методом конечных элементов SolidWorks.

Реализация результатов работы.

Методика определения статических и динамических характеристик токоприемников, оснащенных резинокордным подъемно-опускающим механизмом, в условиях эксплуатационного диапазона температур внедрена во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта при проведении испытаний токоприемников магистрального электроподвижного состава на Октябрьской железной дороге.

Линейный стенд для исследования взаимодействия токоприемников с контактной подвеской, оснащенный С-образным токопроводом, внедрен в лаборатории «Контактные сети, линии электропередачи и устройства токосъема» ОмГУПСа и используется в научных и учебных целях. 7

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научной конференции «Mobility-Sustainability-Safety» (Дрезден, 2005), двенадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2006 ), IV международной научной конференции «Trans-Mech-Art-Chem» (Москва, 2006), XII международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» (Томск, 2006), VI и VIII международных научно-практических конференциях «Моделирование. Теория методы и средства» (Новочеркасск, 2006 и 2007), всероссийской научной конференции «Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования» (Хабаровск, 2008), XIV международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Современная техника и технологии» (Томск, 2008), IX научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» (Москва, 2008), пятнадцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2009), всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2009» (Ростов-на-Дону, 2009), на научно-технических семинарах кафедры «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ОмГУПСа в 2006 - 2009 гг.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 16 научных работах, которые включают в себя шесть статей, две из которых опубликованы в изданиях перечня ВАКа, шесть патентов на полезные модели и четыре тезиса докладов.

6.5. Выводы

1. По результатам расчета экономической эффективности введения в эксплуатацию предлагаемой системы токосъема на новой линии или на существующей при замене токопроводов срок окупаемости капиталовложений составляет один год.

2. Индекс рентабельности инвестиций для данного проекта равен 14,97; так как его значение больше единицы, то инвестиционный проект считается экономически эффективным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Выполнен анализ устройств токосъема монорельсового транспорта, который показал, что традиционные токопроводы охватывающего типа, взаимодействующие с ножевым контактным элементом, не обеспечивают надежного и экономичного токосъема при скорости движения подвижного состава свыше 60 км/ч; предложено схемное решение системы токосъема с С-образной рабочей поверхностью.

2. Разработан усовершенствованный метод расчета взаимодействия токоприемника с жестким токопроводом с учетом геометрических особенностей рабочих поверхностей контактных пар, горизонтальных и вертикальных перемещений основания и боковых отклонений токопровода, характерных для реальных условий эксплуатации на действующей трассе ММТС.

3. Создан линейный стенд для исследования взаимодействия токоприемников монорельсового транспорта с жесткими токопроводами, который содержит макетный образец модернизированного токоприемника, установленного на телеуправляемой тележке, и шесть пролетов троллея С-образной формы.

4. Усовершенствован метод расчета характеристик токоприемников монорельсового транспорта, оснащенных РКЭ, с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

5. Предложен метод экспериментальных лабораторных исследований токоприемников монорельсового транспорта с учетом влияния низкой температуры окружающей среды.

6. Разработана система токосъема С-образной формы, обеспечивающая надежный токосъем при скоростях движения подвижного состава до 105 км/ч и продлевающая срок службы токосъемных элементов в 2,6 раза за счет равномерного распределения нажатия по контактной пластине; разработаны токоприемники с устройствами подогрева РКЭ, позволяющие обеспечить требуемое качество токосъема во всем эксплуатационном диапазоне температур от - 50 до + 40°С.

7. По результатам экономических расчетов установлено, что срок окупаемости капиталовложений на модернизацию системы токосъема монорельсовой дороги составляет один год. Индекс рентабельности инвестиций для данного проекта равен 14,97; так как его значение больше единицы, то инвестиционный проект считается экономически эффективным.

1. Сидоров О. А. Методы исследования износа контактных пар устройств токосъема монорельсового электрического транспорта / О.А.Сидоров, С. А. Ступаков // Монография. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. 154 с.

2. Tomilov V. Moscow monorail road / Mobility-Sustainability-Safety // Transport science meeting with eastern European and Russian students. Dresden, 2005. C. 25.

3. Сидоров О. А. Системы контактного токосъема с жестким токопроводом // Монография. М.: Маршрут, 2005. 106 с.

4. 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.

5. The Monorail Society. Электронный ресурс. Режим доступа: (http://www.monorails.org). - Загл. с экрана.

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

7. The Seattle Center Monorail. Электронный ресурс. Режим доступа: (http://www.seattlemonorail.com/index.php). . - Загл. с экрана.

8. China Shanghai Sky&Sea Pantograph Manufacturing Ltd. Электронный ресурс. Режим доступа: (http://www.ss-mm.com/en-scglOO.htm). — Загл. с экрана.

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

10. Сайт Московской монорельсовой дороги Электронный ресурс. -Режим доступа: (http://www.monorail.ru/). Загл. с экрана.

11. Сидоров О. А. Разработка и исследование устройств токосъема московской монорельсовой дороги / О.А.Сидоров, В. В. То ми л о в,

12. А. Н. Кутькин //Труды IV Междунар. науч. студенческой конф. «Trans-Mech-Art-Chem» / М.: МИИТ, 2006. С. 144, 145.

13. Сидоров О. А. Влияние низких температур на работу токоприемников с резинокордными элементами / О.А.Сидоров, В. В. Томилов, М. В. Емельянов // Труды IX Научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» / М.: МИИТ, 2008. С 21, 22.

14. Пат. РФ на полезную модель № 78461, МПК В 60 L 5/00. Система токосъема электрического транспорта / О. А. Сидоров, В. В. Томилов. №2008127815/22; Заявл. 08.07.2008; Опубл. 27.11.2008 // Открытия. Изобретения. 2008. № 33.// Бюл. № 33.

15. NiblerH. Dynamishes Verhalten von Fahreitung und Stromabnehmer bei elektrischen Hauptbahnen. -Elektrische Bahnen, 1950, N. 10, s. 8 13.

16. Власов ИИ. Механические расчеты вертикальных цепных контактных подвесок. Труды Всесоюзп. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта. М., Трансжелдориздат, 1957, С. 183-215.

17. Кумезава И. Контактная подвеска при высоких скоростях движения на электрических железных дорогах // «Ежемес. бюл. Междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов». 1962, № 1, С. 3 — 14.

18. Плакс А. В. Выбор оптимальных размеров пантографа для высоких скоростей движения // Сборник трудов Ленинградского ин-та инж. ж.-д. транспорта. СПб. Трансжелдориздат, 1958, Вып. 159, С. 72-77.

19. Плакс А. В. Колебания токоприемника и контактной подвески при высоких скоростях движения на электрифицированных железных дорогах. -«Электромеханика». Известия ВУЗов. СПб., 1959, № 3, С. 44-55.

20. Плакс А. В. Влияние параметров контактной подвески на колебания токоприемника при высоких скоростях движения // Сборник трудов Ленинградского ин-та инж. ж.-д. транспорта. СПб., Трансжелдориздат, 1961, Вып. 177, С. 9- 14.

21. Плакс А. В. Исследование взаимодействия токоприемника и контактной сети при высоких скоростях движения // Сборник научных трудов Ленинградского ин-та инж. ж.-д. транспорта. СПб., Трансжелдориздат, 1959, Вып. 167, С. 68-76.

22. Паскуччи Л. Колебания контактной подвески электрифицированных железных дорог при высоких скоростях движения. // «Ежемес. был. Междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов». 1969, № 2, С. 44 54.

23. Почаевец Э. С. Выбор оптимальных параметров контактных подвесок с учетом случайных факторов. — «Вестник Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта». 1974, № 1, С. 16-19.

24. Моррис Р. Б. Применение аналоговых вычислительных машин к проблеме пантографа и контактной сети. «Ежемес. был. Междунар. ассоциации ж.-д. конгрессов». 1967, № 1, С. 21 -40.

25. Фрайфельд А. В. Уточнения графо-аналитического метода построения траектории токоприемника / А. В. Фрайфельд, М.М.Ерофеева // Труды Московского ин-та инж. ж.-д. транспорта. М., «Транспорт», 1970, Вып. 125, С. 102- 106.

26. Применение ЭВМ для исследований токосъема при высоких скоростях движения / А. В. Фрайфельд, В. А. Вологин, М.М.Ерофеева, Г. П. Уманская // «Вестник Всесоюзн. науч.-исслед. ин-та ж.-д. транспорта». М., 1972, № 1, С. 6-9.

27. Фрайфельд А. В. Обеспечение надежного токосъема при высоких скоростях движения. М., «Транспортное строительство», 1970, № 3, С. 18-21.

28. Михеев В. П. Развитие исследований по проблеме токоснимания в Омском институте инженеров железнодорожного транспорта // Материалы XXI науч.-техн. конф. Омского ин-та инж. ж.-д. транспорта. Омск, 1969, С. 53 — 54.

29. Fink В. Beitrag zur Dynamik der Stromabnehmers. «Elektrische Bah-nen», 1931, № 9, S. 272-276.

30. В e i e r J. Die Bauarten der Stromabnehmers und ihre Dynamik. «Elektrische Bahnen», 1933, № 1, S. 18-21, №2, S. 40-47.

31. NiethammerF. Fahrdraht und Stromabnehmer. «Elektrotechnik und Maschinenbau». 1934, № 47, S. 549 - 553.

32. Беляев И. А. Взаимодействие токоприемника и контактной сети при высоких скоростях движения. М., «Транспорт», 1968, с. 152.

33. ГойхманЛ. В. Основные тенденции в исследованиях динамической системы «токоприемник — контактная сеть» / Л. В. Гойхман, Л. Д. Тавровский // ВИНИТИ Электрооборудование ж.-д. транспорта. Вып. 6, 1981.

34. Марквардт Г. Г. Троллейбусная контактная сеть. Раздел IV. Исследование работы провода при взаимодействии его с токоприемником и выбор оптимальных параметров подвески / Отчет по науч.-исслед. Работе науч.-исслед. ин-та при Моссовете. М., 1939.

35. В ticker W. Mechanische Probleme der Stromubertragung zwischen Fahrleitung und Stromabnehmer elektrische bahnen. «Elektrische Bahnen». 1957, № 11, S. 254-263.

36. Guilbert G. Pantograph motion,on nearlyiniform railway overhead line / GGuilbert, H. Davies //. Proc. J.E.E. 1966, v. 113, P. 485-492.

37. Ковалев С. M. Расчет колебаний пантографа при больших скоростях двжения электропоезда / Сборник трудов Ленинрадского ин-та инж. ж.-д. транспорта «Вопросы автоматизации устройств электрической тяги». М., СПб., «Транспорт», 1966, Вып. 253, С. 206 212.

38. Ковалев С. М. Аналитический метод расчета колебаний токоприемников скоростного электровоза. Диссертация. Ленинградский ин-т инж. ж.-д. транспорта. СПб., 1968, С. 30 32.

39. Levy S. Railway overhead contact systems, catenary-pantograph dynamics for power collection at high speeds / S.Levy, J. A. Be in, E. J. Leclers // Paper Amer. Soc. Mech. Engrs. 1968, NRR-2, 8 p.

40. Effect of collection at high speed. Paper Amer / R. T. Gray, S. Levy, J. A. Be in, E. J. Leclers //Soc. Mech. Engrs. 1968,NRR-1, 10 p.

41. Abbott M. R. The numerical solution of a fourth order partial differential equation pertaining to railway overhead contact systems. Royl Airkrauf Establishment (R. A. E.) Technical Report. 1967, 67299, № 4, p. 363 - 368.

42. Кейн П. П. Система простой контактной подвески для электрических железных дорог / П. П. Кейн, П. Р. Скотт // «Ежемес. бюл. Междуна-родн. ассоциации, ж.-д. конгрессов». 1970, № 7, С. 3 9.

43. ЕфимовА. В. Расчет процесса взаимодействия токоприемников с контактной сетью при высоких скоростях движения / А.В.Ефимов, А. Г. Галкин, В. В. Весе лов //Инженер путей сообщения. -М., № 3, 1998.

44. 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. — 26 с. Библи-огр.: с. 20. - Рус. - Деп. в ЦНИИТЭИ МПС.

45. Коффман Дж. Л. Влияние динамических характеристик подвижного состава на качество токосъема / Дж. Л. Коффман, X. Л. Престон // Конференция по электрификации Британских железных дорог. 1960, перевод № 596/60, С. 3 8.

46. Манцо М. Демпфирование колебаний токоприемников высокоскоростного подвижного состава. — «Ежемес. бюл. Международн. ассоциации, ж.-д. конгрессов». 1969, № 3, С. 29 36.

47. Беляев И. А. Взаимодействие токоприемников и контактной сети / И. А. Беляев, В. J1. Вологин //М.: Транспорт, 1982. 190 с.

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

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

50. Павлов В. М. Совершенствование токоприемников электроподвижного состава /В.М. Павлов, В. Н. Финиченко // Известия Транссиба. 2010. № 1.С. 32-38.

51. АлямовскийА. А. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский, А. А. Собачкин, Е. В. Одинцов и др. // -СПб.: БХВ-Петерург, 2005. 800 с.

52. СтепинП. А. Сопротивление материалов: Учеб. Для немашино-строит. Спец. Вузов. 9-е исправленное - М.: Интеграл-Пресс, 1997. — 320 с.

53. Вольмир А. С. Сопротивление материалов: учебник для вузов /

54. A. С. Вольмир, Ю. П. Григорьев, А. И. Станкевич//М.: Дрофа,2007.-591.

55. Джанелидзе Г. Ю. Теоретическая механика в примерах и задачах / М. И. Бать, Г.Ю.Джанелидзе, А. С. Кельзон // Динамика. Издание второе, исправленное. М.: Т.2. 1964. 664 с.

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

57. Бидерман В. J1. Теория механических колебаний: Учебник для вузов. М.: Высш. школа, 1980. - 408 с.

58. Яблонский А. А. Курс теории колебаний / А.А.Яблонский, С. С. Но рей ко // Учеб. пособие для студентов втузов. Изд. 3-е, испр. и доп. М., «Высш. школа», 1975. 248 с.

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

60. Вибрации в технике: Справочник в 6-ти т. / Пред. ред. совета

61. B. Н. Чел ом ей -М.: Машиностроение, 1978. Т. 1. Колебания линейных систем / Под ред. В. В. Болотина. 1978. 352 с.

62. Коршунова JL Колебания и волны: Механические колебания. Электромагнитные колебания. Механические волны, 2004. 112 с.

63. Исследование колебаний механических систем с гибкими упругими связями (комплексный подход с применением ЭВМ) / В. Д. Бертяев, Л.А.Булатов, А.Г.Митяев, А. Б. Каплун // Учебное пособие Тула: Тульский государственный университет (ТулГУ), 2002. с. 108.

64. Мухарлямов Р. Г Уравнения движения механических систем. — М.: Российский Университет дружбы народов, 2001. 100 с.

65. Бидерман В. Л. Прикладная теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1972. 416 с.

66. Пановко Я. Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1971.240 с.

67. Общетехнический справочник / Под ред. А. Н. Мал о в а. М.: Машиностроение, 1971. 464 с.

68. Дьяконов В. П. Энциклопедия Mathcad 20011 и Mathcad 11. М.: Солон-Пресс, 2004. 832 с.

69. Климов Д. Н. Методы компьютерной алгебры в задачах механики / Д. Н.Климов, В. М.Руденко //М.: Наука, 1989.215 с.

70. Дьяконов В. П. Пакеты применений системы MathCAD. — М.: Физ-матлит, 1993. 267 с.

71. Очков В. Ф. MathCad 7 Pro для студентов и инженеров. М: КомпьютерПресс, 1998. 384 с.

72. Михеев В. П. Контактные сети и линии электропередач. М.: Маршрут, 2003. 421 с.

73. Пат. РФ на полезную модель № 88614, МПК В 60 L 5/00, В 60 L 3/12. Устройство для исследования скользящего контакта / О.А.Сидоров, В. В. Томилов. №2009127025/22; Заявл. 14.07.2009; Опубл. 20.11.2009 // Открытия. Изобретения. 2009. № 32.

74. Михеев В. П. Исследование и прогнозирование износа контактных пар устройств токосъема / В. П. Михеев, О. А. Сидоров, И. J1. Саля // Изв. вузов. Электромеханика. 2003 г. №5. С. 74-79.

75. Специальный выпуск: «Перспективы и направления развития транспортной системы». Самара, 2007. С. 230 - 233

76. Сидоров О. А. Расчет динамики взаимодействия токоприемника и жесткого токопровода при низких температурах / О.А.Сидоров, В. В. Томилов //Труды Всероссийской науч.-практ. конф. «Транспорт-2009». В 3 ч. Ч. 3. / Ростов-на-Дону, 2009. С. 284 285.

77. Задачи и упражнения по математическому анализу для ВТУЗов. / Г С. Бараненков, Б. П. Демидович, В. А. Ефименко и др. М., 1997 г., 416 с.

78. Зайцев В. Ф. Справочник по линейным обыкновенным дифференциальным уравнениям / В.Ф.Зайцев, А. Ф. Полянин // М.: Факториал, 1997, 304 с.

79. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1976, 576 с.

80. Бахвалов Н. С. Численные методы. М.: Наука, 1975 г.

81. Холл Дж. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений / Дж. Холл, Дж. Уатт//М.: Мир, 1979. 312 с.

82. АмосовА. А. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. пособие / А. А. Амосов, Ю. А. Дубинский, Н. В. Копченова. 2-е изд. Испр. и доп. - М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 596 с.

83. Поршнев С. В. Вычислительная математика. Курс лекций / Учебное пособие. Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2003. 320 с.

84. Пат. РФ на полезную модель № 89033, МПК В 60 L 5/00. Устройство для исследования токоприемника электрического транспорта / О.А.Сидоров, В. В. Томилов. №2009127019/22; Заявл. 14.07.2009; Опубл. 27.11.2009 // Открытия. Изобретения. 2008. № 33.

85. Пат. РФ на полезную модель № 83970, МПК В 60 L 5/00, В 60 L 5/02. Токоприемник транспортного средства / О.А.Сидоров, В.В.Томилов, А. Е. Аркашев, А.А.Журавлев. №2008149426/22; Заявл. 15.12.2008; Опубл. 27.16.2009 // Открытия. Изобретения. 2009. № 18.

86. Пат. РФ на полезную модель № 87966, МПК В 60 L 5/00, В 60 L 5/08. Токоприемник транспортного средства / О.А.Сидоров, В. В. Том ил ов. №2009127026/22; Заявл. 14.07.2009; Опубл. 27.10.2009 // Открытия. Изобретения. 2009. № 30.

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

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

89. Методика расчета эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. М.: МПС, 2000.

90. ШкуринаЛ. В. Экономическая оценка эффективности инвестиций на железнодорожном транспорте / Л. В. Шкурина, С.С.Козлова // М.: РГО-ТУПС, 2000. 74 с.