автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Влияние продольных связей тележек с кузовом на динамические качества и реализацию силы тяги электровозов

... ; министерство кутей сообщения

. • российской федерации

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ <М И И Т)

На правах рукописи

ДЕМЧЕНКО Игорь Петрович

УДК 629-4.027/020: $29.4.015

ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЬНЫХ СВЯЗЕЙ ТЕШЕК С КУЗОВОМ , НА ДИНАМИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА И РЕАЛИЗАЦИЮ СИЛЫ ТЯГИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ

05.22.07 - Подвязной сост&з геле эта дорог и тяга поездов

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата технически* каук

Москва - 1993

Робога вшолаена а Уоскоясхом орденз Лошиа и ордзаа Трудового Крвоаого Знашга! инстигум шшапедов кеаезиодоро«-кого транспорта.

Наущай руководитель доктор тонически наук,'

профессор ¿,Я.Савоськш }{эучад& KQRowjibi&m - кгишат теикпеских на;«,

СТ. нэуч. сотр. Н.Е.С'грП'.ОЫа 0£ициа.ц>нас оплоиокта - докюр едодздежих взув, прсфэссор А.Я.Голуоегао ■ -кандидаг таязызскш: кауа Б.В.Бзразш

Ведущее предорЕяигз - иаучно-лроазгадо'твгг.'.йг обьедааэ-киа "НоЕочеркасскиГх еяэктровозоочхете/.ьш.Ш зьсод" {АО Ш9 КЗВЗ)

Защита диссертации состоится " /¿AP/^/i-iS 1993 г. в /^ чао. (?С? 1ш. из ззоедезт сх^ца&ягзяровгншго совета Д114.05.05 дри Московском институте ИЯйЗИЭрОВ КЗЛеЗКО-дорошюго транспорта но адресу: 101475, ГСП, г. Ь-оегшз, Л.-55, ул. Образцова, 15, ауд. /Л/С?.

•' С диссертацией иожно озавкошягься в библиотеке кзсткзууа,

/Г '

Автореферат разослан " /X * г.

.Отзыв ва'автореферат, tзаверенкаС кечатьй, просш.! направлять по адресу соЕЭта института.

г *

Учешй секретарь ...

специализированного совета,

доктор техн. наук, прсф. j В.Н. Филиппов

общая тжш'лсиш гавоты

Актуальность проблемы. В транспортной систоле Российской йздэрэщщ вэдуцео масто занимает талезйодороишй транспорт. Рэзгитие послздаэго неразрывно связано с развитием локомотивной тяга. При возросших требованиях к локомотивам я локомотивному дОз.чЛсгау особую зпсиишость приобретают теоретические п практические вопроси 'исследования данемгсвскш:

качеств к тпгобых свойств на 'сгадгл проектирования новых н « '

модернизации- сувдаствугага тело в тлгозого подштгого состава. В сйязз с тем, что изучение продольных колебаний локомотивов, поиск рацноиэльных величин параметров продольных связей телекек с кузовом нельзя сштзть законченным, особенно • актуальным становится проведете ксслэдоввгой, кзсаггрпсся постановки и решения задач, связанных п изучением дваала-ч©скт: качает» и тяге.'211 сеойств елоктровозов, а которая продольная связь телеахя с кузовом осуществлена с помогаю наклонных тяг.

Цедьв работа является обоснование выбора параметров нак-хошшх тяг, обеспечнватещ реализацию наилучших дннздаческих п тятошх качеств влектровозов.

Для досгижилл поставленной цели были решены следующие задача:

разработана математическая модель вертикальных а продольных колебаний еюшаасвй с наклонными тягами с учетом процессов, происходящих в контакте колес с рельсами;

разработана методика исследования динамических- качеств" и сцепных свойств указанных екшшкЯ;

разработан пакет прикладных программ для ЭБМ, позволяю-

щйй проводить чнслзгашй експерадант с цодьв отвсшшя рациональных ьеличян параметров продольных свцгф в ыишаиах;

проведен комплекс вычислительных елсперижитов по раз-работаншм методике в программе на примере электровозов типа Ш581, ВЛ80С/М и ВЛ85 и проверена сходимость результатов теоретических исследований с данным;: натурного вкспордмента.

Методика исследований. Прь дсслздовыаш дасенця вюша- , зей по рельсовому пути ъ ра;оте нспользова» мачод иатоиьта-ческого' кодмюрошш с прямеиетеи цифрошх ьшшсяпельшх ыагшн, Решение задачи о случа&ож колэбагагях локсыэтиеов проведено во вроыэшюй области. Эксперкивихелытл часть иссла-дования сделана в ход». дамашшо-прочносиш ишштяЗ олокт-ровозов с иаклошаш тяга®.. Достоаараоств рзоультов, полученных расчетшга путем по рьзреСотшщоД шд&ли, прсеерехю на основа их сравнения о бксшршенталийм двтшип, по/у-чонншн при годовых ксштышях оДактроьэзог. Сравнение вариантов производилось, глоешн образов, во уровта даншпескБх сал в каклошых тягах.

Научная иовизко проведенных в рамке* •дассертйцдснкоа работы исследований оостоот в разработка!

методики исследования соеызстшх . азртикалыкх и сро-долышх колебаний яокоиотевоб при имшьзобвшш некжшша. тяг а качестве продольных связей телзнэп с кузовом и осоЗад-костей влияния указанных кодобеняй на услоснл рзолвзацаа силы тяги ь точке контакте колоса о рвльсои;

ьгатематачЗекой-модели ■ всризкалышх п продольных кодаба-ш;й электровозов о наклошш- тягами • с осэеши формулами'. 20-20 и 20-2в-2„.

Практическая ценность и внедренаа результатов работа. Практическая ценность работа состоит в разработка алгоритмов и пакета приклэдгшх программ для ЭЦВМ, позволяющих проводить численный енализ колебаний вкипажзй в продольной вертикальной плоскости, Программы нага!сани на алгорипшчгскоы язаке "<Еоргран-77" и ориентированы нэ ПЭВМ совместимые с компьвте-реш типа IBM PC/AT.

По итогам проведения комплекса ходовых испытаний электровозов ВЛ81, М80С/Ы и'Вда, пмвшах в качестве продольных связей тележек с кузовом каклошиг тяги, получек и проанал!-з:гров8н оСгптргай експершенталышй материал.

По результатам расчета на ПЭВМ и ходов:« испытаний выработаны рекой?адощга по выбору параметров поклонных тяг (жесткость упругого.блока, угол наклона.и др.), обеспечивающих скюгште уровня динамических сил в всклонных тягах а улучнопва условия сцепления колес електровозов с рельсами.

Разработанный комплекс программ внедрен во Всероссийской научно-исследовзгельсксы и проектно-конструкгореком институте электровозостроения к используется при исследования влияния наклонных тяг к тягового привода на дикаыаче erais качества и сцепные свойства електровозов. Результате« расчетов 'оккпажноЯ часта електровоза типа ВЛ80С/Ы стало подтверждение необходимости внедрения рекоиевдуеиой-гесткоетноа характеристики упругих блоков наклонных тяг.

Апробация работа. Основные ползаэння и_результаты диссертационной работы докладывались и обсундалисъ на 6-й Все--союзной' научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электровозостроения в стране" (Тбилиси, ноябрь 1987 г.), на научно-технической конференции молодых ученых и

- ь -

специалистов ВЭлНМ (Новочеркасск, ноябрь 1988 г.), на 3-й Всесоюзной научно-технической конференции "Проблеш раэшгтия локомотивостроения" (Луганск, май 1920 .г«)о из зьсэдашж секции механической часто КГС ВЭлНИй (Новочеркасск, 1991 'г., 1993 г.). на 8-й научно-технической хонференцаи "Пробдсьа механики келезнодорошого транспорта' (Днепропетровск, ш& 1992 г.), на научяо-теышческом сежнаре кафедра "Электрическая тяга" МИИТа (Москва, 1993 г. ), ка заседании, сехцкп динвдакй и прочности НТС ВНИТИ (Колоша, 1993 г.), на еосздо-ша кафедры "Электрическая тпга" МШа (Иоскво» 1993 г.). ка 4-й международной научно-технической конференции "Проблеш развития локодатювостроения" (Край, спрель 1993 г.).

Публикация. Основные научные ■ результат . диссертация опубликованы в 5 печатных работах. Материалы ходовцх ямшта-еий электровозов излоаеиы в 3 протоколах {отчетах) об испытаниях, проведенных*при участий автора.

Структура и обьаы' работа. Диссертация состоит из введения, "пяти глав, заклэчення, списка вспользовашшх источшдаоа из 149 наименований, даух прилояений. Обьеы состаэдег 171 страницу и содержит 68 иллюстраций, 9 теблкц.

'ОСНОВНОЕ СОДЕШНИЕ РАБОТЫ

Во Ьведешш обосновывается актуальность и цель дассэр-тационной работы. В качестве объекта исследований виОраны олектроЕОзи в которых продольная связь толзжок о кувовом осуществляется в виде продольных наклонных тяг.

Первая глава посвящена обзору научных работ по вертикальным и продольный колебаниям келезнодоротш вкипахей в

по улучшешао'сцепных качеств локомотивов.

Значительный вклад в разработку методов исследования колебаний подвитого состава, а также в улучшение его дина-(глческих качеств сделан в трудах таких ученых как В.Б.Ме-дель, З.А.Лазарян, И.П.Исаев, М.Ф.Верето, В.Н.Иванов, Т.А.Ти-бшюв, Й.И.Челноков, С.В.Вершиясюй, З.Н.Данилов, А.А.Львов, А.А.Камаев, М.П.Пахомов, Н.Н.Кудрявцев, Б.Н.Котуранов, О.П.Ершков, И,В.Бирюков, М.Л.Корстенко, А.Я.Korea, М.М.Соколов, В.Ф.Уикадов, А.Н.Савоськин, Л.О.Грачева, В.Д.Хусидов, Г.П.Вурчак, В.Д.Дакович, В.А.Квмаев, А.Де де Патер, К.Л.Дконсон, Т.Ыацудэйра, Д.Лиоп,- Р.Коли, Е.Шерлиг и многих других исследователей. В исследование проблем сцепления колес тягового подвижного состава с рельсакн и поешккял тя-говшс и тормозных, свойств локомотивов болъзой вклад внесла И.П.Негров, Д.К.Минов, А.М.Бабгпков, В.Б.Медель, H.A.Ковалев, В.Е.Розенфельд, И.П.Исаев, • А.Л.Лизиют, Ю.М.Луанов, O.A.Некрасов, А.Л.Голубекко, Г.В.Самле, В.Н.Лясуиов, И.И.Кал-кер, Ф.В.Картер, М,Берн8рд, К.Боржз,. М.Нувьон, О.Кретек я другие. В работах етих а ряда других авторов получены вазяые результаты, имеrests больпое теоретическое и практическое значение для развитая аелезнодорохного транспорта.

Сцепные качества локомотива уцениваются коэффициентом использования его сцепного веса. ПоЕЫлгние указанного коэффициента обеспечивается, в частности, при применении про. дольной ньклонной тяга, связывающей телехку с кузовом, продолжение которой пересекает уровень головок рельсов у сере-, дины те'лежки. Обоснованию полезности применения наклонных тяг, проявляаеЯся в улучшении статического использования сцепного в?сэ.л:ксист1зсв, пгсвядено больгое колпество работ.

При проведении ходовых испытаний локомотивов с наклонными тягами в них зафиксированы значительадс- динамические ли на скоростях 50-60 ки/ч и выае. В о?зоре теоретических и' ек-зпериыенталыш исследований, приведенном в рзСоте, основное внимание уделено тем, в которых рассматриваются 'продольные связи телэкек с кузовом и предлагаются пути снкяекия динамических сил в них. Оказалось, что динамические качества и особенности реализации силы тага екипакей с наклоиг&з: тяга-, ми изучеш недостаточно.

Во второй главе шполнена разработка модели вгашаз-путь на примере секций електровозов с осевыми формул гш 2С -20 -влектровозы типа ШВ\ и ВЛБОС/М, а также 20-20-20~ электровоз типа ВЛ35. Расчетная схема вкппэза, движущегося прямолинейно и равномерно со скоростью V, содержит- кузов, реьа тележек, колесные пари, тяговые електродвигатели (ТЭД) с оппрно-осевшд подаевиванием (рис. 1, 2). При сосхавлании и исследовании уравнений малых колебаний элементов системы в продельной вертикальной плоскости использованы обще-лринягае допущения, в том числе: *•

все вращающиеся влзпеыты тягового привода (якорь, зубчатые колеса, колесная пара) из имеют дисбалансов и геометрических погрешностей и при их врадешш не возникает допол-< нительшце возмущений, обусловленных вши фактора».®; влияние електромагкитюа процессов при колебаниях якорл не учитывается;- '

исходя из'предаолоаешш о вязком характере сил внутреннего сопротивления резины величины сил' внутреннего сопротивления резиновых амортизаторов подвески двигателя п наклонных тяг принимаются пропорциональными первой степени, скорости

соответствующих деформаций;

сухое трение в буксовой ступени подвешгааняя заиенепо еквквалентным гидравлическим;

не рассматривается жесткость контакта колеса я рельса. Наряду о другими обобщенными координатами учитывается колебания подергивания колесных пар, рам тележек и кузова.

Боковые колебания вкшажей нэ рассматриваются, так кзк на упомянутых электровозах иаклонше тяги крепятся к раке тедгаки п кузозу оариирно' и 1« препятствуют колебаниям относа и виляния телеакк относительно кузова. Результаты ходовых испытаний з прямых участках пути годтверздаот обоснованность принятия такого допущения.

!Ьшз приведены шрагешм не когорт сил, действующи в экипаже, определявдях особенности разработанной математической модели и полностью представленной в диссертации.

Величина динамической с или (представим только ее упругую составляющую) в каменной тяге состазлязт

где 3!С/ГГ- гесткостъ упругого блока наклонной тяга, Ькт~ личина его деформации. Выражение для дефэрмащш Дцг , вычисляемой как разность проекций на продольную ось наклонной тяги перемещений точек ее крепления х кузову и райе телекки, будет следующий: .

ант * (¿«-ул)**^ * (хн ♦ укн)сщ

Т « ЖыГ'Лцт .

где принятые обозначения пояснены на рис. 1 и 2.

Проведенный анализ показал исдое йлзянд© измэнешя пря дв>асенка алактровоза угла наклона тяги • ^ . на величгсш деформация Ллг> Поэтому угол у был щ:умят. постоянным и равным яомикельному 'значения.

Сила в продольной мзксекционной связи вычислялась по соответствующей нелинейной силовой характеристике, для двух последовательно соединенных автосцегшх устройств.

Из-за необходимости достаточно по,того описания колеба-. ккй тедгакк и рассмотрения сошеитного слияния на ацопше свойства тягового привода и разлитая вариантов продольной связи тзлекки с кузоной учтены колебания елеиектов колесно-шаорного блока. При атом величина динамического момента в тяговом приводе пзрвого класса с ¡кесткша'связямд определяется как

где Зд - иоиып шерцйл якоря относительно оси вращения, у.( -передаточное отаошенкэ зубчатой передачи. (

Относительная скорость упругого проскальзывания колес складывается из постоянной составляющей 1/де(#,1швгшхой дййот-шем тягового ^мзнта ТЭД к динамической ' составляющей АЫск» обусловленной колебаниями колесной пары , т.е.

• «с* ' исм,н * Шск .

где . 'А и а, " $<Л' ,

V

%средакй радиус колеса по кругу, каталя. Касательная сила в контакте колеса с рельсом такяа складывается из постоянной составляющей от реализации в виде си-

ra

лы тяга тягового момента ТЭД и динамической составляющей Гц , получащейся как отклик на колебания скорости упругого прос-кальэяпЕНИЛ . Считаем, что колесная пара а боксозаюте да переход!«. Поэтому после проведения предварительного анализа к кепользевигию бнла принята характеристика сцепг.етп, шшрок-симярозЕниая выражением

Iy*\¡i0 (1- eSC0Uc*)

и динамическая составляющая касательной силы полупека равной

F/ - ¡1% е'™ *«". (i-eSCQ &u«).

В диссертационной работе в качества модели гмлознодо-

рокного пути принята к использованию дискретная модель. В

качество зозмущагацего воздействия, действующего на екипаз,

принято кетзмзгачэскоэ возмущение со стороны пути, вмзкззю-

щзе ¡вертикальные колебания екает вютаа-путь и соотоядее

.из двух слагаемых: случайного процесса эквивалентной госмет--

рической [»ровности со спектральной илотноотыо (гл(() и дэтер-

0- U)

шппгроззшюй с тиковой кэрошости . Функция гбиля принята в виде: ■ ' •

г *

где- D ~ дисперсия процесса, d - коэффициент.затухшая при У «» I и/а, частота я Гц.

Пргаедекаяая формула отраяает характернее особенности аероа-Нойтл пути и требует прч моделирования на ЭЕУ относительно яеболысас гатрь? времени.

Стыковая неровность накладывалась на временную реализацию случайной неровности в момента времени, соответствуйте проезду кавдэго рельсового звена, и определялась по формуле:

' ^-h^ln^tf,

где Ve=lcr/^i ¿ст -Д>тана неровности; /г„-емплягуда неровности; t - текущее время.

В третьей главе обсуждаются вопросы метода»« исследова-кия поведения акипазкей с иа/лошими тягами. По математической модели были созданы программы на алгоритмическом языка "Фортран 77-, составившие пакет прикладных програш, ориентированный для использования на ПЭВМ совместимой с ПЭВМ 1Ш PC/AT. Управляющая программа включает в себя подсистему численного интегрирования дифференциальных уравнений, результатом функционирования которой является временные реализации выходах координат и динамических показателей. Количественная оценка случайных динамически процессов проводилась по средним значениям абсолютных максимумов и по максимальный размахам.

В диссертации динамические качества екипааа оцениваются, главным образом, по уровню динамических сил в наклонных тягах, а с цепкие возможэств - По интенсивности колебаний скорости скольжения в точке контакта.колеса с рельсом и динамической составляющей касательной силы в контакте.

Анализ амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) колебательных процессов, происходящие в одной тележке (без учета колебаний кузова) с линеаризованными упруго-дисеипзтивными связями, подтвердил наличие взаимосвязи колебаний' галопирования и подергивания тележки через наклонную тягу. Также по-

казано, что при изучении продольных колебаний вкипажа учет колебаний элементов тягового привода обязателен .

В диссертации приведет результаты годовых данамико-ирочиостных испытаний электровозов ВЛ81 -001, ВЛ85-007 и ВЛ00С/М-3002, проведегашх ВЭлНЛИ с участием автора соответственно в 1935, 1909 и 1991 годах на одном из експлутаци-ошшх участков Северо-Кавказской железной дороги. При испытаниях фиксировались силы в наклонных тагах, деформации упругих блоков наклонных тяг, силы в автосцепке-динамометре, установленной между секциями опытного электровоза. Кроне того, на электровозе ВЛ80С/М-3002 дополнительно замерялись колебания галопирования и продольных перемещений тележки относительно кузова. Полученные во время ходовых испытаний ос-циллогре^ш сил в наклошшх тягах обрабатывались путем выбора в каздом замерз (продолжительность замера 15-25 сек.) максимальных значений размахов процесса.

В четвертой главе приводятся результаты теоретических и ' експеримеитвльных исследований, которые были проведены на' примере свети вариантов окипакноЛ часта ояектровоза типа ВЛ81 (отлетащихся силовыми характернотиками упругих блоков наклонных тяг, установкой во вторую ступень дополнительных, гидродемпферов, положением наклонных тяг с разными углами наклона), одного варианта (исходного) електровоза ткпа'ВЛ85' и чатырех вариантов электровоза типа ВЛ-ЗОС/И с различными еяловшл характеристиками упругих блоков наклонных тяг.. Например, для электровоза ВЛ80С/У-3002 силовые характеристика представлены на рис. 3» где варианты 1 а 3 яалягтея ксходин-ыа (отличаются твердость» резиновых амортизаторов), а характеристики по вариантам 2 а 4 обесшчкваюТся прии?пешки мо-

Т,«Н 160 /20 $О

40

/ //

// / /

31 V V

л Г

8 (2 <3 ДцгЮ'п

Рио. 3. Склоаая характеристика упругого блока наклонной тяги электровоза М80С/М: I - 4 -номэра вариантов

Гц по

юо

НО 60 м го

А

Л

г

ч 'л ' 7%;

0 12 5 4

Рио. 4. Спэктралыше плотности данамичаских сил в

наклонных тягах: .....- для скорости двиьэ.чия

7С км/ч ; ----90 км/ч ; - - ПО км/ч

дернизлроввшюго упругого блока (металлпескно {шанцы расточена и уменьшены по ем соте).

В диссертационной работе отмечено, что характер записей случайных процессов сил в наклошмх тягах, а т»:«са других динамических процессов, полученных во время ходозых испытаний и б рвсчэте, одинаков, Результат моделирования но предлагаемой методике удовлетворительно сходятся о результата;,га испытаний, то есть разработанная математическая модель в достаточной степени адекватна реальному объекту. При этом получено, что возможные способа снижения уровня динамических сил в изклоншх тягах • закличем как в сникенш амплитуд колебаний галопирования тележки, тек я в оолсблснии влияния галопирования на продольниз колебания.

' Обркцзно внимание на то, что при реализации одинаковой сигы тяги з ростом скорости наблюдается узелдежше дакаии-чзоких сил з кахлокнах тягах (ркс. 4) и автосцепке. Так как реализуемая телеякой сила тягл определяет положение рабочей 'зшхл на келинейнсй силовой характеристике упругого блока' явклонной тяги,. то при сденекозой скорости дадаенэя екипатя уровень диизмичсекик сил з наклонных т.^гах увеличивается с усяличешки сам тлгн.

Используя варааенкё (1) ы приникая во ашшание, что деформация упругого блока наклонной тяга «слагается, главный образом, ез суп<н составлявших, вызванных колебанияда галс-парования и подерпкания телека г. кузова, запишем Еырзкення для вычисления зеличин втах составлявших: от колебаний кузоза

Дй'ХкСО*!* (2)

от колебаний телэвки

&т * -хг - (К соц - (з)

Совпадение получении в расчете (например, для електро-воза ВЛ80С/М; вариант 3) максимумов спектральных плотностей (СП) указанных составляющих (рис. 5) с максимумами СП сил в наклонной тяго (рио. 4 ) говорит о том, что сила в иеклонной тяге формируется, главным образом, колебаниями галопирования и подергивания тележки. Влияние на силу в наклонных тягах колебаний кузова ограничивается на частоте 1,8 ~ 2,0 Гц.

На примере екипакной части електровоза типа Ы180С/М проведены четыре шасла расчетов. За исходный вариант сшмга прю;ят л кипах; с силовой характеристикой упругого блока наклонной тягк по варианту 3 (см. рис. 3 )! сила тяги телзвки при скорости 70 км/ч - 40 кН, 90 юл/ч - 30 кН, 110 юд/ч - 20 кН; угол наклона тяги у -9,20 1 расстояние кеаду гидродеипфе-реми второй ступени (вдоль боковины телекки) равио 0,140 и, при атом один гидродемпфер совпадает со срединной вертикальной осью тележки.

В первом цикле рассматривался акипаа с силовой характеристикой по варианту 4, сала тяги те лет! - по исходному варианту;

во второй - силовая характеристика по варианту 4, сила тяги тележки максимально шзыохнзя по тяговой характеристике;

в третьем - в отличие от исходного варианта ©ккпаха угол наклона % ~ ^

в четвертом - в отличие от исходного варианта экипажа точка крепления наклонной тяги к раме тележки помещена в центр подрессоренных масс тележки',, тяга б горизонтальном по--

Рис. 5. Спактралькыв плотности составляющих деформация упругого блока законной тятя от колебаний-кузова и телеюш: а, о, в - для с короста Я 70. 90 ж НО вд/ч соотватстзанно; — — — - составляющая от кузова по выракгакю (2) ; ——-— -составляющая от телеаки по выраазкгю (3)

ЛОЖ9НИИ.

Результаты сравнения сведены в таблицу, в которой приведенные числа обозначают во сколько раз уузньшилск уровень динамических сил в наклонных тягах по сравнению с уровне«, полученным в исходном варианте.

Таблица

Результата сравнения с исходом вариантом

га о по Н по макс, разыахам

и пм® ТО Ч Г К ь! < > о N<0 ГЕ М Л скорость, км/ч скорость, км/ч

70 90 110 70 50 110

1 •2 3 4 1,20 2,36 1.34 1,46 1,10 1,33 1,54 3,09 1,04 1,08 1.42 2,46 1,27 1,74 1,77 1,77 1,36 1.64 2.65 3,93 1,44 1.55 1,86 2,71

Для скорости 90 км/ч проведены расчеты вариантов с различным расположением вдоль боковая рэш телеаки гидродеипфе-ров второй ступени подвешивания. Раздвижка вдоль рамы телэа-ки гкдродемпферов аффективна в связи со сгажениец сил в как-лонных тягах. Однако, при етоы увеличились сшш в штоках гидродекпферов и прогибы'в буксовой ступени подвешивания.

Таким образом, снижение уровня динамических сил в наклонных тягах возможно при обеспечении рекомендованной в ре-боте силовой характеристики упругого блока наклонной тяги» снижении угла наклона тяг, разносе вдоль гелеаси гкдродеш-феров второй ступени, помещении точки крепления наклонной тяги в центр подрессоренных масс тележки. Наиболее приемлемый является использование силовой характеристика! упругого блока с пониженной жесткостью (7-8 МН/м до деформаций 12-14 ш) как не требующее значительна изменений в конструкции и ли-

ценное яв!шх принципиальных ограничэш'Я в применении.

В пятой главе производится расчетная оценка сцепных свойств по средним значениям абсолютных «сгашуиов колебания скорости упругого скольаекия в зона контакта кокоса о рельсом и динамической составляющей касательной сил! в контакте.

Анализ результатов сравнения различных вариантов пока-зол, что при обеспечении снижения дккзмичаских сил в наклонных тягах динамический немей-? на валу якоря ГЭД, динамическая добавка скорости упругого скольжения и динамическая составляющая касательной силы в контакте колеса с рельсом остаются практически пеиэыегепши. При этом последняя (Гормируотся, глзееш образе«, под воздействием динамических сшюаых Факторов, возшасеюцнх в опорно-осеном ткгопом пртшоде. Злияние (вэсьма незначительное) динамических сил в наклонных тягах из динвиичаекуз составляаду» касательной сала з контакта прэявдтоп й диапазоне частот изнеиеная зтаз сил и дх сш-зенве способствует уненьчегаю этой соотявлчвдей квсптелъной 'сил?]. Сикззиие сил и наклонных тягах способствует снижений спи а ногеокцжшоЯ связи. Заатш, что получкяшв результат та расче-юз по оценке сцепных свойств руадсстея в екгтгаркизи-тояькой ярэьеркэ.

заключеште

• 1. Ре-зработгетад изтеиатв-кскал мода ль дсе.т гззгдазюсть шпотшь исследования продольных а герткЗсяльвнх колебаний '.ташлошш с особыми фэрмулнгп 20-20 и 2с-20-2о, ииеиппагк б качестве продольных связей.телзпэк с кузопоы наклонные тяги, .ч прогисзироват». пг дааыичзсхгм н тпгоше свойства в про-

дольной кортикальной плоскости о учетом колебаний олзиоитов ' тягового привода.

2. При проведении ходошх испытаний елзктровозозв ВЛ81-001, ВЛе0СУМ-3002 и ВЛ35-ОВ7 за$ш<сирсшш значительные динаьшческиа силы в наклонных тягах. Результаты испытаний различных вариантов вкипакных частей показали позногяость енияения в тих сил,

3. Удовлетворительная сходимость результатов испытаний указанных алэктровозоэ с расчеттдс: данными указывает не адекватность разработанной подели реальному объекту.

4. При решении задачи установязио, что даиамическке силы в наклонных тягах формируются, главным образои, колзбвНЕ-ями голопиропанкя и подергивания то л сыт, ц спзктралыше плотности 0т51х сил имеют максимумы в полосе частот 2,0-4.0 Гц.

. 5. Условия реализации силы тяга в контакта колэов с рельсом в болыгей степени зависят от слияния даишшчэских силовых факторов, возникавши в тяговом приводе с опорно-осеыш пэдвешгавнием электродвигателя и редуктора, чей от динамических сил в наклонных тягах. Сшшеиие дшвиаческах сил в нвклонншз тягах не ухудшает условия сцепления колос с рельсами.

6. Для снижения уровня динамических сил в наклонных тягах целесообразно уменьшение степени влияния галопирования тележки яа вертикальные и продольные ее колебания. Поэтому для снияекня динамических сил в наклонних тягах могет быть предложено:

снижение жесткости упругого блока наклонной тяги*,

уменьшение плеча действия на тележку сил б наклонной тяге путем снижения угла наклона или помещением точки крепле-

гтя какпоиюй тяги пак воздано Слжо к центру месс тале»«а;

постановка дололнптельшх дежфэроь во ьтору»з ступень подбэ!ГИВаШЯ.

• Нг.иболзе прлзилешш| о точкк зрения потенциальных боз-мошостей сгосюгам данятвттх сил а наклошп тягах я экономических затрат, является сшсхоние гжслсоети упругого блока КЕКЛ01ЛЮЯ '1яп: до 7-8 НН/м ь диапазоне деформаций до 12-14 им, кполнешое т влохтровозс СЛЗОС/Й * модершшро-взнинм упругим блоком.

7. Раечеишй окоиомичаокий вффек? от яопэяьгсвааая упругого блока наклонной тети о рекоиевдуомой гаеткостной характеристикой яодучзв в еуммо 97,2 тао. руб. (в цонах 1991 года) на основа обеспечения достаточной уста постной прочности • тягового кронштейна раж те'лзжки.

• Осговше положения диссертации опубкжовггш з рабетгх."

1. Саргеетсо П.15.,. Демченко И.П. К вопросу о продольной 'доводка олзктровоза // Соетояниз и пэрспехтаан развития елгктроЕОзссгроэкия и охране: Тез, докл. б Вооооот, науч. -гехк. уоггр. 11-13 ноября 1907 г..- Тбплмл, 1997.-- С. 31-32.2. Савооы-лд А.Н, / Сзргавпхо П.З., Долгачез Й.К., Дзи-чанко И.П. Матгиатячесхов шделфовртае кэлеуЗашй электроне-' "оз с упругой продольной сэязьэ телекви с кузовом // Проблема развития локоцоткаоетрогния: Тез. докл, 3 Все сот. науч.-техн. когф. 22-24 ная 1390 г.- Луганск, 1920.- С. 24-25.

3. Демченко К,П. О возможностях сшшекия уровля динамических сил в продольных наклоюшх се язях телеэгк с кузовом локомотивов.- ¡1., 1991.- 17 е.- Деп. б ЦпИИТЭИ МПС 23.12.91,

& 5666-вд91.

4. Демченко 11.11., Остапенко В.М., Сергиекко U.E. Снша-ние динамических сил в наклонит тягах олектровозов // Проблемы механики железнодорожного транспорта: Динамика, прочность и надежность подвижного состава: Тез. дсгл. 0 ковф.-Днепропетровск, 1992.- С.71.

5. Демченко И.П., Сергиенко П.Е. Продольная динамика вккг.вка с наклонными тягами // Проблемы развития локомоти-востроения: Тез. докл. 4 мекдунар. науч.-тех», юкф., Крыи, 19-24 апреля 1993 г.- Луганск, 1993.- С.5.

6. Демченко И.П. Исследование на ЭВМ продольных колебаний двухосной тележки локомотива // Сб. науч. тр. Электровозостроение/ Всероссийский н.-и. и проектио-коиструкт. ин-т олектровозостроения.- 1993.- Т.33.- С. 109-117.

1

дкмчьжо нгорь иктрошп

влита® иголильних сь-ьк.: tsjuüsk с юъдаом ил даиду.пкскж и i*xTiöAma c;u:u

тлп1 жктроьшов 05.22.07 - ПодишшоЛ оост.т'млэзных до;ч>г и тяга позадов

С длю в набор /?Ш95 ^

Подписано к гичяти f7.C9.9s ОСюм (А лэч. Л.

Формат оушги <"0 х \Ю Г/It" Т^рг» ЮС рку. Гмк

Типография ,Vi;:,'T, Мос\чиа, Г(\1{,г>т, у.;. Горкщо.п. 15