Определение параметров работы системы « Колесо-Рельс» влияющих на величину сцепления в режиме тяги.

ВВЕДЕНИЕ
…………………………………………………………………7

1. КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСА И РЕЛЬСА ПРИФОРМИРОВАНИИ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ЛОКОМОТИВА
…………..9
1.1. Анализ процессов протекающих в зоне контакта колеса и рельса
....9
1.2. Оценка влияния трения на контактное взаимодействие в системе
«колесо – рельс»
……………………………………………………………14

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НАФОРМИРОВАНИЕ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ЛОКОМОТИВА В ЭКСПЛУАТАЦИИ
………………………………………………………...19
2.1. Характеристика сцепления локомотива
……………………………..19
2.2. Анализ комплекса факторов, оказывающих влияние наэффективность коэффициента сцепления локомотива
………………….23

3. РАСЧЁТ ФАКТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА БАНДАЖАКОЛЕСА ЛОКОМОТИВА С РЕЛЬСОМ
………………………………...30

Весь текст будет доступен после покупки

Значительные затраты на тягу поездов, а также износ ходовых частей локомотивов и железнодорожного полотна связаны с трением скольжения гребня колеса о головку рельса, в особенности при прохождении кривых
участковпути. Кроме того, проблема взамо.ей3-/г.ава ипути
преодоление сопротивления движению, износом колес и рельсов) тесно связанас безопасностью движения на железнодорожном транспорте.
Статистическийанализпричинизносабандажейколесныхпарпоказывает,что основная доля износов поверхности бандажа приходится на гребень бандажей колесных пар. Поэтому большинство обточек производят по износу гребня, причины остальных обточек распределяются примерно в равном соотношении. Интенсивность износа гребня напрямую влияет на долговечностьбандажей колесных пар. От долговечности бандажей зависит срок службы всей колесной пары локомотива, так как при предельном износе бандажей необходимо производить выкатку колесно-моторного блока, что не только оставляет эксплуатационные депо ОАО «РЖД» без работоспособного локомотива, но и добавляет работы ремонтным локомотивным депо, а значит, приводит к росту себестоимости перевозок и снижению конкурентоспособностижелезнодорожного транспорта.
В процессе ведения поезда машинист регулирует мощность силовой установки и силу тяги локомотива, которая изменяется в необходимых пределах.Основным условием надежной реализации силы тяги на практике является тот факт, чтобы сила тяги локомотива не превышала значения силы сцепления колёсс рельсами, т.к. это может привести к срыву сцепления и возникновения боксования колесных пар.

Весь текст будет доступен после покупки

Тяговое усилие при взаимодействии колеса с рельсом обеспечивается за счёт взаимодействия бандажа колес в зоне их контакта с рельсом. Основой для

реализации движения локомотивов является контактное взаимодействие в системе «колесо – рельс». Впервые решение контактной задачи было дано Г. Герцем в 1882 году. Герц доказал, что если тела вращения нагружены нормальной силой Nк, появляется зона контакта эллиптической формы (рис. 1.1)с большой полуосью в направлении продольной оси рельса (при условии, что радиус колеса больше радиуса профиля головки рельса) [1].

Рис. 1.1. Схема контакта колеса с рельсом

В результате проведенных исследований было установлено, что наиболеенапряженная точка находится на оси z и расположена на глубине:

z = 0,47·а,
где а - длина большой полуоси эллиптической площадки контакта.


Величинувсоответствии с выражением: максимального касательного напряжения определяется

?max = 0,31·?max,
где ?max – наибольшее напряжение в центре площадки касания.


Исследователь О. Рейнольдс, первым обнаружил существование в зонеконтакта перекатываемых тел участков сцепления и скольжения, что

объясняется различием возникающих деформаций при взаимодействии тел в зоне контакта. Если рабочая поверхность колеса в зоне контакта сжимается (рис.1.2.), а плоскости растягиваются, то образуются участки, растяжение и сжатие поверхностных слоёв которых изменяется и происходит упругое скольжение.


Рис. 1.2. Расположение зон сжатия и растяжения в зоне контакта

При воздействии вертикальных нагрузок при нахождении в состоянии покоя на площадкепятнаконтакта зона сцепления находится вцентре,а по краямплощадки контакта трения (впередней части по ходу вращения и соответственнов задней части) находятся зоны скольжения (рис. 1.3,а).
Явление перехода от неподвижного контакта к скольжению называется предварительным смещением. Предварительное смещение возникает в момент перехода колеса к скольжению по рельсу при увеличении сдвигающего усилия от нуля до величины, соответствующей силе трения покоя. Предварительное смещение связано с разрывом связей материала, что объясняется взаимным прониканием поверхностей трения друг в друга. Упругопластическому характеру контакта поверхностей соответствует увеличение силы трения, которое зависитотпродолжительностинеподвижного контакта междубандажоми рельсом. Увеличение нагрузки приводит к увеличению жёсткости связей и какследствие к возрастанию количества остаточных деформаций.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Керопян Амбарцум Мкртичевич. Развитие теории взаимодействия и обоснование рациональных параметров системы колесо-рельс карьерных локомотивов в режиме тяги. Диссертация доктора технических наук. - Екатеринбург, 2015. - 233 с.
2. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. -М.: Наука. 1970,
- 227 с.
3. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросывзаимодействия колеса и рельса. // Пер. с англ. У.Дж. Харрис, С.М. Захаров, Дж. Ландгрен и др.: -М.: «Интертекст». 2002. – 408 с.
4. Вербек Г. Современное представление о сцеплении и его использовании. // Железные дороги мира. 1974. №4. - С. 23-53.
5. Самме Г.В. Фрикционное взаимодействие колесных пар локомотива с рельсами: Монография. -М.: Маршрут, 2005. - 80 с.
6. Креттек О. Современные достижения в исследовании проблемы сцепления //Железные дороги мира. 1974. № 10.
7. Чичинадзе А.В. Практическая реализация тепловой динамики трения и моделирования трения и износа при сухом и граничномтрении: Практическаятрибология. Международная энциклопедия. -М.: Наука и техника, 1994.
8. Исаев И.П. Случайные факторы и коэффициент сцепления, -М.: Транспорт, 1970, - 183 с.
9. Лужнов Ю.М. Нанотрибология сцепления колес с рельсами. -М.:, Интекст, 2009, - 176 с.
10. Флячинский К.П. Влияние условий взаимодействия колеса и рельса на фрикционные процессы в зоне контакта. Диссертация на соискание учёной степени канд. тех. Наук. Коломна, 1993, - С. 66.

Весь текст будет доступен после покупки