Влияние работы системы « Колесо-Рельс» на величинусцепления в режиме тяги

ВВЕДЕНИЕ 7
1. КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСА И РЕЛЬСА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ЛОКОМОТИВА 9
1.1. Анализ процессов протекающихв зоне контакта колеса и рельса .9
1.2. Оценка влияния трения на контактное взаимодействие в системе
«колесо – рельс» 14
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ЛОКОМОТИВА В ЭКСПЛУАТАЦИИ 19
2.1. Характеристика сцепления локомотива 19
2.2. Анализ комплекса факторов, оказывающих влияние на эффективность коэффициента сцепления локомотива 23
3. РАСЧЁТ ФАКТИЧЕСКОЙ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА БАНДАЖА КОЛЕСА ЛОКОМОТИВА С РЕЛЬСОМ 30
3.1. Определение фактической площади контакта бандажа колеса с поверхностью рельса для новых профилей 30
3.2. Расчёт фактической площади контакта для приработанных профилей бандажа колеса и рельса 35
3.3. Определение рациональных значений коэффициентов сцепления ишероховатостей рабочих поверхностей бандажа и рельса 40
4. РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ СЦЕПЛЕНИЯ БАНДАЖЕЙ КОЛЕСНЫХ ПАР С РЕЛЬСОМ НА ПРАКТИКЕ 49
4.1. Локомотивное оборудование повышения силы тяги по сцеплению(УПС) 49
4.1.1. Определение технологических требований к УПС 49
4.1.2. Состав и схема локомотивного оборудования повышения силытяги по сцеплению 51
4.1.3. Автоматическая система повышения сцепления для электровозовпостоянного тока (АСПС) 54
4.2. Приработанный профильобточки гребней бандажей колёсных пар локомотивов 58
4.3. Применение технологии рельсошлифования 68
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 76
6. ОХРАНА ТРУДА 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВ 101

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. Крометого, проблема взаимодействия подвижногосоставаипутинаряду с чисто экономическим аспектом (потерей энергетических ресурсов на преодоление сопротивления движению, износом колес и рельсов) тесно связана с безопасностью движения на железнодорожном транспорте.
Aнализ износа бандажей колесных пар показывает, 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 долговечность бандажей 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 конкурентоспособности железнодорожного транспорта.

Весь текст будет доступен после покупки

1. КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕСА И РЕЛЬСА ПРИФОРМИРОВАНИИ ТЯГОВОГО УСИЛИЯ ЛОКОМОТИВА

1.1. Анализ процессовпротекающих в зоне контакта колеса и рельса

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 наиболее напряженная точка находится на оси z и расположена на глубине:

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

Величину максимального касательного напряжения определяется в соответствии с выражением:

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

Исследователь О.Рейнольдс, первым обнаружил существование в зоне контакта перекатываемых тел участков сцепления и скольжения, что объясняется различием возникающих деформаций при взаимодействии тел в зонеконтакта. Еслирабочаяповерхность колеса в зонеконтакта 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 покояна площадкепятна контакта зонасцепления находится вцентре,а по краямплощадкиконтактатрения (впередней частипо ходу вращения исоответственнов задней части) находятся зоны скольжения (рис. 1.3,а).
Явление перехода от неподвижного контакта к скольжению называется предварительным смещением. Предварительноесмещениевозникает в моментперехода 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 зависит от продолжительности неподвижного контакта между бандажом

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. Контактированиешероховатыхповерхностей. -М.: Наука. 1970,
- 227 с.
3. Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: вопросы взаимодействия 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 иизноса присухомиграничномтрении: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