Выбор параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона
Разработка методики оценки динамической нагруженности и определении рациональных параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона. Особенности прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона с учетом специфики его эксплуатации.
Рубрика | Транспорт |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.08.2018 |
Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Выбор параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона
Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация.
Красниченко Александр Александрович
Екатеринбург - 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС)".
Научный руководитель - доктор технических наук, профессор
БАЧУРИН Николай Сергеевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
ГЛУШКО Марат Иванович;
кандидат технических наук,
ЕФИМОВ Виктор Петрович.
Ведущая организация - Государственное образовательное
учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения"
Защита диссертации состоится "29" мая 2009 г. в 14 00 на заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при "Уральском государственном университете путей сообщения" по адресу: 620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд.283. Тел. /Факс: (343) 358-55-02
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения.
Автореферат разослан "28" апреля 2009г.
Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью организации, просим направлять в адрес Ученого совета университета.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор технических наук, профессор АСАДЧЕНКО В.Р.
Характеристика работы
Актуальность темы
В современной городской транспортной системе России из года в год все более важное место занимают трамвайные вагоны, так как этот вид транспорта обеспечивает минимальные эксплуатационные затраты и высокие объемы перевозки пассажиров. В связи с этим, необходимо повышение скоростей движения трамваев, улучшения комфортности перевозки пассажиров, а также создания новых современных трамвайных вагонов. Среди комплекса научно-технических проблем, направленных на улучшение перевозочного процесса, важным является вопрос снижения динамической нагруженности трамвайных вагонов в эксплуатации, параметры которой существенно зависят от характеристик рессорного подвешивания.
Опыт эксплуатации показывает, что значительная доля отказов трамвайных вагонов связана с низкой надежностью и высокой динамической нагруженностью основных узлов. Из эксплуатации и ремонта трамваев известно, что у 39% трамвайных вагонов основной неисправностью ходовых частей являются отказы гидравлических гасителей и пружин рессорного подвешивания. Эксплуатация трамвая с высокой динамической нагруженностью в том числе приводит к повышенным износам и ухудшению технического состояния трамвайного пути.
Совершенствование параметров рессорного подвешивания, а следовательно, и снижение динамической нагруженности трамвайного вагона становится одной из важнейших задач современного городского электротранспорта. Поэтому в диссертации рассматриваются вопросы определения рациональных параметров рессорного подвешивания трамвайных вагонов, позволяющих снизить их динамическую нагруженность.
рессорное подвешивание трамвайный вагон
Цель диссертационной работы состоит в разработке методики оценки динамической нагруженности и определении рациональных параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона.
Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:
1. Выполнить анализ технического состояния и определить вероятность безотказной работы ходовых частей трамвайного вагона.
2. Разработать методику прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона с учетом специфики его эксплуатации.
3. Произвести выбор рациональных параметров упругих и демпфирующих устройств рессорного подвешивания ходовых частей трамвайного вагона.
Объектом исследования в настоящей работе является рессорное подвешивание трамвайного вагона.
Предметом исследования являются динамические и кинематические характеристики трамвайного вагона.
Методологической основой работы является использование методов аналитической механики, компьютерного моделирования, статистического анализа, положений теории взаимодействия подвижного состава и пути.
Научная новизна.
1. Выполнен анализ технического состояния основных узлов трамвайного вагона и определены показатели надежности ходовых частей на основе статистических данных об отказах в эксплуатации.
2. Предложена методика прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона при движении по прямым и кривым участкам пути с различными скоростями и при различной загрузки.
3. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать кинематические и динамические характеристики движения трамвайного вагона по пути.
4. Произведена оценка влияния параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона на его динамическую нагруженность.
Практическая ценность.
1. Разработанная в диссертации методика прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона позволяет определять рациональные параметры рессорного подвешивания как на стадии проектирования новых трамвайных вагонов, так и при модернизации уже существующих.
2. На основе проведенных исследований были даны рекомендации по снижению динамической нагруженности трамвайного вагона, что уменьшает затраты на ремонт.
На защиту выносятся:
1. Методика прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона при движении по прямым и кривым участкам пути с различными скоростями и при различной загрузке.
2. Результаты исследований влияния параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона на его динамическую нагруженность.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на следующих конференциях и семинарах: IV международной научно-технической конференции "Подвижной состав ХХI века: идеи, требования, проекты", ПГУПС, 2007 (г. Санкт - Петербург); всероссийской научно - практической конференции "Безопасность движения поездов", 2007 (г. Москва); научно - практических семинарах в Федеральном государственном унитарном предприятии "УралТрансМаш", 2007-2008 (г. Екатеринбург); на практическом семинаре при правительстве города Екатеринбурга, 2008 (г. Екатеринбург); V российской научно - технической конференции "Компьютерный инженерный анализ" УГТУ-УПИ, 2008 (г. Екатеринбург); научно-технической конференции "Молодые ученые транспорту", УрГУПС, 2006-2008 (г. Екатеринбург); заседаниях кафедры "Вагоны" УрГУПС, 2006-2009 (г. Екатеринбург).
Публикации. По результатам исследований, выполненных в диссертационной работе, опубликовано 6 печатных работ. Статьи опубликованы в журналах "Транспорт Урала", в научно - технических сборниках УрГУПС и ПГТУ. Две работы, опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией.
Структура и объем работы: диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы, состоящий из 151 наименования, и 2 приложений. Содержит 128 страниц машинописного текста, 61 рисунок, 7 таблиц.
Содержание работы
Введение посвящено актуальности выбранной темы исследования, сформулирована цель работы и задачи, составившие предмет исследования.
В первой главе проведен обзор работ в области исследования и моделирования динамического взаимодействия "вагон-путь".
Значительный вклад в развитие динамики рельсового подвижного состава внесли исследования отечественных ученых и ученых из ближнего зарубежья: С.В. Вершинского, М.Ф. Вериго, В.А. Лазаряна, Л.А. Шадура, Е.П. Блохина, В.Г. Иноземцева, И.П. Исаева, П.С. Анисимова, В.Р. Асадченко, И.В. Бирюкова, Н.С. Бачурина, Ю.П. Бороненко, Л.О. Грачевой, В.Н. Данилова, В.Д. Дановича, В.А. Двухглавова, О.П. Ершкова, А.А. Камаева, В.А. Камаева, Н.А. Ковалева, А.Я. Когана, А.Д. Кочнова, М.Л. Коротенко, В.Н. Котуранова, Н.Н. Кудрявцева, С.М. Куценко, В.Ф. Лапшина, А.А. Львова, В.Б. Менделя, Л.А. Манашкина, А.Э. Павлюкова, Г.И. Петрова, Н.А. Панькина, Н.А. Радченко, Ю.С. Ромена, А.Н. Савоськина, М.М. Соколова, А.В. Смольянинова, С.А. Сенаторова, Т.А. Тибилова, А.В. Третьякова, В.Д. Хусидова, Г.И. Петрова, А.А. Хохлова, В.Н. Филиппова, И.И. Челнокова, Ю.М. Черкашина, В.Ф. Ушкалова, Г.М. Шахуньянца, а также ученых дальнего зарубежья: Броммеля, Вербека, Гарга, Дуккипати, Картера, Калкера, Марье, Мюллера, Патера, Кейзера, Де Патера, Хеймана, Шилена и многих других.
Выполненный анализ исследований показывает, что большое внимание уделено вопросам динамической нагруженности железнодорожного подвижного состава, однако недостаточно проведено исследований в области моделирования динамики трамвайных вагонов, с учетом специфики их эксплуатации. В связи с этим, в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:
1. Выполнен анализ технического состояния и определена вероятность безотказной работы ходовых частей трамвайного вагона;
2. Разработана методика прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона с учетом специфики его эксплуатации;
3. Произведен выбор рациональных параметров упругих и демпфирующих устройств рессорного подвешивания ходовых частей трамвайного вагона.
Решение этих задач позволило решить проблему снижения динамической нагруженности трамвайного вагона, которая отрицательно сказывается на комфортности перевозки пассажиров и работоспособности его основных узлов.
Во второй главе выполнен анализ конструкций рессорного подвешивания тележек трамвайных вагонов отечественного и зарубежного производства, проведена оценка технического состояния и определены параметры надежности ходовых частей трамвайных вагонов.
Во многих городах России и за рубежом в эксплуатации используется многочисленный парк трамвайных вагонов. Их ходовые части имеют различные конструктивные особенности, одно или двухступенчатое рессорное подвешивание.
В процессе движения трамвайного вагона возникают динамические силы и колебания, обусловленные действием реакций системы. Эти колебания могут оказаться причиной шума или вибраций, а также нежелательного динамического нагружения элементов конструкции. Используя гасители колебаний и рессоры, можно минимизировать амплитуды возникающих колебаний или изолировать их с целью выполнения требований относительно допустимых уровней шума и вибраций.
Опыт эксплуатации трамвайных вагонов модели "Спектр" показывает, что наиболее повреждаемыми, за исключением электрооборудования, являются элементы ходовых частей. Это подтверждается выполненным анализом распределения отказов трамвайных вагонов этой серии. Из диаграммы представленной на рис.1 видно, что 23 % вагонов имеют отказ ходовых частей.
Рис. 1. Диаграмма отказов основных узлов трамвайных вагонов модели "Спектр"
Нарушения работоспособности ходовых частей приводят к отказам подвижного состава и возникновению аварийных ситуаций. Это непосредственно влияет на уровень безопасности городской транспортной системы. На основе выполненного анализа, в качестве объекта исследований были выбраны ходовые части трамвайных вагонов.
Наиболее характерными неисправностями тележек трамвайных вагонов модели "Спектр" являются: образование трещин в продольных балках в местах соединения с кожухами редукторов, излом пружин центрального рессорного подвешивания, просадка резиновых амортизаторов, обрыв болтов подвески тягового электродвигателя, разрушение уплотнительной втулки и изгиб штока гидравлического гасителя в центральной ступени подвешивания, ослабление крепления моноблока колеса.
В результате исследования технического состояния были выявлены основные неисправности ходовых частей, большая часть которых сказывается на безопасности движения. Из диаграммы распределения отказов ходовых частей трамвайного вагона, представленной на рис.2, можно сделать вывод, что наиболее повреждаемым элементом является рессорное подвешивание (неисправность гидравлического гасителя колебаний - 21%, неисправность пружин центрального рессорного подвешивания - 18%).
Рис.2. Диаграмма отказов элементов ходовых частей трамвайных вагонов модели "Спектр"
Средняя оценка вероятности безотказной работы рессорного подвешивания за срок эксплуатации t = 12 месяцев составила Р (t) = 0,61 при нормируемом показателе [Р (t)] = 0,92. Несоответствие нормируемого показателя надежности свидетельствует о необходимости повышения прочностных и динамических качеств, несущей способности и надежности рессорного подвешивания трамвайного вагона.
Третья глава посвящена разработке математической модели движения трамвайного вагона по пути, моделированию упруго-диссипативных свойств резиновых амортизаторов рельсового подвижного состава, а также определению рациональных параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона из условия обеспечения качественной динамики.
На основании представления трамвайного вагона в виде системы недеформируемых твердых тел разработан структурный граф кинематических и силовых связей. Структура графа строилась из условия построения на его базе корректной расчетной схемы и математической модели имеющей не замкнутую систему связей. Модель строилась в программно - аппаратном комплексе "UM", разработанном профессором Д.Ю. Погореловым.
В расчетной схеме с каждым телом условно связана собственная система координат (рис.3). Были введены также две общие системы координат: базовая неподвижная и базовая подвижная (путевая). Подвижная система координат перемещалась вдоль оси пути относительно базовой неподвижной. Движение каждого тела записывалось относительно подвижной системы координат вектором перемещения центра масс и матрицей направляющих косинусов. Для описания движения всего тела, каждая его точка определялась координатами в собственной и путевой системе координат и задавался радиус вектор.
Таким образом, было определено движение в пространстве не только центра масс, но и всего тела. Расчетная схема движения вагона состояла из 19 тел (см. рис.3). Система вагон-путь имела 98 степеней свободы. Ее положение записывалось в путевой системе координат кинематическими соотношениями в матричном виде:
ri (0) =ri (0) (q,t); Пi=Пi (q,t); i=1…19,
где i - номер произвольного тела системы;
- радиус-вектор начала связанной с телом системы координат;
- линейные и угловые скорости и ускорения тела относительно путевой системы координат;
- обобщенная координата, нижний штрих - обозначение матриц для всех параметров.
Рис.3. Схема задания координат и номеров тел в модели трамвайного вагона
После подстановки приведенных выше кинематических соотношений в уравнения динамики Ньютона - Эйлера имеющих вид:
,
последние приняли вид системы обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка, описывающих движение системы в обобщенных координатах, с нелинейными правыми частями:
,
где - матрица масс;
- матрица-столбец сил инерции;
- матрица-столбец обобщенных сил.
Для вывода обобщенных сил разрабатывалась математическая модель силовых связей в системе вагон-путь, затем производился синтез общих уравнений движения.
В модели движения трамвайного вагона реализованы силовые характеристики пружин центрального рессорного подвешивания посредством введения линейного элемента "пружина" и задания продольной, поперечной и изгибной жесткостей. Силовые характеристики гидравлических гасителей были смоделированы путем введения специального биполярного элемента и задания силы выражением F = в•V, где в - параметр сопротивления, V - скорость перемещения поршня гидравлического гасителя колебаний. Упруго - диссипативные параметры резиновых амортизаторов были смоделированы на основе использования простых реологических моделей, состоящих из элементов с силовыми характеристиками пропорциональными скорости, предложенными В.Н. Потураевым и В.И. Дырдой.
Характеристики резиновых амортизаторов трамвайного вагона были определены в зависимости от амплитуды и частоты вынуждающей силы (рис.4) по кривым гистерезиса.
С помощью этих характеристик определялись параметры, характеризующие динамические процессы резиновых амортизаторов.
На базе реологической модели был разработан способ, описывающий динамические свойства резинового амортизатора. Он позволяет описать как линейные, так и не линейные характеристики резиновых амортизаторов. Модель представлена на рис.5.
2s - деформация; Адемпф - работа демпфирования в течении цикла;
Аакком - работа упругой деформации; F - сила упругости
Рис.4. Гистерезисная кривая резинового амортизатора
Жесткость амортизатора определялась уравнением .
Коэффициент демпфирования получен непосредственно по петле гистерезиса
.
Рис.5. Модель резинового амортизатора
Модель резинового амортизатора состояла из одной модели Кельвина и четырех моделей Максвелла. Все комплексные величины приведены с подчеркиванием ( - сила как функция времени; - деформация как функция времени; - жесткость основного элемента по Кельвину; - демпфирование для основного элемента по Кельвину; , …, - жесткость основных элементов по Максвеллу; , …, - демпфирование для основных элементов по Максвеллу).
Суммарная жесткость для реологической модели (см. рис.5) определялась из выражения
.
Коэффициент относительного демпфирования модели резинового амортизатора находился по формуле
.
Параметры жесткости , и постоянные демпфирования , определены таким образом, чтобы относительная погрешность значений общей жесткости и коэффициента демпфирования, найденных экспериментальным и расчетным способами, находилась в определенных пределах. Для достижения заданных пределов относительной погрешности использовался метод итераций.
Внешние возмущения, действующие на трамвайный вагон в результате взаимодействия колес с рельсами, задавались как вертикальные и поперечные неровности пути, определенные с помощью геодезической съемки.
С использованием разработанной математической модели были проведены теоретические исследования динамической нагруженности трамвайного вагона. Исследования были разбиты на два этапа.
На первом этапе исследований была определена жесткость рессорного подвешивания исходя из условия обеспечения минимального уровня ускорений при сравнительно не большом прогибе.
В результате были определены рациональные параметры жесткости рессорного подвешивания: горизонтальная 0,5 МН/м, вертикальная 0,8 МН/м.
На втором этапе были определены параметры гидравлического гасителя колебаний при движении порожнего, полузагруженного и полностью загруженного трамвайного вагона в прямых и кривых участках пути при различных скоростях движения. В исследованиях оценивались вертикальные и поперечные ускорения кузова при изменении скорости движения, угла наклона и параметра сопротивления гидравлических гасителей колебаний.
Анализу подвергались полученные в ходе исследований осциллограммы из предположения, что процессы изменения динамических характеристик при движении вагона подчинены нормальному закону распределения для каждой скорости и при различных величинах параметра сопротивления гидравлического гасителя колебаний (ГГК) вычислялись максимальные значение ускорений кузова и перемещений надрессорной балки.
Анализ полученных результатов позволил сделать вывод о том, что для обеспечения минимальной динамической нагруженности трамвайного вагона при движении в прямой и кривой с различными скоростями и загрузкой салона, является целесообразным, использование величины угла наклона и параметра сопротивления ГГК, равными соответственно 66° и 80 кНс/м.
С использованием разработанной модели движения трамвая была исследована продольная динамика вагона. При этом тяговый и тормозной моменты прикладывались к осям колесных пар каждой тележки, а реактивный момент прикладывался к поперечным (моторным) балкам. Максимально допустимые ускорение (аx, уск. = 1,4 м/с2) и замедление (аx, зам. = 2,4 м/с2) при разгоне и торможении трамвая принимались в соответствии с нормами.
Результаты исследований показали, что при максимально допустимых ускорениях и замедлениях трамвайного вагона, перемещения надрессорной балки в продольном и вертикальном направлениях не превышают установленных пределов.
С использованием разработанной модели были проведены исследования динамической нагруженности трамвая со стандартными и предлагаемыми параметрами рессорного подвешивания. Исследовалось движение трамвайного вагона с различными скоростями на прямом и кривом (с минимальным радиусом R=20м.) участках пути. При исследованиях оценивались следующие динамические показатели: поперечные ускорения кузова, коэффициент вертикальной динамики, показатель устойчивости (рис.6-8).
1 - стандартные, 2 - установленные в работе параметры рессорного подвешивания
Рис. 6. Коэффициент вертикальной динамики трамвая при движении с различными скоростями в прямом участке пути
1 - стандартные, 2 - установленные в работе параметры рессорного подвешивания
Рис.7. Поперечные ускорения кузова трамвая при движении с различными скоростями в кривом участке пути R=20м
1 - стандартные, 2 - установленные в работе параметры рессорного подвешивания
Рис. 8. Показатель устойчивости трамвая при движении с различными скоростями в прямом участке пути
В результате проведенных исследований были определены рациональные параметры упругих элементов (вертикальная и горизонтальная жесткости рессорного подвешивания, равные соответственно 0,8 МН/м и 0,5 МН/м) и демпфирующих устройств (угол наклона ГГК равный 66° и параметр сопротивления ГГК равный 80кНс/м), которые обеспечивают минимальную динамическую нагруженность трамвайного вагона при движении его с различными скоростями и загрузкой в прямых и кривых участках пути. Выявлено, что использование предлагаемых параметров рессорного подвешивания снижает динамическую нагруженность трамвайного вагона на 10-12%.
Для подтверждения результатов теоретических исследований динамической нагруженности трамвайного вагона в дальнейшем были проведены ходовые испытания.
Четвертая глава содержит результаты экспериментальных исследований показателей динамической нагруженности трамвайного вагона с геодезической съемкой пути, упруго-диссипативных характеристик резиновых амортизаторов входящих в конструкцию тележки. Кроме того, был определен ожидаемый экономический эффект от снижения динамической нагруженности трамвайного вагона.
В конструкцию тележки трамвайного вагона модели "Спектр" входит множество резиновых элементов, которые способствуют повышению плавности хода вагона и улучшению комфортности перевозки пассажиров. При анализе динамической нагруженности трамвая возникают задачи по определению упруго-диссипативных характеристик резиновых амортизаторов. Для этого были проведены испытания резиновых элементов при трех частотах нагружения с определением их силовых характеристик. Полученные в ходе эксперимента характеристики были использованы при разработке математической модели исследования динамики трамвайного вагона.
Для оценки адекватности разработанной математической модели движения трамвайного вагона по пути были проведены ходовые динамические испытания. Целью испытаний являлось исследование и оценка основных динамических параметров трамвайного вагона при движении его по характерным участкам трамвайной линии с изменяемой загрузкой и различными скоростями движения.
В качестве объекта испытаний принимается 4-осный трамвайный вагон модели 71-403, производимый на ФГУП "УралТрансМаш" в городе Екатеринбурге.
С целью определения возмущений от рельсового пути на трамвайный вагон была исследована его макро и микро геометрия на заданном участке, где проводились ходовые динамические испытания. В результате исследований были определены горизонтальные и поперечные неровности пути, а также продольный план и профиль. Полученные результаты были использованы при теоретических исследованиях динамической нагруженности трамвайного вагона.
В процессе ходовых динамических испытаний определялись следующие характеристики: динамический и статический прогибы рессорного подвешивания; вертикальные и горизонтальные ускорения кузова в зоне шкворневой балки; вертикальные и горизонтальные перемещения надрессорной балки второй по ходу тележки; скорость движения.
Для регистрации ускорений были использованы индуктивные датчики ускорений В12/200. Три датчика были размещены на шкворневой балке рамы трамвайного вагона, и один на продольной балке тележки. Для регистрации перемещений надрессорной балки были использованы тензометрические прогибомеры, размещенные на тележке трамвайного вагона. Скорость движения трамвая фиксировалась бесконтактным индуктивным датчиком ВБИ-М18-86У-2113-3, который был закреплен на раме тележки. Для регистрации измерений использовалась многоканальная, совместимая с персональным компьютером, измерительная электронная система Spider 8.
Эксперимент проводился на заранее выбранном участке трамвайных путей города Екатеринбурга челночными рейсами с различной скоростью движения, достигаемой конструкционной. Поездки проводились при трех режимами загрузки: порожний вагон, 50% загрузки (5,9т.) и 100% загрузки (11,8т.). Нагружение осуществлялось мешками с песком весом 350 Н каждый. При 50% загрузки вагона мешки с песком укладывались по 700 Н на каждое место для сидения, а оставшиеся раскладывались равномерно вдоль рядов сидений, имитируя стоящих пассажиров. При 100% загрузки трамвая мешки докладывались равномерно по площади пола.
По результатам ходовых динамических испытаний определены максимальные значения ускорений (вертикальные - 3,2м/с2, продольные - 1,2м/с2, поперечные - 1,9м/с2) и перемещений надрессорной балки (вертикальные - 24мм, продольные - 9мм, поперечные - 18мм). Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований показало, что расхождения между ними составили 14 - 16%.
Ожидаемый годовой экономический эффект от использования рекомендаций по снижению динамической нагруженности одного трамвайного вагона, составил 46272 руб.
Выводы и рекомендации
1. Предложена методика прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона при движении по прямым и кривым участкам пути с различными скоростями и при различной загрузке.
2. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать кинематические и динамические характеристики движения трамвайного вагона по пути при различных режимах.
3. Выполнен анализ конструкций рессорного подвешивания тележек трамвайных вагонов, позволивший выявить конструктивные особенности ходовых частей разных производителей и определить целесообразное сочетание элементов рессорного подвешивания.
4. Произведен анализ отказов основных узлов трамвайных вагонов, который позволил обоснованно выбрать в качестве объекта исследования центральное рессорное подвешивание трамвая. Установлено, что вероятность безотказной работы рессорного подвешивания трамвайного вагона в течение одного года составила 0,61, при нормируемой 0,92, что свидетельствует о его низкой надежности.
5. Определены вертикальная и горизонтальная жесткости рессорного подвешивания: равные соответственно 0,8 МН/м и 0,5 МН/м, угол наклона ГГК равный 66° и параметр сопротивления ГГК равный 80кНс/м, которые обеспечивают минимальную динамическую нагруженность трамвайного вагона. Выявлено, что использование установленных параметров рессорного подвешивания снижает динамическую нагруженность трамвайного вагона на 10-12%.
6. Определены упругие и демпфирующие параметры резиновых амортизаторов тележки трамвайного вагона, а так же макро и микро геометрия трамвайного пути, которые были использованы при разработке математической модели движения трамвайного вагона.
7. Проведены ходовые испытания, по результатам которых определены максимальные значения ускорений (вертикальные - 3,2м/с2, продольные - 1,2м/с2, поперечные - 1,9м/с2) и перемещений надрессорной балки (вертикальные - 24мм, продольные - 9мм, поперечные - 18мм). Установлено, что расхождение результатов теоретических и экспериментальных исследований динамики трамвайного вагона составило 14 - 16%.
8. Определен годовой ожидаемый экономический эффект от использования рекомендаций по снижению динамической нагруженности одного трамвайного вагона, который составил 46272 руб.
Основное содержание диссертации изложено в следующих работах
1. Красниченко А.А. Динамическая нагруженность трамвайного вагона [Текст] // Транспорт Урала. - Екатеринбург: УрГУПС, 2009. - №1 (20). - С.43-46 - входит в перечень ВАК.
2. Бачурин Н.С., Красниченко А.А., Иванов Н.Л. Методика оценки показателей надежности трамвайного вагона [Текст] // Транспорт Урала. - Екатеринбург: УрГУПС, 2009. - №1 (20). - С.36 - 40 - входит в перечень ВАК.
3. Красниченко А.А. Методика определения упруго-диссипативных характеристик резиновых амортизаторов рельсового подвижного состава [Текст] // Молодые ученые транспорту: Труды научно-технической конференции. - Екатеринбург, 2007. - С.44-51
4. Иванов Н.Л., Красниченко А.А. Анализ конструкций и неисправностей трамвайных вагонов [Текст] // Молодые ученые транспорту: Труды научно-технической конференции. - Екатеринбург, 2007. - С.35-44
5. Бачурин Н.С., Красниченко А.А., Анализ динамической нагруженности трамвайного вагона [Текст] // Безопасность движения, совершенствование конструкций вагонов и ресурсосберегающих технологий в вагонном хозяйстве. - Екатеринбург: УрГУПС, 2007. - С.62-68
6. Бачурин Н.С., Красниченко А.А., Методика стендовых испытаний резиновых амортизаторов рельсового подвижного состава [Текст] // Современное состояние и инновации транспортного комплекса. Том II. - Пермь: ПГТУ, 2008. С.146-149
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Размещение ходовых частей под консольной частью вагона и вписывание вагона в габарит 1-Т. Расчет вертикальной жёсткости рессорного подвешивания и оси колесной пары вероятностным методом. Проверка кинематических параметров автосцепного оборудования.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 06.02.2013Определение собственных частот колебаний вагона. Расчет параметров гасителей. Проверка рессорного подвешивания на отсутствие "валкости". Расчет динамических боковых и рамных сил при вписывании вагона в кривых участках пути. Расчет запасов устойчивости.
контрольная работа [74,0 K], добавлен 04.01.2011Классификация и особенности конструкции рессорного подвешивания вагонов. Упругие элементы рессорного подвешивания. Основные положения проектирования и расчета рессорного подвешивания вагонов. Классификация, назначение и особенности конструкций тележек.
контрольная работа [69,8 K], добавлен 10.03.2015Основные технические данные электровоза, требования к его элементам. Проектирование и расчет его механической части, системы рессорного подвешивания, рамы тележки на статическую и усталостную прочность. Определение параметров и проверка на прочность.
курсовая работа [170,9 K], добавлен 12.12.2010Развитие трамвайного транспорта в России. География размещения производства трамваев. Проблемы трамвайного транспорта и пути их решения. Развитие трамвайного транспорта в городе Салавате. Противоречие между значимостью транспорта и уровнем его развития.
курсовая работа [338,1 K], добавлен 04.08.2010Характеристика назначения и конструкции рессорного подвешивания, предназначенного для смягчения ударов, предаваемых на рессорное строение, при прохождении электровозов по неровностям пути. Изучение технологии ремонта и технологической карты, охрана труда.
реферат [206,9 K], добавлен 07.03.2010Конструкция крытого вагона модели 11–066, расчет геометрических параметров сечения. Предварительный анализ прочности вагона на вертикальные нагрузки без учета других видов нагрузок. Особенности применения метода сил для расчета вагона на прочность.
курсовая работа [667,7 K], добавлен 18.04.2014Выбор параметров универсального крытого вагона, эффективность проекта. Проверка вписывания вагона в габарит 1-ВМ. Расчёт оси колёсной пары условным методом. Расчёт подшипников качения на долговечность. Проверка устойчивости вагона против схода с рельсов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.07.2014Оценка влияния величины загрузки кузова на изменение частоты свободных колебаний вагона как динамической системы. Расчет характеристик жесткости связей колесной пары с конструкцией тележки. Вынужденные колебания вагона с вязким трением в подвешивании.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 14.02.2012Выбор основных технико-экономических параметров вагона. Определение горизонтальных размеров строительного очертания вагона. Построение габаритной горизонтальной рамки. Устойчивость колесной пары против схода с рельсов. Расчет подшипника на долговечность.
курсовая работа [423,2 K], добавлен 10.06.2012