Железнодорожный транспорт играет важную роль в социально-экономической жизни государства и осуществляет большой объем перевозочной работы. Транспортная отрасль должна двигаться в направлении инновационных изменений, повышать свое значение как важной транзитной подсистемы на пути обновления не только инфраструктуры, но и стратегии всех составляющих перевозочного процесса, в том числе и при работе во взаимосвязи с другими видами транспорта. На современном этапе жизнь ставит перед железнодорожной отраслью стратегические задачи, основные среди которых: развитие скоростного движения поездов, увеличение массы грузовых поездов, разработка нового подвижного состава и т. п. В связи с актуальностью данной тематики перед учеными поставлена задача, посвященная одному из аспектов повышения эффективности грузовых перевозок, а именно - исследованию влияния различных факторов и характеристик технического состояния ходовых частей грузовых вагонов (которые неизбежно возникают при их эксплуатации) на их основные динамические показатели. Среди них важную роль играют и отклонения технического состояния ходовых частей от нормального состояния клиновой системы рессорного подвешивания тележки. Исследовано влияние различных факторов технического состояния ходовых частей грузовых вагонов (отклонение размеров как в скользунах, так и в клиновой системе во время эксплуатации) на их основные показатели - коэффициенты горизонтальной и вертикальной динамики, ускорение кузова, рамная сила, коэффициент устойчивости от схода с рельсов. Исследование проведено с помощью методов численного интегрирования и математического моделирования динамической нагруженности грузового вагона с использованием программного комплекса "Dynamics of Rail Vehicles" ("DNRAIL"). В результате исследований по определению динамических показателей грузовых вагонов с учетом технического состояния скользунов получены зависимости основных динамических показателей грузового вагона от параметров скользунов (зазоров в скользунах и состояния клиновой системы рессорного подвешивания тележек) с учетом скорости движения в прямых и кривых малого и среднего радиуса участков пути. Определено влияние технического состояния ходовых частей вагона на факторы безопасности движения. Результаты теоретических исследований по определению динамических показателей грузовых вагонов с учетом технического состояния тележек грузовых вагонов в части параметров скользунов на показатели безопасности движения на железной дороге (коэффициенты горизонтальной и вертикальной динамики, ускорение кузова, рамная сила, кореффициент устойчивости от схода с рельсов).

Существует необходимость моделирования процесса износа в системе колесо - рельс. Это связано с тем, что процессы изнашивания в этой системе на начальной и конечной стадиях протекают существенно по-разному. Причем изменение профилей рельсов и, особенно, колес, вызванное изнашиванием, существенно сказывается на динамике подвижного состава, безопасности движения, ресурсе колес и рельсов. Моделирование износа и оценка безопасности движения экипажа требует учета низкочастотных составляющих сил (в том числе при моделировании переходных участков), действующих на колесо со стороны рельса и экипажа при движении подвижного состава, поэтому статистический анализ невозможен. При выполнении исследований применяется метод математического моделирования взаимодействия железнодорожной колесной пары и рельсового пути. В результате выполненного моделирования движения дорожной колесной пары по рельсовому пути получена математическая модель с 19-тью степенями свободы, позволяющая учитывать кручение оси, а также рассматривать конструкции колес, как составных механических систем, состоящих из ступицы и бандажа. Представленная математическая модель позволяет оценивать степень износа колес и рельсов при использовании на подвижном составе не только цельнометаллических колесных пар, а и составных, с использованием подпружиненных колес и независимым вращением полуосей с колесами. Создание усовершенствованной математической модели движения колесной пары грузового вагона с дифференцированным вращением колес и составными осями позволяет исследовать процессы износа колес и рельсов.

Індекс рубрикатора НБУВ: О244.4-01

Рубрики:

Вагони-цистерни

Шифр НБУВ: Ж72605 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Цель исследования - проведение анализа результатов исследования динамических показателей вагона-цистерны модели 15-1900 и полувагона модели 12-1905, оборудованных тележками модели 18-1711 с осевой нагрузкой 25 тс и унифицированных по основным деталям и узлам с вагонами предыдущего поколения. По результатам исследования сделать заключение о возможности использования тележки модели 18-1711 в качестве ходовых частей грузового подвижного состава нового поколения колеи 1520 мм с увеличенной осевой нагрузкой. На безопасность движения на железных дорогах напрямую влияют динамические показатели ходовых частей подвижного состава. Экспериментальные исследования динамических качеств вагонов являются важным этапом при модернизации существующих и создании новых конструкций тележек. Данные испытаний позволяют подтвердить результаты теоретических исследований и проверить правильность принятых конструктивных решений. Основные результаты динамических исследований представлены в виде графиков зависимости динамических показателей от скорости движения экспериментального поезда и свидетельствуют о том, что грузовые вагоны на тележках модели 18-1711 обладают удовлетворительными динамическими качествами, отвечающими современным нормативным требованиям. Получены динамические характеристики грузовых вагонов на тележках модели 18-1711, которые дают полное представление о нагруженности вагона и позволяют оценить зависимость динамических показателей вагона от параметров конструкции тележки. Двухосная тележка модели 18-1711 с осевой нагрузкой 25 тс может быть использована в качестве ходовых частей грузовых вагонов нового поколения колеи 1520 мм.

Развитие отечественной и мировой транспортной науки на всех ее этапах происходило благодаря весомому вкладу множества ученых и инженеров-практиков. Цель исследования - анализ документального научного наследия Е. П. Блохина, доктора технических наук, профессора Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта им. академика В. Лазаряна; определение его места и роли в развитии современного железнодорожного транспорта. Выяснено, что общий интеллектуальный багаж ученого составляет 555 научных работ (написанных лично и в соавторстве) в отечественных и зарубежных изданиях, посвященных ключевым проблемам механики и эксплуатации подвижного состава железных дорог. Творческое наследие Е. П. Блохина составляют монографии, статьи, доклады, патенты, авторские свидетельства и др. Выяснено, что практически неизученными остаются эпистолярное наследие ученого, архивные материалы, его личные дневники, библиографические списки в трудах его учеников и последователей. Впервые в истории развития науки и техники Украины проведено комплексное исследование научного наследия Е. П. Блохина в контексте развития железнодорожного транспорта. Данная работа может быть использована при создании историографических трудов и учебных пособий; исследовании вопросов становления и развития научной школы транспортной механики и университетской науки Украины в отрасли железнодорожного транспорта, в курсе лекций по дисциплинам "История развития железнодорожного транспорта" и "Введение в специальность".

The purpose of the work is modeling of economic efficiency of products manufactured by carriage-building plant in conditions of dynamic pricing for different levels to engineering industry controls. Economic feasibility of engineering production estimate for economic performance indicators and efficiency is profitability. Profit is economic results, showing the absolute result of the activity of engineering production, excluding used resource. To determine the cost-effectiveness should be applied relative index - profitability, which characterizes the amount of profit received from each monetary unit invested in production. Indicator of the general level of profitability indicates the general production efficiency of the company and is determined by the ratio of the balance sheet profit to the amount of value of fixed assets and revolving funds. This figure shows how effectively the material resources of the enterprise, thus characterizing the efficiency of investing in the production of the monetary unit. In the context of dynamic pricing was simulated indicator of economic efficiency of products manufactured by carriage-building plant. In addition, this model allows doing the operational control of the economic efficiency of the engineering industry at a variety of price changes on the world market. Indicator of the general level of profitability indicates the general production efficiency of the company and is determined by the ratio of the balance sheet profit to the amount of value of fixed assets and revolving funds. This figure shows how effectively the material resources of the enterprise, thus characterizing the efficiency of investing in the production of the monetary unit. In the context of dynamic pricing was simulated indicator of economic efficiency of products manufactured by carriage-building plant. In addition, this model allows doing the operational control of the economic efficiency of the engineering industry at a variety of price changes on the world market. Has been further developed a model that describes the indicator of economic efficiency of products, which is produced by carriage-building factories in conditions of dynamic pricing at diversification of engineering production. Developed model allows doing the operational control of the economic efficiency of the engineering industry at a variety of price changes on the world market.

Проведены ходовые испытания, которые позволяют сравнить динамические показатели новой тележки с существующими моделями. Исследование проводилось методом численного интегрирования и математического моделирования динамической нагруженности грузового вагона с использованием программного комплекса "Dynamics of Rail Vehicles" ("DYNRAIL"). Приведены результаты исследований динамических характеристик полувагонов на новых и изношенных колесах тележек моделей 18-9771, 18-9770 и 18-578 в графической и табличной формах. Все показатели находятся в пределах нормативных значений и не превосходят максимально допустимых. При создании тележки для нагрузок 23,5 т/ось использовались практически все имеющиеся технические решения по совершенствованию характеристик тележек грузовых вагонов: упругие скользуны, кассетные подшипники в буксовых узлах, буксовый адаптер оригинальной конструкции, и т.д. В результате выполненных инженерных работ по проектированию и изготовлению усовершенствованных конструкций тележек грузовых вагонов получена новая конструкция, которая не уступает по своим динамическим качествам лучшим аналогам. Выполненный выбор рациональных значений упруго-диссипативных параметров тележки позволяет создать типоразмерный ряд ходовых частей грузовых вагонов для перспективных условий эксплуатации. Полученные результаты имеют практическое значение, что нашло отображение в ряде публикаций авторов в специальных и научно-популярных изданиях.

Исследованы динамические качества полувагона с тележками модели 18-1711 при его движении по прямолинейным и криволинейным участкам пути. Выполнено сравнение динамических показателей полувагона с тележками 18-1711 и полувагона с тележками 18-100, полученных расчетным путем. Впервые выполнены расчеты по определению динамических качеств полувагона с тележками 18-1711 при его движении по прямолинейным и криволинейным участкам пути. В качестве возмущений заданы геометрические неровности пути в вертикальной и горизонтальной поперечной плоскостях, такие, чтобы динамические показатели широко используемого в эксплуатации полувагона на тележках модели 18-100 укладывались в допустимый диапазон при скоростях движения до 80 км/ч для порожнего полувагона и при скоростях до 90 км/ч для груженого полувагона. В результате проведенных расчетов и сравнения их результатов установлено, что применение тележек с билинейной характеристикой центрального подвешивания позволит улучшить динамические показатели полувагонов, эксплуатируемых в настоящее время на тележках модели 18-100. И за счет улучшения динамических показателей возможно увеличение допустимых скоростей движения этих вагонов.

Для обеспечения постоянно растущих объёмов перевозок грузов необходимо внедрение инновационного подвижного состава, обладающего лучшими технико-экономическими параметрами в сравнении с существующим парком. Для улучшения конструкции кузова полувагонов необходимо выполнить обзор существующих конструкций и определить тенденции в их усовершенствовании. Работы по совершенствованию конструкции выпускаемых полувагонов проводятся многими конструкторскими организациями практически во всех промышленно развитых странах. Анализ существующих конструкций кузовов полувагонов возможен путем обзора исследований в этой области транспортного машиностроения, а именно: патентов, научных статей, каталогов производителей и т.д. При выполнении анализа определено, что существуют полувагоны различных конструкций, но наиболее распространенными являются полувагоны с глухим полом и с разгрузочными люками, крышки которых образуют пол конструкции полувагона. Также эффективным методом снижения массы тары полувагона и увеличения объёма кузова является применение в конструкции алюминиевых сплавов вместо стали. Результаты анализа совершенствования конструкций кузовов полувагонов показали, что создание современного полувагона требует от конструкторов и ученых реализации научных и технических решений, обеспечивающих увеличение грузоподъёмности и объёма кузова, снижение тары полувагонов, увеличение межремонтных интервалов с одновременным улучшением прочностных и динамических качеств. Впервые проведен анализ конструкций полувагонов, рассмотрены их преимущества и недостатки, определены тенденции в совершенствовании данных конструкций полувагонов. Рассмотренные конструктивные особенности кузовов некоторых моделей современных полувагонов имеют практическую ценность и могут быть использованы в дальнейших разработках.

Зауважено, що пасажирський вагонний парк Укрзалізниці в переважній більшості має вагони з понаднормованим терміном служби. У зв'язку з цим виникає необхідність пошуку методів обгрунтування продовження корисної експлуатації пасажирських вагонів та оцінки відповідності залишкового ресурсу конструкції кузовів вагонів експлуатаційним навантаженням протягом наступного терміну використання. При відборі вагонів виконувалось технічне діагностування їх стану з метою виявлення рівня корозійних та механічних пошкоджень. На наступних етапах виконувалось дослідження міцності несучих конструкцій кузовів вагонів на підставі експериментальних статичних та ударних на міцність випробувань, ресурсних випробувань на дію поздовжніх сил. Виконано оцінку та прогнозування відповідності ресурсу кузовів вагонів на наступний період. Обстеження вагонів до випробувань показало, що технічний стан купейних вагонів ЦМК кращий, ніж вагонів відкритого типу ЦМО. Так, у вагонах ЦМК зменшення товщини основних несучих елементів внаслідок корозії не перевищувало 10 %, були відсутні тріщини, деформації, обриви стійок та інше. В той же час, у вагонах ЦМО зменшення товщини внаслідок локальної корозії досягало 35 %. Наявні деформації та корозійні пошкодження Z нижньої обв'язки обох вагонів, поодинокі обриви стійок, пошкодження місць з'єднання хребтової і шкворневої балок. Проведені статичні та ударні на міцність випробування із подальшою оцінкою міцності елементів конструкції вагонів показали, що міцність останніх забезпечується згідно з нормативними документами та такі вагони не несуть загрози безпеці руху. Ударні ресурсні випробування показали, що всі вагони пройшли їх без ушкоджень. Ці ушкодження могли б перешкоджати проведенню випробувань і не могли бути усунені під час проведення чергового деповського або капітального ремонту та мали напрацювання на ресурс, яке дозволяє продовжити термін їх корисної експлуатації на наступний період. Результати проведених експериментальних досліджень доводять, що пасажирські вагони після 28 - 30 та 33 - 35 років експлуатації відповідають умовам міцності та безпеки руху згідно з нормативною документацією та дозволяють за умов ударної витривалості обгрунтовано продовжувати термін служби вагонів. Частина вагонного парку, яка повинна списуватися за терміном експлуатації, без додаткових заходів може продовжити термін служби завдяки розробленим рекомендаціям.

Проведены исследования горизонтальных колебаний и оценка устойчивости движения одиночной колесной пары с независимым вращением колес, а также сравнены показатели устойчивости типовой колесной пары и колесной пары с независимым вращением колес. Это связано с необходимостью повышения скоростей движения подвижного состава, увеличением показателей безопасности движения, а также улучшением комфорта перевозки пассажиров. Для достижения поставленной цели использованы методы математического моделирования динамики железнодорожного подвижного состава, а также методы линейной алгебры - для оценки устойчивости решения системы линейных однородных дифференциальных уравнений. Для решения поставленной задачи была построена расчетная схема одиночной колёсной пары с независимым вращением колес. Колесная пара представлена единым твердым телом, каждая из полуосей колесной пары имеет дополнительные степени свободы. Таким образом, получили систему с четырьмя степенями свободы. Инкремент и частоту колебаний сравнивали с аналогичными показателями для типовой колесной пары. Рассмотрены неколебательные формы движения колесной пары и вопросы самостоятельного центрирования колесной пары в колее. По результатам работы разработана математическая модель извилистого движения одиночной колесной пары в плоской постановке задачи с независимым вращением колес и выполнена оценка динамических показателей при ее движении по прямому участку пути без неровностей. Рассмотрены способы обеспечения самостоятельного центрирования в колее колесной пары с независимым вращением колес. Разработанная математическая модель движения одиночной колесной пары с независимым вращением колес может быть использована при создании перспективных конструкций ходовых частей вагонов.