1 Полный текст ВКР (Заболотный В.В. 153) (1235148)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________А.К. Пляскин

«____»________20___г.

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДОЛЬНЫХ СИЛ
В ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДАХ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 23.05.03.09.153.ПЗ

Хабаровск – 2017

ABSTRACT

Based on the analysis of changes in the structure of railroad traffic, in the traction power for freight trains, concluded on the need to equip the locomotives with devices for objective measurement of the longitudinal couplers forces. Proposed design of the coupling device and the method of measurement the longitudinal forces and developed a prototype of a measuring device. Developed measuring device based on direct measurement technique and has good precision and reliability. Estimated economic effect of the using device in the operation was calculated based on improvement of productivity and safety.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Для обеспечения наименьшей себестоимости грузовых перевозок на железнодорожном транспорте необходимо увеличивать провозную способность дорог при помощи повышения массы, либо скорости грузовых поездов. На сегодняшний день, существует необходимость роста объёмов грузоперевозок на железных дорогах в связи с увеличением перерабатывающих мощностей портов и пограничных переходов Дальневосточного региона.

Яркими примерами являются порты Ванино-Совгаванского и Находкинского узлов, порты и пограничные переходы Юга Приморья [45,46]. Наиболее эффективным и перспективным методом увеличения массы состава является использование поездов с распределённой тягой, сдвоенных поездов, подталкивающих локомотивов.

Однако повышение массы поезда за счет увеличения числа грузовых вагонов вызывает рост продольных сил в длинносоставных поездах, что в свою очередь ведёт к преждевременному износу автосцепного оборудования, к обрыву автосцепок, либо к сходу состава с рельс. Такая ситуация создает угрозу безопасности тяжеловесного движения и многократно ограничивает пропускную способность железных дорог.

Целью дипломного проекта является разработка эффективного инструментария, который позволит измерять и контролировать продольные силы в автосцепках для обеспечения безопасности движения тяжеловесных поездов и максимально эффективного использования распределённой тяги.

1 ПРОДОЛЬНЫЕ СИЛЫ В ПОЕЗДАХ ПОВЫШЕННОЙ МАССЫ И ДЛИНЫ

На сегодняшний день повышение эффективности работы железных дорог России неразрывно связано с ростом массы и длины поездов. Однако рост мощности электровозов и тепловозов привел к тому, что управляемый одним машинистом локомотив способен развить силу тяги, превышающую нормативные значения усилий, прикладываемых к автосцепкам. Кроме того, повышение массы поезда за счет увеличения числа грузовых вагонов вызывает существенный рост продольных сил в длинносоставных поездах, что в свою очередь, ведёт к преждевременному износу ударно тягового оборудования, к обрыву автосцепок, либо к сходу состава с рельс. Таким образом, возникает потребность в обеспечении безопасности движения грузовых поездов повышенной массы и длины.

Как известно, наиболее опасными (с точки зрения прочности) для длинносоставных поездов являются переходные режимы движения, которые возникают при подъеме, спуске, движении в кривых малого радиуса, а также при торможении. В связи с этим возникает необходимость решения задач, связанных с продольной динамикой в поездах повышенной массы и длинны.

Существует два основных режима движения поездов: переходной (неустановившийся) и стационарный (установившийся). При стационарном режиме движения силы в поезде действуют постоянно (равномерно) или очень медленно изменяются, например, при плавном увеличении либо уменьшении скорости движения. К переходным режимам движения поезда относят: движение тяжеловесного поезда в кривых малого радиуса, по переломному профилю пути, трогание с места, торможение, толчки при маневровой работе. На переходные режимы движения поездов с повышенной массой и диной существенно оказывают влияния зазоры в автосцепках и характеристики межвагонных поглощающих аппаратов.

Проблемы, возникающие при переходных режимах движения поезда, рассматривались многими ученными. Первое упоминание о переходных режимах движения было изложено Н.Е. Жуковским [1] в 1937 году. Им было предложено рассмотреть две модели поезда: как массу паровоза, соединенную с упруго растяжимою нитью и как соединенные пружинами отдельные массы.

Н.Е Жуковским было предложено считать все вагоны, кроме паровоза, соединенными в одно целое и заменить их одной материальной точкой М, помещенной в центе тяжести этого целого. На рисунке 1.1 представлена схема такого поезда.

Рисунок 1.1 – Схема поезда с материальной точкой М

Расстояние Х’+Х от центра тяжести m паровоза своим изменением будет изменять сумму сил натяжения всех пружин. Вся задача о движении паровоза и вагонов сводится к задаче о движении материальных точек m и М.

Жуковский первый предложил формулы для решения задач продольной динамики, позволяющие определить продольные силы, возникающие в поезде, при натянутых и провисших сцепках для неразрезной упряжки, а также задачи связанные с троганием растянутого состава с места [1].

В 1949 году опубликованы труды академика В.А. Лазаряна [2], в которых выполнены фундаментальные исследования переходных режимов движения поезда с использованием электронного моделирования, позволяющего решить систему нелинейных дифференциальных уравнений. Математические модели процессов в поезде, разработанные В.А. Лазаряном, позволяют с достаточной точностью рассчитывать продольные силы, действующие на вагоны в переходных режимах движения поезда.

Им были найдены общие закономерности волнового характера распространения возмущений вдоль поезда. Лазарян предложил рассматривать состав как упруговязкий стержень или как упругий стержень с гистерезисом, для учета диссипативных составляющих системы и оценке сопротивлений, обусловленных взаимными перемещениями вагонов. Используя метод Фурье, он вывел формулу, которая позволила получить график изменения продольных усилий в четырех сечениях поезда, представленный на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – График изменения продольных усилий в четырех сечениях поезда

На рисунке 1.2 показаны продольные усилия между вагонами в сечениях поезда, удаленных от его конца на расстояниях соответственно, l, 3/4l, 1/2l и 1/4l (где l – длина состава). Пунктиром показаны графики для состава без трения в поглощающих аппаратах автосцепок. Такие же динамические процессы происходят не только при трогании поезда с места, но и при мгновенном приложении силы тяги в движущемся поезде с выбранными зазорами в автосцепках.

Однако описанный Лазаряном метод расчета приводит иногда к непреодолимым трудностям при решении многих практических задач. В частности, этот метод ведет к громоздким вычислениям, это происходит, когда поезд состоит из вагонов различного веса, когда необходимо учитывать скорость распространения тормозной волны в поезде и т.п.

В 1971 году профессором М.Ф. Вериго [3] были рассмотрены продольные силы, возникающие между вагонами состава во время маневровых работ. Используя схему поезда без зазоров в ударно-тяговых приборах, предложенную Н.Е. Жуковским, М.Ф. Вериго были выполнены расчеты продольных колебаний вагонов при неустановившихся режимах движения поезда. В работе [3] профессора Вериго написано, что при соударениях вагоны испытывают весьма значительные силы, так как изменение количества их движения происходит в очень малые промежутки времени. На рисунке 1.3 представлена схема распределения скоростей у вагонов при маневровой работе.

Рисунок 1.3 – Схема распределения скоростей вагонов в момент соударения
при маневровой работе

Если до соударения первый вагон, имеющий массу , двигался со скоростью , а второй вагон с массой имел скорость , то после удара и сцепления конечная скорость обоих вагонов (в соответствии с теоремой о сохранении количества движения) будет рассчитана по формуле

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР