Полный отчет. Антиплагиат. Заболотный В.В. (1235157), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Принцип испытаний заключается в наклейке тензорезисторов нанаиболее деформируемую часть автосцепки (хвостовик автосцепки). На рисунке1.5 представлена схема динамометрической автосцепки.В процессе эксплуатации хвостовик автосцепки деформируется. Придеформациях, наклеенные тензорезисторы меняют своё сопротивление, чтоприводит к разбалансировке схемы подключения, на что реагируетизмерительный прибор. Проволочный тензорезистор подключается по мостовойсхеме, представленной на рисунке 1.6.Датчик температурной компенсации необходим для исключения ложныхсигналов, которые могут возникать при расширении материала конструкции,связанного с изменением температуры в процессе опытов.16Рисунок 1.5 – Схема динамометрической автосцепки:а – электрическая; б – монтажнаяРисунок 1.6 – Проволочный тензорезистор (а) и схема его включения (б):1 – проволочная решетка датчика; 2 – бумажная основа; 3 – выводы; R1 – рабочийдатчик; R2 – датчик температурной компенсации; R3,R4 – пассивные датчики балансировки;U – источник питания; Г – измерительный прибор; Rr – резисторДатчик температурной компенсации необходим для исключения ложныхсигналов, которые могут возникать при расширении материала конструкции,связанного с изменением температуры в процессе опытов.Однако данный метод обладает рядом существенных недостатков.Процедура установки предварительно подготовленных динамометрическихавтосцепок требует значительных затрат времени на маневровую работу итехнологические операции по демонтажу обычных автосцепок и монтажу17динамометрических.
Проведение таких измерений возможно лишьпериодически в рамках опытных поездок первого и второго рода, проводимых сучастием специалистов ВНИИЖТ и специализированных лабораторий.Использование динамометрических автосцепок в постоянной эксплуатацииневозможно как ввиду недолговечности работы приклеиваемых к поверхностихвостовика автосцепки тензосопротивлений, так и из-за необходимостипериодической тарировки динамометрических автосцепок.
Кроме того,демонтаж при ремонте и выполнение технологических ремонтных операцийтаких как: наплавка, заварка трещин, требует предварительного нагрева корпусаавтосцепки до температур, при которых установленные ранее тезнодатчикивыходят из строя [12].Профессор Вершинский [6] рассматривал поезд, движущийся попереломному профилю пути, в виде непрерывного и нерастяжимого гибкогостержня с сосредоточенными массами (48локомотивами) по краям, т.е.
неизменяемую по длине механическую систему. Применив теорему о движениицентра инерции системы,48он описал решение по определению продольныхавтосцепках грузового поезда вследующей формуле48установившемся режиме движения по, (1.2)где – масса состава;, – массы локомотивов;, – касательная сила тяги соответственно головного и хвостовоголокомотива;,, – силы сопротивления движению вагонов соответственно напервом, промежуточном и концевом участках пути;48сил в, – сила сопротивления движению соответственно головного ихвостового локомотива;18– продольное ускорение в поезде.Для вывода формулы 1.2 была использована схема, представленная нарисунке 1.7.Рисунок 1.7 – Схема для вывода уравнений движения поезда по ломаному профилюВыдающихся успехов в изучении численного моделирования продольно-динамических процессов в грузовых поездах добился д.т.н.
Л.А. Мугинштейн[7]. В своей работе он использовал разработанную во ВНИИЖТематематическую модель движения поезда по участку, которая учитывала план ипрофиль пути, заданное время хода, скоростные ограничения. Математическаямодель включает в себя рассмотрение переносного движения поезда сопределением скоростной траектории. Весь процесс описываетсядифференциальным уравнением с учетом массы и длины каждого вагона,профиля пути, тяговых характеристик локомотива.На рисунке 1.8 представлен фрагмент экрана во время работы ПК. Этотрисунок дает представление об интерфейсных возможностях используемойпрограммы.В работе [8] доктора технических наук О.Е. Пудовикова рассмотренывопросы управления длинносоставными тяжеловесными грузовыми поездами.19Рисунок 1.8 – Общий вид дисплея во время работы ПКДля анализа динамических процессов в поезде Пудовиков построилдискретную модель, в которой представил состав в виде цепочки из n массвагонов и локомотивов, соединенных связями.
Каждая масса дискретной моделисовершает движение под действием передаваемых на нее усилий от упругихсвязей, а также внешних сил.2121Поезд представлен в идеализированном виде, гдекаждый вагон абсолютно твердое тело определенной массы, а каждаямежвагонная связь это тело без массы. Для исследования предлагаемогоспособа управления тяжеловесным21поездом Пудовиковым был выполненимитационный эксперимент, заключающийся в исследовании различныхрежимов движения однородных (состоящих из вагонов одинаковой массы) и2021неоднородных (из вагонов разной массы) поездов. В последнем случае такжеслучайным образом варьировались параметры межвагонных связей (величиназазора в автосцепках и21жесткость поглощающих аппаратов) [9].При выполнении расчётов для каждого межвагонного соединения21былизафиксированы значения действующей в нём продольной силы; такжеопределялось суммарное количество накопленных усталостных повреждений вдеталях21автосцепки [10].На рисунке 1.9 представлена гистограмма распределения сил, действующихв середине состава, и полученная при выполнении4250 т, состоящего2121расчетов для поезда массойиз 69 вагонов средней массой 58,921тонн и электровоза [8].Рисунок 1.9 – Гистограмма распределения величин наибольших продольныхдинамических сил в поезде (1), график распределения, сглаживающего гистограмму (2)В 201521году опубликована статья, в которой О.Е.
Пудовиков [11] особоевнимание уделил моделированию режима регулировочного торможениядлинносоставного поезда. При моделировании движения поезда длятщательного исследования продольных колебаний состава он используетдискретную многомассовую модель, представляющую поезд в виде системытвёрдых тел, соединенных между собой существенно нелинейнымидеформируемыми элементами.Можно отметить таких ученых как: Н.Н. Лейко, С.А. Кобзева, Ю.К.21Горячева, А.А.
Бакман, О.Б. Каплуновой, В.Ю. Бубнова, зарубежных авторовС. Cole, Sun Y, Klauser PE, труды которых также посвящены исследованиюпродольных динамических сил, возникающих в длинносоставных итяжеловесных поездах.Из проведенного анализа работ можно сделать вывод, что продольныединамические силы в основном возникают в неоднородном составе и зависят отмножества факторов, таких как: длина, масса поезда, режим ведения,расстановка локомотивов, параметры поглощающих аппаратов, характеристикивоздухораспределителей и др.
Для подробного исследования продольных,динамических сил, возникающих в длинносоставных тяжеловесных поездах сучетом различных режимов движения, необходимо пользоватьсяматематическими моделями описанными авторами, приведенными выше.222 КОНСТРУКЦИЯ АВТОСЦЕПКИ СА-3 И УДАРНО-ПОГЛОЩАЮЩИХАППАРАТОВ ТИПАШ-2-В, 73ZWАвтосцепное устройство предназначено для автоматического сцепленияжелезнодорожного подвижного состава,продольных99передачи и смягчения действияусилий, которые возникают при движении или остановке поезда, атакже для удержания вагонов и секций локомотивов на определённомрасстоянии друг от друга.На рисунке 2.1 представлено расположение автосцепного устройства СА-3на грузовом вагоне.Рисунок 2.1 – Элементы автосцепного устройства СА-31 – автосцепка; 2 – маятниковая подвеска; 3 – болты М 22; 4 – ударная розетка; 5,7 –хребтовая балка; 6 – опорные части; 8 – задний упор; 9 – тяговый хомут; 10 – поглощающийаппарат; 11 – поддерживающая планка; 12 - упорная плита; 13 –9балочка; 14 – клин; 15 –передний упор; 16 – проволока диаметром 4 мм; 17 – гайки; 18 – запорная планка; 19 –М 22 с запорной шайбой; 20 – рукоятка расцепного рычага; 21 – кронштейн; 22 –рычаг; 23 – державка; 24 – цепь расцепного рычага9Применяемое на российских железных дорогах автосцепное устройство САВ.Ф.99году коллективом авторов под руководствомЕгорченко.
Перевод подвижного состава железных дорог России наавтосцепку9типа СА-3 начался в 1935 году и был полностью завершен в 1957году [13]. Внедрение нового типа автосцепного устройства позволилосократить время на формирование подвижных составов,снизить количество травм на железных дорогах за счеттруда сцепщиков.999не тольконо и значительноисключения тяжелого9Основной и наиболее сменяемой деталью автосцепного устройства являетсяавтосцепка типа СА-3, состоящая из головки автосцепки, в которую помещаетсямеханизм сцепления, и пустотелого хвостовика с отверстием для клина,которым хвостовик соединяется с тяговым хомутом.
В тяговый хомутвставляется поглощающий аппарат, внутри которого имеется мощнаядвухрядная пружина или эластомерный амортизатор. Поглощающий аппаратслужит для смягчения ударов,состава [14].91передаваемых от автосцепки к рамеНа рисунке 2.2 представлена схема передачи растягивающих усилий нагрузовом вагоне [15].Рисунок 2.2 – Схема передачи растягивающих усилий2491болтырасцепной233 изобретено в 19329подвижногоНа рисунке 2.3 представлена схема передачи сжимающих усилий нагрузовом вагоне [15].Рисунок 2.3 – Схема передачи сжимающих усилийХвостовик корпуса автосцепки является элементом, сопряженным сголовкой автосцепки и формируется из единой отливки.
Физико-механическиепараметры материала автосцепки определяются видом используемой стали:легированные хладостойкие стали 20ГЛ и 20ГФЛ позволяют получать литейныедетали необходимой прочности и долговечности, обеспечивающиеэксплуатационный диапазон температур вплоть до минус 60 °С. Устойчивостьавтосцепки к широкому диапазону ударных нагрузок определяетсяпластичностью металла (относительное удлинение σ от 12 до 15 % иотносительное сужение ψ = от 25 до 30 %) и модулем упругости E от 200 до210ГПа.Немаловажную роль, в процессе эксплуатации подвижного состава, играеттип поглощающего аппарата.Пружинно-фрикционные аппараты нашли широкое применение на грузовыхвагонах.25Четырехосные вагоны постройки от 1979 года оборудованы аппаратами99Ш-2-В. Работа пружинно-фрикционных аппаратов основана на превращениикинетической энергии соударяемых вагонов в работу сил трения фрикционныхэлементов и в потенциальную энергию деформации9пружин [13].На рисунке 2.4 представлен поглощающий аппарат Ш-2-В.5абРисунок 2.4 – а) Поглощающий аппарат Ш-2-В; б) Силовая характеристикапоглощающего аппарата Ш-2-В1 – нажимной конус; 2 – фрикционные5–99клинья; 3 – корпус; 4 – гайка стяжного болта;наружняя пружина; 6 – внутренняя пружина; 7 – стяжной болт; 8 –9нажимная шайба26В таблице 2.1 приведены характеристики поглощающего аппарата Ш-2-В.Таблица 2.1 Характеристики поглощающего аппарата Ш-2-ВПараметры Поглощающий аппарат Ш-2-ВЭнергоемкость, кДж 30-65Усилие сжатия конечное, МН 2Ход аппарата, мм 90Помимо пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов наиболее частоиспользуются эластомерные типа 73ZW.
В таких аппаратах поглощение ударнотяговых усилий происходит за счет перетекания эластомера через малыйкольцевой зазор. Величина зазора составляет десятые доли миллиметра, чтоявляется причиной высоких требований к изготовлению деталей [13].поглощающего аппарата 7399КорпусZW испытывает рабочее давление до 450 МПа.Основным узлом аппарата является эластомерный амортизатор.На рисунке 2.5 представлен эластомерный поглощающий аппарат 73ZW.Рисунок 2.5 – Эластомерный поглощающий аппарат 73ZW1 – амортизатор эластомерный; 2 – корпус поглощающего аппарата; 3 – плита упорная;4 – планка8 – шайба99монтажная; 5 – вкладыш дистанционный; 6 – гайка корончатая; 7 – шплинт 4Х40;пружинная М29Ремонт аппаратов с полной разборкой выполняют на специализированныхпредприятиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
