Научная статья на тему 'АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХСЕКЦИОННЫХ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДКАХ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ'

АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХСЕКЦИОННЫХ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДКАХ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
74
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОЛОДОЧНЫЙ ТОРМОЗ / СКОРОСТЬ / КОНТАКТНОЕ ДАВЛЕНИЕ / ЧУГУННАЯ КОЛОДКА / КОЛЕСО / ТЕМПЕРАТУРА

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Инагамов Сардор Гафуржанович, Джаббаров Шухрат Батирович, Абдуллаев Бахром Актамович

В настоящей статье c помощью программного обеспечения установлена взаимосвязь между структурой материала тормозной колодки и распределением температуры теплового напряжения на ней. Пространственно-временные распределения тепловых напряжений были аналитически определены для поверхностного слоя фрикционного элемента на основе модели трехсекционной тормозной колодки с незафиксированными краями. В настоящее время колодочный тормоз широко используется для грузовых поездов. Он преобразует динамическую энергию в тепловую, используя трение между колодками и колесом, а затем рассеивает тепловую энергию через теплообменник. Данный процесс включает в себя теплообмен, конструктивные особенности, механические характеристики, свойства материала и др. В статье особое внимание уделяется тормозному давлению колодки, режиму торможения, материалу тормозных колодок и другим факторам. Моделирование тепловых эффектов является наиболее важным при проектировании деталей и узлов транспортных средств. Тепловые исследования являются актуальным этапом в изучении тормозных систем именно железнодорожных транспортных средств, где нужно тормозить большие массы, так как тепловая нагрузка на заторможенное железнодорожное колесо преобладает по сравнению с другими видами нагрузок. В данной работе исследовано тепловое напряжение на фрикционном элементе колодки при торможении. При фрикционном торможении процесс трения тормозной колодки и колеса происходит в точках фактического контакта. Тепловой поток от точек фактического контакта распространяется по всей геометрической площади колодки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Инагамов Сардор Гафуржанович, Джаббаров Шухрат Батирович, Абдуллаев Бахром Актамович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

STUDIES OF THE DISTRIBUTION OF THERMAL STRESSES IN THREE-SECTION BRAKE PADS OF FREIGHT CARS DURING MOVEMENT

In this article, with the help of software, the relationship between the structure of the material of the brake pad and the temperature distribution of thermal stress on it is established. Spatio-temporal distributions of thermal stresses were analytically determined for the surface layer of the friction element based on the model of a three-section brake pad with non-fixed edges. At present, shoe brake is widely used for freight trains. It converts dynamic energy into thermal energy using the friction between the pads and the wheel, and then dissipates the thermal energy through a heat exchanger. This process includes heat transfer, design features, mechanical characteristics, material properties and other. The article pays special attention to the brake pad pressure, braking mode, brake pad material and other factors. Modeling of thermal effects is the most important in the design of vehicle parts and assemblies. Thermal research is an important step in the study of braking systems namely railway vehicles, where it is necessary to breakе large masses, since the thermal load on the braked railway wheel prevails compared to other types of loads. In this paper, the thermal stress on the friction element of the shoe during braking is investigated. In frictional braking, the process of friction between the brake pad and the wheel occurs at the points of actual contact. The heat flow from the points of actual contact spreads over the entire geometric area of the block.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХСЕКЦИОННЫХ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДКАХ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ»

щий кафедрой «Вагоны ОмГУПС.

Тел.: +7 (3812) 31-22-84. E-mail: vklyuka@mail.ru

и вагонное хозяйство»,

Кандидат технических наук, доцент, заведую-

Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Railway cars and railway car facilities», OSTU.

Phone: +7 (3812) 31-22-84. E-mail: vklyuka@mail.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Лексутов, И. С. К возможности применения линейного сканера для создания средств технического контроля геометрических параметров продольного сечения поверхности катания колеса вагона / И. С. Лексутов, В. П. Клюка. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2022. - № 3 (51). - С. 51 - 63.

УДК 625.03

Leksutov I. S., Kluka V.P. To the possibility of using a linear scanner to create means of technical control of geometric parameters of the longitudinal section of the rolling surface of the railcar wheel. Journal of Transsib Railway Studies, 2022, no. 3 (51), pp. 51-63 (In Russian).

С. Г. Инагамов, Ш. Б. Джаббаров, Б. А. Абдуллаев

Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ), г. Ташкент, Республика Узбекистан

АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХСЕКЦИОННЫХ ТОРМОЗНЫХ КОЛОДКАХ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ

ПРИ ДВИЖЕНИИ

Аннотация. В настоящей статье c помощью программного обеспечения установлена взаимосвязь между структурой материала тормозной колодки и распределением температуры теплового напряжения на ней. Пространственно-временные распределения тепловых напряжений были аналитически определены для поверхностного слоя фрикционного элемента на основе модели трехсекционной тормозной колодки с незафиксированными краями.

В настоящее время колодочный тормоз широко используется для грузовых поездов. Он преобразует динамическую энергию в тепловую, используя трение между колодками и колесом, а затем рассеивает тепловую энергию через теплообменник. Данный процесс включает в себя теплообмен, конструктивные особенности, механические характеристики, свойства материала и др. В статье особое внимание уделяется тормозному давлению колодки, режиму торможения, материалу тормозных колодок и другим факторам. Моделирование тепловых эффектов является наиболее важным при проектировании деталей и узлов транспортных средств. Тепловые исследования являются актуальным этапом в изучении тормозных систем именно железнодорожных транспортных средств, где нужно тормозить большие массы, так как тепловая нагрузка на заторможенное железнодорожное колесо преобладает по сравнению с другими видами нагрузок. В данной работе исследовано тепловое напряжение на фрикционном элементе колодки при торможении. При фрикционном торможении процесс трения тормозной колодки и колеса происходит в точках фактического контакта. Тепловой поток от точек фактического контакта распространяется по всей геометрической площади колодки.

Ключевые слова: колодочный тормоз, скорость, контактное давление, чугунная колодка, колесо, температура.

Sardor G. Inagamov, Shukhrat B. Djabbarov, Bakhrom A. Abdullaev

Tashkent State Transport University (TSTU), Tashkent, the Republic of Uzbekistan

STUDIES OF THE DISTRIBUTION OF THERMAL STRESSES IN THREE-SECTION BRAKE PADS OF FREIGHT CARS DURING MOVEMENT

Abstract. In this article, with the help of software, the relationship between the structure of the material of the brake pad and the temperature distribution of thermal stress on it is established. Spatio-temporal distributions of thermal stresses were analytically determined for the surface layer of the friction element based on the model of a three-section brake pad with non-fixed edges.

At present, shoe brake is widely used for freight trains. It converts dynamic energy into thermal energy using the friction between the pads and the wheel, and then dissipates the thermal energy through a heat exchanger. This process includes heat transfer, design features, mechanical characteristics, material properties and other. The article pays special attention to the brake pad pressure, braking mode, brake pad material and other factors. Modeling of thermal effects is

N;n325,1) ИЗВЕСТИЯ Транссиба 63

the most important in the design of vehicle parts and assemblies. Thermal research is an important step in the study of braking systems namely railway vehicles, where it is necessary to breakе large masses, since the thermal load on the braked railway wheel prevails compared to other types of loads. In this paper, the thermal stress on the friction element of the shoe during braking is investigated. In frictional braking, the process of friction between the brake pad and the wheel occurs at the points of actual contact. The heat flow from the points of actual contact spreads over the entire geometric area of the block.

Keywords: pad brake, speed, contact pressure, cast iron pad, wheel, temperature.

Мощность и эффективность тормозов определяются по трем основным показателям: скорость поезда, масса состава и длина тормозного пути.

Оценка факторов, влияющих на распределение контактных давлений между колесом и тормозной колодкой:

- соответствие геометрической формы и размеров колеса и колодки;

- возможная деформация колодки за счет сил нажатия;

- температурные деформации колодки, обусловленные нагревом в процессе торможения;

- износ колодки во время торможения;

- износ колеса.

В настоящее время на множестве вагонов используются чугунные колодки из стандартных материалов с повышенным содержанием фосфора - 1,0 - 1,5 %. Коэффициент теплопроводности - 48 Вт/мтрад [6]. В грузовых вагонах железных дорог СНГ и в США применяется одностороннее нажатие тормозных колодок. Колодочный тормоз с односторонним нажатием на колеса гарантирует наименьшую тормозную эффективность. К неэффективности одностороннего нажатия можно отнести большое удельное давление колодки на колесо и в итоге -меньший коэффициент трения.

Коэффициент распределения тепловых потоков зависит от контактного взаимодействия колодки с колесом, тепловыделения от трения и износа контактирующих поверхностей [1 - 5, 12].

Для теплового расчета тормозов можно применять следующие модели: одномерную, двумерную, элементную трехмерную [7], для чего необходимо записать дифференциальное уравнение нестационарной тепловой проводимости в соответственной постановке, задать граничные обстоятельства и решить задачу.

Альтернатива выбора модели находится в зависимости от интервала времени изучения начала подведения тепловой струи. При длительном контроле, когда станут вступать в силу граничные условия теплоотвода, расхождение полученных данных, приобретенных на большинстве моделей, является актуальным.

а б

Рисунок 1 - Конечно-элементная модель сопряжения «колесо - колодка» (вид спереди (а) и сбоку (б))

№ 3(51»

На исследуемой модели, включенной в программное обеспечение COMSOL, сначала был проведен анализ теплопередачи, затем в результате статического анализа структуры было получено тепловое напряжение колодки. Расчет теплового напряжения был основан на выбранном конкретном временном температурном поле, переходящем из анализа переходного нагрева.

Для решения задач с излишками материалов, выделенных в процессе трения, предлагается оптимальный фрикционный узел для тормозной системы грузовых вагонов.

Характеристика объекта исследования: чугунная колодка: длина - 390 мм, толщина -65, ширина - 80 мм. Радиус поверхности трения - 530 мм, площадь трения меняется в зависимости от износа и диаметра колеса, как и у серийных колодок с радиусом Як = 75 мм, стальное

колесо радиусом R, = 475 мм, сила прижатия колодки к колесу К = 35 кН, режим торможения: торможение с постоянной скоростью U = 60 км/ч и с постоянной угловой скоростью ю = 5,85 с-1.

Имея расчетную модель фрикционного узла, созданного в программе, нужно указать параметры «свойства материала».

На рисунке 2 показана конечно-элементная модель контакта «колесо - колодка».

Получение результатов от поставленных задач осуществлялось за счет применения метода конечных элементов (МКЭ), анализ температуры тормозной колодки во время торможения был выполнен с использованием программы COMSOL и показано распределение температуры с различными временными интервалами.

Далее необходимо задать свойства материала и силы, действующие на моделируемую деталь [8]. Имея существующие в узле материалы, выбираем колесо и чугун со свойствами, указанными в таблице 1 [9] и из библиотеки Solid Works.

Таблица 1 - Свойства и термодинамические параметры фрикционных материалов, применяемых для тормозных элементов [9]

Контакт колодки и башмака

К = 35 кН

Контакт колодки и

Рисунок 2 - Контактная связь колеса и колодки с башмаком

Параметр Колесная сталь Тормозные колодки

чугун композиция

Плотность материала р, кг/м2 Коэффициент теплопроводности X , Вт/ м • К Удельная теплоемкость С, Дж/кг • К Коэффициент температуропроводности а, м2/с Коэффициент трения (рК 7850 43 481 11,4 • 10-6 7250 - 7700 38 545 10,2 • 10-6 0,08 - 0,28 2200 1 - 4 900 (0,505-2,02) • 10-6 0,21 - 0,39

На рисунке 3 показано изменение температуры в зависимости от времени в процессе торможения. Самая высокая температура возникает примерно через 30 с. В этот момент на поверхности колодки достигается максимальная температура 500 °С.

500 446.25 392.5 ^336,75 285 231.25 177,5 123,75 70

V 'ч ч

\ \ ч V 1 /

V / 2 Г

V 1

\з \4 —. _ <

60

120 180

240

30^

360 420 480 540

600

Время, с

Рисунок 3 - Результаты аналитического расчета: 1 - на поверхности (аналитическое решение); 2 - на поверхности (расчет в COMSOL); 3 - на глубине 5 см (расчет в COMSOL); 4 - на глубине 5 см (аналитическое решение)

На контактной поверхности «колесо - колодка» при торможении фрикционных элементов возникают [10, 11] температурные и термические напряжения, где температура измеренных точек зависит от времени.

На рисунке 4 показаны изменение и распределение температуры по поверхности колеса в зависимости от времени в процессе торможения. Температура на поверхности колеса устанавливается примерно через 0,0205 с от начала торможения. В этот момент времени на поверхности колодки достигается максимальная температура 75 °С.

Время, с

Рисунок 4 - Распределение температуры по поверхности колеса, мм: 1 - 0,05; 2 - 0,1; 3 - 0,2; 4 - 0,3

Диаграммы исследуемого в момент процесса торможения t = 0,0205 с показаны на рисунке 5, где распределение температуры принято для различных режимов торможения.

га а.

а. £

га

Cl

s £ а h*

90 80 70

A 60

50 40 30 20 10

1

\2

0 0.0016 0,0032 0,0047 0 0063 0,0079 0,0095 0.0111 0.0126 0,0142 0,0158 0,0174 0.019 0,0205

Время,с

Рисунок 5 - Распределение температуры по поверхности колодки: 1 - программное решение; 2 - эмпирическая формула В. Г. Иноземцева

На рисунках 6, 7 показаны графики временной зависимости контактного давления на подошве колодки и фактической площади контакта от разницы радиусов колеса и колодки. С увеличением времени вращения для колодки из чугуна наблюдается граничное контактное давление (таблица 2, рисунки 8, 9).

Рлч*. МПп *

£ -5 -А -Э -? № 1 а А 4 й с

ДР*, тт

Рисунок 6 - Контактное давление Ртах в зависимости от разницы радиусов колеса и колодки AR

АН, тгл

Рисунок 7 - Фактическая площадь контакта S в зависимости от разницы радиусов колеса и колодки ЛК

Таблица 2 - Влияние трения и геометрических размеров колеса и колодки на распределение контактного давления

Разница между радиусами колодки и колеса AR = RK - Rp,мм Максимальный зазор между колесом и колодкой A max, мм Значения максимального давления на поверхности контакта Pmax, МПа Доля поверхности колодки, вошедшей в контакт

% количество пар узлов

-5 0,343 70,1 6 36

-3 - 33,5 12,5 74

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

-0,5 0,034 18,95 65 385

-0,2 0,014 16,1 100 594

0 0 14 74,5 443

+0,2 0,014 14,4 39,4 234

+0,5 0,034 16,5 27,6 164

+3 - 34,8 12,1 72

+5 0,0335 46,7 9 54

f = 0 ДR = 0 мм f = 0 ДR = 0,246 мм

f = 0 ДR = -0,5 мм f = 0,246ДR = -0,5 мм

в г

Рисунок 8 - Влияние трения на распределение контактного давления

ДR = +5 мм ДR = 0,2 мм

в г

Рисунок 9 - Влияние зазора на характер распределения контактного давления

Тепловой расчет рассмотренной модели показывает возможность использования колодки в эксплуатации. Проведенные в научном исследовании расчеты показали, что при определении величины износа и температуры необходимо учитывать зависимости от физико-механических и теплофизических показателей материалов, а также коэффициента трения в точке контакта от температуры.

На основе результатов решения поставленных задач, которое осуществлялось за счет применения метода конечных элементов, анализа температуры тормозной колодки во время торможения с использованием программы COMSOL и имеющегося в результате данного анализа распределения температуры с различными временными интервалами можно достичь наибольшей точности тепловых расчетов при проектировании тормозного оборудования.

Список литературы

1. Milosevic M.S. [et al.]. Tomicmodeling thermal effects in braking systems of railway vehicles. Modeling Thermal Effects in Braking Systems of Railway Vehicles Thermal Science, 2012, vol. 16, no. 2, pp. 515-526.

2. Macuzic S [et al.]. Thermal analysis of solid and vented disc brake during the braking process. Journal of the Serbian Society for Computational Mechanics, 2015, vol. 9, no. 2, pp. 19-26.

3. Мишин, А. А. Расчет температурных полей и напряжений в деталях дискового тормоза скоростного вагона / А. А. Мишин. - Текст : непосредственный // Вестник ВНИИЖТа. -2010. - № 6. - С. 39-43.

4. Балакин, В. А. Температурные задачи трения / В. А. Балакин, В. П. Сергиенко, Ю. В. Лысенок. - Текст : непосредственный // Трение и износ. - 2002. - № 3 (23). -C. 258-267.

5. Галай, Э. И. Испытания и тепловой расчет колодочных тормозов железнодорожного подвижного состава / Э. И. Галай, В. А. Балакин. - Текст : непосредственный // Трение и износ. - 1999. - № 5 (20). - C. 480-488.

6. Инагамов, С. Г. Фрикционный узел колодочного тормоза локомотивов и грузовых вагонов / С. Г. Инагамов. - Текст : непосредственный // Механика. Исследования и инновации. -2021. - № 14. - С. 67-74.

7. Першин, В. К. Моделирование тепловых режимов при фрикционном взаимодействии колеса и тормозной колодки / В. К. Першин, Л. А. Фишбейн. - Текст : непосредственный // Транспорт Урала. - 2005. - № 1. - С. 34-42.

8. Жаров, И. А. Приближенный расчет поверхностных температур системы «колодки -колесо - рельс» / И. А Жаров, И. Н. Воронин, С. Б. Курцев. - Текст : непосредственный // Трение и износ. - 2003. - Т. 24. - № 2. - С. 144-152.

9. Чебаков, М. И. Моделирование контактного взаимодействия железнодорожного колеса и тормозной колодки с учетом износа, тепловыделения от трения и зависимости механических параметров от температуры / М. И. Чебаков, С. А. Данильченко, А. А. Ляпин. - Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия Естественные науки. - 2018. - № 4 (200). - С. 49-53.

10. Turanov K., Gordienko A., Saidivaliev S., Djabborov S. Designing the height of the first profile of the marshalling hump. E3S Web of Conferences. Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019, 2020, pp. 03038.612.

11. Turanov K., Gordienko A., Saidivaliev S., Djabborov S. Movement of the wagon on the marshalling hump under the impact of air environment and tailwind. E3S Web of Conferences. Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019, 2020, pp. 03041.413.

12. Галай, Э. И. Оценка работы тормозного оборудования грузовых вагонов на участке Ангрен - Пап АО «Узбекские железные дороги» / Э. И. Галай, С. Г. Инагамов, А. А. Юлда-шов. - Текст : непосредственный // Механика. Исследования и инновации. - 2020. - № 13. -С. 47-54.

References

1. Milosevic M.S. [et al.]. Tomicmodeling thermal effects in braking systems of railway vehicles. Modeling Thermal Effects in Braking Systems of Railway Vehicles Thermal Science, 2012, vol. 16, no. 2, pp. 515-526.

2. Macuzic S [et al.]. Thermal analysis of solid and vented disc brake during the braking process. Journal of the Serbian Society for Computational Mechanics, 2015, vol. 9, no. 2, pp. 19-26.

3. Mishin A.A. Calculation of temperature fields and stresses in the details of the disc brake of a high-speed car. Vestnik nauchno-issledovatel'skogo instituta zheleznodorozhnogo transporta - Bulletin of the Research Institute of Railway Transport, 2010, no. 6, pp. 39-43 (In Russian).

4. Balakin V.A., Sergienko V.P., Lysenok Iu.V. Temperature problems of friction. Trenie i iznos -Friction and wear, 2002, no. 3(23), pp. 258-267 (In Russian).

5. Galai E.I., Balakin V.A. Testing and thermal calculation of pad brakes of railway rolling stock. Trenie i iznos - Friction and wear, 1999, no. 5(20), pp. 480-488 (In Russian).

6. Inagamov S.G. Friction block brake assembly for locomotives and freight cars. Mekhanika. Is-sledovaniia i innovatsii - Mechanics. Research and innovation, 2021, no. 14, pp. 67-74 (In Russian).

7. Pershin V.K., Fishbein L.A. Simulation of thermal conditions in the frictional interaction of the wheel and brake pad. Transport Urala - Transport Of The Urals, 2005, no. 1, pp. 34-42 (In Russian).

8. Zharov I.A., Voronin I.N., Kurtsev S.B. Approximate calculation of surface temperatures of the «pads - wheel- rail» system. Trenie i iznos - Friction and wear, 2003, vol. 24, no. 2, pp. 144-152 (In Russian).

9. Chebakov M.I., Danil'chenko S.A., Liapin A.A. Modeling of the contact interaction of a railway wheel and a brake pad, taking into account wear, heat release from friction and the dependence of mechanical parameters on temperature. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Severo-Kavkazskii region. Seriia Estestvennye nauki - News of higher educational institutions. The North Caucasus region. Natural Sciences series, 2018, no. 4(200), pp. 49-53 (In Russian).

10. Turanov K., Gordienko A., Saidivaliev S., Djabborov S. Designing the height of the first profile of the marshalling hump. E3S Web of Conferences. Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019, 2020, pp. 03038.612.

11. Turanov K., Gordienko A., Saidivaliev S., Djabborov S. Movement of the wagon on the marshalling hump under the impact of air environment and tailwind. E3S Web of Conferences. Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering, TPACEE 2019, 2020, pp. 03041.413.

12. Galai E.I., Inagamov S.G., Iuldashov A.A. Evaluation of the work of the braking equipment of freight cars on the Angren - Pap section of Uzbek Railways JSC. Mekhanika. Issledovaniia i innovatsii - Mechanics. Research and innovation, 2020, no. 13, pp. 47-54 (In Russian).

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Инагамов Сардор Гафуржанович

Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ).

Темирйулчилар ул., д. 1, г. Ташкент, 100167, Республика Узбекистан.

Соискатель кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», ТГТрУ.

Тел.: +99899-333-36-28.

E-mail: inagamov_sardor@mail.ru

Джаббаров Шухрат Батирович

Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ).

Темирйулчилар ул., д. 1, г. Ташкент, 100167, Республика Узбекистан.

Кандидат технических наук, и. о. доцента кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», ТГТрУ.

Тел.: +99893-535-72-27.

E-mail: shuhratassi stent@gmail. com

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Inagamov Sardor Gafurzhanovich

Tashkent State Transport University (TSTU).

1, Temiryulchilar st., Tashkent, 100167, Republic of Uzbekistan.

Applicant of the department «Wagons and wagon equipment», TSTU.

Phone: +99899-333-36-28.

E-mail: inagamov_sardor@mail.ru

Djabbarov Shukhrat Batirovich

Tashkent State Transport University (TSTU).

1, Temiryulchilar st., Tashkent, 100167, Republic of Uzbekistan.

Ph. D. in Engineering, acting associate professor of the department «Wagons and wagon equipment», TSTU.

Phone: +99893-535-72-27.

E-mail: shuhratassi stent@gmail. com

3(51)

Абдуллаев Бахром Актамович

Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ).

Темирйулчилар ул., д. 1, г. Ташкент, 100167, Республика Узбекистан.

Кандидат технических наук, и. о. доцента кафедры «Вагоны и вагонное хозяйство», ТГТрУ.

Тел.: +99890-372-14-80.

E-mail: baxrom@yandex.ru

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

Инагамов, С. Г. Анализ распределения тепловых напряжений в трехсекционных тормозных колодках грузовых вагонов при движении / С. Г. Инагамов, Ш. Б. Джаббаров, Б. А. Абдуллаев. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2022. -№ 3 (51). - С. 63 - 71.

УДК 629.4.015

Abdullaev Bakhrom Aktamovich

Tashkent State Transport University (TSTU).

1, Temiryulchilar st., Tashkent, 100167, Republic of Uzbekistan.

Ph. D. in Engineering, acting associate professor of the department «Wagons and wagon equipment», TSTU.

Phone: +99890 372-14-80.

E-mail: baxrom@yandex.ru

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Inagamov S.G., Djabbarov S.B., Abdullaev B.A. Studies of the distribution of thermal stresses in three-section brake pads of freight cars during movement. Journal of Transsib Railway Studies, 2022, no. 3 (51), pp. 63-71 (In Russian).

И. И. Галиев, М. Х. Минжасаров, Д. В. Липунов

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация

ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ КОЛЕСНО-МОТОРНЫХ

БЛОКОВ ЭЛЕКТРОВОЗОВ 2ЭС6

Аннотация. В статье поставлена задача определения уровня динамической нагруженности в подсистеме «тележка - поводок - тяговый электродвигатель» для снижения динамического воздействия в системе «локомотив - путь». Модель вертикальных колебаний тягового подвижного состава, полученная на основе уравнения Лагранжа второго рода, в виде системы из четырнадцати дифференциальных уравнений позволяет оценить нагруженность узлов локомотива в эксплуатации, интегрируется с помощью прикладного пакета MathCAD. В качестве спектральной плотности случайных возмущений выбрана аппроксимация случайных возмущений с использованием спектральной плотности неровности пути профессора А. И. Беляева. Составлена более подробная расчетная схема экипажа и с целью упрощения расчета в рамках инженерной погрешности используется одномассовая дискретная модель пути. Ввод симметричных координат позволяет получить из исходной системы дифференциальных уравнений упрощенную систему с характеристическими уравнениями с простыми корнями, следовательно, собственные частоты колебаний подпрыгивания кузова, тележки и колесной пары будут определены с минимальной погрешностью. Передаточная функция определяется по формулам Крамера. С помощью ЭВМ рассчитаны значения и построены графики амплитудно-частотных характеристик вертикальных перемещений, максимальных ускорений кузова, тележки, тягового электродвигателя и колесной пары рассматриваемого электровоза. Проведен сравнительный анализ результатов расчета и эмпирических данных. На основании сравнительного анализа можно утверждать, что рассмотренная математическая модель колебаний электровоза 2ЭС6 «Синара» является адекватной и позволяет определить динамическую нагруженность локомотива для всего диапазона эксплуатационных скоростей. Поставлена задача изменения существующей конструкции системы подвешивания тягового электродвигателя рассматриваемого электровоза и математического анализа колебаний его узлов в дальнейших исследованиях.

Ключевые слова: тяговый подвижной состав, колесно-моторный блок, математическая модель, расчетная схема, динамическая нагруженность, вертикальные колебания, галопирование тягового электродвигателя.

Ilkham I. Galiev, Marat Kh. Minzhasarov, Dmitry V. Lipunov

Omsk State Transport University (OSTU), Omsk, the Russian Federation

EVALUATION OF DYNAMIC LOADING OF WHEEL-MOTOR UNITS OF ELECTRIC LOCOMOTIVES 2ES6

Abstract. The article sets the task of determining the level of dynamic loading in the «trolley-leash-traction motor» subsystem to reduce the dynamic impact in the «locomotive-path» system. The model of vertical vibrations of traction rolling stock, obtained on the basis of the Lagrange equation of the second kind, in the form of a system of fourteen

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.