Научная статья на тему 'Нагрев колес грузовых вагонов при запуске тормоза'

Нагрев колес грузовых вагонов при запуске тормоза Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
1140
145
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТОРМОЖЕНИЕ / BRAKING / КОМПОЗИЦИОННАЯ КОЛОДКА / COMPOSITE BLOCK / НАЖАТИЕ / ТОРМОЗНАЯ СИЛА / BRAKING FORCE / ТЕПЛОВОЙ ПОТОК / HEAT FLUX / PRESSING

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Галай Елена Эдуардовна

Приведена методика расчета температурного режима поверхности катания колеса при торможении грузового вагона с повышенной осевой нагрузкой, оборудованного композиционными колодкам. Определение тепловой нагруженности тормозного узла проводилось при нормальных условиях работы в случае экстренного или полного служебного торможения при установке воздухораспределителя на груженый или средний режим и максимальной скорости движения груженых грузовых вагонов 90 км/ч. Проведен расчет основных характеристик движения грузового вагона при запуске тормоза, которые будут изменяться при изменении силы нажатия тормозных колодок, величины загрузки вагона и длины тормозного пути. Рассчитаны тепловые потоки, возникающие при торможении во фрикционном узле «колодка колесо», и изменение температуры бандажа колеса. Подтверждено наличие тепловых краевых эффектов, занижающих температуру на границах фрикционного контакта. Результаты расчета представлены в графическом виде. Работа тормоза грузового вагона, оснащенного воздухораспределителем № 483, в процессе запуска характеризуется сравнительно медленным наполнением тормозного цилиндра сжатым воздухом и соответствующим возрастанием силы нажатия тормозных колодок, что обеспечивает более легкий тепловой режим фрикционного узла. Наиболее жесткие условия в зоне трения будут при установке максимальной величины давления при каждой загрузке вагона.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Галай Елена Эдуардовна

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

FREIGHT CAR WHEEL TEMPERATURE IN BRAKING REGIME

The method of calculating the temperature regime on the roll surface of the wheel when braking a freight car with increased axial load, equipped with composite blocks is presented. Determination of the brake assembly temperature was carried out under normal operating conditions during an emergency or full service braking with the air diffuser being fixed on the loaded or average regime and the maximum speed of loaded freight cars being equal to 90 km/h. The calculation has been performed concerning the basic characteristics of the movement of a freight car when starting the brakes. Those characteristics change depending on the pressing force of the brake pad, the actual car load and the braking distance. The heat flux occurring in the "block wheel" friction node during braking and the change in temperature of the wheel band are calculated. The presence of thermal boundary effects reducing the temperature at the boundaries of the frictional contact is confirmed. The results of these calculations are presented in graphical form. Starting the brakes of a freight car equipped with air diffuser number 483 is characterized by a relatively slow filling of the brake cylinder with compressed air and a corresponding increase in the pressing force of the brake pads. It provides an easier thermal regime for the friction node. The most severe conditions in the friction zone occur when maximum pressure level is fixed for every loading of the car.

Текст научной работы на тему «Нагрев колес грузовых вагонов при запуске тормоза»

системы «Сеть-3» и «Корпоративная база плана формирования»;

3) необходимость разработки методики расчета технологического срока доставки грузов по технологии для возможности заключения индивидуальных договоров.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Сборник основных федеральных законов о железнодорожном транспорте. М. : Юртранс, 2003. 192 с.

2.

3.

5.

Правила перевозки грузов на железной дороге. М. : Кн. сервис, 2003. 395 с.

Югрина О.П., Казанцева Л.С. Доставка грузов в срок // Железнодорожный транспорт. 2013. № 9. С. 60-63.

Анализ организации работы с групповыми и пова-гонными отправками, имеющими свыше пяти переработок в пути следования, разработка предложений по повышению их транзитности : отчет о НИР / ОАО «НИИАС» ; рук. А.Ф. Бородин. 2011. 44 с. Инструктивные указания по организации вагонопо-токов на железных дорогах ОАО «РЖД». М. : Те-хинформ, 2007. 527 с.

УДК 629.463

Галай Елена Эдуардовна,

научный сотрудник отраслевой научно-исследовательской лаборатории «Тормозные системы подвижного состава», Белорусский государственный университет транспорта,

тел.: +375(232)953691, e-mail: [email protected]

НАГРЕВ КОЛЕС ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ ПРИ ЗАПУСКЕ ТОРМОЗА

E. E. Halai

FREIGHT CAR WHEEL TEMPERATURE IN BRAKING REGIME

Аннотация. Приведена методика расчета температурного режима поверхности катания колеса при торможении грузового вагона с повышенной осевой нагрузкой, оборудованного композиционными колодкам.

Определение тепловой нагруженности тормозного узла проводилось при нормальных условиях работы в случае экстренного или полного служебного торможения при установке воздухораспределителя на груженый или средний режим и максимальной скорости движения груженых грузовых вагонов 90 км/ч.

Проведен расчет основных характеристик движения грузового вагона при запуске тормоза, которые будут изменяться при изменении силы нажатия тормозных колодок, величины загрузки вагона и длины тормозного пути.

Рассчитаны тепловые потоки, возникающие при торможении во фрикционном узле «колодка - колесо», и изменение температуры бандажа колеса. Подтверждено наличие тепловых краевых эффектов, занижающих температуру на границах фрикционного контакта.

Результаты расчета представлены в графическом виде.

Работа тормоза грузового вагона, оснащенного воздухораспределителем № 483, в процессе запуска характеризуется сравнительно медленным наполнением тормозного цилиндра сжатым воздухом и соответствующим возрастанием силы нажатия тормозных колодок, что обеспечивает более легкий тепловой режим фрикционного узла.

Наиболее жесткие условия в зоне трения будут при установке максимальной величины давления при каждой загрузке

вагона.

Ключевые слова: торможение, композиционная колодка, нажатие, тормозная сила, тепловой поток.

Abstract. The method of calculating the temperature regime on the roll surface of the wheel when braking a freight car with increased axial load, equipped with composite blocks is presented.

Determination of the brake assembly temperature was carried out under normal operating conditions during an emergency or full service braking with the air diffuser being fixed on the loaded or average regime and the maximum speed of loaded freight cars being equal to 90 km/h.

The calculation has been performed concerning the basic characteristics of the movement of a freight car when starting the brakes. Those characteristics change depending on the pressing force of the brake pad, the actual car load and the braking distance.

The heat flux occurring in the "block - wheel" friction node during braking and the change in temperature of the wheel band are calculated. The presence of thermal boundary effects reducing the temperature at the boundaries of the frictional contact is confirmed.

The results of these calculations are presented in graphicalform.

Starting the brakes of a freight car equipped with air diffuser number 483 is characterized by a relatively slow filling of the brake cylinder with compressed air and a corresponding increase in the pressing force of the brake pads. It provides an easier thermal regime for the friction node.

The most severe conditions in the friction zone occur when maximum pressure level is fixed for every loading of the car.

Keywords: braking, composite block, pressing, braking force, heat flux.

Введение осевой нагрузкой до 25 т. Вагоны имеют тормоз-

Грузовые груженые вагоны в настоящее ную рычажную передачу (ТРП) с двумя тормоз-время эксплуатируются при максимальной скоро- ными цилиндрами и регуляторами РТРП-300 сти до 90 км/ч. Скорость движения порожних ва- с рычажным приводом. Величина давления в тор-гонов может достигать 100 км/ч. мозных цилиндрах регулируется в зависимости от

В последние годы всё более широкое при- загрузки авторежимами № 265А-4 с увеличенным менение находят грузовые вагоны с повышенной ходом демпферного поршня, поскольку тележки

ш

18-579, которыми оснащены эти вагоны, имеют билинейное рессорное подвешивание со статическим прогибом до 75 мм под полной загрузкой, в то время как типовая тележка 18-100 имеет максимальный прогиб рессор 51 мм.

Вагоны могут быть оборудованы тормозными цилиндрами № 710 диаметром 10" (254 мм) или типовыми цилиндрами № 188Б диаметром 14" (356 мм). Выход штока тормозного цилиндра при композиционных колодках 25-65 мм у вагонов с двухцилиндровой ТРП.

Тепловая нагрузка фрикционного узла

Указанные изменения в конструкции тормозной системы имеют значение при расчете тепловой нагрузки в зоне трения колодки и колеса, поскольку изменяются масса и тормозная сила вагона и, соответственно, продолжительность действия тормозов при остановочном торможении.

Расчет тепловой нагруженности колесных пар вагона при торможении необходимо вести для конкретных условий, поскольку возможны критические явления при следовании заторможенного вагона по затяжным спускам. Однако выбор наисложнейших условий очевидно является нецелесообразным, так как определить такие условия невозможно.

Поэтому следует оценивать тепловую нагруженность тормозного узла при нормальных условиях работы в случае экстренного или полного служебного торможения.

При полной загрузке вагона максимальное давление в тормозном цилиндре на среднем режиме рц = 0,28-0,34 МПа и рц = 0,39-0,45 МПа на

груженом режиме [1]. Максимальная величина давления устанавливается авторежимом при загрузке, достигающей 15-20 т/ось. Зависимости давления в тормозных цилиндрах рц = /(qо) и силы нажатия тормозных колодок от осевой нагрузки К = / (^) носят линейный характер. Сила нажатия К тормозных колодок для грузовых вагонов с определенной осевой нагрузкой регламентируется установкой рычажной передачи с фиксированным передаточным числом п = 5,72 или п = 5,9 для композиционных колодок в одноцилиндровой системе 4-осного вагона. Большее или меньшее передаточное число определяет величину силы нажатия для вагонов с различной осевой нагрузкой ^ = 2РК = 23,5 т/ось или ^ = 2РК = 25 т/ось, где Рк - нагрузка от колеса на рельс.

Как правило, величина давления в тормозных цилиндрах при экстренном торможении оказывается несколько ниже, чем при полном слу-

жебном, так как в этом случае прекращается подпитка тормозных цилиндров ввиду полной разрядки тормозной магистрали. Однако наполнение тормозных цилиндров до ^цтах при экстренном

торможении происходит быстрее [4].

Наиболее важными при оценке тепловой напряженности фрикционного узла будут условия, при которых развивается его наибольшая нагрузка. В то же время при увеличении силы нажатия колодок уменьшается тормозной путь и время действия тормозной силы. Очевидно, что более напряженный тепловой режим фрикционного узла будет у вагона с максимальной загрузкой при максимальном давлении в тормозных цилиндрах. Таким образом, расчет тепловой напряженности следует вести:

- для нормальных условий торможения, которые имеют место в подавляющем большинстве случаев;

- для торможения с максимальной скорости при максимальной загрузке вагона на крутых затяжных спусках (экстремальный режим).

В данной статье рассчитывается тепловая нагруженность по первому варианту.

При действии тормоза реализуется удельная тормозная сила Ьт (^) (рис. 1). Она зависит от нескольких факторов - осевой нагрузки, силы нажатия тормозных колодок, коэффициента трения.

600 Н/т 400 300 200 100

1 -- 2

3 N

А

/

60 Н/т 40 30 20 10

0 3 6 9 12

15 ♦ г

18 21 24 c 300

Рис. 1. Удельная тормозная сила Ьт (/) при запуске тормоза и основное сопротивление wо движению

грузового вагона: 1 - груженый режим воздухораспределителя; 2 - средний режим; 3 - основное сопротивление

В момент времени г при одностороннем нажатии тормозных колодок [2]

Ьт (Г) =

103 К (Г) Фк (Г) пк

(1)

где К (^) - сила нажатия колодки при запуске тормоза в зависимости от давления в тор-

Ь

т

о

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

мозных цилиндрах и осевой нагрузки, кН;

фк (V) - коэффициент трения колодки при торможении на скорости V(7) в момент времени /;

ик - число колодок на оси колесной пары;

до - осевая нагрузка, т.

В процессе торможения постоянными остаются величины до и ик. Сила нажатия К (1) изменяется в период повышения давления в тормозных цилиндрах от 0 до максимума.

Работа тормоза грузового вагона, оснащенного воздухораспределителем № 483, в процессе запуска характеризуется сравнительно медленным наполнением тормозного цилиндра сжатым воздухом и соответствующим возрастанием силы нажатия тормозных колодок (рис. 2). Время повышения давления в тормозном цилиндре до рц = 0,34 МПа достигает 14-20 с при экстренном торможении и 16-22 с при полном служебном. Наполнение тормозных цилиндров в хвосте длин-носоставного поезда до максимального давления 0,34 МПа при экстренном торможении происходит за 27-30 с [1].

Можно предположить, что замедленное наполнение тормозных цилиндров обеспечивает более легкий тепловой режим фрикционного узла.

На рис. 2 приведен график изменения давления в тормозном цилиндре при запуске тормоза (наполнение тормозного цилиндра происходит в два этапа: а - скачок давления; б - замедленное наполнение до максимального давления).

0,07-0,08 МПа --

/

^ = V, - ^+1 = Сг (Ьт + ^о ± Ь ) ,

(2)

где С - замедление от единичной тормозной силы, равной 1 Н/т, с учетом инерции вращающихся масс. Для грузового груженого вагона принимают С = (0,94.. .0,95) х

х 103 м/с2;

^ - основное удельное сопротивление движению, Н/т;

Ь - удельная тормозная сила от уклона пути, Н/т.

Действительный тормозной путь за

время снижения скорости от v до v +1 на Ду составит

Д£д -0,5Ду)Д1. (3)

Тепловой режим в узле трения

Интенсивность тепловыделения во фрикционном узле (удельный тепловой поток) при одной колодке, действующей на колесо, пропорциональна работе трения [2, 3].

Ьт (1) № (1)

д(1 ) = -

103 Аа п

(4)

где д (?) - интенсивность тепловыделения, кН/мс или кВт/м2;

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

V (1) - скорость движения экипажа в момент времени /, м/с;

Аа1 - номинальная площадь контакта колодки и колеса (площадь трения колодки), м2 (рис. 3).

А-А

Рис. 2. Наполнение тормозного цилиндра при полном служебном и экстренном торможениях: 1 - на груженом режиме рцг = 0,40...0,45 МПа; 2 - на среднем режиме рцс = 0,28.0,34 МПа Процесс наполнения тормозных цилиндров в итоге определяет величину удельной тормозной силы Ьт, снижение скорости Ду и тормозной путь, проходимый за время Д/ ._

Рис. 3. Композиционная тормозная колодка

Можно полагать, что наиболее жесткие условия в зоне трения будут при установке максимальной величины давления при каждой загрузке вагона. Одновременно следует оценивать и время действия тормоза, которое будет изменяться при изменении силы нажатия тормозных колодок, величины загрузки вагона и длины тормозного пути, в свою очередь зависящей от величины уклона (спуска или подъема), на котором происходит торможение. Возможно следование поезда по затяжному спуску, когда тормоза работают длительное время в экстремальном режиме. Значительное влияние оказывают также погодные условия.

/

11

т

ш

В настоящее время максимальная скорость движения груженых грузовых вагонов на Белорусской ж. д. принята 90 км/ч. Именно такую величину расчетной скорости принимаем для оценки тепловой нагруженности тормоза в нормальных условиях. Действительная сила нажатия композиционных тормозных колодок грузового вагона на среднем режиме Кс = 18,1 кН, на груженом режиме К = 24,9 кН. Удельные давления на колодку на среднем режиме рс = 0,717 МПа, на груженом рг = 0,975 МПа [1].

Применяемые на грузовых вагонах тормоза отличаются протяженным периодом нарастания тормозной силы после приведения их в действие, когда происходит снижение скорости на 30 км/ч и более, а в зоне фрикционного контакта выделяется значительное количество тепла и происходит повышение температуры поверхностей трения колеса и тормозной колодки.

Изменение силы нажатия К тормозной колодки в период срабатывания тормозов при полном служебном и экстренном торможениях пропорционально удельной тормозной силе.

В начале торможения, когда элементы фрикционного узла прогреваются на небольшую глубину 2 «с \ 2, их можно моделировать полуограниченными (В теории теплопроводности тело считается полуограниченным, если толщина теплового слоя в теле значительно меньше его размера 2 =со ) телами 2(^12 • Индекс 1 относится к тормозной колодке, индекс 2 - к ободу колеса (бандажу).

При композиционных колодках в обод колеса направлено около 98 % общего теплового потока [2]. Пренебрегая теплоотдачей в атмосферу при запуске тормоза и полагая элементы фрикционной пары теплоизолированными с боковых сторон и стороны, противоположной нагреваемой, можно записать для полуограниченных тел:

Щ2 ')

дz^

= 0,

1,2

(5)

Продолжительность действия теплового потока при торможении характеризуется безразмерным числом Фурье

ро = = (6)

к рСк

где а - коэффициент температуропроводности материала колодки или колеса, м 2/с,

к (7)

а =

С

где &12 - температура тормозной колодки или

бандажа колеса.

Температурный режим предельно изношенного колеса с минимальной толщиной обода к = 25 мм будет более напряженным, чем для полномерных колес с к2 = 82.. .70 мм, однако в начальный период температура поверхности бандажа будет одинаковой для изношенных и полномерных колес.

X - коэффициент теплопроводности, Вт/мград;

¿т - время торможения, с; к - толщина нагреваемого элемента: к1 - колодки, к2 - колес, м; р - плотность материала, кг/м3; С - удельная теплоемкость материала, Дж/(кгград).

В отличие от конвекции перенос тепла осуществляется без макроскопических движений в теле.

При малых числах Фурье ¥о < 0,01 теплоотдача с бандажа и тыловой поверхности колодки практически отсутствует, что характерно для композиционных колодок, имеющих низкую теплопроводность - до X = 0,8 Вт/мград. Особенно это проявляется в процессе запуска тормоза.

В начале торможения теплоотдачей можно пренебречь, так как в этом случае в атмосферу с бандажа передается менее 5 % общего количества тепла даже при ¥о « 10 [6].

Рассмотрим тепловые потоки, возникающие при торможении во фрикционном узле. В колодку

направлен поток q1 (^), в бандаж колеса - q2 (?).

q (* )=q, (*)+q2 (*), (8)

где q (^) - общая тепловая производительность фрикционного узла.

Тепловой поток ^ (?) уменьшается за счет тепла, уходящего в атмосферу с поверхности колеса q3 (^).

Время торможения г грузового вагона в нормальных условиях не превышает 1-1,5 мин., а при запуске тормоза - 0,5 мин., поэтому можно

предположить, что тепловой поток ^ (^), направленный в окружающую среду при запуске тормоза, будет несущественным, однако его величина может возрастать, например в зимних условиях.

Кроме того, при установке воздухораспределителя на средний режим тепловая нагружен-ность фрикционного узла будет меньше, чем при груженом режиме, хотя увеличивается продолжи-

тельность нагрева, и время действия теплового потока д3 (1) будет возрастать.

Величину каждого теплового потока можно установить следующим образом:

дг (1 ) = ар д (1), (9)

4г (t) = (l - ар ) q (t),

(10)

(11)

дз (1 ) = а'(1 ( 0,1 )-Зс ],

где а - часть теплового потока, направленная в

колодку (коэффициент распределения тепловых потоков);

а'(1) - коэффициент теплоотдачи, Вт/м 3град; 32 (0, г) - температура поверхности катания колеса в момент времени /, град; - температура окружающей среды.

В условиях запуска тормоза значением д3 (1) пренебрегаем, что увеличивает расчетную тепловую нагруженность бандажа на 1-2 %.

Для расчета коэффициента распределения тепловых потоков а в полуограниченных телах можно применить формулу [3]

КвзУ ^1р1

а„ =-

(12)

V — а1

К вз = ~А~

Аа 2

а = const. В нашем случае, когда удельная тормозная сила в переходный период возрастает от 0 до max, при ^ = 0,8 Вт/мград значение ар « 0,0012, при A,i = 4,0 Вт/м град величина ар « 0,032.

Величина а зависит от характеристик материала тормозной колодки, в частности большое влияние оказывает коэффициент теплопроводности А,.

Температура бандажа

Нормальная нагрузка практически не влияет на распределение температуры по поверхности трения, вызывая лишь изменение её максимального значения [5].

Одномерный нагрев бандажа линейно возрастающим тепловым потоком q2 = kt моделируется краевой задачей

¡Щ

8t

- = a.

8 Ч 2 8z2

-8ЧМ=ll:

8^

8^2 (ю, t)

У (14)

8zn

= 0;

р Квз\/ + V Кс2р2

где К - коэффициент взаимного перекрытия (колодка - бандаж колеса); - коэффициенты теплопроводности материала колодки и колеса, Вт/мград. Для грузовых вагонов при одной тормозной колодке на колесо

А 1 - (13)

пи

где Аа1 - площадь трения колодки. Для композиционной колодки (см. рис. 3) Аа1 = = 0,0255 м2 (изношенной - 0,0288 м2); Аа2 - площадь дорожки трения на колесе, м2; /к - длина колодки, м; В - диаметр круга катания колеса, м. Значения величин, входящих в формулу (12), для композиционных колодок X = 0,8. .4,0 Вт/мград; X 2 = 43 Вт/мград; С1 = = 900 Дж/кгград; С2 = 481 Дж/кгград; р = = 2200 кг/м3; р2 = 7850 кг/м3.

В работе [3] показано, что для тормозного процесса с параметрами / < 100 с и ¥в < 0,5 величина ар практически не меняется, то есть

J

¿2 ,1 Мс, где а - коэффициент температуропроводности материала бандажа; к - угловой коэффициент зависимости

д2(1),

k = (1 - ар) ^;

(15)

д (?) - тепловой поток, создаваемый во фрикционном узле в заданном интервале вре-

мени ('(/+1) - и ).

Плотность теплового потока д2 (^), направленного в бандаж колеса (контртело) в заданном интервале, можно представить в виде алгебраической суммы

42 (t ) = (1 - ар)

4(t ^i)- Ь)

L

(16)

где 1 - время повышения давления в тормозном цилиДЦре до Рцтах ;

(^(г+1) — ) - продолжительность интервала, с.

ш

Уравнение •8Д-

8t

= a.

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

8 2Д2

2 Я 2 8z2

прогрев бандажа будет незначительным, поэтому

показывает изме-

ierfc-

нение температуры бандажа во времени при распределении её перпендикулярно к поверхности контакта с колодкой. Поскольку ширина колодки и обода различна, то имеют место тепловые краевые эффекты, занижающие температуру на границах фрикционного контакта. Однако ближе к центру площади трения распределение температур соответствует выбранной модели.

Параметры, относящиеся к фрикционному элементу (колодке), имеют индекс 1, к нагреваемой поверхности - индекс 2.

За время одного оборота колеса ?об = —,

о ю

секунд, в колесо направлено следующее количество тепла:

nKJa2t

Л .

Температура на поверхности трения (поверхность катания колеса) в этом случае (рис. 4)

103 пкq2 (г)Квз

Д ( 0, t ) = Д +-

a2L , (23)

71

Q2 = 42 (t) Aal — , Ю

i2 = 42 ) Aa1 , (17)

где ю - угловая скорость вращения колеса, об/с,

ю=-

п

30t.

(18)

об

2п

За это же время to6 = — колесо теряет с до-

о ю

рожки трения за счет конвективного теплообмена с окружающей средой количество теплоты

Q2 = a'(t) [^2 (0, t) - Д ] (Aa2 - Ал ) ^, (19)

Площадь дорожки трения на колесе (поверхности бандажа) можно выразить формулой:

Aa2 = 2nRb, где R - радиус колеса, м; b - ширина колодки, м. Таким образом, в колесо за один оборот поступит следующее количество теплоты

Q = {42 (t) Ad - a' (t) [[ (0, t) - 5c ] (Aa2 - Aa!)}^ . (20)

2n

Поделив обе части уравнения (20) на —А2,

ю

получим среднее значение плотности теплового потока, поступающего в колесо при одной тормозной колодке:

4" (t) = 42 (t) Квз - a' (t) [ Д (0, t) - Д ] (1 - КВз) .(21) Решение краевой задачи (14) дает следующее температурное поле [3]:

!03 Пк 42 (t) Кв

где П - число колодок, действующих на колесо; q2 (г) - тепловой поток в обод колеса в момент

времени г, кН/м с; Зс - температура окружающей среды (температура колеса перед торможением), принимаем Зс = 0 °С. За время переходного периода гп при повышении силы нажатия тормозных колодок от 0 до К = 24,5 кН в поверхностном тепловом слое толщиной 5 температура существенно отличается от начальной температуры Зс, и приращение температуры на границе теплового слоя г = 5 (^) пренебрежимо мало по сравнению с повышением температуры на поверхности трения.

Толщина теплового слоя может быть определена по формуле [2]

5 (^ ) = 3,2^/0^. (24)

Разбиваем время повышения тормозной силы = 30 с на интервалы продолжительностью по 3 с (рис. 4).

30 25 20 15 10 5

АД

1 \

2

0 3 6 9 12

15 18 —► t

21 24 c 30

Д ( z 2, t ) = Д +-

а2- ierfc-

a2t

; ,(22)

где ^ - глубина прогрева колеса (расчетная).

В процессе повышения давления в тормозном цилиндре и силы нажатия тормозных колодок

Рис. 4. Повышение температуры поверхности бандажа при запуске тормоза: 1 - груженый режим воздухораспределителя; 2 - средний режим

Полагаем, что в каждом интервале изменение теплового потока q(г) происходит по линейному закону. Сила нажатия тормозных колодок Кнг в каждом интервале остается постоянной.

z

2

Для расчетов температурного поля в теле бандажа по краевой задаче (14) можно воспользоваться формулой (22), а расчет температуры поверхности бандажа в начальном периоде торможения 0 - 1 проведём, используя точное решение теории теплопроводности для полуограниченного тела по формуле (23). В начальном процессе повышения давления в ТЦ и силы нажатия колодок прогрев колеса будет незначительным, и Ео2 будет значительно меньше 0,5.

Заключение

Математическая модель для определения плотности теплового потока учитывает, что имеет место нелинейное возрастание теплового потока д (1) от нуля до максимума при наполнении тормозных цилиндров сжатым воздухом.

Полученные приращения температур Д$2 бандажа колесной пары от действия элементарных тепловых потоков суммируются. Нагрев колеса

при среднем режиме воздухораспределителя будет

значительно меньше, чем при груженом режиме.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Технические требования к тормозному оборудованию грузовых вагонов постройки заводов РФ. Типовой расчет тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов. М : МПС РФ, 1996. 76 с.

2. Галай Э. И. Повышение эффективности электропневматических тормозов поезда. Гомель : БелГУТ, 2002. 182 с.

3. Балакин В. А., Галай Э. И. Тепловой режим фрикционного тормоза электропоезда при скоростном регулировании силы нажатия колодок // Трение и износ. 1997. Т. 18. № 5. С. 636-642.

4. Казаринов В. М., Карвацкий Б. Л. Расчет и исследование автотормозов. М. : Трансжелдориздат, 1961. 231 с.

5. Богданович П. Н., Прушак В. Я. Трение и износ в машинах Минск : Выш. шк., 1999. 314 с.

6. Чичинадзе А. В. Расчет и исследование внешнего трения. М : Наука, 1967. 35 с.

УДК 005.336.2:656.2, 331.36:656.2 Анчутина Анна Александровна,

инженер службы организации и оплаты труда, Восточно-Сибирская дирекция инфраструктуры,

тел. 8(3952) 64-54-29, e-mail: [email protected] Асалханова Татьяна Николаевна, к. э. н., начальник сектора поддержки программ автоматизации и анализа, Восточно-Сибирская дирекция инфраструктуры, тел. 8(3952)64-55-89, e-mail: [email protected]

ПОДДЕРЖАНИЕ КОМПЕТЕНЦИЙ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО ОРГАНИЗАЦИИ, НОРМИРОВАНИЮ И ОПЛАТЕ ТРУДА РАБОТНИКОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

A. A. Anchutina, T. N. Asalhanova

THE MAINTENANCE OF COMPETENCY OF SPECIALISTS OF ORGANIZATION, REGULATION AND WAGES OF RAILWAY WORKERS

Аннотация. Рассмотрены некоторые квалификационные требования и компетенции инженера по организации и н ор-мированию труда работников железнодорожного транспорта холдинга ОАО «РЖД». Реализация Стратегии по развитию кадрового потенциала холдинга подразумевает не только обучение, повышение квалификации работников компании, но и поддержание имеющихся компетенций на уровне, который соответствует деятельности холдинга, состоянию экономики, современным направлениям менеджмента. Учитывая сложность профессиональной деятельности этой категории специалистов, участие их во всех бизнес-процессах холдинга, обучение других работников структурных подразделений, быстроменяющиеся законодательные и нормативные акты, автоматизацию их деятельности, инженерам по организации и нормированию труда необходимо постоянно поддерживать свой уровень компетенций. Систематизация квалификационных знаний и компетенций инженера по организации и нормированию труда, использование современных подходов оценки персонала позволили разработать методику и систему тестирования данной категории работников. Разработанная система тестирования вошла в автоматизированную систему знаний по организации, нормированию и оплате труда Восточно -Сибирской дирекции инфраструктуры. Эти системы позволят специалистам проверить свои квалификационные знания, уровень компетенций, обновить знания, поделить своим опытом с другими специалистами.

Ключевые слова: квалификация, компетенции, оценка компетенций, организация, нормирование и оплата труда, инженер по организации и нормированию труда, железнодорожный транспорт, система тестирования.

Abstract. Some qualifications and competences of engineers on organization and regulation of labor of employees of railway transport of «Russian Railways» holding company are discusses. Implementation of the Strategy on development ofpersonnel potential of the holding includes not only training, improvement ofprofessional skills of the company employees, but also the maintenance of existing competences at the level that corresponds to the activities of the holding, the state of the economy, modern trends of management. Taking into account the complexity of the professional activities of this category of specialists, their participation in all business processes of the holding, training of other employees of the structural units, rapidly changing laws and regulations, the automation of their activities, the engineers on the organization and standardization work have to maintain constantly their level of competence. Systematiza-tion of the qualification of knowledge and competence of engineers on organization and regulation of labor and modern approaches to the assessment of the personnel allowed to develop a methodology and system testing this for category of workers. The developed test

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.