авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Совершенствование технологической готовности производства при ремонте электровозов новых серий

-- [ Страница 2 ] --

где 1 и 2 – приведенные радиусы кривизны зубьев соответственно шестерни и
зубчатого колеса в точке их контакта.

На работу зубчатой передачи может существенно повлиять качество сборки колесно-моторных блоков. В случае свеса ведущих шестерен относительно ведомых колес зубчатой передачи, перекоса осей ТЭД и колесной пары или иных нарушений в сопряжении зубчатой передачи, когда зубья будут контактировать только частью своей рабочей поверхности, удельные давления на поверхности контакта увеличиваются. Выполненные расчеты показали, что, например, при скорости электровоза 80 км/ч контактные напряжения в зубчатом зацеплении тягового редуктора возрастают в 1,9 раза.

По кривой усталости (рис. 2) предел выносливости для материала зубчатых
колес -1 = 370 МПа = 37,7 кгс/мм2 при числе циклов нагружения NПР. Число NПР
соответствует перелому кривой усталости и определяется по средней твердости поверхностей зубьев NПР = 26,43·106.

Количество циклов NРАСЧ соответствует количеству ударов (числу рельсовых стыков) за период межремонтного пробега электровоза до текущего ремонта ТР-3. При длине рельса 25 м NРАСЧ = 24·106. При скорости 80 км/ч во время прохождения электровозом рельсового зазора величиной 18 мм контактные напряжения в зубчатом зацеплении достигают 39 кгс/мм2, что больше предела выносливости для материала зубчатых колес, а при количестве циклов нагружения, соответствующем NРАСЧ, высока вероятность появления остаточных деформаций, трещин и даже хрупкого разрушения зубьев тягового редуктора.

Работоспособность колесно-моторных блоков электровозов во многом определяется качеством выполнения технологических операций при их ремонте.

В третьем разделе приведены результаты математического моделирования, позволяющие выполнять расчеты динамических сил, действующих на опоры полого вала в системе тягового привода третьего класса при рабочих скоростях движения электровоза.

На рис. 3 представлена кинематическая схема крепления полого вала, где А и B – точки крепления
полого вала к колесу и к опоре подшипников; С и D – точки крепления кронштейна к опоре подшипников и к раме тележки.

Во время движения электровоза появляется рассогласование соосности полого вала и оси колесной пары: тяги эластичных муфт получают линейные и угловые перемещения за счет относительных перемещений тележки и колесной пары.

Центр тяжести колесной пары совершает вертикальные перемещения по гармоническому закону (рис. 4):

(10)

где НН – высота неровности пути; – скорость движения локомотива; LН – длина неровности пути.

Относительные перемещения центра тяжести колеса и центра тяжести тележки представляются дифференциальным уравнением:

(11)

где Z – отклонения центра тяжести тележки относительно положения статического равновесия; m – масса обрессоренных частей локомотива на одно колесо; Ж – жесткость пружины рессор буксовой ступени подвешивания; – коэффициент демпфирования буксовой ступени подвешивания.

Вынужденные колебания механической системы изменяются по закону:

(12)

где – фаза колебаний.

При << LВ можно принять (рис. 5), где LВ – длина полого вала.

Тогда поворот полого вала относительно центра тяжести в горизонтальной плоскости совершается по закону:

(13)

Для малых углов поворота гироскопический момент m0ГИР=L0В=JК.П В,

где L0 J = JК.П – главный момент количества движения гироскопа; J – момент инерции относительно оси вращения.

Так как полый вал совершает вращательные движения с угловой скоростью равной угловой скорости колесной пары , а его ось вращается вокруг своего центра тяжести с угловой скоростью

, (14)

то на опоры полого вала будут действовать гироскопические силы (рис. 6):

. (15)

Выполненные расчеты показали (рис. 7), что гироскопические силы возрастают с ростом скорости движения и при увеличении высоты и уменьшении длины неровности верхнего строения пути.

Действие гироскопических сил неблагоприятно сказывается на работе колесно-моторного блока, так как эти силы имеют циклический характер.

 Зависимости NГИР от скорости-33

Рис. 7. Зависимости NГИР от скорости движения электровоза

при разных значениях длины и высоты неровностей

Центровка полого вала относительно оси колесной пары определяется контролем размеров Д1, Д2 и Е1, Е2 в двух диаметрально противоположных отверстиях колеса с использованием центровочного валика (рис. 8). После окончательной сборки, центровки и регулировки допускаются разности размеров Х =| Д1 – Д2| и
Z =|Е1 – Е2| не более 2 мм, причем Е1 должно быть меньше Е2.

При передаче вращения от тягового электродвигателя на колесную пару в местах крепления полого вала к опоре подшипников и к колесу возникают крутящие моменты М = ЖУГЛ LВ и
радиальные силы R = ЖУГЛ (рис. 9),

где ЖУГЛ – угловая жесткость сайлентблоков.

Суммарная сила F, действующая на опоры вала (рис.10),

где

(16)

а б

Рис. 10. Схемы расчета сил, действующих на опоры вала

Так как и

то

(17)

Расчеты суммарной силы при различных соотношениях Х и Z показали, что с увеличением их значений суммарная сила существенно возрастает. Если при Х = 0 и Z = 1 мм F =5,5 кН, то при Х = 3 мм и Z = 3 мм F = 23,2 кН.

Таким образом при рассогласовании соосности полого вала и оси колесной пары значение суммарной силы возрастает, что отрицательно сказывается на работе резиновых элементов, тяг и цапф опор полого вала и может привести к их деформации.

В четвертом разделе представлены технологические и технические разработки по совершенствованию и созданию нестандартного оборудования для оснащения технологических процессов и повышения качества ремонта колесно-моторных блоков электровозов.

Приведенные выше результаты исследований подтверждают необходимость совершенствования производственных процессов, повышения уровня механизации и качества выполнения технологических операций для снижения негативного влияния условий эксплуатации на работоспособность и ресурс КМБ. При ремонте устанавливаются особые требования по точности сопряжения, контролю параметров отклонений и взаимного расположения сборочных единиц, деталей и узлов для обеспечения качества функционирования колесно-моторных блоков, что во многом определяется применением в ремонтных локомотивных депо прогрессивных технологий и современного оборудования.

В целях технологического оснащения и повышения качества ремонта усовершенствован комплект нестандартного оборудования и техническая документация для неплановых, текущих объема ТР-3 и средних СР ремонтов КМБ с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей.

При проектировании технологической позиции ремонта КМБ для обеспечения гарантированного съема шестерни с вала якоря ТЭД выполнены расчеты усилия распрессовки и давления масла в гидросистеме. Экспериментальным методом отработаны режимы движения технологической тележки для гарантированного съема и посадки колесной пары и моторно-осевых подшипников. Автоматизирован процесс подачи КМБ в рабочие зоны технологической позиции для повышения точности позиционирования его деталей и узлов и обеспечения качества выполнения технологических операций. На технологической позиции ремонта колесно-моторных блоков с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей (рис. 11) выполняются разборка и сборка КМБ.

Рис. 11. Технологическая позиция ремонта колесно-моторного блока: 1 – стационарная стойка портального типа; 2 – гайковерт; 3 – съемник букс моторно-осевых подшипников; 4 – вертикальные направляющие; 5 – траверса гайковерта; 6 – гидроцилиндр;
7 – подвеска с направляющими; 8 – захваты букс моторно-осевых подшипников;
9 – гидравлические домкраты; 10 – колесная пара; 11 – рельсовой путь;
12 – накопитель; 13 – технологическая тележка; 14 – колесно-моторный блок;
15 – гидроцилиндр; 16 – гидросъемник малых шестерен

Применение усовершенствованного технологического оборудования позволяет механизировать и повысить качество выполнения ремонтных операций, сократить время простоя в ремонте, высвободить часть ремонтного персонала в депо. Данное оборудование в 2009 г. заняло первое место по уровню механизации и производительности выполнения ремонтных операций в объявленном старшим вице-президентом ОАО «РЖД» В. А. Гапановичем конкурсе по разработке, изготовлению и внедрению нестандартного оборудования технологического участка выкатки, разборки и сборки колесно-моторных блоков локомотивов и рекомендовано приемочной комиссией ОАО «РЖД» для технологического оснащения ремонта КМБ электровозов ВЛ10, ВЛ80, ВЛ85, а также новых серий 2ЭС5К и 2ЭС4К. Позиция внедрена и эксплуатируется в ремонтном локомотивном депо Московка Западно-Сибирской дирекции по ремонту тягового подвижного состава (рис. 12). На технические разработки по данной позиции получено положительное решение ФГУ ФИПС о выдаче патента на полезную модель.

Рис. 12. Технологическая позиция ремонт колесно-моторных блоков в ТЧр Московка

Для обеспечения технологического оснащения и повышения качества ремонта новых электровозов с тяговым приводом третьего класса разработано нестандартное оборудование технологической позиции разборки-сборки колесно-моторных блоков (рис. 13).

Рис. 13. Технологическая позиция разборки-сборки колесно-моторного блока:
1 – подвижная портальная металлоконструкция; 2 – платформы; 3 – две П-образные балки; 4 – консольная балка; 5 – электрическая таль; 6 – пневматический гайковерт;
7 – пневматический съемник; 8 – гидравлические домкраты; 9 – колесная пара;
10 – рельсовой путь; 11 – накопитель; 12 – технологическая тележка; 13 – стенд-кантователь; 14 – колесно-моторный блок; 15 – приводной гидроцилиндр; 16 – фиксирующие упоры; 17 – тяга; 18 – кронштейн

На позиции выполняются разборка и сборка КМБ с центровкой полого вала относительно оси колесной пары и прокруткой КМБ после сборки.

Разработанные технические и технологические решения по нестандартному оборудованию технологической позиции разборки-сборки КМБ электровоза ЭП2К приняты к использованию в ремонтном локомотивном депо Барабинск Западно-Сибирской дирекции по ремонту тягового подвижного состава.

Применение технологической позиции ремонта КМБ электровозов с тяговым приводом третьего класса позволяет механизировать и повысить качество выполнения ремонтных операций, и обеспечить технологическое оснащение локомотивных депо, производящих ремонт электровозов ЭП2К.

В пятом разделе проведена оценка экономической эффективности применения разработанного нестандартного оборудования для ремонта колесно-моторных блоков электровозов. Расчетный экономический эффект от внедрения технологической позиции ремонта колесно-моторных блоков с опорно-осевым подвешиванием тягового электродвигателя на годовую программу текущего ремонта ТР-3 120 электровозов составляет 590 тыс. р. со сроком окупаемости 5,69 года. Внедрение технологической позиции разборки-сборки КМБ электровозов ЭП2К с тяговым приводом третьего класса при программе ремонта 50 электровозов обеспечит годовой экономический эффект в размере 484 тыс. р. Срок окупаемости составит 5,76 года.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате проведенных исследований выполнены научно обоснованные технические и технологические разработки, направленные на совершенствование технологической готовности производства при ремонте электровозов новых серий. Разработанные технологические процессы и нестандартное оборудование для ремонта КМБ позволяют механизировать выполнение технологических операций и повысить их качество, сократить время простоя в ремонте и оптимизировать процесс ремонта. Таким образом, за счет совершенствования технологии ремонта обеспечиваются работоспособность и ресурс колесно-моторных блоков электровозов новых серий.

Основные научные и практические результаты диссертационной работы
состоят в следующем

1. Получены математические модели, позволяющие оценить влияние технологических параметров на контактные напряжения в зубчатом зацеплении тягового редуктора колесно-моторного блока с опорно-осевым подвешиванием тягового электродвигателя, возникающие от импульсного воздействия при прохождении электровозом рельсового стыка.

2. Разработаны математические модели для расчета гироскопических сил, обусловленных неровностями верхнего строения пути, и суммарной динамической силы, возникающей при рассогласовании соосности полого вала и оси колесной пары, действующих на опоры полого вала в системе тягового привода третьего класса при рабочих скоростях движения электровоза.

3. Выполнен качественный и количественный анализ влияния технологических параметров на работоспособность колесно-моторных блоков электровозов новых серий. Установлено, что контактные напряжения в зубчатом зацеплении тягового редуктора колесно-моторного блока с опорно-осевым подвешиванием тягового электродвигателя, возникающие при прохождении электровозом рельсового стыка, в основном определяются качеством выполнения сборочных операций при ремонте КМБ. В системе тягового привода третьего класса действующие на опоры полого вала гироскопические силы возрастают с ростом скорости движения и при увеличении высоты и уменьшении длины неровности верхнего строения пути, при рассогласовании соосности полого вала и оси колесной пары суммарная динамическая сила увеличивается пропорционально рассогласованию. При рассогласовании в 3 мм сила возрастает в пять раз. Результаты анализа использованы при усовершенствовании и разработке нестандартного технологического оборудования для технологического оснащения ремонтных локомотивных депо.

4. Усовершенствован комплект нестандартного оборудования технологической позиции ремонта колесно-моторных блоков с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей, применение которого позволяет механизировать трудоемкие операции при ремонте КМБ, повысить качество выполнения ремонтных операций, сократить время простоя в ремонте. На технические решения по нестандартному оборудованию получено положительное решение ФГУ ФИПС о выдаче патента на полезную модель. Комиссия ОАО «РЖД», проводившая приемочные испытания, рекомендовала данное оборудование для применения при ремонте новых электровозов серий 2ЭС4К и 2ЭС5К.

5. Разработана техническая документация для производственного процесса разборки-сборки колесно-моторных блоков при неплановых, текущем ТР-3 и среднем ремонтах, позволяющая обеспечивать соблюдение нормативных сроков ремонтных операций и выпуск из ремонта электровозов согласно программному заданию, оптимизировать технологический процесс ремонта.

6. Усовершенствованный комплект нестандартного оборудования технологической позиции ремонта колесно-моторных блоков и техническая документация внедрены в технологические процессы неплановых, текущего ТР-3 и среднего СР ремонтов электровозов в ремонтном локомотивном депо Московка Западно-Сибирской дирекции по ремонту тягового подвижного состава – структурного подразделения Дирекции по ремонту тягового подвижного состава – филиала ОАО «РЖД». Расчетный годовой экономический эффект от внедрения этих разработок составляет 590 тыс. р. при программе ремонта 960 КМБ в год.

7. Разработано нестандартное оборудование технологической позиции разборки-сборки колесно-моторных блоков электровозов с тяговым приводом третьего класса, применение которого позволяет механизировать выполнение ремонтных операций и повысить их качество, обеспечить технологическое оснащение локомотивных депо, производящих ремонт новых электровозов ЭП2К.

8. Разработанные технические и технологические решения по нестандартному оборудованию технологической позиции разборки-сборки колесно-моторных блоков электровозов с тяговым приводом третьего класса приняты к использованию в ремонтном локомотивном депо Барабинск Западно-Сибирской дирекции по ремонту тягового подвижного состава. Расчетный экономический эффект от использования этой разработки составляет 484 тыс. р. в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Термодинамические процессы в тяговом электродвигателе / С. Г. Шантаренко, Е. В. Пономарев и др. // Вестник Ростовского гос. ун-та путей сообщения: Науч.-техн. журнал / Ростовский гос. ун-т путей сообщения. Ростов-на-Дону, 2011. № 1. С. 67 – 72.

2. Пономарев Е. В. Конструктивные особенности электровозов новых серий и проблемы организации их ремонта / Е. В. Пономарев, Д. Ю. Белан, А. А. Лаптев // Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта: Сб. науч. ст. молодых ученых и аспирантов университета / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2009. Вып. 10. C. 81 – 94.

3. Инновационные разработки для ремонта колесно-моторных блоков электровозов / С. Г. Шантаренко, Е. В. Пономарев и др. // Локомотив-информ. 2010.
№ 11. С. 43 – 45.

4. Пономарев Е. В. Анализ неисправностей механического оборудования электровоза ЭП 1 / Е. В. Пономарев, Д. Н. Кравченко // Проблемы развития железнодорожного транспорта: Материалы науч.-практ. конф. / Иркутский гос. ун-т путей сообщения. Красноярск, 2010. С. 136 – 140.

5. Пономарев Е. В. Анализ конструкции и технического состояния механической части электровозов ЭП2К в э

Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.