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:   || 2 | 3 |

Совершенствование работы сортировочной станции за счёт уменьшения коммерческих браков из-за нарушения креплений грузов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

РЫКОВ АНДРЕЙ ЛЕОНИДОВИЧ

Совершенствование работы СОРТИРОВОЧНой

СТАНЦИИ ЗА СЧЁТ УМЕНЬШЕНИЯ КОММЕРЧЕСКИХ

БРАКОВ ИЗ-ЗА НАРУШЕНИЯ КРЕПЛЕНИЙ ГРУЗОВ

Специальность 05.22.08 – Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

ЕКАТЕРИНБУРГ - 2007

Работа выполнена на кафедре «Управление эксплуатационной работой» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Уральский государственный университет путей сообщения” (УрГУПС)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Туранов Хабибулла Туранович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Николашин Владимир Михайлович

кандидат технических наук, профессор

Вальт Эрвин Брунович

Ведущее предприятие: Российский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи Министерства путей сообщения Российской Федерации (ВНИИАС МПС России)

Защита диссертации состоится “___”_________ 2007 г. в на

заседании диссертационного совета Д 218.013.01 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Уральский государственный университет путей сообщения” по адресу:

620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова, 66, ауд. 283.

Fax: 8 (343) 358 55 91

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного университета путей сообщения.

Автореферат диссертации разослан “___”_________ 2007 г.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, заверенный печатью организации, просим направить в адрес ученого совета Университета.

Ученый секретарь

диссертационного совета Асадченко В.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Современные условия эксплуатации железных дорог характеризуются высокой степенью износа локомотивного и вагонного парка. В предыдущие годы в недостаточной степени осуществлялся текущий и капитальный ремонты железнодорожных путей. В результате более остро стоит проблема надёжного крепления грузов на открытом подвижном составе, т.к. возрастают колебательные движения вагонов. Количество вагонов с нарушениями требований технических условий размещения и крепления грузов в вагонах ежегодно увеличивается, и в 2006 г составило 832 вагона. Наблюдается рост случаев расстройства креплений груза на открытом подвижном составе в пути следования при отсутствии нарушений правил погрузки, в 2006 г произошло 1579 таких случаев.

Нарушения креплений груза ухудшают технологические параметры работы сортировочной станции, затрудняют процесс расформирования и формирования составов, требуется дополнительная маневровая работа.

Корректный расчет уменьшения перерабатывающей способности сортировочной станции, увеличения времени нахождения вагонов в парках, межоперационных простоев, производительное использование локомотивов и путей и ухудшения других технологических параметров из-за такого рода коммерческих браков имеет большое значение, так как это отражается на стратегии развития железнодорожной инфраструктуры и техническом нормировании на железнодорожном транспорте.

В действующих правилах расчета не достаточно отражены сложные случаи, такие, как перевозка тяжеловесных грузов со смещенным центром тяжести. При этом необходимо учитывать одновременное действие продольных, поперечных и вертикальных сил, особенно при движении в кривой и «галопировании» вагона из-за неровностей пути.

Таким образом, задачи исследования важны для теории и практики и актуальны.

Цель исследования. Целью исследования являются:

– анализ характера и частоты появления коммерческих браков из-за нарушения крепления груза и связанного с этим ухудшения работы сортировочных станций;

– разработка методики оценки влияния выявленных на сортировочной станции коммерческих браков на технологические параметры её работы;

– выбор наиболее опасных для технологии перевозок и наиболее сложных для расчёта вариантов крепления груза;

– разработка методики расчёта способа крепления для выбранного варианта, полагая, что для менее сложных случаев методику можно применять с введением упрощающих предположений.

В соответствии с поставленной в диссертации целью сформулированы следующие задачи:

1) выбрать метод расчёта технологических параметров железнодорожных станций для оценки влияния коммерческих браков на показатели их работы;

2) разработать методику построения имитационных моделей сортировочных станций, ориентированных на оценку эффективности работы по снижению числа коммерческих браков;

3) разработать методику работы с алгоритмом имитационного моделирования и провести вычислительные эксперименты с целью оценки влияния на показатели работы станции коммерческих браков вследствие нарушения крепления груза;

4) рассчитать реакцию комплектов пружин тележек вагона при его растущих вертикальных колебаниях для сложного случая размещения груза с боковым смещением центра тяжести, при движении по прямому участку пути;

5) построить математическую модель крепления груза для выбранного варианта, которая позволит рассчитать перемещение груза и натяжения в креплениях при одновременном действии продольных, вертикальных и поперечных сил при движении в прямых и кривых участках. Провести на модели комплекс расчётов.

Объект исследования. Груз, закреплённый на открытом подвижном составе с гибкими элементами креплений. Технология работы сортировочной станции.

Предмет исследования. Влияние коммерческих браков из-за нарушения креплений грузов на технологические параметры работы сортировочных станций. Нагруженность комплектов пружин тележек вагона в механической системе «груз-рама вагона-надрессорная балка-комплект пружин», усилия в гибких элементах крепления груза со смещённым поперек вагона центром тяжести в механической системе «путь-вагон- груз-крепление».

Методика исследования. Для оценки влияния коммерческих браков на показатели работы сортировочных станций применялись методы имитационного моделирования, математического программирования и системного подхода.

Аналитическое исследование по определению реакции комплектов пружин тележек при смещении центра тяжести груза поперёк вагона выполнены с использованием теоремы Вариньона и понятия центра масс механической системы «грузрама вагонанадрессорная балка–комплект пружин». Аналитические исследования по определению перемещений и натяжений в гибких упругих элементах креплений груза базируются на основных положениях теоретической механики, сопротивления материалов. Вычислительные эксперименты реализованы в среде MathCAD с широким использованием метода итераций.

На защиту выносится: методика расчета влияния коммерческих браков на технологические параметры сортировочных станций на основе имитационного моделирования;

математическая модель крепления груза с поперечным смещением центра тяжести при одновременном действии вертикальных, продольных и поперечных сил, позволяющая рассчитать усилия в креплениях и возможные смещения груза в прямых и кривых участках пути;

методика расчёта с помощью предложенной модели натяжений в креплениях для различных случаев совместного действия сил и для разных участков пути, позволяющая выбрать необходимый вариант крепления.

Научная новизна. Научная новизна диссертации состоит в разработке методики оценки влияния коммерческих браков на технологические параметры работы сортировочных станций, дальнейшем развитии основ теории размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе. В том числе получены следующие результаты:

1) предложен метод расчёта технологических параметров железнодорожных станций для корректной оценки влияния коммерческих браков на показатели их работы;

2) разработана методика построения имитационных моделей сортировочных станций, ориентированных на оценку эффективности работы по снижению числа коммерческих браков;

3) предложена методика работы с алгоритмом имитационного моделирования, проведения экспериментов и анализа результатов с целью оценки влияния на показатели работы станции числа коммерческих браков;

4) выведены аналитические формулы для определения реакции комплектов пружин тележек при несимметричном размещении груза;

5) построена математическая модель креплений размещенного со смещением тяжеловесного груза при одновременном действии продольных, поперечных и вертикальных сил и в результате решения статически неопределимой задачи предложен способ определения перемещения груза и натяжения креплений при движении подвижного состава по кривому участку пути.

Практическая ценность. Практическую ценность представляют:

1) методика оценки влияния коммерческих браков на показатели работы сортировочной станции;

2) составленные программы расчёта перемещений и натяжений гибких упругих элементов креплений груза при несимметричном размещении центра масс поперёк вагона, на которые получены 4 Свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (№ 2006612668 от 28.07.06, №2006613665 от 20.10.2006, №2006613890 от 13.11.2006, № 2007613925 от 13.09.2007). Программы в последующем могут быть использованы грузоотправителями при разработке непредусмотренного техническими условиями (НТУ) способа размещения и крепления груза на вагоне;

3) рекомендации о внесении корректив в таблицу 11 ТУ в части смещения общего центра тяжести груза.

Эффект от снижения коммерческих браков при совершенствовании крепления грузов будет значительным за счёт повышения безопасности движения, снижения непроизводительной маневровой работы, сокращения межоперационных простоев и увеличения маневренности станции в целом.

Реализация результатов работы. Разработанные практические рекомендации приняты к использованию Службой коммерческой работы в сфере грузовых перевозок Южно-Уральской железной дороги филиала ОАО «Российские железные дороги» для проверки разработанных грузоотправителями способов размещения и крепления грузов на открытом подвижном составе. Разработанная методика расчёта креплений грузов реализована в виде 2-х пакетов программ для ПК. Программы и имитационная модель работы сортировочной станции используются в научных исследованиях и учебном процессе кафедр «Управление эксплуатационной работой» и «Станции, узлы и грузовая работа» УрГУПС. Программы могут быть использованы при совершенствовании технологии перевозочного процесса созданием нормативноправовой базы, относящейся к разработке новых технических условий размещения и крепления груза.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Шестой научн. практич. конф. «Безопасность движения поездов» (Москва: МИИТ, 2005 г.), на VII междунар. научн. - конф. «Кибернетика и технологии XXI века» (Воронеж: ВГТУ, 2006 г.), на Междунар. научн. практич. конф. «Наука, техника, высшее образование: проблемы и тенденции развития» (г. Поречь, Хорватия, 2006), Седьмой научн. практич. конф. «Безопасность движения поездов» (Москва: МИИТ, 2006 г.), на Междунар. научн. практич. конф. «Наука, инновация и образование: актуальные проблемы развития транспортного комплекса России)» (Екатеринбург: УрГУПС, 2006 г.) и на объединенном научном семинаре кафедр «Станции, узлы и грузовая работа», «Управление эксплуатационной работы» (Екатеринбург: УрГУПС, 2007 г.)

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 18 научных работах в виде статей (из них 11 статей написаны в соавторстве) и материалов конференции регионального и международного уровней.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами в каждой из них, общих выводов и рекомендации, библиографического списка, включающего 135 наименований, 187 страниц текста, 21 рисунка, 13 таблиц, трех приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы и общую характеристику работы.

В первой главе диссертации выполнен анализ положения с обеспечением безопасности движения в хозяйстве коммерческой работы в сфере грузовых перевозок (на примере Свердловской железной дороги). Характерным браком при перевозке машин, оборудования и железобетонных изделий является растяжение и разрыв растяжек и, как правило, продольный сдвиг, как всего груза, так и отдельных единиц погрузки.

Обобщая результаты анализа расстройства крепления грузов, можно отметить, что нарушения крепления грузов по ТУ и неточность методики п.10.5.3 главы 1 ТУ, связанная с раздельным вычислением усилий в растяжках от действия продольных и поперечных сил инерции, сочетается с человеческими факторами. Это приводит к расстройству размещения и крепления в пути следования и является причиной несохранной перевозки грузов, которые могут привести к угрозе безопасности движения поездов. Безопасная и сохранная перевозка грузов в пути следования может быть достигнута разработкой более точных и совершенных методик расчёта креплений грузов.

Крепления грузов в вагоне с использованием действующей методики расчёта крепления грузов (ТУ) изучены в работах докторов технических наук А.Д. Малова, В.К. Бешкето, П.С. Анисимова, Львова А.А., кандидатов технических наук Г.П. Ефимова, В.И. Шинкаренко и других, а с использованием усовершенствованной методики расчёта крепления грузов изучены в работах докторов технических наук В.Б. Зылева и Х.Т. Туранова, проф. В.А. Болотина, кандидатов технических наук Д.Ю. Королевой, М.В. Корнеева, Н.В. Власовой, О.Ю. Чуйковой, Е.Н. Тимухиной и других.

В диссертации обоснована необходимость и актуальность совершенствования методики расчёта натяжений в гибких элементах креплений при перевозке тяжёловесного груза со смещением центра тяжести поперек вагона при воздействии продольных, поперечных и вертикальных сил при движении поезда по кривому участку пути.

Во второй главе приводится анализ существующих методов расчёта технических и технологических параметров железнодорожных станций. Нарушения креплений груза, обнаруженные на станции, влияют не столько на безопасность движения и маневровую работу, сколько ухудшают технологические параметры работы сортировочных станций.

Проблемами расчёта технических и технологических параметров станций занимались учёные С.В.Земблинов, К.К.Таль, И.Г.Тихомиров, П.С. Грунтов, Н.И.Федотов, Н.Н.Шабалин, И.Б.Сотников, В.А.Персианов, Н.С.Усков, П.А.Козлов и др.

Анализ показал, что большинство известных методов расчёта тех или иных параметров сортировочных станций не соответствуют поставленной в исследовании задаче, ибо они не могут одновременно отобразить все важные аспекты технологии.

Для оценки влияния коммерческих браков на показатели работы сортировочных станций, таких как их перерабатывающая способность, полный и расчленённый простой вагонов, степень полезного использования локомотивов и путей, рекомендуется имитационное моделирование. Имитационная модель хорошо отображает соответствие технологии и схемы путевого развития, взаимодействие случайных процессов, влияние диспетчерского управления и выдает исчерпывающий набор результатов для анализа.

В третьей главе изложены результаты аналитических исследований по установлению допустимого значения (ограничения) смещения общего центра тяжести груза поперёк вагона, которое должно быть определено исходя из условия обеспечение минимальной перегруженности комплектов пружин тележек от среднего значения реакции этих пружин. При этом вагон с грузом движется по прямому участку пути с установленной скоростью.

Считая раму вагона, как абсолютно твердое тело (т. е. неизгибаемой), и пренебрегая ее поворотом за счёт горизонтальной деформации комплектов пружин, требуется установить ограничения на значения смещения общего центра тяжести тяжеловесного груза поперёк вагона [уМ] по критерию вертикальной динамики вагона. Для решения задачи воспользовались теоремой о равнодействующей плоской системы сил и понятием центра тяжести механической системы «грузрама вагонанадрессорная балка-комплект пружин», поскольку устойчивость вагона определяется положением центра тяжести системы ЦМс, а не груза ЦТогр. Начало координат О считали, совпадающим с центром пересечения осей симметрии вагона, т. е. в центре пола вагона. Ось Ох направили вдоль вагона, Оу поперёк вагона, Оz так, как показана на рис. 1. Пусть общий центр тяжести груза ЦТогр имеет координаты и . Силы упругости комплектов пружин тележек в виде реакции связей , , и определили для случая, когда общий центр тяжести системы «грузрама вагонанадрессорная балка-комплект пружин» имеет координаты и (которые на рис. 1 не показаны), а общий центр тяжести груза ЦТогр смещён поперёк вагона на величину . Общий вес груза (для штучных грузов вес груза) c учётом вертикальной переносной силы инерции , учитывающей ускоренность вертикального движения любой точки рамы вагона из-за волны неровности пути, равен .

 Динамическая модель рамы вагона с-14

Рис. 1. Динамическая модель рамы вагона с комплектами пружин тележек:

1 рама вагона; 2 и 3 надрессорные балки; 4 - 7 комплекты пружин

Вес механической системы «грузрама вагонанадрессорная балка-комплект пружин»: , где вес рамы вагона; вес надрессорной балки; и вертикальные переносные силы инерции соответственно рамы вагона и надрессорной балки. Здесь знак + соответствует случаю, когда вертикальное переносное ускорение направлено вверх, а знак соответствует случаю, когда вертикальное переносное ускорение направлено вниз.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 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.