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 ||

Выбор параметров рессорного подвешивания трамвайного вагона

-- [ Страница 2 ] --

Параметры жесткости , и постоянные демпфирования , определены таким образом, чтобы относительная погрешность значений общей жесткости и коэффициента демпфирования, найденных экспериментальным и расчетным способами, находилась в определенных пределах. Для достижения заданных пределов относительной погрешности использовался метод итераций.

Внешние возмущения, действующие на трамвайный вагон в результате взаимодействия колес с рельсами, задавались как вертикальные и поперечные неровности пути, определенные с помощью геодезической съемки.

С использованием разработанной математической модели были проведены теоретические исследования динамической нагруженности трамвайного вагона. Исследования были разбиты на два этапа.

На первом этапе исследований была определена жесткость рессорного подвешивания исходя из условия обеспечения минимального уровня ускорений при сравнительно не большом прогибе.

В результате были определены рациональные параметры жесткости рессорного подвешивания: горизонтальная 0,5 МН/м, вертикальная 0,8 МН/м.

На втором этапе были определены параметры гидравлического гасителя колебаний при движении порожнего, полузагруженного и полностью загруженного трамвайного вагона в прямых и кривых участках пути при различных скоростях движения. В исследованиях оценивались вертикальные и поперечные ускорения кузова при изменении скорости движения, угла наклона и параметра сопротивления гидравлических гасителей колебаний.

Анализу подвергались полученные в ходе исследований осциллограммы из предположения, что процессы изменения динамических характеристик при движении вагона подчинены нормальному закону распределения для каждой скорости и при различных величинах параметра сопротивления гидравлического гасителя колебаний (ГГК) вычислялись максимальные значение ускорений кузова и перемещений надрессорной балки.

Анализ полученных результатов позволил сделать вывод о том, что для обеспечения минимальной динамической нагруженности трамвайного вагона при движении в прямой и кривой с различными скоростями и загрузкой салона, является целесообразным, использование величины угла наклона и параметра сопротивления ГГК, равными соответственно 66 ° и 80 кНс/м.

С использованием разработанной модели движения трамвая была исследована продольная динамика вагона. При этом тяговый и тормозной моменты прикладывались к осям колесных пар каждой тележки, а реактивный момент прикладывался к поперечным (моторным) балкам. Максимально допустимые ускорение (аx, уск. = 1,4 м/с2) и замедление (аx, зам. = 2,4 м/с2) при разгоне и торможении трамвая принимались в соответствии с нормами.

Результаты исследований показали, что при максимально допустимых ускорениях и замедлениях трамвайного вагона, перемещения надрессорной балки в продольном и вертикальном направлениях не превышают установленных пределов.

С использованием разработанной модели были проведены исследования динамической нагруженности трамвая со стандартными и предлагаемыми параметрами рессорного подвешивания. Исследовалось движение трамвайного вагона с различными скоростями на прямом и кривом (с минимальным радиусом R=20м.) участках пути. При исследованиях оценивались следующие динамические показатели: поперечные ускорения кузова, коэффициент вертикальной динамики, показатель устойчивости (рис. 6-8).

1 - стандартные, 2 – установленные в работе параметры рессорного подвешивания

Рис. 6. Коэффициент вертикальной динамики трамвая при движении

с различными скоростями в прямом участке пути

1 - стандартные, 2 – установленные в работе параметры рессорного подвешивания

Рис. 7. Поперечные ускорения кузова трамвая при движении с различными

скоростями в кривом участке пути R=20м

1 - стандартные, 2 – установленные в работе параметры рессорного подвешивания

Рис. 8. Показатель устойчивости трамвая при движении с различными

скоростями в прямом участке пути

В результате проведенных исследований были определены рациональные параметры упругих элементов (вертикальная и горизонтальная жесткости рессорного подвешивания, равные соответственно 0,8 МН/м и 0,5 МН/м) и демпфирующих устройств (угол наклона ГГК равный 66 ° и параметр сопротивления ГГК равный 80кНс/м), которые обеспечивают минимальную динамическую нагруженность трамвайного вагона при движении его с различными скоростями и загрузкой в прямых и кривых участках пути. Выявлено, что использование предлагаемых параметров рессорного подвешивания снижает динамическую нагруженность трамвайного вагона на 10-12%.

Для подтверждения результатов теоретических исследований динамической нагруженности трамвайного вагона в дальнейшем были проведены ходовые испытания.

Четвертая глава содержит результаты экспериментальных исследований показателей динамической нагруженности трамвайного вагона с геодезической съемкой пути, упруго-диссипативных характеристик резиновых амортизаторов входящих в конструкцию тележки. Кроме того, был определен ожидаемый экономический эффект от снижения динамической нагруженности трамвайного вагона.

В конструкцию тележки трамвайного вагона модели «Спектр» входит множество резиновых элементов, которые способствуют повыше­нию плавности хода вагона и улучшению комфортности перевозки пассажи­ров. При анализе динамической нагруженности трамвая возникают задачи по определению упруго-диссипативных характери­стик резиновых амортизаторов. Для этого были проведены испытания резиновых элементов при трех частотах нагружения с определением их силовых характе­ристик. Полученные в ходе эксперимента характеристики были использованы при разработке математической модели исследования динамики трамвайного вагона.

Для оценки адекватности разработанной математической модели движения трамвайного вагона по пути были проведены ходовые динамические испытания. Целью испытаний являлось исследование и оценка основных динамических параметров трамвайного вагона при движении его по характерным участкам трамвайной линии с изменяемой загрузкой и различными скоростями движения.

В качестве объекта испытаний принимается 4-осный трамвайный вагон модели 71-403, производимый на ФГУП «УралТрансМаш» в городе Екатеринбурге.

С целью определения возмущений от рельсового пути на трамвайный вагон была исследована его макро и микро геометрия на заданном участке, где проводились ходовые динамические испытания. В результате исследований были определены горизонтальные и поперечные неровности пути, а также продольный план и профиль. Полученные результаты были использованы при теоретических исследованиях динамической нагруженности трамвайного вагона.

В процессе ходовых динамических испытаний определялись следующие характеристики: динамический и статический прогибы рессорного подвешивания; вертикальные и горизонтальные ускорения кузова в зоне шкворневой балки; вертикальные и горизонтальные перемещения надрессорной балки второй по ходу тележки; скорость движения.

Для регистрации ускорений были использованы индуктивные датчики ускорений В12/200. Три датчика были размещены на шкворневой балке рамы трамвайного вагона, и один на продольной балке тележки. Для регистрации перемещений надрессорной балки были использованы тензометрические прогибомеры, размещенные на тележке трамвайного вагона. Скорость движения трамвая фиксировалась бесконтактным индуктивным датчиком ВБИ-М18-86У-2113-3, который был закреплен на раме тележки. Для регистрации измерений использовалась многоканальная, совместимая с персональным компьютером, измерительная электронная система Spider 8.

Эксперимент проводился на заранее выбранном участке трамвайных путей города Екатеринбурга челночными рейсами с различной скоростью движения, достигаемой конструкционной. Поездки проводились при трех режимами загрузки: порожний вагон, 50% загрузки (5,9т.) и 100% загрузки (11,8т.). Нагружение осуществлялось мешками с песком весом 350 Н каждый. При 50% загрузки вагона мешки с песком укладывались по 700 Н на каждое место для сидения, а оставшиеся раскладывались равномерно вдоль рядов сидений, имитируя стоящих пассажиров. При 100% загрузки трамвая мешки докладывались равномерно по площади пола.

По результатам ходовых динамических испытаний определены максимальные значения ускорений (вертикальные - 3,2м/с2, продольные - 1,2м/с2, поперечные - 1,9м/с2) и перемещений надрессорной балки (вертикальные - 24мм, продольные - 9мм, поперечные - 18мм). Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований показало, что расхождения между ними составили 14 – 16%.

Ожидаемый годовой экономический эффект от использования рекомендаций по снижению динамической нагруженности одного трамвайного вагона, составил 46272 руб.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Предложена методика прогнозирования динамической нагруженности трамвайного вагона при движении по прямым и кривым участкам пути с различными скоростями и при различной загрузке.

2. Разработана математическая модель, позволяющая исследовать кинематические и динамические характеристики движения трамвайного вагона по пути при различных режимах.

3. Выполнен анализ конструкций рессорного подвешивания тележек трамвайных вагонов, позволивший выявить конструктивные особенности ходовых частей разных производителей и определить целесообразное сочетание элементов рессорного подвешивания.

4. Произведен анализ отказов основных узлов трамвайных вагонов, который позволил обоснованно выбрать в качестве объекта исследования центральное рессорное подвешивание трамвая. Установлено, что вероятность безотказной работы рессорного подвешивания трамвайного вагона в течение одного года составила 0,61, при нормируемой 0,92, что свидетельствует о его низкой надежности.

5. Определены вертикальная и горизонтальная жесткости рессорного подвешивания: равные соответственно 0,8 МН/м и 0,5 МН/м, угол наклона ГГК равный 66 ° и параметр сопротивления ГГК равный 80кНс/м, которые обеспечивают минимальную динамическую нагруженность трамвайного вагона. Выявлено, что использование установленных параметров рессорного подвешивания снижает динамическую нагруженность трамвайного вагона на 10-12%.

6. Определены упругие и демпфирующие параметры резиновых амортизаторов тележки трамвайного вагона, а так же макро и микро геометрия трамвайного пути, которые были использованы при разработке математической модели движения трамвайного вагона.

7. Проведены ходовые испытания, по результатам которых определены максимальные значения ускорений (вертикальные - 3,2м/с2, продольные - 1,2м/с2, поперечные - 1,9м/с2) и перемещений надрессорной балки (вертикальные - 24мм, продольные - 9мм, поперечные - 18мм). Установлено, что расхождение результатов теоретических и экспериментальных исследований динамики трамвайного вагона составило 14 - 16%.

8. Определен годовой ожидаемый экономический эффект от использования рекомендаций по снижению динамической нагруженности одного трамвайного вагона, который составил 46272 руб.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Красниченко А.А. Динамическая нагруженность трамвайного вагона [Текст] // Транспорт Урала. – Екатеринбург: УрГУПС, 2009. - №1 (20). – С. 43-46 - входит в перечень ВАК.

2. Бачурин Н.С., Красниченко А.А., Иванов Н.Л. Методика оценки показателей надежности трамвайного вагона [Текст] // Транспорт Урала. – Екатеринбург: УрГУПС, 2009. - №1 (20). – С.36 - 40 - входит в перечень ВАК.

3. Красниченко А.А. Методика определения упруго-диссипативных характеристик резиновых амортизаторов рельсового подвижного состава [Текст] // Молодые ученые транспорту: Труды научно-технической конференции. – Екатеринбург, 2007. – С.44-51

4. Иванов Н.Л., Красниченко А.А. Анализ конструкций и неисправностей трамвайных вагонов [Текст] // Молодые ученые транспорту: Труды научно-технической конференции.- Екатеринбург, 2007. – С.35-44

5. Бачурин Н.С., Красниченко А.А., Анализ динамической нагруженности трамвайного вагона [Текст] // Безопасность движения, совершенствование конструкций вагонов и ресурсосберегающих технологий в вагонном хозяйстве. – Екатеринбург: УрГУПС, 2007. – С.62-68

6. Бачурин Н.С., Красниченко А.А., Методика стендовых испытаний резиновых амортизаторов рельсового подвижного состава [Текст] // Современное состояние и инновации транспортного комплекса. Том II. – Пермь: ПГТУ, 2008. С.146-149

КРАСНИЧЕНКО АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ

ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА

05.22.07 – Подвижной состав железных дорог,

тяга поездов и электрификация

620034, г. Екатеринбург, ул. Колмогорова 66

Издательство УрГУПС

Бумага офисная №1 Подписано к печати 24.04.2009 Усл. печ. л. 1,4

Тираж 100 экз. Формат бумаги 60х84 1/16 Заказ №130



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.