Спосіб визначення ресурсу роботи вузла ходової частини залізничного транспортного засобу

Спосіб визначення ресурсу роботи вузла ходової частини залізничного транспортного засобу, який полягає в тому, що випробуваний вузол навантажують циклічними навантаженнями і задають частоту циклів та величини навантажень, який відрізняється тим, що частоту циклів навантаження задають еквівалентною експлуатаційній, а величини навантажень - рівними експлуатаційним, при цьому пробіговий ресурс визначають за формулою: , _ Мц-У " 3600-nn-ve де Nq - число циклів навантаження випробовуваного об'єкта на стенді, отримане вимірюванням; v e , - еквівалентна частота навантажень, що задається на стенді в межах працездатності найбільш слабкої ланки випробовуваного об'єкта, Гц; V - швидкість руху локомотива, що задається як V = f ( v e ) , км/год; Корисна модель відноситься до області залізничного транспорту і може бути використана при визначенні ресурсу роботи вузлів ходової частини залізничного транспортного засобу. Найбільш близьким по технічній суті і досягаемому результату є спосіб для визначення ресурсу роботи вузла ходової частини транспортного засобу на динамічному стенді, який полягає в тім, що випробовуваний вузол навантажують циклічними навантаженнями з середньомісячними показниками, що відповідає пробігу певного екіпажа на ділянці експлуатації при середньомісячній частоті циклів навантаження див. [«Тепловоз 2ТЕ116 - опорно-повертаючі пристрої - програма випробувань №»ТЕ116.00.00.000 ПМ68», Ворошиловград, 1975р.] (прототип). Недоліком відомого способу є недостатня точність визначення ресурсу роботи вузла випробовуваного об'єкта, неможливість відтворити реальну циклічність навантаження тому, що цикли задають на підставі середніх показників, неможливість відтворити реальну сукупність навантажень, що діють на вузол в умовах експлуатації залежно від профілю колії на ділянці обертання. Слід також зазначити, що для визначення ресурсу роботи вузла відомий спосіб вимагає тривалого часу роботи динамічного стенда тому, що для того, щоб випробовуваний вузол одержав середньомісячне навантаження, у результаті додатка середньомісячних показників циклічності навантаження, що відповідає середньомісячному пробіговому ресурсу вантажного тепловоза (12000км), розглянутий спосіб повинен включати 220 годин випробувань вузла на стенді (близько 10 діб безперервної роботи стенда). В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення точності результатів досліджень і скорочення часу випробувань вузла на стенді шляхом того, що випробуваний вузол навантажують циклічними навантаженнями і задають частоту циклів та величини навантажень. Поставлена задача досягається тим, що в способі визначення ресурсу роботи вузла ходової частини залізничного транспортного засобу, який полягає в тому, що випробуваний вузол навантажують циклічними навантаженнями і задають частоту циклів та величини навантажень, згідно корисної моделі при випробуваннях частоту циклів навантаження на випробуваний вузол задають П п - параметр профілю колії, що задається як П п = f(V). (О о О) 7069 еквівалентною експлуатаційній, а величини навантажень - рівними експлуатаційним, пробіговий ресурс при цьому визначають за формулою І_п = У , де N.. - число циклів навантац 3600 n n v 3 ження випробуваного об'єкта на стенді; V швидкість руху локомотива на ділянці обертання, км/год, що визначається як V=f(v3), П п - параметр профілю колії на ділянці обігу локомотива, що визначається як П п =f(V); v3 - частота навантаження випробовуваного об'єкта, що задається на стенді, Гц. За допомогою даного способу можна одержувати точний ресурс роботи вузла ходової частини залізничного транспортного засобу за досить короткий період часу випробувань його на стенді. Формула отримана з умови еквівалентності циклів навантаження об'єкта на стенді та в умовах експлуатації. Суть корисної моделі пояснюється ілюстративним матеріалом, де на фіг. 1. зображено стенд для реалізації запропонованого способу визначення ресурсу роботи вузла ходової частини, наприклад, сполучення кузова з візками локомотива; на фіг. 2 зображена залежність температури нагрівання гумових амортизаторів від частоти навантаження (що імітує виляння екіпажа), отримана при випробуванні гумометалевих опор на стенді; на фіг. З - залежність частоти виляння екіпажа від швидкості руху, отримана при ходових випробуваннях локомотивів див. (В. Н. Іванов. Конструкція і динаміка тепловозів. М. «Транспорт», 1977, с 306-308); на фіг. 4 -залежність швидкості руху локомотива від параметра профілю колії, отримана при обробці даних передбачуваного полігона експлуатації локомотива. У заявленому матеріалі використаний полігон експлуатації ст. Старобільськ - Должанська Донецької залізн., довжиною 200 км; на фіг. 5 - залежність амплітуди навантаження від параметра профілю колії, отримана експериментальним шляхом при ходових випробуваннях; на фіг. 6 - залежність моменту опору повороту візка щодо кузова від кутових переміщень візка, наприклад, тепловозів 2ТЕ116 і 2ТЕ121, обладнаних комбінованими опорами з гумометалевими амортизаторами; на фіг. 7 - залежність зношування елементів опорно-повертаючого пристрою екіпажа від пробігового ресурсу, отримана в стендових та експлуатаційних умовах. Для завдання на стенді відповідних експлуатаційних навантажень скористаємося залежностями, зображеними на фіг. 2-6. Стенд (фіг. 1) містить механізм вертикального навантаження 1, верхню рухому раму 2, що імітує кузов, нижню рухому раму 3, що імітує візок, між верхньою рамою 2 і нижньою рамою 3 розташований випробуваний вузол - сполучення кузова локомотива з візком, що містить опору 4 і шкворневий вузол 5, до рам 2 і 3 підключені механізми кутових переміщень 6 і поперечних переміщень 7 відповідно, до рами 2 також підключений механізм вертикального навантаження 1. Спосіб здійснюється на динамічному стенді для дослідження сполучення кузова залізничного екіпажа з візком (фіг. 1). п Випробуваний вузол ходової частини - сполучення кузова з візками транспортного засобу, наприклад, тепловоза 2ТЕ116, що складається з гумометалевих опор у комплекті з опорою кочення 4 і шкворневим вузлом 5, встановлюють на динамічний стенд між верхньою рамою 2, що імітує кузов, і нижньою рамою 3, що імітує візок екіпажа, і навантажують необхідним вертикальним навантаженням за допомогою механізму вертикального навантаження 1. Через верхню рухому раму 2 за допомогою механізму кутових переміщень 6 до випробуваного вузла прикладають кутові переміщення. Через нижню рухому раму 3 за допомогою механізму поперечних переміщень 7 до випробуваного вузла прикладають поперечні переміщення. Величини навантажень, що прикладаються, і режими навантажень випробовуваного вузла відповідають експлуатаційним. Горизонтально-поперечне навантаження в умовах експлуатації залежить від величини амплітуди взаємних переміщень кузова і візка. Через механізм вертикального навантаження 1 до випробуваного вузла прикладають вертикальне навантаження рівне 110 кН, що відповідає навантаженню, переданому від кузова на одну опору. З умов обмеження максимальної температури нагрівання (не більше 60°С) гуми в елементах випробовуваного вузла та відповідності її експлуатаційним значенням задають частоту циклічного кутового навантаження із графіка фіг. 2. У прикладі частота обрана 1 Гц. Отже, механізму поперечних переміщень 7 надають частоту навантаження рівну 1 Гц. По заданій частоті навантаження (1 Гц) із залежності на графіку фіг. З визначають швидкість руху екіпажа, що для даного приклада становить 67 км/год. Із залежності на графіку фіг. 4 визначають параметр профілю колії, що для швидкості руху екіпажа 67 км/год дорівнює 0.055. Із залежності на графіку фіг. 5 задають необхідну амплітуду кутових переміщень, що для параметра 0.055 дорівнює 29 мм. Отже, механізму кутових переміщень 6 надають амплітуду навантажень рівну 29 мм. По заданій кутовій амплітуді (29 мм) із залежності на графіку фіг. 6 визначають момент опору повороту, що дорівнює 18750 Нм. Отже, механізм поперечних переміщень 7 навантажують навантаженням в 18750 Н м За час роботи вузла на стенді тривалістю 328 годин із частотою в 1 Гц. число циклів склало 1.19 106. Далі підставляють вищенаведені (у прикладі) значення у формулу NUV 1.19-10 6 -67 " 3600 n n v 3 3600 0.055-1 і одержують значення пробігового стенді. Після закінчення випробувань на проведений мікрометраж основних елементів сполучення. Отримані дані ресурсу на стенді був тертьових по зношу 7069 ванню на стенді й дані по зношуванню в експлуатації нанесені на графік (фіг 7) Порівнюючи дані по спрацюванню отримані на стенді і в умовах експлуатації (див фіг 7) можна відзначити збіг результатів Використання запропонованого способу визначення ресурсу вузла ходової частини транспортного засобу на динамічному стенді дозволить ПІДВИЩИТИ точність визначення пробігового ресурсу з урахуванням профілю шляху на ДІЛЯНЦІ експлуатації залізн екіпажів Крім того запропонований спосіб дозволить відтворювати реальну сукупність навантажень, що діють на елементи вузла ходової частини, а також значно зменшити час проведення випробувань ^ — - ' / \ І 0 025 050 075 Іі„ Фіг. 4 А, м« Фіг 1 60 т°с 40 / 60 20 40 V 01 І 2 Фіг 2 /А, Фіг 5 f Гц Ч її м ' 1 Tr 1 20000 35000 19000 sooo Фіг З L ! / \ /і 1 1 16 32 Фіг 6 4S 64 А чм 7069 5. м.ч І .P 0.04 i .. — - = 240 320 4 1,год x Фіг. 7 Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601