Докладчик:

1. Тема доклада на ОПЖТ в г.Курск на ПО «ВАГОНМАШ»: Версия 1.2«Модернизация тележек семейства мод.18-100 для перевода грузовых вагонов на увеличенный межремонтный пробег 250 и 320 тыс.км после плановых видов ремонта» Докладчик: Заведующий кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ), д.т.н., профессор ПЕТРОВ Геннадий Иванович

2. Экономический эффект от увеличения межремонтного пробега с 160тыс.км до 250 тыс. км составляет более 1млрд.руб. в год (для парка вагонов 200тыс.ед.) • Расчет минимального экономического эффекта от увеличения межремонтного пробега с 160 до 250 тыс. км парка вагонов (для 200 тыс.ед.) может составить более 1000 млн. руб. в год. • Этот экономический эффект основан на уменьшении количества проведенных в течение срока службы плановых ремонтов, потерь от изъятия из эксплуатации, расходов на подачу-уборку, доставку от станции выгрузки до станции ремонта.

3. Объект модернизации - тележка мод.18-100. Это не фототележки, а её базовая компьютерная 3D-модель, созданная для вычислительной среды «УМ» и «ДИОНиС»

4. Компьютерные модели разных типов вагонов из моделей тележки 18-100 используются для исследований причин схода и обоснования влияния отступлений в содержании ходовых частей и пути при расследовании нарушений безопасности движения и крушений, а также обоснования норм содержания.

5. Компьютерная 3D-модели других тележек, например,тележки мод.18-578

6. Модернизация буксовых узлов Типовая полубукса – адаптер для кассетных подшипников Типовой буксовый узел с кассетными подшипниками

7. Вариант адаптера МИИТ с опорнымии упорными поверхностями цилиндрической формы Адаптер с измененной схемой передачи нагрузки на опорную и упорную часть по R

8. Графики распределения радиальных сил на ролики в подшипниках при движении вагона по прямому участку пути Адаптер с измененной схемой передачи нагрузки Типовой буксовый узел

9. Графики распределения радиальных сил на ролики в подшипниках с внешней стороны радиуса кривого участка пути Адаптер с измененной схемой передачи нагрузки Типовой буксовый узел

10. Графики распределения радиальных сил на ролики в подшипниках с внутренней стороны радиуса кривого участка пути Адаптер с измененной схемой передачи нагрузки Типовой буксовый узел

11. Минимальная вероятность безотказной работы кассетного подшипника повышается на 550% (в 11раз)

12. Испытательная модельбуксового адаптера МИИТ с вибропоглотителем Адаптер кассетного подшипника в сочетании с износостойким поглотителем вибрации, выполненным в виде «Сэндвича» (металл-эластомер-металл)

13. Fтр с сfan x x0 k d x1 Схема моделирования полимерного элемента поглотителя вибраций с – жесткость последовательного упругого элемена; сfan– жесткость рессоры фанчера; d - диссипация последовательного элемента; Fтр– сила трения; k - коэффициент нелинейности.

14. Диаграмма деформирования полимера ТПК-5 (эксперимент на стенде МИИТа)

15. Диаграмма деформирования полимера (компьютерное моделирование) – полное совпадение с экспериментом

16. Зависимость динамической силы от деформацииприпринятых рациональных свойствах эластомера: µ=0.8, cfan=c=9 МН/м, k=-6*10-e12 Н/м3, d=4500 Н с/м.

17. Результаты сравнительного тестового моделирования движения нефтебензиновых цистерн по скоростному полигону показали преимущество использования вибропоглотителя МИИТ вместо изнашиваемых прокладок по проекту М1698 ПКБ ЦВ • Преимущества доказаны и обоснованы: • Улучшения по коэффициентам запаса устойчивости колеса не менее 10-30%, • по забегу боковин не менее 20-50%, • по боковым силам не менее 10-22%, • по износам колеса не менее 20-21%, • по износам буксового проема на 50-83% в порожнем и на 87% в груженом режимах, • по коэффициентам вертикальной динамики колеса на 36%

18. Уменьшение вибраций и износа в модернизируемой тележке по сравнению с обычной тележкой-эталоном (компьютерные испытания под нефтебензиновой цистерной)

19. Снижение показателей динамических качеств и износа по сравнению с типовой буксой

20. Усредненные значения показателей динамических качеств и износа по сравнению с типовой буксой

21. Определение износов основных элементов тележки – буксовый проем, клинья, планки, подпятник. Методика прогнозирования износа и определения межремонтного пробега: • для количественной оценки прогноза интенсивности износа принята модель Арчарда, основана на гипотезе о линейной зависимости между объемным износом Vи работой сил трения AF. • Расчеты проводились при движении вагона на прямом участке и крутых, обычных и пологих круговых и переходных кривых участках пути. • Многовариантный расчет содержит четыре семейства A={A1, A2, A3, A4}. Где, A1– движение в прямой, A2, A3, A4 – движение в кривой R = 350, 650, 1000м. • Для каждого семейства многовариантного расчета вводятся безразмерные весовые коэффициенты, определяющие долю кривых и прямых участков на исследуемом участке железной дороги, для которой прогнозируется износ. • Весовой коэффициент αi– это коэффициент, определяющий долю того или иного типа участка пути, долю скоростей, на исследуемом участке дороги, общей протяженностью 218 км. Участок имеет равнинный профиль пути. • Для каждого участка пути рассчитывается работа сил трения для каждой пары трения Afijk,объемный износ Vijk в м3 и усредненный удельный объёмный износ VSijk, приходящегося на один метр пути семейства Ai и скорости vijk

22. Основная часть распределения работы сил трения 83% приходиться на вертикальные поверхности фрикционных клиньев

23. Распределение объемного износа узлов трения, приходящегося на 1 м пути

24. Улучшение показателей износа Гарантированное уменьшение износа фрикционных узлов и колесных пар модернизированной тележки с кассетными подшипниками, в %:

25. Обоснование межремонтного пробега с учетом весов скоростей, типов участка и загруженности вагона по износу колеса составляет 75% для варианта №3 с износостойким вибропоглотителем и 27% для варианта №2 с адаптером МИИТ: • Сейчас базовая величина межремонтного пробега вагонов (без установки износостойких элементов в тележку) установлена в 110000км (вариант №1), а с установкой износостойких элементов в узлы трения тележки по проекту М1698 ПКБ ЦВ - 160000км (150000км); • При модернизации по варианту №2 (адаптер МИИТ) с учетом увеличения пробега на 27% вероятная величина межремонтного пробега составит 139700км и 203200км, соответственно; • при модернизации по варианту №3 (износостойкий вибропоглотитель) с учетом увеличения пробега на 75% составит 192500км и 280000км, соответственно; • при выполнении одновременной модернизации по вариантам №2 (27%) и №3 (75%) суммарное увеличение пробега составит 102%, то вероятная величина гарантированного межремонтного пробега составит 224440км и 326400км, соответственно. • Таким образом, нужна одновременная модернизация с установкой адаптера МИИТ и вибропоглотителя в буксовый узел, но лучше во узлы узлы трения – подвижная планка, под колпак скользуна, пятниковая чаша, опоры на пружины.

26. Вариант установки износостойкого сменного вибропоглотителя в изнашиваемые узлы тележки: буксовый проем, подвижная фрикционная планка, опора пружин, колпак скользуна, пятниковая чаша, фрикционные клинья с ОПЗ (опытные МИИТ)

27. Спасибо за внимание!