Улучшение фрикционных характеристик пары трения колесо-рельс за счет воздействия на контакт электрического тока и магнитного поля
Диссертация
Проблемы, возникающие при эксплуатации подвижного состава железных дорог, всегда вызывали и вызывают интерес у трибологов и способствовали развитию науки о трении, износе и смазочном действии. Одной, из таких проблем является проблема сцепления колеса с рельсом. Практика показывает, что коэффициент сцепления колес подвижного состава с рельсами изменяется от 0,1 до 0,5. Это приводит… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ФРИКЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРЫ КОЛЕСО — РЕЛЬС
- 1. 1. Контактное взаимодействие твердых тел с учетом шероховатости
- 1. 2. Влияние электрического тока и магнитного поля на фрикционные характеристики
- ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
- 2. 1. Трибосистема и её характеристики
- 2. 2. Контактирование сферы с шероховатой поверхностью
- 2. 3. ' Динамика трибосистем
- Выводы
- ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ФРИКЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРЫ ТРЕНИЯ КОЛЕСО-РЕЛЬС
- 3. 1. Обоснование стендовых установок
- 3. 2. Методика проведения эксперимента
- 3. 3. Последовательность выполнения эксперимента
- 3. 4. Аппаратура и точность измерения рассматриваемых факторов и выходного параметра
- 3. 1. Обоснование стендовых установок
- 4. 2. Проверка адекватности модели
- 4. 3. Определение параметров сдвиговой прочности молекулярных связей, полученных на одношариковом трибометре
- 4. 4. Оценка фрикционных параметров с учетом влияния электромагнитных полей и наличия промежуточной среды
- 4. 5. Оценка зависимостей коэффициента трения от нагрузки, электрического тока и магнитного поля для разных условий состояния контакта
- 5. 1. Влияние температурных полей на трибологические показатели
- 5. 2. Экспериментальные исследования
- 5. 3. Анализ результатов экспериментальных исследований
- 5. 4. Изменение шероховатости при прохождении через площадь касания электрического тока и воздействии магнитного поля
Список литературы
- Андреев, А.В. Передача трением / А. В. Андреев. М.: Машиностроение, 1978.- 176 с.
- Ахматов, А.С. Молекулярная физика граничного трения/А.С. Ахматов. -М.:Физматгиз, 1963.-С.427.
- Баранов, Ю.В. Механизмы влияния электростатического поля на пласти-ф ческое деформирование металлических материалов/Ю.В. Баранов, И. Л. Батаров, A.M. Рощупкин // Проблемы машиностроения и надежности машин, 1993. -№ 6. С.60−70.
- Беклемишев, Н.Н. Влияние импульсного электромагнитного поля, на характеристики конструкционной прочности металлических материалов/Н.Н. Беклемишев, А. Н. Васютин, Ю. Л. Доронин // Проблемы машиностроения и надежности машин, 1990. № 2. — С.73−77.
- Балабеков, М.Т. Статистические электрические явления при трении ме-таллов/М.Т. Балабеков, Р. Джаббанов // Теория трения, износа и смазки. ф Ташкент, 1975. — Ч.З. — 121 с.
- Барский, М.Р. Экспериментальное исследование процессов боксования и юза тепловозов / М. Р. Барский, И. Н. Серединова // Проблемы повышения эффективности работы транспорта. М.: АН СССР, 1953. — вып. 1. — С.130−180.
- Бобровский, В.А. Влияние термоэлектрических токов на износ инструмента при резании металлов/ В. А. Бобровский // Электрические явления при резании и трении металлов. М, 1969. — С.7−26.
- Бобровский, В.А. Электродиффузионный износ инструмента/ В. А. Бобровский. Машиностроение, 1970. — 160 с.
- Боуден, Ф.П. Трение и смазка твердых тел/Ф.П. Боуден, Д. Тейбор. М, 1968. -Ч.П.- 542 с.
- Васильев, С.В. ЭДС при контактном взаимодействии тел в условиях ре-зания/С.В. Васильев // Трение и износ, 1983. Т.4. — № 4. — С.715−719.
- Верховский, А.В. Явление предварительных смещений при трогании с места катка/ А. В. Верховский, В. М. Аврамов // Изв. Томского ин-та им. Кирова, 1947.-Т.61,-вып. 1. С.53—54.
- Воробьёв, Д.В. О влиянии электрических и магнитных полей на трибо-логические характеристики пары колесо-рельс // Вестник БГТУ, 2004. № 2.-С. 52−57.
- Воробьёв, Д.В. Приближённая оценка параметров контактирования шара с шероховатой поверхностью // Вестник БГТУ, 2004. № 4. — С. 48−53.
- Воробьёв, Д. В. Тихомиров В.П. Ивахин А. И. Трибологические характеристики металлических пар при воздействии на контакт электрического и магнитного полей // Вестник БГТУ, 2005. -№ 2, — С. 33−36
- Воробьёв, Д.В. Моделирование сцепления колеса с рельсом при помощи одношарикового нового трибометра./ Д. В. Воробьёв, В.Д. Шаров// научный информационный сборник ВИНИТИ, РАН. Транспорт: Наука, техника управления. 2004. № 12.- С. 29−32.
- Галей, М.Т. Экспериментально-теоретические работы по изучению некоторых явлений при резании и трении/М.Т. Галей // Электрические явления при трении и резании металлов М, 1985. — 424 с.
- Гаркунов, Д.Н. Триботехника/Д.Н. Гаркунов. М.: Машиностроение.— 1985.-424 с.
- Голубенко, А.Л. Результаты экспериментальных исследований опытных образцов подрезиненного колеса/ А. Л. Голубенко, В. П. Ткаченко, В. П. Турчин // Ворошиловгр.: машиностр. Ин-т, Ворошиловград, 1988. 201 с.
- Голубенко, А.Л. Оптимизация параметров сопряжения кузова локомотива с тележками: тез. докл. Всесоюз. семинара-совещания по проблемам автоматизации в машиностроении/ А. Л. Голубенко, Андреев А. А. Харьков, 1982.-272 с.
- Голубенко, А.Л. Сцепление колеса с рельсом / А. Л. Голубенко. — Луганск: Изд-во В УГУ, 1999. 476 с.
- Горбунов, Н.И. Повышение тяговых качеств тепловозов за счёт совершенствования упругих связей тележек: АвтОреф. дис.. канд. техн. наук. Днепропетровск, 1978.- 19 с.
- Горденко, Н. Я. О влиянии электрического тока на износ при трении металлических тел/Н.Я. Горденко, С. Я. Горденко // Вестник машиностроения, 1952.-№ 7. 38 с.
- Горячева, И.Г. Механика фрикционного взаимодействия/И.Г. Горячева. -М.: Наука, 2001.- 238 с.
- Григорьев, Е.Т. Использование сцепного веса электровозов с наклонными тягами/ Е. Т. Григорьев, А. И. Кравченко // вести. Всесоюзн. н.-и. ин-та ж.-д. транспорта, 1958. № 8. — С.23−27.
- Гринвуд, Д.А. Упругий контакт шероховатых сфер/Д.А. Гринвуд, Д. Х. Трипп // Прикладная механика, 1967. Т.34. — № 4. — С.7−13.
- Демкин, Н.Б. Расчет характеристик контакта при малых нагрузках/ Фрикционный контакт при малых нагрузках/Н.Б. Демкин. Калинин.: Калининский политехи, ин-т, 1989.-С.4−7.
- Демкин, Н.Б. Исследование фрикционных характеристик металлокера-мических электрощеток при малых скоростях скольжения/Н.Б. Демкин, В. В. Измайлов, Т.И. Узикова// Трение и износ, 1980. -Т.1. -№ 3. С.410−416.
- Демкин, Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин/Н.Б. Демкин, Э. В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1981. — С.244.
- Дерягин, Б.В. Молекулярная теория скольжения / Б. В. Дерягин // Журнал физ. химии, 1934.-Т.5.-С.И65−1176.
- Дерягин, Б.В. Адгезия твердых тел/Б.В. Дерягин, Н. А. Кротова, В. П. Смилга. М. — 1973. — С.280.
- Дерягин, Б.В. Электроадгезионные явления при трении/Б.В. Дерягин, Ю. П. Топоров. TRIBOTEHNICА' 87 th 5а CONFERENCE OF FRICTION, LUBRICATION AND WEAR BUCURESTI, 24−26 Sept. 1987. C. l 1−12.
- Дубинин, А. Д. Энергетика трения и износа деталей машин/А.Д. Дубинин.-М. Киев, 1963.-С: 136.
- Дубров, Ю. С. Электрический износ режущих инструментов и влияние электрических явлений на чистоту обработки поверхности/Ю.С. Дубров, Г. С. Николаева // Электрические явления при трении и резании металлов. М, 1969.-С.56−69.
- Евстратов, А.С. Выбор тележек новых тепловозов / А. С. Евстратов // Динамика современных отечественных локомотивов. М.: ЦИНТИАМ, 1964. — С.5−27.
- Елбаев, Е.П. Пневмоподвешивание. эффективное средство повышения ходовых и тяговых качеств / Е. П. Елбаев // Создание и техническое обслуживание локомотивов большой мощности: тез. докл. Всесоюзн. науч. тех. конф., Ворошиловград, май 1985. — С.94.
- Иванов, Н.В. Повышение коэффициента использования сцепного веса тепловозов / В. Н. Иванов, А. И. Беляев // Вестн. Всесоюзн. н.-и. ин-та ж.-д. транспорта, 1979. № 7. — С. 13−17.
- Ивахин, А.И. Патент 2 231 209 РФ, М1ТК 7/42. Частотно-управляемый асинхронный электропривод/А.И. Ивахин, М. В. Загорский, А. В. Бичиков, Д. В. Воробьев. Опубл. 20.06.04. -Бюлл. № 17.
- Измайлов, В. В: Трибологические аспекты применения жидкометалли-ческой контактной среды в электрических контактах/В.В. Измайлов, А.А. Ми-тюрев//Трение и износ, 1995.-Т16, № 6.~С. 1133−1142.
- Исаев, И.П. Проблемы сцепления колёс локомотивов с рельсами / И. П. Исаев, Ю. М. Лужнов, М., Машиностроение, 1985. — С.238.
- Карасик, И.И. Оценка режима трения при несовершенной- смазке по статическим характеристикам электропроводности/И.И- Карасик, Н. П. Кукол // Трение и износ, 1981. Т. 2. — № 3. — С.451−458.
- Кирилов, Ю.Г. Катковым стенд для исследования натурных образцов ходовых частей локомотивов / Ю. Г. Кирилов, В, А. Слащев // Инф. Листок № 81−17. Ворошиловград: ЦНТИ, 1981.-4 с.
- Кишкин, G.T. Эффекты электрического и магнитного взаимодействия на ползучесть металлов и сплавов/С.Т. Кишкин, А. А. Клыпин. Доклады АН СССР, 1373. Т.211. -№ 2. — С.-325−327.
- Клыпин, А.А. О пластической деформации металлов при наличии электрического воздействия/А. А. Клыпин // Проблемы прочности, 1975. № 7. -С.20−25.
- Кончиц, В. В., Мешков В. В., Мьппкин Н. К. Триботехника электрических контактов/ В. В. Кончиц, В. В. Мешков, Н. К. Мышкин М., 1986. -256 с.
- Коробов, Ю.М. Влияние термоэлектрических явлений, возникающих при резании и износе инструмента/Ю.М. Коробов//Сталки и инструмент, 1968.- № 3. С. 16−20.
- Коробов, Ю.М. Электрический эффект при трении и резании металлов/ Ю. М. Коробов, Г. А. Прейс // Проблемы трения и изнашивания. Киев, 1975.- Вып. 7. С.3−6.
- Коршунов, Л.М., Влияние электролизации и малых постоянных токов на износ металлов при трении и скольжении/ Л. М. Коршунов, P.M. Минц // ФХММ, 1976.67. -Т.З. № 4. — С.17−20.
- Косиков, С.И. Фрикционные свойства железнодорожных рельсов/ С. И. Косиков. М.: Наука, 1967. — 112 с.
- Костецкий, Б.И. Электросопротивление поверхностных слоев металлов и механизм схватывания/ Б. И. Костецкий, О. Г. Шульга // Доклад АН СССР, 1969. Т. 188. -№ 1. — С.80−82.
- Кравченко, В.Я. Воздействие направленного потока электронов на движущиеся дислокации/ В. Я. Кравченко, // ЖЭТФ, 1966. — Т.51. Вып. — 6. с.
- Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ/И.В. Крагельский, М. Н. Добычин, B.C. Комбалов- М., 1977. 526 с.
- Крагельский, И.В. Узлы трения машин: Справочник/ И. В. Крагельский, Н. М. Михин М.: Машиностроение, 1984. — 280 с.
- Крагельский, И.В. Электрические явления при трении металлов в режиме избирательного переноса/ И. В. Крагельский, Н. К. Мышкин, Д. В. Орлов // Проблемы трения и изнашивания. Киев, 1976. — Т.9. — с.46−51.
- Кузнецов, В.Д. Физика твёрдого тела / В. Д. Кузнецов. Томск: Красное знамя. 1947. — Т.4 — 39 с.
- Лазарев, Г. Е. Особенности трения и изнашивания материалов в агрессивных средах/ Г. Е. Лазарев, Т. Л. Харламова, В. И. Верейкин // Трение и износ, 1981. Т. 11. — № 1. — С.43−52.
- Лебедев, Л.А. Об одном механизме электрического возбуждения твердых тел в условиях трения/Л.А. Лебедев // Электрические явления при трении резании и смазки твердых тел. М., 1973. — с.42 — 169.
- Левина, З.М. Контактная жесткость машин/ З. М. Левина, Д.Н. Реше-тов.-М.: Машиностроение, 1971.-264 с.
- Литвинов, В.Н., Михин Н. М., Мышкин Н. К. Физико-химическая механика избирательного переноса при трении/ В. Н. Литвинов, Н. М. Михин, Н. К. Мышкин- М., 1979. 188 с.
- Лубягов, A.M. Модельная оптимизация тяговых характеристик локомотивов: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 2002. -24 с.
- Лужнов, Ю.М. Сцепления колёс с рельсами (природа и закономерности Ю. М. Лужнов.-М.:Интекст, 2003.-144 с.
- Маркосян, Р.Г. Исследование влияния термоэлектрических и термомагнитных явлений на стойкость резцов: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Тбилиси, 1974.-21 с.
- Марков, Д.П. Триботехническая характеристика элементов пары трения колесо-рельс /Д.П. Марков // Трение и износ, 1995.—Т.16, № 1-С. 138−156.
- Маслиев, В.Г. Моделирование процесса боксования колёс тепловоза на стенде/ В. Г. Маслиев, В. П. Писарев, И. П. Карпов // Локомотивостроение: Вести. Харьков. Политех, ин-та. Харьков, 1972. — вып. 65. — С.46−49.
- Мешков, В.В. Формирование пленок переноса в скользящем электрическом контакте/. В. В. Мешков, В. Г. Савкин. // Трение и износ, 1980. Т.1. -№ 5. — С.884 — 890.
- Минов, Д.К. Повышение тяговых свойств электровозов и тепловозов с электрической передачей/ Д. К. Минов. -М.: Транспорт, 1965. -267 с.
- Мышкин, Н.К. Граничная смазка электрических контактов/ Н.К. Мыш-кин, В. В. Кончиц // Трение и износ, 1980. Т. 1. — № 3. — С.483 — 494.
- Опиц, X. Об износе режущего инструмента/Х. Опиц // Новые работы по трению и смазке. М., 1959. 85 с.
- Основы трибологии (трение, износ, смазка): учеб. для технических вузов. 2-е изд. переработ, и доп./ А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше и др. -М.: Машиностроение, 2001. 664 с.
- Островский, B.C. Система адаптивного поосного управления силой тяги электровоза однофазно-постоянного тока: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Москва, 1997.-24 с.
- Петров, П.Ю. Быстродействующие системы управления тяговым электроприводом для улучшения сцепных свойств электроподвижного состава с асинхронным тяговым двигателем: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Москва, 1998. -23 с.
- Пинчук, В. Г. Изменение структуры при трении в режиме электропластического эффекта/ В. Г. Пинчук, Б. Д. Хархасов, В. В. Тороп // Проблемы трения и изнашивания. Киев, 1981. — Вып. 19. — С.31−33.
- Пинчук, JI.C. О некоторых возможностях поляризации пар трения/ JI.C. Пинчук, А. С. Неверов, В. А. Гольдаде //. Трение и износ, 1980. Т.1. — № 6. -С. 1089−1092.
- Портер, А.И. Влияние электрохимических процессов на субмикроструктуру поверхностей трения/ А. И. Портер, Г. А, Прейс, Н.А. Сологуб// Проблемы трения и изнашивания. Киев, 1975. — Вып. 7. — С.59−65.
- Постников, С.Н. Электрические явления при трении и резании/С.Н. Постников. -Горький, 1975. -280 с.
- Попов, В.А. Влияние фрикционных процессов на реализацию сцепления колёс локомотивов с рельсами: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Москва, 1985.-24 с.
- Прейс Г. А. Электрохимические явления при трении металлов/ Г. А. Прейс, А. Г. Дзюб // Трение и износ, 1980. Т.1. — № 2. — с.217−235.
- Рыжкин, А. А. Влияние электрического тока на износ при резании/А.А. Рыжкин // Электрические явления при трении и резании металлов. М., 1969. с. 70 82.
- Самме, Г. В. Проблемы сцепления локомотива/Г.В. Самме//Вопросы теории сцепления / Г. В. Самме // Вестник ВНИИЖТ, 1997.-№ 7-С.43−48.
- Самме, Г. В. Фрикционное взаимодействие колёсных пар локомотива с рельсами: Монография.- М.: Маршрут, 2005. 80 с.
- Свириденок, А.И. Акустические и электрические методы в триботехнике / Под ред. В.А. Белого/ А. И. Свириденок, Н. К. Мышкин, Т. Ф. Калмыкова, О. В. Холодилов. — Мн.: Наука и техника, 1987. 280 с.
- Спицын, М.А. Физическая природа сцепления колёс с рельсами и способы повышения коэффициента сцепления / М. А. Спицин // науч. труды Все-союз. заоч. Ин-та инж. ж.-д. транспота. -М., 1961. вып. 212. -34 с.
- Суслов, А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей/А.Г. Суслов. -М.: Машиностроение, 1987. -208 с.
- Тихомиров, В.П. Приближенная оценка параметров контактирования шара с шероховатой поверхностью/ В. П. Тихомиров, Д.В. Воробьёв- Справочник. Инженерный журнал, 2005.- № 1.- С.32−35.
- Тихомиров, В.П. Методы моделирования процессов в триботехниче-ских системах/ В. П. Тихомиров, О. А. Горленко, В. В. Порошин.- Учеб. пособие.- М.: МГИУ, 2004. 292 с.
- Ткаченко, В.П. Тяговые свойства локомотива с подрезиненными колёсными парами: Автореф. дис.. канд. техн. наук Днепропетровск, 1983. — 16с.
- Ткаченко, В.П. Кинематическое сопротивление движению рельсовых экипажей/ В. И. Ткаченко. Луганск.: ВГУ, 1996. — 200с.
- Троицкий, О.А. Электропластический эффект в металлах/О.А. Троицкий, А. Г. Розно. // ФТТ, 1970. Т.12. — Вып. 1. — С.203−210.
- Френкель, Я.И. Теория электрических контактов между металлами/Я.И. Френкель // ЖЭТФ, 1946. Т. 16. — Вып.4. — 216 с.
- Хольм, Р. Электрические контакты/Р. Хольм. -М, 1961. 464 с.
- Чёрный, B.C. Повышение величины и стабильности тягового усилия локомотивов: Автореф. дис.. канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 1998. -21 с.
- Чопра, К. Л. Электрические явления в тонких пленках/К.Л. Чопра. -М.: Мир, 1972.- 150с.
- Шор, Г. И. О появлении электрического поля в процессе применения смазочных масел/ Г. И. Шор, В. П. Лапин // Электрические явления при трении и резании металлов. -М., 1969. С.108−114.
- Axer, Н. Temperaturfeld und electrochemisher Verschleiss am Drehmeissel // In.: 6 Aachener Werkzeugmaschinen Kolloquium, Essen, 1953. 28 s.
- Bowden F. P., Tabor D. The Friction and Lubrication of Solids/ F. P. Bow-den, D. Tabor. Part II // Oxford, Clarendon Press, 1964. 620 p.
- Charting the limits of wheel on rail // Railway Car. Int. 1976. — V.192. -Tlc.8. -P.301−302.
- Chin, K. J. Tribological behavior and surface analysis of magnetized sliding contact XC48 steel/XC48 steel/ K. J. Chin, H Zaidi, M. T. Nguyen, P. 0. Renault, Wear 250(2001) 470−476.
- Finlc, M. Physilcalisch-chemiche Vorgange Zwishen Rad und Sheine/ M. Fink// ZEV Glasses Annalen, 1951. — V.76. -H.9. — S.207−209.
- Greenwood, J.A. Contact of nominally flat surfaces/ J.A. Greenwood, J.B.P. Williamson //Proc. Roy. Soc. (London), 1966. A295. -P.300−319.
- Hughes, B.D. Analytic approximation for the elastic contact of a rough sphere/ B.D. Hughes, L.R. White // Trans of the ASME. S. of Appl, Mech. 1980. — V.47. -№ 5. -P.194−196.
- Hayashi, S. / S. Hayashi, S. Takahashi, M. Yamamoto// J. Phys, Soc. Japan, 30,2,381,(1971)
- Salomon, T. Harmful effect of electrostatic charges on machinary and lubrication oils/T. Salomon // Inst. Petrol, 1959. V.45. — N 423. — 47 p.
- Shnurmann, R. The electrostatic component of the force of sliding friction/ R. Shnurmann, //Brit. J. Appl. Phys. Suppl., 1951. -N 1. 62 p.
- Spector, A.A. Rolling / Sliding of a vibrating Elastic body on Elastic / Journal of Tribology, 1996. Vol. 118. — P. 147 — 154.