Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Определение рациональных параметров эластомерных поглощающих аппаратов автосцепного устройства грузовых вагонов

Диссертация: Определение рациональных параметров эластомерных поглощающих аппаратов автосцепного устройства грузовых вагонов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Сохранность конструкции вагонов в значительной степени зависит от уровня действующих продольных сил. В существующих условиях эксплуатации наибольшие продольные силы возникают при маневровых соударениях, а уровень их определяется в первую очередь характеристиками поглощающих аппаратов автосцепного устройства. Кроме того, характеристики поглощающих аппаратов оказывают значительное влияние… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
    • 1. 1. Обзор теоретических и экспериментальных исследований поглощающих аппаратов автосцепки грузовых вагонов
    • 1. 2. Условия эксплуатации поглощающих аппаратов
    • 1. 3. Выводы
  • Глава 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ ПОГЛОЩАЮЩИХ АППАРАТОВ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ИХ ХАРАКТЕРИСТИК
    • 2. 1. Общие конструктивные параметры эластомерных поглощающих аппаратов
    • 2. 2. Стендовые исследования характеристик эластомерных поглощающих аппаратов
    • 2. 3. Исследования эластомерных поглощающих аппаратов в эксплуатации
    • 2. 4. Выводы
  • Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ЭЛАСТОМЕРНЫХ ПОГЛОЩАЮЩИХ АППАРАТОВ
    • 3. 1. Предварительные исследования эластомерного материала
    • 3. 2. ~ Анализ гидромеханических режимов в эластомерном амортизаторе
    • 3. 3. Базовые уравнения теоретического исследования и анализ характеристик материала
    • 3. 4. Объемная сжимаемость
    • 3. 5. Испытательный бокс
    • 3. 6. Экспериментальное определение модуля объемной упругости эластомерного материала
    • 3. 7. Методика определения сдвиговых характеристик эластомера
    • 3. 8. Методика расчета силовой статической характеристики эластомерных амортизаторов
    • 3. 9. Проектный расчет основных геометрических параметров однокамерного эластомерного поглощающего аппарата
    • 3. 10. Выводы
  • Глава 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛАСТОМЕРНЫХ ПОГЛОЩАЮЩИХ АППАРАТОВ В АВТОСЦЕПКЕ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ
    • 4. 1. Сравнительные характеристики поглощающих аппаратов
    • 4. 2. Структурные составляющие экономического эффекта применения энергоемких аппаратов высокой надежности
    • 4. 3. Влияние поглощающих аппаратов на частоту отцепок и трудоемкость работ в текущем отцепочном ремонте
    • 4. 4. " Расчет затрат, обусловленных несовершенством поглощающих аппаратов («по причине а/с»)
    • 4. 5. Экономическая эффективность применения эласто-мерного поглощающего аппарата
    • 4. 6. Результаты внедрения
    • 4. 7. Выводы

Определение рациональных параметров эластомерных поглощающих аппаратов автосцепного устройства грузовых вагонов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Одной из важнейших задач, стоящих перед вагонным хозяйством в переходный период развития экономики, является обеспечение требуемого объема перевозок грузов, сокращения их потерь и экономии средств, расходуемых на ремонт вагонов. Обеспечение сохранности вагонного парка — одна из актуальнейших проблем, решение которой непосредственно влияет на технико-экономические показатели работы железнодорожного транспорта и определяет его конкурентоспособность на рынке транспортных услуг.

Сохранность конструкции вагонов в значительной степени зависит от уровня действующих продольных сил. В существующих условиях эксплуатации наибольшие продольные силы возникают при маневровых соударениях, а уровень их определяется в первую очередь характеристиками поглощающих аппаратов автосцепного устройства. Кроме того, характеристики поглощающих аппаратов оказывают значительное влияние на уровень продольных сил, действующих на вагоны в переходных режимах ведения поезда. Безотказная работа автосцепки, тягового хомута, передних и задних упоров, фасонных лап цистерн, торцевых стен и других элементов конструкции вагонов зависит от применяемых поглощающих аппаратов.

Используемые серийно пружинно-фрикционные поглощающие аппараты не в полной мере удовлетворяют требованиям современных условий эксплуатации. К их недостаткам относятся нестабильность силовых характеристик, вероятность заклинивания, износы фрикционного узла, низкая энергоемкость в состоянии поставки и после" приработки при номинальной силе срабатывания.

Все это вызывает необходимость создания новых конструкций поглощающих аппаратов для грузовых вагонов, их классификации в зависимости от типа вагонов и рода перевозимых грузов.

Исследованию условий эксплуатации поглощающих аппаратов грузовых вагонов, разработке и испытаниям новых конструкций эла-стомерных аппаратов, экспериментальному исследованию физико-механических характеристик эластомерного материала и на его основе определению рациональных параметров аппарата посвящена данная работа. б.

4.7. Выводы.

1) Выполненный технико-экономический расчет эффективности применения в автосцепке грузовых вагонов эластомерного поглощающего аппарата АПЭ-120-И показал, что наибольший экономический эффект от оборудования будет получен на вагонахцистернах. В связи с этим, эластомерными поглощающими аппаратами, в первую очередь, целесообразно оборудовать вагоны-цистерны и другие вагоны, предназначенные для перевозки опасных и легкоповреждаемых дорогостоящих грузов.

2) Величина экономического эффекта в расчете на одну цистерну за срок ее службы составит не менее 85 271 рубля, срок окупаемости аппаратов АПЭ-120-И на цистерне составит не более 9,2 лет.

3) Применение эластомерных поглощающих аппаратов позволит: обеспечить сохранность перевозимых грузов, повысить надежность и сроки доставки грузов, сократить объем работ при плановых видах ремонта, «уменьшить отцепку вагонов в текущий ремонт, а также снизить вероятность крушений и аварийных ситуаций в поездной и маневровой работе.

4) На основании приведенных исследований разработан и введен в действие ОСТ 32.175−2001 «Аппараты поглощающие автосцепного устройства грузовых вагонов и локомотивов». На конец 2001 г. эластомер-ными поглощающими аппаратами различных конструкций оборудовано около 4380 вагонов-цистерн.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1) Показано, что пружинно-фрикционные поглощающие аппараты автосцепного устройства не в полной мере обеспечивают надежную защиту вагонов и перевозимых грузов от действия продольных сил, возникающих при формировании и движении поезда, а гидро-газовые не обладают требуемой надежностью и долговечностью. Доказана целесообразность оснащения автосцепного устройства вагонов для перевозки опасных и ценных грузов эластомерными поглощающими аппаратами, которые обладают повышенной надежностью и эффективностью за счет применения упругой жидкости высокой вязкости, что не требует применения газовой камеры и значительно снижает требования к уплотнениям.

2) В процессе создания эластомерных поглощающих аппаратов по результатам испытаний макетных образцов уточнены основные требования к рабочему телу и определены общие принципы конструирования эластомерных поглощающих аппаратов.

3) На основании экспериментальных исследований определены и математически описаны зависимости модуля объемной упругости и объемной сжимаемости эластомерного материала от давления, которые позволяют установить основные прочностные и геометрические параметры эластомерного поглощающего аппарата.

4) Экспериментально исследованы пластические характеристики эластомерного материала, определяющие сопротивление перетеканию эластомера в кольцевом зазоре и гистерезис статической силовой характеристикиустановлены параметры уравнения, описывающего зависимость этих характеристик от давления и скорости потока эластомера.

5) Теоретическими исследованиями установлено, что увеличение зависимости статической силовой характеристики аппарата от скорости сжатия и, соответственно, повышение полноты, энергоемкости и коэффициента необратимого поглощения энергии аппарата достигается увеличением длины поршня (длины кольцевого зазора).

6) На основании испытаний макетных и опытных образцов, а также теоретических исследований были разработаны с участием автора три отечественные конструкции эластомерных аппаратов: АПЭ-120-И, осваиваемый заводом «Авиаагрегат» (г. Самара), АПЭ-95-УВЗ, осваиваемый «ПО Уралвагонзавод» (г.Н-Тагил) и ЭПА-120, осваиваемый «БМЗ» (г.Брянск).

В процессе испытаний этих аппаратов определены нормативные показатели статической и динамической характеристик, которые в 2,5.3 раза выше показателей серийных пружинно-фрикционных поглощающих аппаратов и на 15.30% превышают характеристики эластомерного поглощающего аппарата 73ZW (конструкции «КАМАКС», Польша) — единственного высокоэнергоемкого поглошающего аппарата, допущенного в настоящее время к широкой эксплуатации на РЖД.

7) Разработанная модель определения основных конструктивных параметров эластомерного поглощающего аппарата пригодна для использования при проектировании новых конструкций, что подтверждено высокой сходимостью расчетных и экспериментальных статических силовых характеристик эластомерного аппарата АПЭ-120-И.

8) Поездные динамические испытания в маршруте Костомукша-Череповец показали, что применение эластомерных поглощающих аппаратов позволяет на 20.40% снизить циклическую нагруженность вагонов при движении в поезде по сравнению с пружинно-фрикционными аппаратами.

9) Технико-экономический расчет эффективности применения эластомерного поглощающего аппарата АПЭ-120-И на разных типах грузовых вагонов показал, что наибольший экономический эффект достигается при его использовании на вагонах-цистернах. Максимальный срок окупаемости аппаратов АПЭ-120-И на цистерне не превысит 9,2 года. Экономический эффект на одну цистерну за срок службы обусловленный большей сохранностью перевозимых грузов, сокращением объема работ при плановых видах ремонта, уменьшением числа отцепок вагонов в текущий ремонт, а также снижением вероятности крушений и аварийных ситуаций в поездной и маневровой работе, составит не менее 85 тысяч рублей.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.Б. Исследование условий эксплуатации поглощающих аппаратов автосцепки и возможности применения аппаратов кольцевого типа на грузовых вагонах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. ЦНИИ МПС, М. 1974, 202с.
  2. Л. Н. Кеглин Б.Г. Амортизаторы удара подвижного состава. -М.: Машиностроение, 1986, 144 с.
  3. С.В. Исследование продольной динамики поезда с применением ЭЦВМ Труды ВНИИЖТ, вып. 425. М.: Транспорт. 1970. С. 39.54.
  4. Е.П., Манашкин Л. А. и др. Расчеты и испытания тяжеловесных поездов -М.: Транспорт, 1986, 265с.
  5. С.В., Данилов В. Н., Хусидов В. Д. Динамика вагона. -М.: Транспорт, 1991. 360 с.
  6. В.А. Динамика транспортных средств: Избранные труды. Киев: Наукова думка, 1985, 528 с.
  7. Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) / ГосНИИВ-ВНИИЖТ, 1996. 319 с.
  8. Л.Н. О силах удара вагонов и поглощающих свойствах фрикционных аппаратов автосцепки. Труды БИТМ, вып. XI, 1940.
  9. JI.H. Об эффективности фрикционных аппаратов автосцепки. Труды БИТМ, вып. XII, 1952 .
  10. JI.H. Работа фрикционных аппаратов автосцепки при соударении вагонов. (Автореферат диссертации). ЦНИИ МПС, 1952.
  11. JT.H. Определение рациональных параметров фрикционных аппаратов автосцепки и расчет сил удара // Техника железных дорог. 1956. № 4. С. 16.21
  12. JI.H. Метод расчетного определения стабильности работы фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки // Вестник ВНИИЖТ. 1958. № 4. С. 23.25.
  13. Л.Н. О расчете сил удара, передающихся на вагон через автосцепку . Труды БИТМ, вып. ХУП, 1957 .
  14. JI.H. Селинов И. В. Влияние изменения основных геометрических параметров фрикционных амортизаторов удара на их эффективность. Труды БИТМ. Вып. XX, 1963.
  15. Л.Н. Фрикционные амортизаторы удара. М. «Машиностроение», 1964.
  16. Л.Н. О скачкообразном изменении сил при ударном сжатии фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки. Труды БИТМ. Вып. XIX, 1961.
  17. .Г. Исследование методов повышения стабильности работы фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. ЦНИИ МПС, М, 1963. 221с.
  18. А.С. Метод улучшения силовых характеристик аппаратов автосцепки// Известия ВУЗов / Машиностроение, М. 1965, .№ 6
  19. Е.И. Исследование работоспособности фрикционных поглощающих аппаратов автосцепки с учетом особенностей их взаимодействия при ударе. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. БИТМ, Брянск, 1973.
  20. С.В. Продольная динамика вагонов в грузовых поездах. Труды ЦНИИ МПС, вып. 143, М. Транжелдориздат, 1957.
  21. О.Г., Гребенюк П. Т. Продольные динамические усилия в поезде весом 7500 т // Вестник ВНИИЖТ. 1960. № 1.
  22. С.В., Бойчевский О. Г., Гребенюк П. Т. Исследования поглощающих аппаратов автосцепки// Вестник ВНИИЖТ. 1960. № 1.
  23. О.Г., Гребенюк П. Т., Блохин Е. П. Феоктистов И.Б. Экспериментальные исследования продольных усилий в грузовых поездах массой до 10 тыс. т при переходных режимах движения. Труды ЦНИИ МПС, вып. 425, М., «Транспорт», 1970.
  24. О.Г., Гребенюк П. Т., Блохин Е. П., Костин Г. В. Исследование продольной динамики вагонов в большегрузных поездах// Железнодорожный транспорт. 1971. № 6.С. 23. .26
  25. В.А. Исследование неустановившихся режимов движения поездов, М., Трансжелдориздат, 1949 г.
  26. В.А., Бодянов П. С., Стукалов А. И., Сравнительные исследования поглощающих аппаратов различной конструкции. Труды ДИИТ, вып.44, 1963
  27. В. А. Блохин Е.П., Зеленский В. А. К вопросу о переходных режимах движения поездов, вагоны которых оборудованы поглощающими аппаратами типа Ш-2-Т. Труды ДИИТ, вып. 72, 1967.
  28. В.А., Львов А. А., Блохин Е. П., Продольные усилия, возникающие в тяжеловесных поездах при троганиях с места. Труды ДИИТ, вып.53, Днепропетровск, 1962.
  29. В.А., Манашкин Л. А. Работа амортизаторов при ударах, сопровождающихся действием постоянной по величине силы. Труды ДИИТ, вып.55, М., «Транспорт», 1965.
  30. В.А., Блохин Е. П., Манашкин Л. А. Бадикова Л.С. Интегральная оценка поведения связей в поезде и определение их параметров по результатам натурных испытаний. Труды ДИИТ, вып. 103, М., «Транспорт», 1970.
  31. З.О., Гриненко Я. Ф. Технико-экономическая эффективность оборудования подвижного состава гидравлическими поглощающими аппаратами// Железнодорожный транспорт. 1966. № 2. С. 15.18.
  32. И.Н., Голованов В. Г., Беспалов Н. Г. Шилов В.А, Старостин К. С. Поглощающий аппарат автосцепного устройства подвижного состава железных дорог. Авторское свидетельство № 137 951, опубл. 17.09.66, № 23.
  33. В.Д. Исследование гидрофрикционных поглощающих аппаратов автосцепки грузовых вагонов для перспективных условий эксплуатации. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. ВНИИЖТ, Москва, 1987, 20 с.
  34. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава / Коломийченко В. В., Костина Н. А., Прохоренков В. Д., Беляев В. И., М.: Транспорт, 1991 — 232 с.
  35. Suppliers take up the slak / Vantuono William C. // Railway Age. -1998.- 199, № 5. C. 37.38.
  36. Повышение эффективности поглощающих аппаратов// Железные дороги мира. 1999. № 4. С. 47.50.
  37. Амортизационно-демпфирующая композиция (АДК). Технические условия. № 2294−002−18 733 105−99 Астрохим. -М., 1999, Юс.
  38. В.В., Олейник Н. В., Сунеканц Т. И., Величко Н. В., Ступин Д. А., Феоктистов И. Б. Композиция для получения амортизирующего материала на основе полиоргансилоксанов. Патент на изобретение. № 2 130 471. 1997.
  39. Ю. Эластомерные амортизаторы новое качество тягово-ударных устройств железнодорожного подвижного состава// Бюллетень ОСЖД. 1991.№ 1−2. С. 9.15.
  40. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985. 278 с.
  41. Г. К., Нетеса А. Г. Обеспечить сохранность вагонов на сортировочных станциях. «Железнодорожный транспорт», 1973 г., № 9.
  42. B.C., Дятлов Н. В. Сохранность вагонов в условиях интенсивной работы станции // Железнодорожный транспорт. 1988.№ 2. С. 35.37.
  43. В.М., Сендеров Г. К., Ступин А. П., Мазуров Е.А Сохранность грузовых вагонов на железных дорогах России. ЦНИИТЭИ, Железнодорожный транспорт, серия «Вагоны и вагонное хозяйство. Ремонт вагонов». 1994. Выпуск № 1. С. 8.32.
  44. Г. К., Поздина Е. А., Ступин А. П., Вологдина Л.Б, Ступин Д. А. Причины отцепок вагонов в текущий ремонт// Бюллетень ОСЖД. 1999. № 4−5, С. 20.25.
  45. И.Б., Ступин Д. А. Поглощающие аппараты грузовых вагонов// Железнодорожный транспорт. 2000. № 3. С. 37. .39.
  46. Д.А., Беляев В. И. Разработка российского эластомерного поглощающего аппарата для автосцепного устройства грузовых вагонов//ВестникВНИИЖТ. 1998. № 6. С. 29.31
  47. В.И., Горюнов Н. Н. Эластомерный поглощающий аппарат. Патент на изобретение, № 2 078 706, 1995.
  48. С.А. Разработка методики проектирования и выбор параметров эластомерного поглощающего аппарата грузовых вагонов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. УрГУПС, Екатеринбург, 1999, 26 с.
  49. Г. В., Черкашин Ю. М., Кочнов А. Д. Некоторые задачи продольной динамики // Сб. научных трудов / ВНИИЖТ.-М. № 523. 1975. 184с.
  50. С.В. и др. Расчеты вагонов на прочность. -М., Машиностроение, 1971, 432 с.
  51. Инструкция по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог СССР. №ЦВ-4006,
  52. М.,'Транспорт, 1982, с. 128
  53. Инструкция осмотрщику вагонов. № 4853, -М., Транспорт, 1992, с. 109.
  54. А.А. Курс сопротивления материалов. -М., Машгиз, 1958, 507с.
  55. В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ. -М., Наука, 1987, 235с.
  56. Корректировка технических требований на поглощающие аппараты автосцепного устройства с учетом совершенствования типажа грузовых вагонов и вида перевозимых грузов. Отчет по теме 07.11.17.94.94.95. Феоктистов КБ. и др., ВНИИЖТ, -М, 1995, 56с.
  57. Ю.С. Обеспечение сохранности парка грузовых вагонов. ЦНИИТЭИ, серия вагоны и вагонное хозяйство. Выпуск 3, -М. 1999. С. 1.32.
  58. Н.К., Шамаков А. Н. Безопасность движения поездов и маневров на железных дорогах. -М, Транспорт, 1995, 93с.
  59. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. -М, Транспорт, 1991, 239с.
  60. Аппараты поглощающие автосцепного устройства грузовых вагонов и локомотивов. Общие технические требования. ОСТ 32.1 752 001, Юс.
  61. Отраслевой статистический отчет МПС РФ формы 6 жел. за 2000 г. 57с.
  62. Н.С. Гидравлический привод систем управления.-М, Машиностроение, 1972, 376 с.
  63. В.И., Ступин Д. А., Кеглин Б. Г. Поглощающий аппарат железнодорожного транспортного средства. Патент на изобретение.
  64. Заявка № 98 109 856/28 (10 593) от 18.05.1998 г. Положительное решение от 28.08.1998 г. 71. Кеглин Б. Г., Болдарев А. П., Харитонов А. Т., Ступин Д. А., Иванов А. В., Фрикционный амортизатор. Патент на изобретение. № 2 128 301, 1999.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?