Нагруженность элементов буксовых узлов железнодорожного подвижного состава и ее влияние на надежность буксового подшипника
Буксовый узел является одним из наиболее ответственных узлов ходовой части подвижного состава, от его надежности во многом зависит безопасность движения поездов. Буксы располагаются на шейках оси и преобразуют вращательное движение колесных пар, обеспечивая движение состава с необходимыми скоростями. Они воспринимают и передают колесным парам силы тяжести кузова, а также динамические нагрузки… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор расчетно-экспериментальных исследований буксовых узлов железнодорожного подвижного состава. Постановка цели и задач, принятые ограничения
- 1. 1. Буксовые узлы железнодорожного подвижного состава
- 1. 1. 1. Буксовые узлы с плоскими направляющими
- 1. 1. 2. Буксовые узлы с цилиндрическими направляющими
- 1. 1. 3. Шарнирно-поводковые буксовые узлы
- 1. 1. 4. Буксовые узлы с рычажным механизмом
- 1. 2. Обзор расчетно-экспериментальных исследований буксовых узлов
- 1. 3. Постановка цели и задач исследования, принятые ограничения
- 1. 1. Буксовые узлы железнодорожного подвижного состава
- Глава 2. Исследование законов распределения нагрузок на ролики буксового подшипника с использованием плоских расчетных схем
- 2. 1. Основные соотношения, используемые в итерационной процедуре МКЭ
- 2. 2. Исследование распределения нагрузки на ролики подшипника при передаче вертикальной нагрузки на кронштейны буксы, расположенные на одном уровне
- 2. 3. Исследование распределения нагрузки на ролики подшипника при комбинированном способе передачи вертикальной нагрузки на буксу
Глава 3. Исследование напряженно-деформированного состояния буксовых узлов и законов распределения нагрузок на ролики подшипника с использованием трехмерных расчетных схем. 62 3.1. Основные соотношения, используемые в итерационной процедуре
3.1.1. Зависимости для определения перемещений узлов, лежащих на контактных поверхностях.
3.1.2. Определение перемещений для узлов с наложенными связями.
3.2. Расчетные схемы буксовых узлов.
3.3. Нагрузки и краевые условия.
3.4. Распределение нагрузок на тела качения подшипника буксы пассажирского вагона, напряженное состояние деталей буксы.
3.4.1. Расчетная схема с учетом зазоров в корпусе и подшипнике буксы
3.4.2. Расчетная схема буксового узла при отсутствии зазоров в нем.
3.5. Распределение нагрузок на тела качения подшипника буксы грузового вагона, напряженное состояние деталей буксы.
Глава 4. Исследование законов распределения нагрузок на ролики подшипника поляризационио-оптическим методом.
4.1. Исследование распределения нагрузки на ролики подшипника при разных схемах ее передачи на буксу на плоских моделях.
4.2. Распределение нагрузки на ролики при передаче ее на кронштейны буксы, расположенные в разных уровнях, на объемных моделях.
4.3. Распределение нагрузки на ролики при передаче ее через нижнюю проушину буксы на объемных моделях.
4.4. Распределение нагрузки на ролики при комбинированном способе ее передачи на буксу на объемных моделях.
Глава 5. Исследование влияния на нагруженность элементов буксового подшипника и его надежность закона распределения нагрузки по телам качения.
5.1. Эксплуатационные дефекты и отказы буксовых подшипников.
5.2. Учет кинематики буксового подшипника при моделировании нагруженности его элементов.
5.3. Моделирование нагруженности буксового подшипника и построение блоков нагружения его элементов.
5.4. Анализ методов расчета усталостной долговечности подшипников качения.
5.5. Расчетная оценка надежности подшипника буксы вагона по критерию усталостного выкрашивания.
Список литературы
- Абашкин В.В., Девятков В. Ф. Буксовый узел с упругими элементами // Железнодорожный транспорт. 1975.- N8. -С.63−66.
- Аверин Н.А. Испытания буксового узла тепловоза 2ТЭ116 / Тр. ВНИИЖТ-М.:1978, вып.593 С.60−62.
- Аверин Н.А. Выбор жесткостных характеристик корпусов букс для перспективных локомотивов // Вестник ВНИИЖТ. 1979.- N3. — С.26−29.
- Аверин Н.А., Заикин Г. И. Анализ несоответствия фактической долговечности буксовых подшипников локомотивов расчетной // Вестник ВНИИЖТ. 1979.- N1. — С.26−29.
- Акбашев Б.З. Методика исследования напряженного состояния деталей буксового узла / Тр. ВНИИЖТ.-М.: 1961, вып.221 С.137−148.
- Акбашев Б.З. Исследование влияния посадочного натяга и радиальной нагрузки на прочность внутренних колец буксовых роликоподшипников локомотивов ТЭП60 и ВЛ60 / Тр. ВНИИЖТ.- М.:1965, вып.295 С.24−32.
- Александров А.Я., Ахмедзянов М. Х. Поляризационно-оптические методы механики деформируемого тела. М.: Наука, 1973.- 576с.
- Альбом чертежей тележек цельнометаллических пассажирских вагонов М.: Трансжелдориздат, 1960. — 124 с.
- Амелина А.А. Устройство и ремонт вагонных букс с роликовыми подшипниками. М.: Транспорт, 1975. — 285с.
- Ю.Андриевский В. Г. Буксовый роликоподшипник повышенной надежности // Зал1знич. трансп. Укради. 1998. -N1. -С. 62−65, 94. — Рус.
- П.Баскин Э. М. Уравнение долговечности для подшипника качения с учетом смазки // Трение и износ. Т.6, N5, 1985. — С.3−12.
- Баскин Э.М. Об оценке надежности и долговечности подшипника качения // Трение и износ. Т. 10, N2, 1989. -С.242−249.
- Беляев Н.М. Труды по теории упругости и пластичности М.: ГТТИ, 1957. -632с.
- Беляев А.И., Бунин Б. Б. и др. Повышение надежности экипажной части тепловозов М.: Транспорт, 1984. — 248с.
- Берримен Д., Шелк Б. Динамическое моделирование условий работы высокоскоростных буксовых подшипников // Железные дороги мира. -1986.-N8.-С. 12−15.
- Бескровный Г. Г., Ушаков Б. К., Девяткин В. П. Повышение долговечности буксовых вагонных подшипников путем применения полых роликов, упрочненных объемно-поверхностной закалкой // Вестник ВНИИЖТ-1998.-N1.-C.40−44.
- Бенц Д., Вайсенбергер Э. Корпуса букс из легких сплавов // Железные дороги мира. 1986.- N5. — С. 44−47.
- Бирюков И.В. Внедрение необслуживаемых герметизированных конических букс // Конверсия в машиностроении. 1999.- N 2. — С. 62−65.
- Бирюков И.В., Титов А. Г. Новые буксовые подшипники // Локомотив. -1996.-Nl.-C.27−28.-Pyc.
- Бородин А.В., Ковалев Н. В. Букса локомотивов повышенной работоспособности // Железнодорожный транспорт. 1997.-N3.-C.48−50.
- Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973. — 456с.
- Бурмистров А.Н. Численный метод расчета давления в упругом контакте профилированного ролика с кольцом // Трение и износ.- 1988, Т. 9, N5 -С.816−824.
- Буше Н.А., Савчук О. М., Новиков В. В. Корпус буксы из алюминиевого сплава // Железнодорожный транспорт. 1981.- N10. — С.53−56.
- Буше Н.А., Девяткин В. П., Копытько В. В. Корпус буксы из алюминиевого сплава для железнодорожного подвижного состава А.С. 1 306 782 СССР, 4 В 61 F15 /12. Бюл. N16, 1987.
- Вейтцель О.О., Гулин С. А. Буксовый узел скоростного подвижного состава: Пат. 2 129 966 Россия, МПК В61 F15/00 Петербургский университет путей сообщения: N 97 118 626/28- Заявл. 12.11.97- Опубл. 10.5.99., Бюл. N13.
- Вершинский С.В., Мотовилов К. В., Мелашин В. М. Безопасная работа буксового узла // Железнодорожный транспорт. 1990.- N11.- С.37−39.
- Вехтер К., Гейер К. Э. Нагрузка на буксы колесных пар // Железные дороги мира. 1989.- N5. — С. 43−48.
- Вихретоковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов — М.: МПС, РД 32.150−2000.-96c.
- Галахов М.А., Бурмистров А. Н. Расчет подшипниковых узлов. М.: Машиностроение, 1988. — 270с.
- Гуцелюк А.В., Рыбалов А. А., Сенга В. Н. Исследование распределения нагрузок в буксовом узле М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ. Новые узлы экипажей тепловозов и их исследование, 1978.-С.22−24.
- Девятков В.Ф., Абашкин В. В. Опыт эксплуатации буксовых узлов с роликовыми подшипниками вагонов грузового и пассажирского парка /Тр. ВНИИЖТ.- М.:1961, вып.221.-С.16−24.
- Девятков В.Ф., Абашкин В. В. Особенности работы роликовых подшипников в буксах тележек грузовых вагонов // Работа вагонных букс с роликовыми подшипниками при высокоскоростном движении Яр. ВНИИЖТ.- М.:1970, вып.405.-С. 116−126.
- Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 1989. — 509с.
- Ермишкин И.С., Юхневский А. А. Создание вагонов для скоростных поездов // Железнодорожный транспорт. 2002.-N7. — С. 59−63.
- Ершков Н.Д. Опыт эксплуатации цилиндрических роликоподшипников в буксах локомотивов // Железнодорожный транспорт. 1983.- N2. — С. 10−17.
- Зырянов С.П. Алюминиевый корпус буксы грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт. 1993.- N2. — С.58−60.
- Исследование прочности деталей ходовой части маневрового тепловоза: Отчет по дог. 19/2-СМ.- Брянск: БИТМД989. 71 с.
- Итоги испытаний высокоскоростных поездов // Железные дороги мира. -1993.-N2.-С. 3−9.
- Карабан И.Г., Подлеснов Ю. П. Расчет буксового узла тележки тепловоза ТЭП80 Брянск: БИТМ, 1994. — С.161- 169.
- Классификация и каталог дефектов и повреждений подшипников качения -М.: Транспорт, 1976. 62 с.
- Когаев В.П., Махутов Н. А., Гусенков А. П. Расчеты деталей машин и конструкций на прочность и долговечность. М.: Машиностроение, 1985. — 224 с.
- Копытко В.В., Иванов С. Г., Савчук О. М., Пастушак Н. А., Жаковский А. Д. Опыт эксплуатации роликовых буксовых узлов с корпусами из алюминиевого сплава // Вестник ВНИИЖТ-1992.- N5. С.45−47.
- Кудрявцев В.Н. Детали машин. JL: Машиностроение, 1980. — 464 с.
- Кузьменко А.Т. Основные уравнения теории упругости и пластичности и метод конечного элемента Тула: ТЛИ, 1980. -100с.
- Кузьмич В.Д., Бородин И. П., Пахомов Э. А., Русаков Г. М. Тепловозы М.: Транспорт, 1982. — 320с.
- Лилеев С.И., Невмержицкая Г. В., Простак В. Ф., Сакало В. И. Исследование напряженно-деформированного состояния в области контакта колеса и рельса специального назначения / Известия ВНИИГ, Т.219 -J1. :Энергоатомиздат, 1990.-С.37−42.
- Лукин В.В., Шадур JI.A. и др. Конструирование и расчет вагонов. М.: УМК МПС, 2000. — 726с.
- Лысенков А.А., Вершков А. Б., Гасанов О. Ш. Состояние буксовых узлов вагонов с роликовыми подшипниками на железных дорогах Средней Азии -Ташкент: Ташк. ин-т. инж. ж/д трансп., 1989. 9с.
- Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов -М., МПС, РД 32.159−2000.-118с.
- Мартынов И.Э. Оценка надежности буксовых подшипников Харьков: Харьк. ин-т. инж. ж/д трансп., 1994 — Библиогр.: Рус.- Деп. в Укр. ИНТЭИ 18.03.93, N556 — Ук. 93. — 6с.
- Маттон Л.ДЖ. Работоспособность роликовых подшипников высокоскоростных поездов // Железные дороги мира 1986.- N7. — С. 22−26.
- Мельниченко Ю.Д., Хусидов В. Д. Методика расчета напряженного состояния корпуса буксы М.: МИИТ, 1984, — Рукопись депонирования в ЦНИИ ТЭИ МПС, N 2728.- 7с.
- Мерц Н. Конические роликовые подшипники на электровозе серии S252 // Железные дороги мира. 1993. — N4. — С. 22−24.
- Механическая часть тягового подвижного состава. / Под ред. Бирюкова И. В. М.: Транспорт, 1992. — 437с.
- Мотовилов К.В., Петров С. В., Мартынов И. Э. Результаты ресурсных испытаний буксовых узлов конструкции МИИТа М.: МИИТ, 1989. — 9с.
- Невмержицкая Г. В., Неклюдова Г. А., Сакало В. И. Разработка подсистемы САПР и расчеты на прочность деталей колесной пары локомотива. Тезисы докл. обл. конф. Свердловск: 1987.- С. 78.
- Невмержицкая Г. В., Лилеев С. И., Сакало В. И. Программный комплекс расчета на ЭВМ объемных контактных задач: Отчет по дог. 30/2-СМ.-Брянск: БИТМ, 1990. 23 с.
- Невмержицкая Г. В., Неклюдова Г. А., Сакало В. И. Решение контактных задач с учетом пластичности и термомеханического нагружения для деталей скоростного подвижного состава. Тезисы докл. I междунар. научно-технич. конф. С.-Петербург: 1995.- С. 159.
- Невмержицкая Г. В. Исследование законов распределения нагрузок на тела качения буксового подшипника // Динамика и прочность транспортных машин: Сб. науч. тр.-Брянск, 1998.- С. 172−177.
- Невмержицкая Г. В., Сакало В. И. Исследование законов распределения нагрузок на тела качения буксовых подшипников на плоских моделях методом фотоупругости // Динамика и прочность транспортных машин: Сб. науч. тр.-Брянск, 1998.- С. 178−181.
- Невмержицкая Г. В. Исследование НДС буксовых узлов. Тезисы докл. междунар. научно-технич. конф. Донецк: 1999.- С. 196−199.
- Невмержицкая Г. В., Ольшевский А. А. Исследование прочности и жесткости буксовых узлов численным методом // Динамика и прочность транспортных машин: Сб. науч. тр.-Брянск, 2000.- С. 144−151.
- Невмержицкая Г. В. Учет кинематики буксового подшипника при расчете нагруженности точек его деталей // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. науч. тр. Донецк, 2000.-С.32−36.
- Невмержицкая Г. В., Ольшевский А. А. Алгоритм построения блоков нагружения деталей буксового подшипника // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. науч. тр. Донецк, 2001.-С.
- Невмержицкая Г. В., Шпюшенков А. П. Расчетная оценка надежности подшипника буксы вагона по критерию усталостного выкрашивания // Динамика, прочность и надежность транспортных машин: Сб. науч. тр.— Брянск, 2002.-С. 113−117.
- Невмержицкая Г. В., Шлюшенков А. П. Алгоритм расчета надежности буксовых подшипников // Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Междунар. сб. науч. тр., вып. 21-Донецк, 2002.-С. 141−145.
- Новиков В.Ф., Вендровский О. П. Исследование распределения нагрузки по телам качения в цилиндрических роликовых подшипниках / Тр. РИИЖТа.-1972, вып. 89.- С.92−103.
- Новиков В.В., Иванов С. Г. Полубукса для подшипникового узла кассетного типа // Железнодорожный транспорт. 2001.- N3. -С.33−34.
- Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). М.: ГосНИИВ- ВНИИЖТ, 1996.-319с.
- Пассажирские вагоны на тележках типа КВЗ-ЦНИИ Калининский вагоностроительный завод — Калинин, 1968. — 37 с.
- Пастухов И.Ф., Пикунов В. В. Техническое состояние буксовых узлов грузовых вагонов с роликовыми подшипниками // Соверш. Техн. обслуж., ремонта и конструкц. вагонов Белорус, ин-т. инж. ж/д трансп. — Гомель, 1991.-С. 92- 97.
- Перель J1. Я., Филатов А. А. Подшипники качения. Справочник. — М.: Машиностроение, 1992. 608 с.
- Петров В.А., Энделыитейн М. И., Проскурина Ю. М., Поляков А. И., Мотовилов Н. В., Пини В. Е. Об оптимальных значениях радиальных зазоров вагонных роликовых подшипников // Вестник ВНИИЖТ 1963. — N 7.-С.44−47.
- Пини В.Е. Контактные напряжения и моменты трения буксовых роликовых подшипников / Тр. ВНИИЖТ.- М. Т965, вып.295 С.92−103.
- Подлеснов Ю.П., Сакало В. И. Решение упругопластических контактных задач с использованием РСМКЭ. В кн.: Технологическое обеспечение повышения качества и долговечности деталей машин и инструментов -Тула: ТЛИ, 1980.- С. 140−142.
- Подлеснов Ю.П. Применение метода конечных элементов к решению плоских прикладных контактных задач: Дис. канд. техн. наук. Брянск- Коломна, 1981. — 189 с.
- Подлеснов Ю.П., Невмержицкая Г. В. Переработка программ расчёта на прочность плоских деталей для персональных ЭВМ: Отчёт по НИР. Тема № 1037,-Брянск: БИТМ, 1992.- 54 с.
- Попков А.И. Исследование прочности и жесткости корпусов букс тепловозов / Тр. ВНИТИ.- 1980.- N 52. С. 100−106.
- Прешель Э. Подшипники качения для нового поколения подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 1993.- N4. — С.39−41.
- Повышение надежности и долговечности роликовых подшипников в буксах вагонов / Тр. ВНИИЖТ.- М: Транспорт, 1978, вып.583. 128с.
- Проскурина Ю.М. Влияние радиальных зазоров на трение в подшипниках качения // Вестник ВНИИЖТ-1965.- N3. С.28−33.
- Пути совершенствования конструкций буксовых узлов вагонов с подшипниками качения / Тр. ВНИИЖТ.- М: Транспорт, 1982, вып.654. -104с.
- Расчет вагонов на прочность / Под ред. Л. А. Шадура М.: Машиностроение, 1981.-432с.
- Работоспособность подшипников качения в узлах локомотивов / Тр. ВНИИЖТ.- М.: Транспорт, 1975, вып.540. 126с.
- Решетов Д.Н., Иванов А. С., Фадеев В. З. Надежность машин. М.: Высшая школа, 1988.-237с.
- Родзевич Н.В. Малогабаритная роликовая букса повышенной долговечности для тепловозов./Тр. ВНИТИ 1958.- N 9(51). — С. 12−16.
- Савчук О.М. Теория расчета роликовой буксы железнодорожного подвижного состава / Днепропетровск, 1982.-Деп. в BHHHTK-N9.- 74с.
- Савчук О.М. Влияние упругости корпуса буксы на работу подшипников У/ Динамика механических систем. Киев: Наукова думка, 1983.-С.139−149.
- Сакало В.И. Решение прикладных контактных задач подвижного состава железных дорог методом конечных элементов: Дис. докт. техн. наук,-Брянск, 1985- 285с.
- Семенов И.М. Результаты опытной эксплуатации роликоподшипниковых букс на электровозах. // Вестник ВНИИЖТ 1956. — N1С.36−41.
- Семенов И.М., Лосев А.В.. Опыт эксплуатации буксовых узлов с роликовыми подшипниками электровозов и тепловозов / Тр. ВНИИЖТ-М.:1961, вып.221 С.5−15.
- Слушкин И.В. Упругая конструкция корпуса роликовой буксы с переменным сечением свода // Вестник ВНИИЖТ 1957. -N6.- С.34−39.
- Слушкин И.В. Разработка рациональных конструкций корпусов букс подвижного состава на роликовых подшипниках / Тр. ВНИИЖТ М.:1961, вып.221- С.110−136.
- Слушкин И.В. Влияние радиальных зазоров на долговечность роликовых подшипников // Вестник ВНИИЖТ 1964. -N4. — С.32−35.
- Слушкин И.В. Испытания корпусов поводковых букс тепловозов и электровозов / Тр. ВНИИЖТ.- М.: 1965, вып.295 С. 19−23.
- Технологические инструкции по ультразвуковому контролю колец роликовых подшипников буксового узла Санкт-Петербург, МПС, 2002. -71с.
- Тимошенко С. П., Гудьер Дж. Теория упругости. М.: Наука, 1975. — 576с.
- ЮО.Филетти Э., Рамбаргер Дж. Общий метод расчета влияния конструкциикорпуса роликового подшипника на его характеристики / Тр. Амер. общ. инж. мех.- Проблемы трения и смазки, 92 М.: Мир, 1970. — С. 140−148.
- Ю1.Хастинг М., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям / Пер. с англ. М.: Статистика, 1980. — 95 с.
- Хлебников Ю.Н., Коган, А .Я. и др. Локомотив для высокоскоростного пассажирского движения // Железнодорожный транспорт. 1993.- N2.-С.43−46.
- ЮЗ.Цюренко В. Н., Петров В. А. Надежность роликовых подшипников в буксах вагонов. М.: Транспорт, 1982. — 95с.
- Цюренко В.Н. Эксплуатационная надежность букс грузовых вагонов // Железнодорожный транспорт. 1991.- N7. — С.42−46.105,Шабров Н. Н. Метод конечных элементов в расчетах деталей тепловых двигателей. Л.: Машиностроение, 1983. — 212 с.
- Bearing and journal assembly: Пат. 5 588 752 США, МПК F16C33/78 / Fetty Mark. W. К.- Brenco, Inc. N610304, Заявл. 4.3.96- Опубл. 31.12.96- НПК 384/477.
- Bergling G. Analysis of Failure Statistics for Railway Axlebox Bearing // Bearing Journal. 1976.-N189.- P. l-5.
- Bertorelli D. TBU per le carrozze dei treni Intercity tra Roma e Firenze // Ing. ferrov. 1991. — 46, N7−8. — C.475−476. -Ит.
- Herts H. Gesammele Werke. Leipzig: 1985, Bd. 1. — S. 155−196. 113. Ioannides E., Harris T.A. A new fatigue life model for rolling bearings, ASMEJ.
- Trib., 1985, N107.-P.367−378. 114. Ioannides E. Life prediction in rolling element bearings, New Directions in Tribology, First world Tribology Congress, London, 8−12 September, 1994.-P.281−290.