Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ Майоров Виктор Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ
<
ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Майоров Виктор Сергеевич. ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ: диссертация ... кандидата технических наук: 05.02.02 / Майоров Виктор Сергеевич;[Место защиты: Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф.Устинова].- Санкт-Петербург, 2014.- 175 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ конструкций стрелочных переводов. Достоинства и недостатки10

1.1. Обзор стрелочных переводов отечественных конструкций 10

1.2. Обзор стрелочных переводов зарубежных конструкций 13

1.3. Достоинства и недостатки рассмотренных систем 16

1.4. Неисправности и отказы стрелочных переводов 16

Постановка задачи 18

Выводы к главе 1 18

Глава 2. Динамический синтез и моделирование механизмов стрелочных переводов с внешними замыкателями 19

2.1. Постановка задачи синтеза 19

2.2. Выбор типа механизма и синтез структуры 21

2.3. Принцип работы кулачкового механизма замыкателя 26

2.4. Анализ нагрузок и метрический синтез 31

2.5. Динамический синтез 35

2.6. Проверка работоспособности механизма 46

2.7. Разработка дополнительных устройств 51

Выводы к главе 2 56

Глава 3. Исследование замыкателя новой конструкции в динамическом режиме. 57

3.1. Режимы работы стрелочного привода 57

3.2. Математическое моделирование нагрузок, действующих на механизм стрелочного перевода со стороны проходящего подвижного состава 60

3.3. Динамическое компьютерное моделирование стрелочного перевода 72

Выводы к главе 3 78

Глава 4. Оценка эффективности внедрения новой конструкции 79

4.1. Оценка надёжности работы замыкателя новой конструкции 79

4.2. Оценка экономической эффективности внедрения 85

4.2.1.Определение капитальных вложений 86

4.2.2. Определение прямых затрат 86

4.2.3. Определение косвенных затрат 88

4.2.4. Определение оптовых цен на продукцию, планирование доходов и прибыли 90

Выводы к главе 4 91

Общие выводы и заключение 92

Словарь терминов 94

Библиографический список 96

Введение к работе

Актуальность темы.

За всю историю существования железных дорог строение верхнего пути прошло долгую эволюцию. Менялись форма и материал рельсов и шпал, совершенствовались конструкции стрелочных переводов. Всё это связано с постоянно растущими скоростями движения железнодорожного транспорта и как следствие этого повышением требований к качеству проектирования и производства элементов верхнего строения пути, ведь от его состояния зависит безопасность движения поездов и комфорт пассажиров.

Ежегодно железнодорожное хозяйство несёт большие убытки, связанные с техническим обслуживанием, поддержанием в рабочем состоянии, ремонтом либо заменой вышедших из строя элементов верхнего строения пути. Кроме того, неправильное функционирование элементов верхнего строения пути ведёт к неверному распределению нагрузок, воспринимаемых ими от подвижного состава, что может привести к разрушению балластной призмы, восстановление которой требует больших капиталовложений и временных затрат. Поэтому на сегодняшний день задача разработки новых более надёжных и долговечных конструкций является актуальной. Это в полной мере относится, в частности, к конструкциям стрелочных переводов, как к одной из наиболее сложных механических систем верхнего строения пути.

Научная задача диссертации состоит в создании усовершенствованного
стрелочного перевода, содержащего новый механизм замыкания, удовлетворяющий
установленным критериям безопасности, прочности и надёжности, а также
теоретическое обоснование существования такого механизма и создание метода его
синтеза для обеспечения необходимых кинематических и динамических

характеристик.

Цель диссертационной работы: на основании анализа технических проблем, связанных с механизмом переключения железнодорожного стрелочного перевода, разработать и исследовать усовершенствование перевода, с целью повышения надёжности его работы, включая его всепогодное использование и учитывая возможность попадания инородных предметов в зону примыкания остряков к рамным рельсам.

Решаемые задачи.

Для достижения указанной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучение принципа действия стрелочных переводов, особенностей их проектирования, а также причин неплановых ремонтов.

  1. Синтез новой конструкции гарнитуры электропривода стрелочного перевода повышенной надёжности.

  2. Разработка методики расчёта элементов конструкции гарнитур электроприводов стрелочного перевода новой конструкции.

  3. Разработка методики испытаний гарнитуры новой конструкции и создание лабораторного испытательного стенда.

  4. Оценка экономической эффективности гарнитуры электропривода стрелочного перевода предлагаемой конструкции.

Научная новизна.

  1. Предложен метод синтеза нового замыкающего механизма для гарнитуры стрелочного перевода, учитывающий специфические требования к его кинематическим и динамическим характеристикам.

  2. Выявлены математические зависимости параметров работы нового типа замыкателя и построены соответствующие им графики.

  3. Аналитически описаны динамические показатели работы замыкающего механизма стрелочного перевода и динамика взаимодействия механизма с элементами пути и подвижного состава.

  4. Выполнено приближённое прогнозирование надёжности исследуемой системы.

Практическая ценность.

  1. Выполненные расчёты и успешно апробированное физическое моделирование новой конструкции гарнитуры с внешним замыкателем позволяют рекомендовать результаты исследований для эксплуатационной реализации.

  2. Разработан стенд для испытаний гарнитуры, позволяющий не только использовать его в учебном процессе железнодорожных вузов и техникумов, но и в научных исследованиях для дальнейшего возможного совершенствования работы внешнего замыкателя в различных скоростных и температурных режимах.

  3. Предложенный алгоритм расчёта и методика исследования являются необходимым инструментом для инженеров конструкторских бюро, отделов надёжности и технологов.

  4. Внедрение разработанного механизма и модернизация конструкции эксплуатируемых стрелочных переводов являются экономически целесообразными. Срок окупаемости инвестиций составляет не более 5 лет.

  5. Практически устранена возможность отказов в следовании железнодорожных составов с переходом их на боковой путь или с бокового пути из-за наличия снега, льда или посторонних предметов (щебня, гравия и т.д.). Проведён расчёт ожидаемой экономической эффективности разработки.

Основные результаты и научные положения, выносимые на защиту:

  1. Новый механизм гарнитуры с внешним замыкателем для стрелки и метод его согласования с приводами различной конфигурации.

  2. Метод синтеза нового замыкающего механизма для гарнитуры стрелочного перевода, учитывающий специфические требования к его кинематическим и динамическим характеристикам.

  3. Математические зависимости параметров работы нового типа замыкателя, необходимые для проектирования конструкции, удовлетворяющей установленным требованиям.

  4. Динамические показатели работы замыкающего механизма стрелочного перевода и динамика взаимодействия механизма с элементами пути и подвижного состава.

  5. Прогнозирование надёжности исследуемой системы.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы представлены
на международной конференции «Трибология и надежность № 12» (Санкт-
Петербург, 2012), восьмой международной научно-практической конференции
«Образование и наука XXI века» (София, Болгария, 2012), III международном
научно-практическом семинаре студентов, аспирантов и молодых учёных
«Системы автоматизированного проектирования на транспорте» (Санкт-Петербург,
2012), международной научно-методической конференции «Путь XXI века»
(Санкт-Петербург, 2013), международной конференции «Трибология и надежность
№ 13» (Санкт-Петербург, 2013). Имеются акты внедрения результатов

диссертационной работы ООО «МК-20СХ» и ФГБОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I».

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 научных статьях, из них 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Личный вклад автора. Представленные в диссертационной работе результаты получены лично соискателем, либо при его непосредственном участии.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, основной части, содержащей 4 главы, заключения, словаря терминов, списка литературы, приложений. Общий объём диссертации – 125 страниц. Работа содержит 73 иллюстрации и 5 таблиц. Список литературы включает 114 библиографических источников.

Неисправности и отказы стрелочных переводов

Гарнитуры зарубежных стрелочных переводов во многом идентичны отечественным по конструкции и принципу действия, поэтому обладают схожими достоинствами и недостатками.

К основным недостаткам относятся:

1) значительное снижение надёжности при работе в резко меняющихся погодных условиях (особенно при обильном снегопаде и наледях);

2) общая недостаточная устойчивость к атмосферным осадкам;

3) возможность заклинивания механизмов при попадании посторонних предметов;

4) сложность установки и регулирования ввиду неудобного расположения замыкателей;

5) применение специального электриеского обогрева зоны стрелки слишком дорого и малоэффективно.

Некоторые из указанных недостатков устраняются путём применения гранитуры в полом брусе. Данная мера целесообразна на вновь строящихся переводах, однако применение такого вида гарнитур крайне затруднительно на модернизируемых стрелочных переводах.

Во время работы над диссертацией был произведён подробный анализ отчёта Октябрьской железной дороги по отказам стрелочных переводов за период с января 2008 г. по март 2010 г. Всего за указанный период произошло 1406 случаев отказа, в том числе 1189 по причине отказа механики (84%). Распределение причин отказов механизмов стрелочных переводов представлено на рис. 1.8.

Из круговой диаграммы, показанной на рис. 1.8 видно, что основной причиной, приводящей к отказам стрелочных переводов, является попадание инородных предметов в механизмы из-за плохой защищённости стрелочного перевода от внешних воздействий. Проблемы защиты типовых конструкций стрелочных переводов, применяемых на российских железных дорогах, от климатических воздействий в холодное время года, как указывалось выше, решаются применением устройств электрообогрева. Однако данные переводы защитить от попадания инородных предметов в механизмы гарнитуры невозможно ввиду сложности конструкции и расположения замыкателей под рельсами, где проблематично установить какую либо защиту из-за ограниченного пространства и неудобства обслуживания. Данная проблема может быть решена комплексно только путём совершенствования гарнитуры электропривода стрелочного перевода, изменения положения и конструкции внешнего замыкателя, а также, возможно, частичной модернизации остряка и шейки рамного рельса. Постановка задачи

При анализе работы стрелочных переводов были изучены конструктивные особенности стрелочных переводов и их гарнитур разных производителей, особенности проектирования стрелочных переводов, выявлены основные причины неплановых ремонтов и рассмотрены возможные пути решения существующих проблем. Проведённый анализ показал, что в настоящее время актуальной является задача разработки новой конструкции гарнитур стрелочных переводов, обладающих более высокой надёжностью по сравнению с типовыми гарнитурами, с частичной модернизацией геометрической формы остряка и шейки рамного рельса.

Предлагаемая конструкция гарнитуры является новой, поэтому необходимо её всестороннее исследование, включающее в себя определение рациональной конструкции и создание её математической модели, выполнение прочностных, статических и динамических расчётов, определение эксплуатационных характеристик гарнитур новой конструкции, а также экспериментальную проверку данных полученных в ходе исследования с оценкой надёжности и экономической целесообразностью внедрения. Выводы к главе 1 1) Выполнен всесторонний обзор вариантов стрелочных переводов как отечественно, так и зарубежного производства. 2) Установлено распределение отказов стрелочных переводов с указанием основных причин их появления. 3) Выявлены малонадёжные элементы стрелочных переводов, в частности, замыкатель. 4) Установлено, что наличие инородных предметов в зоне примыкания остряка к рамному рельсу приводит к несрабатыванию переводного механизма, что приводит к срыву графика движения поездов, возможному возникновению аварийных ситуаций. Данная проблема требует комплексного решения. Глава 2. Динамический синтез и моделирование механизмов стрелочных переводов с внешними замыкателями

Результаты исследования, описанного в данной главе, были опубликованы в [47].

В ходе исследования существующих конструкций гарнитур электропривода для стрелочного перевода с системой механического запирания остряков, описанного в главе 1, было установлено, что основная доля отказов стрелочных переводов обусловлена конструкцией внешних замыкателей гарнитур. Следовательно, создание новой конструкции гарнитуры необходимо начать с синтеза механизма внешнего замыкателя. Проведённый в ходе работы над диссертацией обзор научно-технической литературы и патентный поиск позволили установить, что ранее неоднократно предпринимались попытки улучшения работы гарнитур стрелочных электроприводов. Этот процесс, в конечном итоге, привёл к появлению описанных выше современных широко эксплуатируемых горизонтальных, а затем вертикальных кляммерных внешних замыкателей. Однако, кроме указанных моделей, в отечественной и зарубежной литературе описан ряд альтернативных конструкций, не нашедших массового применения в силу тех или иных обстоятельств. Постараемся учесть опыт этих разработок при решении нашей задачи.

Поставим задачу синтеза для нового механизма замыкателя гарнитуры электропривода стрелочного перевода.

Условно решение задачи синтеза можно разделит на три этапа: синтез структурной схемы, метрический синтез и динамический синтез. Первый этап относительно прост и сводится к выбору структурной схемы механизма, удовлетворяющего общим требованиям к нему. На этапе метрического синтеза определяются размеры звеньев механизма, при которых удовлетворяются поставленные требования. Метрический синтез опирается на приёмы кинематического анализа, поэтому, как правило, сводится к многократному повторению анализа. Динамический синтез является наиболее общей задачей синтеза, в которой учитываются как кинематические, так и динамические требования к механизму.

Анализ нагрузок и метрический синтез

Определим предварительные геометрические параметры звеньев механизма путём анализа действующих на механизм внешних нагрузок. Исходными данными для решения этой задачи является сила, действующая на гарнитуру со стороны привода. В результате решения получим предварительное значение диаметра стержней замыкающей рамы, относительно которого будет в дальнейшем решаться задача метрического синтеза. Для проведения вычислений воспользуемся средствами Mathcad.

Основная нагрузка в данном механизме будет приходиться на палец, соединяющий раму с межостряковой тягой. Так как межостряковая тяга жёстко закреплена с обеих сторон к острякам, то нагрузка от проходящего подвижного состава будет через неё воздействовать на палец замыкателя. Исходя из этого условия, с помощью расчёта на срез можно рассчитать минимальную толщину пальца.

В конструкциях путей железной дороги обычно применяется сталь Ст3ПС. Но в связи с тем, что палец замыкателя является ответственной деталью, то его целесообразно изготовить из более прочных и дорогих сталей Ст6ПС, Ст8ПС или 40ХМ. В связи с тем, что размер детали небольшой это не приведёт к существенному удорожанию производства гарнитуры. Расчёт будет проводиться для обеих марок стали. Расчётная схема приведена на рис. 2.8.

Перечислим исходные данные для расчёта:

1. Допускаемые напряжения на срез для знакопеременной нагрузки для стали Ст3ПС тсрстЪ = 40 МПа, для Ст6ПС тсрст6 = 65 МПа, для Ст8ПС срстл = 75 МПа, для 40ХМ тср40ХМ = 130 МПа, [4].

2. Максимальные усилия, передающиеся от подвижного состава пальцу замыкателя через остряк, F = 80000 кН. Так как [стсм] = 420 МПа, то имеется более чем двукратный запас прочности. Вертикальные стержни замыкателя целесообразно принять с таким же диаметром и выполнить из стали той же марки, так как они, как видно из фаз работы механизма (рис. 2.7), работают поочерёдно и никогда не воспринимают нагрузки совместно.

Произведём метрический синтез механизма замыкателя. Закон движения ведущего звена и граничные условия примем на основании приведённых выше исходных данных. Решение выполним графически средствами программного пакета Компас 3D.

Для решения дополнительно примем расстояние между стержнями замыкающей рамы, а также диаметры стержней согласно приведённому выше расчёту.

Методика метрического синтеза механизма замыкателя заключается в следующем:

1. Выберем систему прямоугольных координат так, чтобы центр вращения коромысла (замыкающей рамы) лежал на оси х.

2. Определим радиус стержня замыкающей рамы г на основании приведённого выше расчёта.

3. Ширину выступов упора вычислим как hуп = 2г, где г - радиус стержня замыкающей рамы.

4. Ширина выступа фигурной планки (кулачка) равна hк = 2hуп, соответственно (рис. 2.9, а).

5. Назначим полную длину коромысла /, при этом расстояние между центром вращения коромысла С и центром стержня равно 1/2. Таким образом определим угол поворота замыкающей рамы (коромысла) в замкнутом (крайнем) положении:

6. Ход точки С коромысла равен перемещению остряков, в то время как ход кулачка равен ходу шибера привода. Таким образом, получим размеры упора (рис. 2.9, б).

7. В фазе перевода остряков = 0 (замыкающая рама не препятствует взаимному перемещению звеньев механизма). При этом длина фигурного выступа ведущей планки (кулачка) не должна превышать иначе механизм заклинит. Введём коэффициент запаса: где % - коэффициент запаса, определяющий величину люфта между профилем кулачка и нерабочим стержнем замыкающей рамы (в данном положении механизма рабочим считается стержень, непосредственно взаимодействующий с профилем фигурного выступа ведущей планки и воспринимающий нагрузку). 8. Скопируем профиль кулачка по оси x на величину хода ведущей планки. Таким образом, получаем второе крайнее положение механизма.

9. Для получения теоретического профиля кулачка, обладающего требуемыми свойствами, по полученным характерным точкам произведём динамический синтез.

Динамическое компьютерное моделирование стрелочного перевода

Произведём компьютерное моделирование напряжённо-деформированного состояния стрелочного перевода, оснащённого гарнитурой с внешним замыкателем новой конструкции, нагруженного одновременно боковыми и вертикальными силами. Общий вид модели показан на рис. 3.7.

Проведём эксперимент в два этапа. На первом этапе исследуем прогиб остряка в динамическом режиме работы стрелочного перевода под действием нагрузки от проходящего подвижного состава для определения величины и направления силы, непосредственно действующей на механизм замыкателя. На втором этапе произведём расчёт механизма замыкателя в нагруженном состоянии. Результаты данного эксперимента позволят оценить возможность установки механизмов замыкателей новой конструкции в гарнитуры стрелочных переводов.

На рис. 3.8 показаны граничные условия твёрдотельного моделирования. Зелёными стрелками обозначены крепления (деталь может перемещаться в плоскости, перпендикулярной направлению стрелки; стрелки, расположенные на цилиндрических гранях, обозначают зафиксированный шарнир), фиолетовыми стрелками – нагрузки, тёмно-синие – соединения (подшипники или болтовые соединения с возможностью взаимного поворота деталей). Расчёт производится методом конечно-элементного статического линейного анализа с учётом поверхностного контакта (без взаимного проникновения деталей и проскальзывания).

На рис. 3.9 показаны результаты исследования прогиба остряка в динамическом режиме. Цветом показано результирующее перемещение узлов модели. Как видно из эпюры перемещений, под действием нагрузки перо остряка действительно отжимается от рамного рельса. При этом величина отжатия составляет менее 3 мм, что соответствует штатному режиму работы стрелочного перевода.

На основании полученных при расчёте данных можно определить величину и направление отжимающей силы. На рис. 3.10 показаны два вектора: вектор результирующей нагрузки, приложенной к месту контакта первого набегающего колеса с остряком, и вектор результирующей отжимающей силы, приложенной к перу остряка. Из полученных данных также найдём значение силы, действующей со стороны остряка непосредственно на механизм замыкателя. Результирующий вектор данной силы показан на рис. 3.11. Эта сила также имеет три составляющих (они показаны в таблице на рисунке), обусловленных деформацией остряка, жёстко связанного с кронштейном крепления замыкателя, под действием нагрузки со стороны проходящего подвижного состава. Из результатов данного расчёта видно, что поперечная составляющая нагрузки имеет наибольшее значение, что подтверждает высказанное ранее предположение о распределении нагрузок, действующих на замыкатель в динамическом режиме работы стрелочного перевода.

Произведём уточнённый расчёт нагруженного механизма замыкателя. Для этого также воспользуемся методом конечно-элементного статического линейного анализа с учётом поверхностного контакта. Данный уточнённый расчёт необходим ввиду того, что масштабы перемещений узлов модели стрелочного перевода не сопоставимы с масштабами перемещений узлов внутри конструкции замыкателя. На рис. 3.12 показаны граничные условия для твёрдотельного моделирования нагрузок в замыкателе.

Результаты моделирования: эпюра результирующих перемещений (мм) На основании анализа полученных в результате расчёта эпюр можно сделать вывод о том, что механизм внешнего замыкателя предлагаемой конструкции сохраняет свои эксплуатационные свойства в динамическом режиме работы стрелочного перевода и пригоден для установки на современных стрелочных переводах. При этом запас прочности равен 2,5, как видно из рисунка 3.13. Таким образом, можно перейти к физическому эксперименту на прототипе.

Определение капитальных вложений

К капитальным затратам относятся затраты на сооружение гибкого производственного модуля (далее – ГПМ), поэтому в стоимость входит только оборудование производственного участка механической обработки.

Капитальные вложения на сооружение ГПМ (с учётом НДС) приведены в таблице 4.3.

1. В данной главе произведено прогнозирование надёжности работы от повышения износостойкости элемента механизма внешнего замыкателя новой конструкции при помощи физического эксперимента.

2. Выполнено математическое моделирование износа элемента механизма внешнего замыкателя новой конструкции.

3. Применён аппарат регрессионного анализа с определением доверительного интервала при прогнозирования износа элементов механизма.

4. Проведена оценка экономической эффективности внедрения усовершенствованной гарнитуры стрелочного электропривода. Полученные результаты подтвердили целесообразность применения в устройстве железнодорожного пути механизма предлагаемой конструкции. Общие выводы и заключение Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме повышения надёжности работы стрелочных переводов и является законченным исследованием, содержащим новое решение научно-технической задачи.

1. Выявлены основные причины неплановых ремонтов стрелочных переводов, вызванные отказами механизмов замыкателей.

2. Произведён анализ альтернативных конструкций механизмов стрелочных переводов.

3. Разработан и испытан с помощью компьютерного моделирования новый механизм внешнего замыкателя.

4. Произведён анализ нагрузок, действующих на механизм в условиях эксплуатации. Разработана методика структурного, метрического и динамического синтеза механизмов нового типа.

5. Разработана программа для автоматизированного расчёта и проектирования механизмов нового типа.

6. Создана динамическая компьютерная модель механизма нового типа для исследования его движения.

7. Разработаны дополнительные устройства для удаления снега из пространства между остряком и рамным рельсом и для обогрева механизма замыкателя.

8. Исследована работоспособность механизма внешнего замыкателя новой конструкции в динамическом режиме работы стрелочного перевода.

9. Произведено математическое моделирование и анализ нагрузок на стрелочный перевод от проходящего состава при движении на боковой путь.

10. Произведено компьютерное моделирование работы стрелочного перевода в динамическом режиме и получено значение прогиба остряка, отжимающей силы и нагрузки на механизм замыкателя. 11. Произведён расчёт механизма замыкателя, подтверждающий возможность применения замыкателя новой конструкции в современных стрелочных переводах.

Таким образом, полученные научные и экспериментальные результаты полностью подтвердили эффективность и целесообразность применения гарнитур стрелочных приводов предлагаемой конструкции в устройстве железнодорожного пути. Словарь терминов

Взрез стрелки: явление, происходящее при движении подвижного состава по пошёрстной, неправильно поставленной стрелке. Оно заключается в том, что колёса движущегося состава, нажимая на отведенный остряк, придвигают его к рамному рельсу; отведённый остряк увлекает за собой прижатый, который отводится от своего рамного рельса. Происходит, таким образом, перевод стрелки колёсами самого движущегося состава. Это явление может сопровождаться искривлением остряков, а в некоторых случаях и их изломом. Когда стрелка замкнута, прибор, замыкающий её, повреждается при взрезе стрелки, если он не имеет так называемого взрезного устройства; взрез стрелки обнаруживается тогда непосредственным осмотром стрелки.

Замыкатель стрелочный: механизм для фиксации прилегающего к рамному рельсу остряка стрелки в плотно прижатом положении и удержания отведённого остряка на определённом расстоянии от другого рамного рельса. Обычно стрелочные замыкатели конструктивно объединяется со стрелочным приводом, образуя стрелочный привод-замыкатель. При таком комбинированном механизме перевод стрелочного рычага на посту имеет своим результатом сначала отмыкание стрелки, затем перевод её и, наконец, замыкание.

Контррельс: рельс, уложенный параллельно рабочим путевым рельсам для надлежащего направления колесных гребней: в крестовинах – во избежание удара гребней в сердечник крестовины; в кривых малых радиусов – для ослабления бокового давления гребня на боковую грань головки путевого рельса. Для устранения удара колесных реборд в торцы контррельса концы его отгибаются внутрь колеи.

Крестовина: желобчатая конструкция стрелочного перевода или глухого пересечения в местах перекрещивания рельсовых нитей, служащая для прохода гребней бандажа, свешивающихся ниже уровня головки рельсов, по линиям пересечения рабочих рельсовых граней. Остряк: отрезок рельса особого профиля длиной от 4,5 до 7 м., специально остроганный на одном конце и прочно закрепленный на другом. При плотном прижатии к рамному рельсу передним остроганным концом, остряк образует необходимую для движения колёс непрерывную рельсовую нить при переходе поезда на другой путь. Остроганный конец называется остриём (пером) остряка, а противоположный – пятой или корнем. В зависимости от конструкции стрелки остряки бывают либо оба прямые, либо один из них, ведущий на боковой путь, кривой. Радиус кривизны в этом случае равен радиусу переходной кривой. Для безопасности движения остряк должен своей остроганной частью плотно прилегать к рамному рельсу, а пята должна быть прочно закреплена. Такое закрепление, называющееся корневым, препятствует перемещению остряка как в продольном, так и в поперечном направлении, но допускает вращение остряка на небольшой угол в горизонтальной плоскости.

Похожие диссертации на ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ РАБОТЫ ГАРНИТУРЫ СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ