Введение к работе
Актуальность проблемы. Для современного этапа развития железнодорожного транспорта характерна тенденция к увеличению массы и скорости движения поездов, что объективно определяется условиями работы линий общего и необщего пользования на пределе пропускной способности. В таких условиях работают более 70 % электрифицированных дорог, и увеличение весовой нормы грузовых поездов является пока практически единственным средством повышения провозной способности. В новых условиях многократно возрастает значимость надежной работы всех технических средств и, в частности, электровозов, так как их отказы в пути следования, вызывая задержки поездов, нарушение графика движения, сбой ритма перевозочного процесса, приводят к значительным потерям пропускной способности, а в ряде случаях создают угрозу безопасности движения поездов.
Одними из самых ответственных элементов механической части подвижного состава являются бандажи колесных пар, величина ресурса которых определяет периодичность технического обслуживания ТО-4, на котором производится обточка бандажей с целью восстановления их профиля, а также периодичность ремонтов, на которых производится замена полностью изношенных бандажей.
В настоящее время фактический ресурс бандажей колесных пар до смены не превышает 300...400 тыс. км, сократившись с начала 80-х годов XX века более чем в 3 раза. В настоящее время отказы по износу колес занимают "ведущее место" среди других отказов в эксплуатации локомотивов.
Чтобы снизить интенсивность износа гребней колесных пар локомотивов и рельсов, необходимы новые подходы к решению задачи. Одним из таких направлений должна стать разработка комплекса мероприятий, позволяющих, исходя из конкретных условий эксплуатации, найти и устранить причины износа колеса, повысить надежность работы,бандажей.
Проблемой износа колесных пар прямо или косвенно занимались многие ученые и практики в России и за рубежом. На основе натурных наблюдений делались выводы о влиянии тех или инрт факторов на интенсивность износа, на основе теоретические 'ртгойотГГОк'с№Йли<|ь модели
явления. Однако, наметившаяся в последнее время, коммерциализация науки снизила информационную ценность публикуемых материалов.
Внедрение мероприятий по снижение интенсивности износа гребней колесных пар подвижного состава и рельсов ведется "полустихийно", и не принесло пока ощутимых результатов. Только постоянное, систематическое наблюдение за износом бандажей колесных пар в эксплуатации поможет выявить основные причины и уменьшить их влияние на износ.
Цель работы состоит в увеличении долговечности бандажей колесных пар технологическими методами.
Методика исследований. Исследования базировались на методах теории вероятности и математической статистики, а также на исследовании физических явлений, лежащих на стыке ряда областей прикладных наук
Экспериментальные исследования проведены на основании изучения процессов изнашивания колесных пар электровозов ВЛ11 и ВЛ11", приписанных к локомотивным депо "Свердловской железной дороги" - филиала ОАО "Российские железные дороги", в дорожно-колесных мастерских (ДКМ), на Екатеринбургском электровозоремонтном заводе (ЕЭРЗ), а также длительного эксплуатационного наблюдения за бандажами с фиксированием случаев ослаблений и пробегов до проворота или ослабления бандажа на колесном центре.
При построении эмпирических зависимостей использовались пакеты прикладных программ для IBM PC - Microsoft Excel, Statistica, Math CAD, Math LAB, Statgraph, Table Curve и ряда других.
Научная новизна результатов заключается в разработке и научном обосновании методов, реализуемых в условиях локомотивных депо, и повышающих долговечность колесных пар локомотивов.
К основным научным результатам, лолученным в работе, относятся:
- разработана методика сравнительного анализа процессов изнаши
вания бандажей колесных пар для выбора оптимальной величины межбан
дажного расстояния колесной пары при различной толщине гребня банда
жей колесных пар;
- исследовано влияние величины шероховатости посадочных по
верхностей на прочность посадки бандажей на основании данных опытной
эксплуатации;
- разработана методика оценки эффективности способа контроля па
раметра шероховатости Rz посадочных поверхностей бандажа и обода ко
лесного центра, реализованная в виде разработанных устройств, обеспечи
вающих повышение надежности сочленения пары "бандаж-обод";
- разработана методика количественной оценки величины натяга
бандажа на ободе колесного центра "безразборным" ультразвуковым мето
дом контроля.
Достоверность полученных результатов подтверждается объемом исходной информации о надежности бандажей колесных пар подвижного состава, необходимым для получения оценок показателей долговечности.
Практическая ценность и реализация работы. Материалы диссертации являются частью научно-исследовательских работ УрГУПСа по разработке методов снижения интенсивного износа гребней колесных пар локомотивов и повышения прочности посадки бандажа на ободе колесного центра. Результаты исследований и практические предложения внедрены в локомотивных депо ОАО "РЖД". Разработанные устройства для оценки величины шероховатости посадочных поверхностей бандажа и обода колесного центра внедрены в локомотивном депо Пермь-П и дорожно-колесных мастерских (Каменск-Уральский).
Апробация работы. Результаты работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на заседаниях кафедры "Электрическая тяга" УрГУПСа, научно-технических конференциях "Молодые ученые - транспорту" (Екатеринбург, 2001, 2002, 2004 г.г.), научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии на ж/д транспорте" (Челябинск, 2002 г.), 22-ой Российской школы по проблемам науки и технологий (Миасс, 2002 г.), научно-технической конференции "Современные научно-технические проблемы железнодорожного транспорта" (Екатеринбург, 2002 г.), научно-технической конференции " Безопасность движения поездов" (Москва, 2003 г.), международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электроподвижного состава" (Новочеркасск, 2003 г.), научно-технической конференции, посвященной 125-летию Свердловской железной дороги (Екатеринбург, 2003 г.), международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы надежности технологических, энергетических и транспортных машин" (Самара, 2003 г.), научно-практической конферен-
ции "Проблемы путевого хозяйства на промышленном транспорте" (Екатеринбург, 2004 г.), международной конференции "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и в бизнесе" (Украина, Ялта, 2004 г.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 13 печатных работах, 1 отчете по госбюджетной НИР, 1 отчете по НИОКР.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем диссертации составляет 159 страниц машинописного текста, из них 140 страниц основного текста. Диссертация содержит 26 таблиц, 26 рисунков, библиографический список представляет 114 наименований.
