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 ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Иванова Юлия Алексеевна

Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов
<
Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов
>

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

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

Иванова Юлия Алексеевна. Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.07 / Иванова Юлия Алексеевна; [Место защиты: Ом. гос. ун-т путей сообщ.].- Омск, 2009.- 141 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3553

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ эксплуатации подшипников качения в буксах грузовых вагонов 11

1.1. Конструкция букс грузовых вагонов 11

1.1.1. Буксы с подшипниками качения в отечественном вагоностроенир... 11

1.1.2. Буксы грузовых вагонов зарубежного производства 23

1.1.3. Конструктивные причины неисправностей букс с цилиндрическими и коническими подшипниками 26

1.2. Нагрузки, действующие на элементы типовой буксы грузового вагона 34

1.3. Расчет допустимой горизонтальной нагрузки на радиальный роликовый подшипник 39

1.4. Расчет базового ресурса буксового подшипника 43

1.4.1. Расчет динамической грузоподъемности буксового подшипника 45

1.4.2. Расчет эквивалентной нагрузки на буксовый подшипник 46

1.5. Выводы 47

2. Исследование влияния динамической нагруженности на ресурс буксового подшипника 49

2.1. Воздействие радиальной нагрузки 51

2.2. Воздействие комбинированной нагрузки 55

2.3. Выводы 64

3. Модернизация буксы с целью повышения ресурса подшипников 66

3.1. Скорректированный ресурс буксовых подшипников и пути его повышения 66

3.2. Первый уровень модернизации буксы: введение шарового подпятника 71

3.2.1. Назначение допускаемых напряжений 73

3.2.2. Расчет контактных напряжений в деталях подпятника 75

3.2.3. Конструкция и принцип работы шарового подпятника 77

3.3. Второй уровень модернизации буксы: совершенствование подшипникового узла 82

3.4. Моделирование напряженно-деформированного состояния деталей модернизированной буксы 85

3.5. Методика расчета ресурса комбинированной опоры 89

3.6. Выводы 95

4. Экспериментальное исследование модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником 96

4.1. Цель, задачи и выбор метода экспериментального исследования 96

4.2. Обоснование целесообразности проведения экспериментального исследования 98

4.3. Выбор метода экспериментального исследования 98

4.4. Объект исследования 99

4.5. Описание стендового оборудования 100

4.6. Методика испытаний и обработка опытных данных 104

4.7. Выводы 116

5. Технико-экономическое обоснование эффективности внедрения модернизированной буксы грузового вагона 117

Основные результаты и выводы 127

Библиографический список 128

Приложение

Введение к работе

Буксы грузовых вагонов являются одними из наиболее ответственных узлов подвижного состава, состояние которых влияет на безопасность движения. Согласно «Стратегическим направлениям научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги на период до 2015 г.», утвержденным президентом ОАО «РЖД» 30.08.2007 г., предполагается увеличение нагрузки на ось до 25-27 тс и повышение скорости движения поездов до 120 км/ч [1]. Таким образом, требования к грузоподъемности и ресурсу опорных узлов подвижного состава непрерывно возрастают.

По данным Центральной дирекции по ремонту грузовых вагонов на
сети железных дорог России за 9 месяцев 2007 г. количество случаев брака
из-за неисправностей роликовых букс составило абсолютное большинство
(95,2 %) в общем количестве выявленных случаев брака (рисунок 1) [2].
Неисправности
роликовыхбукс Обрывы деталей

По сравнению с аналогичным периодом 2006 г. количество случаев брака из-за неисправностей роликовых букс увеличилось на 13 % (рисунок 2).

Основные неисправности роликовых букс, выявленные в 2006-2008 гг., приведены в таблице 1 [2].

527 „с
» 461 440 | 496

300

= I I

Рисунок 2 — Количество случаев брака в 2006, 2007 гг.: Н - общее, П - по неисправностям роликовых букс

Таблица 1 - Количество случаев брака роликовых букс по основным

неисправностям

Характерным показателем неисправности буксы в пути следования является повышение температуры. В структуре показаний средств теплового контроля на сети российских железных дорог за 6 месяцев 2007 г. на нагрев букс грузовых вагонов пришлось 68 % от всех зарегистрированных случаев нагрева деталей подвижного состава (рисунок 3) [3].

Заторможенные ые пары (27%)

Буксы грузовых вагонов (68%)

Рисунок 3 - Структура показаний средств теплового контроля на нагрев узлов подвижного состава (данные по форме ВО-19)

В 2007 г. по неисправностям букс отцеплено 13200 вагонов (в 2006 г. - 11700 вагонов), из них по нагреву букс 11500 вагонов или 87 %. За 6 месяцев 2008 г. из-за нагрева букс остановлено 22265 грузовых поездов, отцеплено 3818 грузовых вагонов, что на 8,1 % больше, чем за аналогичный период 2007 г. [4].

Большинство причин снижения ресурса роликовых букс и возникновения основных неисправностей связаны с конструктивными несовершенствами. Конструктивное устройство применяемой буксы обусловливает воздействие неблагоприятных сочетаний повышенных динамических нагрузок на подшипники качения, которые являются

основными ресурсообразующими элементами буксы.

Актуальность работы обусловлена необходимостью выявления причин снижения ресурса буксовых подшипников и разработки предложений по их устранению.

Цель работы: повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов за счет снижения их динамической нагруженности путем модернизации конструкции буксы.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

  1. провести анализ эксплуатации роликовых подшипников в буксах грузовых вагонов и существующей методики расчета ресурса подшипников;

  2. исследовать влияние динамической нагруженности элементов буксовых подшипников на их ресурс и уточнить методику расчета ресурса под воздействием рамной силы;

  3. предложить техническое решение, обеспечивающее повышение ресурса буксовых подшипников путем применения комбинированной опоры оси грузового вагона;

  4. разработать конструктивное устройство модернизированной буксы с раздельным восприятием радиальной нагрузки и рамной силы;

  5. разработать методику расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, содержащей подшипниковый узел и шаровой подпятник;

  6. провести экспериментальное исследование модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником;

  7. выполнить технико-экономическое обоснование внедрения модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником.

Методы исследования. В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретическая часть работы представляет собой исследование наиболее неблагоприятных динамических воздействий на буксу грузового вагона, основанное на принципах

аналитической механики. Прочностные расчеты предлагаемых конструктивных решений выполнены с применением основных положений теории упругости и сопротивления материалов, а также моделирования напряженно-деформированного состояния методом конечных элементов. Методика расчета ресурса комбинированной опоры разработана на основе теории трения и изнашивания. Экспериментальные исследования макетного образца модернизированной буксы в реальном масштабе проводились методом стендовых испытаний, обработка экспериментальных данных производилась с использованием основных положений математической статистики.

Научная новизна работы состоит в следующем.

Сформирована математическая модель динамической нагруженности буксового подшипника грузового вагона, учитывающая дополнительную радиальную нагрузку от перекоса тел качения.

Уточнена методика расчета ресурса цилиндрических роликовых подшипников буксы грузового вагона, позволяющая определить снижение ресурса под воздействием рамной силы.

На основе предложенного кинематического соединения разработана комбинированная опора оси грузового вагона, включающая шаровой подпятник и двухрядный цилиндрический' роликовый подшипник с безбортовыми кольцами, обеспечивающая рациональное восприятие рамной силы и повышение ресурса подшипников.

Предложена методика расчета ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона, состоящей из роликовых подшипников и шарового подпятника, позволяющая обеспечить работоспособность опоры при равном ресурсе составляющих элементов.

Достоверность научных положений и результатов

диссертационной работы обоснована1 применением корректных математических моделей и подтверждена экспериментальными исследованиями, проведенными с применением сертифицированного

оборудования и статистических методов проверки адекватности (F-критерия Фишера).

Значение результатов диссертационной работы для теории и практики.

Уточненная методика расчета ресурса буксовых подшипников позволяет прогнозировать их ресурс в условиях роста скорости движения и нагрузок на ходовые части подвижного состава.

Применение комбинированной опоры, содержащей шаровой подпятник для восприятия рамной силы, способствует повышению безопасности движения и сокращению расходов на ремонт букс с заменой элементов.

Предложенная конструкция модернизированной буксы грузового вагона позволяет сохранить типовую конфигурацию корпуса буксы, шейки оси с центровым отверстием и торцевого крепления подшипников, что обеспечивает минимизацию затрат на модернизацию буксы и ее полную взаимозаменяемость с типовой конструкцией.

Расчет ресурса комбинированной опоры оси грузового вагона позволяет осуществить подбор оптимального начального зазора в нерабочем положении шарового подпятника с целью обеспечения работоспособности опоры при равном ресурсе составляющих элементов.

Реализация результатов работы. Изготовлен макетный образец буксы грузового вагона с шаровым подпятником, проведены его стендовые испытания. Результаты исследований легли в основу отчетов по научно-исследовательской работе кафедры (тема госбюджетной НИР ОмГУПСа ГБ 154 «Повышение несущей способности и ресурса конструкций механических устройств железнодорожного транспорта», номер государственной регистрации 01.95.0000749).

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований обсуждались на III международной конференции «Проблемы механики

современных машин» (Улан-Удэ, 2006), всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации.» (Новосибирск, 2006), IV международной научно-практической конференции «Транспорт Евразии XXI века» (Алма-Аты, 2006), международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трибологии» (Самара, 2007), V международной научно-практической конференции «Trans-Mech-Art-Chem» (Москва, 2008), научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии на железнодорожном транспорте» (Омск, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, из них 3 статьи в изданиях перечня, рекомендованного ВАК Минобрнауки России, 5 патентов на полезную модель, 6 статей в материалах международных и всероссийских конференций, 3 статьи в сборниках научных трудов.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников из ПО наименований и 3 приложений. Общий объем диссертации составляет 141 с, объем основного текста 127 с. Текст работы содержит 43 рисунка, 14 таблиц и 3 приложения на 3 с.

1. Анализ эксплуатации подшипников качения в буксах грузовых вагонов

Конструктивные причины неисправностей букс с цилиндрическими и коническими подшипниками

В мировых масштабах не существует строго обоснованного единого метода выбора подшипников качения для букс вагонов. В ходе эволюции конструкций вагонных букс выбор подшипников часто зависел от того, какие подшипники в преобладающем количестве производились в конкретной стране. Помимо размещения в буксе различных конфигураций и сочетаний роликовых подшипников, воспринимающих радиальную нагрузку, известны конструкции, дополненные шариковыми подшипниками или другими видами осевых упоров (рисунок 1), предназначенными для передачи рамной силы.

Так, в Японии буксы высокоскоростных экспрессов «Токайдо» содержат один двухрядный цилиндрический и один радиальный шариковый подшипники (рисунок 1.9, а). От опытной буксы скоростного поезда «Аврора» она отличается свободной установкой наружного кольца шарикового подшипника, что обеспечивает его одностороннюю нагруженность. Между наружным кольцом и крышкой буксы, в которой он находится, предусмотрен зазор 0,5 мм. Для смягчения ударов, направленных вдоль оси буксы, имеется упругое демпфирующее устройство, состоящее из двух тарельчатых пружин. Пружины устанавливают в буксу сжатыми на 5 мм; в эксплуатации пружины дополнительно деформируются еще на 3,5 — 5 мм.

В Австрии были разработаны буксы с амортизатором рамной силы (рисунок 1.9, б), которая передается от переднего подшипника через упорное кольцо 1, кольцо 2 и резинометаллическую коническую подушку 3 на кольцо 4, укрепленное на оси со стороны торца тремя болтами [8]. «Токайдо» (Япония),

Одним из мировых лидеров подшипниковой промышленности, выпускающим подшипники для железнодорожного транспорта, является международный концерн SKJF. Первоначально SKF производил для вагонных букс двухрядные сферические подшипники с удлиненными роликами, имеющими форму симметричной бочки, с плавающим средним бортом и штампованными полусепараторами (рисунок 1.10), торцевое крепление осуществлялось шайбой и тремя болтами. Однако такие подшипники имели подшипников повышенный коэффициент трения, и концерн SKF приступил к производству для букс вагонов не только сферических, но и цилиндрических, а впоследствии - конических двухрядных кассетных подшипников (рисунок 1.11).

Такие подшипники получили с конца 1950-х гг. широкое распространение в странах с развитой железнодорожной сетью, таких как США, Канада, ЮАР, Австралия [19].

В США на колесных парах грузовых вагонов эксплуатируются бескорпусные узлы с коническими (фирмы Timken) или цилиндрическими (фирмы SKF и Bower) подшипниками.

В настоящее время на крупнейшие железнодорожные сети мира поставляются готовые к монтажу буксы от SKF под маркой TBU, в частности, компактные Compact TBU (или сокращенно - CTBU). Между внутренним и наружным кольцами на заплечике внутреннего кольца в буксу встраивается уплотнение с малым трением. Оно представляет собой сочетание лабиринтного уплотнения, контактирующей губки и маслоразбрызгивающей шайбы. Во избежание фрикционной коррозии в зоне перехода от лабиринтного кольца к внутреннему контактная пара «сталь — сталь» заменена парой «сталь — полимер». Сепаратор из армированного полиамида дополнительно оптимизирован вследствие малого монтажного объема. В пакете с буксовым коническим роликовым подшипником Compact TBU отделение SKF Railway группы компаний SKF предлагает интегральную мехатронную систему. В буксовом узле смонтированы встроенные датчики для регистрации следующих параметров: температуры подшипника, частоты и направления вращения, вертикальных и боковых ускорений, а также пройденного расстояния, определяющего местонахождение подвижного состава. Эти датчики используются для управления торможением и тягой, регистрации скорости и контроля температуры подшипников. Буксы Compact TBU с коническими роликовыми подшипниками были разработаны для тележек типа Y25 с нагрузкой на ось 250 кН. [21].

Первый уровень модернизации буксы: введение шарового подпятника

Введение шарового подпятника в буксу грузового вагона представляет собой результат построения опоры комбинированного нагружения с раздельным восприятием радиальной и горизонтальной поперечной нагрузки, принципиальная схема представлена на рисунке 3.2.

В типовую конструкцию буксы предлагается ввести шаровой подпятник 4 [57], состоящий из шара, размещенного между опорами. Назначение подпятника - воспринимать рамную силу, которая в применяемой буксе действует на торцевые поверхности бортов роликовых подшипников. При отсутствии рамной силы удержание шара в нерабочем положении на определенном расстоянии от опоры осуществляется посредством упругого элемента 5. подбор оптимальной конфигурации и геометрических параметров шара и опор.

С целью сведения к минимуму затрат на модернизацию конструкции буксы, целесообразно сохранить без изменений конструкцию торцевого крепления подшипников, в частности, тарельчатой шайбы, применяемой в настоящее время. Диаметр отверстия в шайбе согласно ГОСТ 22780-93 составляет 53 мм. При выборе в качестве шара тела качения из стандартной номенклатуры свободных деталей для шарикоподшипников, его максимальный стандартный диаметр не должен превышать 50,8 мм (2 дюйма).

Предлагаемый шаровой подпятник работает по принципу упорных подшипников скольжения. Описание и расчет подпятников скольжения приведены в источниках [46, 58, 59, 60,]. В работе [59] среди упорных подшипников скольжения выделен особый вид подшипников, воспринимающих нагрузку путем упора в сферу с центром по оси вращения вала. Несущая способность таких подшипников определяется контактными напряжениями, которые зависят от формы соприкасающихся поверхностей. Наиболее высокие напряжения возникают при контакте двух сфер, меньшие - при контакте плоской поверхности со сферой и наиболее низкие — при контакте сферы со сферической вогнутой поверхностью радиусом, равным 1,01 - 1,02 от радиуса сферы. Во всех случаях напряжения уменьшаются с увеличением диаметра сфер. Опорные тела рекомендуется изготавливать из шарикоподшипниковых сталей типа ШХ15, ШХ15СГ и подвергать термической обработке до твердости 62 - 65 HRC [61].

Подчеркивается, что из всех вариантов подпятников со сферическими опорными поверхностями наиболее предпочтительна конструкция с полным шаром. Такая схема обладает тем преимуществом, что шар вследствие практически всегда имеющейся несоосности опорных поверхностей, проворачивается при работе, и износ равномерно распределяется по его поверхности.

Для подбора материала и оптимальных геометрических параметров шара и опор аналитически определены напряжения в местах контактирования сопряженных поверхностей на основе нормальной задачи Герца о сжатии двух упругих тел [62], которая нашла широкое применение для инженерных расчетов контактной прочности деталей машин. Кроме того, выполнено моделирование напряженно-деформированного состояния элементов подпятника методом конечных элементов.

Согласно теории Герца, если поверхности тел описываются уравнениями второго порядка, пятно контакта имеет эллиптическую форму и закон распределения контактных давлений, соответствующий такой форме пятна, должен быть эллипсоидальным.

Теории упругости и решению контактных задач посвящены работы И. А. Биргера [63], Ю. Е. Власенко [64], Л. А. Галина [65], И. Г. Горячевой[66], Д. Гудьера [67], Н. Б. Демкина [68, 69], К. Джонсона [70], А. Н. Динника [71], Б. С. Ковальского [72, 73], В. С. Коссова [74], С. П. Новикова [75], В. В. Новожилова [76], А. А. Ольшевского [77], В. И. Сакало, [74], Р. В. Саусвелла [78], Ю. П. Подлеснова [79], Э. В. Рыжова [69, 79, 80], С. П. Тимошенко [67], А. П. Филина [81].

Для выбора оптимальной конструкции шарового подпятника необходимо оценить максимальные напряжения в контакте шара с опорными поверхностями и сравнить с предварительно назначенными допускаемыми напряжениями.

Моделирование напряженно-деформированного состояния деталей модернизированной буксы

При модернизации буксы в ее конструкцию вводится ряд дополнительных деталей, при этом изменяется схема передачи рамной силы на элементы торцевого крепления. Вместо торцевой поверхности наружного кольца подшипника нагрузка передается крепительной крышке через разработанный корпус опоры, в центральной части которого по неподвижной посадке смонтирована опора шарового подпятника. Такое изменение схемы передачи нагрузки потребовало оценки прочности разработанных деталей с исследованием возможностей оптимизации их формы.

Определение напряжений, возникающих в деталях модернизированной буксы, производилось на ПЭВМ методом конечных элементов с помощью программного комплекса твердотельного моделирования КОМПАС 3D VIО SP2 и расчетного комплекса АРМ Win Machine (модуля АРМ Studio), широко применяемых в настоящее время для решения инженерных задач при проектировании конструкций.

Были сформированы трехмерные модели деталей (пяты, шара, опоры и корпуса опоры) с последующим разбиением на конечные элементы в форме правильного тетраэдра [111, с. 308-312] со стороной 2 мм (рисунок 3.10, а - ё). Моделям присвоены механические свойства: корпусу опоры -свойства стали 40Х ГОСТ 4543-81, пяте, шару и опоре — свойства стали ШХ15 ГОСТ 801-78.

Из моделей пяты шара и опоры составлена контактная сборка. Ограничения перемещений и поворотов по всем координатным осям наложены на поверхность опоры, сопряженную с корпусом опоры. К контактной сборке прилагалась максимально допустимая горизонтальная поперечная нагрузка 120 кН, передаваемая со стороны пяты через поверхность, сопряженную с регулировочной шайбой. Полученные значения напряжений не превышают предела текучести материала (рисунок 3.11).

Максимальные напряжения в материале корпуса опоры при аналогичном экстремальном значении нагрузки 120 кН, крайне редко реализующемся в эксплуатации, не превышают предела текучести выбранного материала. Результаты моделирования напряженно- деформированного состояния сплошного корпуса показали, что напряжения в конической части практически отсутствуют, что позволяет выполнить в ней отверстия (рисунок 3.10, б). Зависимость максимальных напряжений в центральной части корпуса опоры с отверстиями от величины приложенной горизонтальной поперечной нагрузки, приведена на рисунке 3.12. Отверстия в конической части корпуса опоры предназначены в первую очередь для осмотра буксы в пути следования поезда без демонтажа шарового подпятника. Кроме того, уменьшение массы корпуса опоры способствует экономии металла, снижению необрессоренной массы тележки с модернизированными буксами, а также облегчает физический труд слесаря РПС при монтаже буксы.

При эксплуатации комбинированной опоры, состоящей из шарового подпятника и подшипникового узла, целесообразно обеспечить их равный ресурс, для расчета которого применительно к буксе грузового вагона предлагается следующая методика. Скорректированный расчетный ресурс буксового подшипника Ll0ha, ч, приравнивается к сроку службы шарового подпятника: Ресурс подшипника, Ll0ha ч, определяется при заданной средней скорости вращения внутреннего кольца л, об/мин, по формуле:

Срок службы шарового подпятника буксы грузового вагона Гтах, ч, представляет собой время работы до достижения предельного значения линейного износа его деталей Umax, мкм, в горизонтальном направлении.

Износ деталей шарового подпятника представляет собой суммарный линейный износ сопряжений «пята — шар» и «шар — опора» в горизонтальном направлении

Обоснование целесообразности проведения экспериментального исследования

Метод экспериментального исследования должен обладать достаточно достоверностью и точностью. Наиболее достоверными считаются методы экспериментального исследования, хорошо зарекомендовавшие себя на практике в течение длительного периода времени или регламентированные ГОСТ.

Определяющим фактором при выборе метода является информация, которую необходимо получить.

Существует три основных метода проведения экспериментальных исследований узлов вагонов. 1. Исследование конструкций в реальном масштабе на подвижном составе в эксплуатационных условиях [30]. Такие исследования производятся в заключительном цикле перед передачей в серийное производство, для их проведения необходимо получение согласований в соответствующих инстанциях. 2. Исследование опытных образцов или масштабированных физических моделей на стендовом оборудовании [93]. 3. Моделирование напряженно-деформированного состояния конструкций на ЭВМ с применением программных комплексов на основе метода конечных элементов [94, 95]; известны работы, посвященные моделированию напряженно-деформированного состояния корпусов букс [28, 74], буксовых подшипников [96, 97, 98], полиамидных сепараторов [99], а также законам распределения нагрузки на тела качения [100,101]. В настоящее время для прочностных расчетов и оценки напряженно-деформированного состояния конструкций широко применяются такие программные комплексы, как ANSYS Workbench, COSMOSWorks, АРМ Win Machine др. Однако разработчики не рекомендуют принимать решение о внедрении конструкции в практическое применение только на основании результатов расчета на ЭВМ без сравнения с результатами, полученными другими методами экспериментальных исследований. На начальном этапе проектирования конструкции предварительной оценки ее работоспособности нецелесообразно проводить дорогостоящие эксплуатационные испытания. Поэтому для проверки состоятельности конструктивного решения модернизированной буксы с шаровым подпятником выбран метод стендовых испытаний. Объектом экспериментального исследования является макетный образец модернизированной буксы грузового вагона с шаровым подпятником (рисунок 4.2). Лабораторные условия позволили провести испытания модернизированной буксы в реальном масштабе в составе колесной пары с осью РУ1, что потребовало изготовления корпуса опоры с удлиненной конусной частью в сравнении с разработанным для буксы оси РУ1Ш (отверстия в корпусе опоры и смотровая крышка для упрощения изготовления макетного образца в условиях единичного производства не выполнялись). В состав стендового оборудования (рисунок 4.3) для испытаний образца буксы грузового вагона с шаровым подпятником входят: массивная платформа 1 с кронштейнами 2 под корпуса букс; опоры 3 для подъема колесной пары 4 с модернизированной буксой 5 под действием гидронасоса 6; П-образная станина 7, на которой закреплены прижимные ролики 8 с приводом вращения от электродвигателя 9; устройство имитации односторонней горизонтальной поперечной нагрузки 10 (конструкция устройства имитации нагрузки приведена подробно на рисунке 4.4); датчик частоты оборотов ДО-01 11 с магнитной меткой 12, размещенной на ободе колеса, и соединительным кабелем, сигнал с которого передается на ЭВМ 13; пульт управления 14, на котором располагается дисплей 15 преобразователя частоты 16 марки Mitsubishi Electric FR-E500, регулирующего работу электродвигателя .

Электродвигатель 9, посредством которого приводится во вращение колесная пара, представляет собой трехфазный асинхронный двигатель ГОСТ 183-74 с соединением обмоток по схеме «звезда», частотой 50 Гц, напряжением 380 В, током 8,5 A, cos -0,84, мощностью 4 кВт, частотой оборотові 395 об/мин, классом изоляции F, КПД 85 %.

Для регистрации мощности, развиваемой электродвигателем 9 при вращении колесной пары, применялся портативный анализатор электропотребления 17, описание которого приведено в приложении

Похожие диссертации на Повышение ресурса буксовых подшипников грузовых вагонов