ВВЕДЕНИЕ - Разработка модернизированной конструкции гидравлического гасителя колебаний электровоза

В условиях хозрасчета и в связи с переходом на рыночную экономику одной из важнейших задач для экономической и политической независимости нашей Республики является повышение грузовых и пассажирских перевозок, что влечет за собой увеличение парка транспортных средств, в том числе локомотивов и высокоскоростных поездов. Их использование связано с применением в подвеске транспортных средств криволинейных систем сложного профиля и различного вида демпферов и гидравлических гасителей колебаний, что приводит к увеличению плавности хода подвижного состава и улучшению прочностных и упруго-диссипативных свойств подвески с целью уменьшения динамических воздействий на путь и транспортируемые грузы.

Кроме того, в условиях мирового финансово-экономического кризиса вопросы повышения надежности работы имеющихся в эксплуатации локомотивов путем модернизации отдельных конструктивных узлов при капитальном ремонте с продлением срока полезного использования, являются актуальными. Конкретно, в книге И. А. Каримова [1] подчеркнуто, что одним из главных мероприятий Антикризисной программы является решение главной ключевой задачи: "дальнейшее ускоренное проведение модернизации, технического и технологического перевооружения предприятий, широкое внедрение современных гибких технологий".

Анализ исследований по расчету гидравлических гасителей колебаний транспортных средств показал, что почти во всех конструкциях рессорного подвешивания современных электровозов, электропоездов, вагонов метрополитена и трамваев применяются гидравлические демпферы различного типа. Гидравлические гасители колебаний послужили основой для создания новых типов регулируемых подвесок с автоматически управляемыми параметрами для скоростного и высокоскоростного электроподвижного состава (например, во Франции, Германии, Швейцарии, Японии, России и Узбекистане).

Использование в качестве упругого тела рабочей жидкости позволяет

Повысить эффективность работы гидравлического гасителя колебаний, его надежность и долговечность. Поэтому вопросы повышения надежности работы имеющихся в эксплуатации локомотивов и вагонов гидравлических гасителей колебаний путем модернизации отдельных конструктивных узлов при капитальном ремонте с продлением срока полезного использования, являются актуальными.

Кроме того, в существующих методиках расчета до настоящего времени не было учтено влияние рабочей среды (рабочей жидкости), конкретно, пульсаций в жидкости, возникающих в процессе эксплуатации систем демпфирования в электроподвижном составе, сложность закономерности внешнего динамического нагружения и объемная конфигурация.

Объектом исследования является гидравлический гаситель колебаний рельсового транспортного средства модернизированной конструкции.

Цель работы состояла в исследовании продольных колебаний системы упругих цилиндрических оболочек с учетом влияния пульсирующих потоков рабочей среды для гидравлического гасителя колебаний с разработкой его модернизированной конструкции с улучшенными прочностными и упруго-диссипативными свойствами подвески.

На основании проведенного обзора научно-технических и патентных источников по проблеме улучшения прочностных и упруго-диссипативных свойствами подвески транспортных средств были сформулированы следующие задачи исследований:

    5. Разработка новой модернизированной конструкции, направленной на повышение надежности и улучшение характеристик подвески, а так же работоспособности гидравлических гасителей колебаний с оформлением заявки на изобретение на Патент Республики Узбекистан. 6. Теоретическое обоснование технических решений, принятых в ходе разработки модернизированной конструкции. Составление расчетных схем, решение уравнений, определяющих эффективность новой модели. 7. Составление алгоритма и блок-схемы для программирования в среде MATHCAD 13, проведение численных исследований, построение графиков и таблиц, анализ результатов численных исследований. 8. Выводы по результатам исследований и разработка рекомендаций по дальнейшему совершенствованию гидравлических гасителей колебаний.

Методика исследований включает в себя анализ систем дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих продольные колебания сечений системы упругих цилиндрических оболочек с учетом влияния пульсирующих потоков рабочей среды, решение которой осуществляется методами операционного исчисления Лапласа и дальнейшего использования итерационных методов (метод кусочно-линейной аппроксимации) на ЭВМ на базе методов Фурье и Бубнова - Галеркина, численные исследования проведены в среде программирования МathCad 13.

Научная новизна работы состоит в:

    - разработке математической модели для исследования продольных колебаний системы упругих цилиндрических оболочек с учетом влияния пульсирующих потоков рабочей среды для гидравлического гасителя колебаний; - составлении алгоритма и программы для проведения численных исследований продольных колебаний системы упругих цилиндрических оболочек с учетом влияния пульсирующих потоков рабочей среды для гидравлического гасителя колебаний с подбором рациональных динамических параметров; - проведении численных исследований продольных колебаний системы упругих цилиндрических оболочек с учетом влияния пульсирующих потоков рабочей среды для гидравлического гасителя колебаний с продлением срока службы и улучшением упруго-диссипативных свойств подвески; - разработке модернизированной конструкции гидравлического гасителя колебаний для одноступенчатого рессорного подвешивания с повышенной демпфирующей способностью с оформлением заявки на изобретение на Патент Республики Узбекистан (№ IАP 2011 0353. Дата подачи заявки на изобретение 21.05.2011 г.) [42].

Практическая ценность.

Разработанная методика динамического расчета на прочность гидравлических гасителей колебаний с учетом влияния пульсирующих потоков рабочей среды может быть широко использована в транспортном машиностроении, конкретно при проектировании новых рельсовых транспортных средств и модернизации существующих.

Реализация работы.

Предложена перспективная конструкция гидравлического гасителя колебаний для одноступенчатого рессорного подвешивания с повышенной демпфирующей способностью с оформлением заявки на изобретение на Патент Республики Узбекистан (№ IАP 2011 0353. Дата подачи заявки на изобретение 21.05.2011 г.) [42].

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на Республиканской научно-технической конференции с участием зарубежных ученых (декабрь 2010 г., ТашИИТ) "Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте", на научном семинаре молодых ученых "Актуальные проблемы инновационных технологий" (25 марта 2011 г., ТашИИТ) и 2-х IХ и Х Межвузовских научно-практических конференциях студентов, бакалавров и магистратуры, стажеров и соискателей "Молодой научный исследователь" (апрель 2011 и 3-4 апреля 2012 гг.) и 1-ой научно-методической конференции (20 ноября 2011 г.) ТашИИТа в 2010-2012 годах [45-49].

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них 1 статья в трудах Республиканской научно-технической конференции с участием зарубежных ученых (декабрь 2010 г., ТашИИТ) "Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте", 1 статья - в трудах научного семинара молодых ученых "Актуальные проблемы инновационных технологий" (25 марта 2011 г., ТашИИТ) , подана 1 заявка на изобретение на Патент Республики Узбекистан (№ IАP 2011 0353. Дата подачи заявки на изобретение 21.05.2011 г.) [42].

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 97 страниц машинописного текста, состоит из введения, трех глав (с выводами по каждой из них), общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 49 наименований, а также приложения. Работа выполнялась в Ташкентском институте инженеров железнодорожного транспорта на кафедре "Электрический транспорт" (2010ч2012 гг.).

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность избранной темы, ставится цель работы, ее научная новизна и практическая ценность, реализация работы и краткое содержание работы.

В первой главе "Обзор научно-технической и патентной литературы по перспективным конструкциям и методам расчета гидравлических гасителей колебаний электрического транспорта" представлена классификация гасителей колебаний подвижного состава электрического транспорта; классификация гидравлических гасителей колебаний подвижного состава электрического транспорта; далее приводится обзор методов расчета номинальных размеров деталей гидравлического гасителя колебаний электровозов; обзор патентной литературы по перспективным конструкциям гидравлических гасителей колебаний, в том числе модернизированная конструкция поршня гидравлического гасителя колебаний рельсовых транспортных средств, создание перспективных конструкций уплотнения и предохранительных клапанов для гидравлического гасителя колебаний, разработка нестандартных конструкций гидравлических амортизаторов для рельсовых транспортных средств. В конце главы обосновываются задачи исследований.

Во второй главе "Разработка обобщенной динамической модели гидрофрикционного гасителя колебаний с учетом вязкостного демпфирования" приводится разработка методов решения уравнений продольных колебаний системы оболочек демпфера при гармоническом воздействии; анализ результатов численного расчета с целью обоснования рациональных параметров созданной конструкции. В конце главы приводятся обобщающие выводы.

В третьей главе "Разработка модернизированной конструкции гидравлического гасителя колебаний рельсового транспортного средства" приводится предлагаемый нами вариант модернизации существующих гасителей колебаний электровозов, на который подана заявка на изобретение на Патент Республики Узбекистан (№ IАP 2011 0353. Дата подачи заявки на изобретение 21.05.2011 г.) [42].

В заключении работы приводятся выводы и рекомендации, список использованной литературы.

Похожие статьи




ВВЕДЕНИЕ - Разработка модернизированной конструкции гидравлического гасителя колебаний электровоза

Предыдущая | Следующая