Обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.07, кандидат наук Андреев, Павел Александрович

• Андреев, Павел Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Андреев, Павел Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Тенденции развития тормозных систем отечественных грузовых вагонов. Выбор объекта исследований

1.2 Выбор основы для проведения оценки параметров тормозной системы грузовых вагонов

1.2.1 Анализ работ, проводившихся в области развития тормозной техники

1.2.2 Анализ распределения отцепок грузовых вагонов в текущий ремонт по неисправностям основных узлов

Выводы по главе 1

2 ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ СОБЫТИЙ, ИМЕЮЩИХ НАИБОЛЬШИЙ

ПРИОРИТЕТ ПРИНЯТИЯ К ИССЛЕДОВАНИЯМ В ВЫБРАННОМ НАПРАВЛЕНИИ

2.1 Анализ имеющихся наработок по дереву отказов, составленному по вершинному событию, учитывающему явление юза колесной пары грузового вагона

2.2 Группировка элементарных событий и определение особенностей влияния структуры их связей в дереве на вероятность появления юза

2.3 Анализ влияния элементарных событий, имеющих последовательную структуру связи, на вероятность появления вершинного события

2.4 Анализ влияния элементарных событий, имеющих параллельную структуру связи, на вероятность появления вершинного события

2.5 Анализ влияния элементарных событий, имеющих последовательно-параллельную структуру связи, на вероятность появления вершинного события

2.6 Ранжирование элементарных событий по степени приоритетности принятия к исследованиям в зависимости от структуры их связей в дереве

2.7 Обоснование выборки элементарных событий, приоритетных для дальнейших исследований

Выводы по главе 2

3 ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ, КАК ГРАНИЦ НАСТУПЛЕНИЯ

СОБЫТИЙ, ПРИВОДЯЩИХ К ЮЗУ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ

3.1 Формализация и количественная оценка условий наступления событий

3.2 Поиск значений переменных параметров тормозной системы из условия нулевого запаса по сцеплению на порожнем режиме воздухораспределителя

3.3 Определение границ фактической области реализации юза вследствие обезгрузки колесной пары на порожнем режиме воздухораспределителя

3.3.1 Методика оценки влияния обезгрузки колесной пары на запас по сцеплению

3.3.2 Количественная оценка влияния обезгрузки колесной пары на запас по сцеплению на порожнем режиме автотормоза

Выводы по главе 3

4 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПОЛОЖЕНИЙ ТОРМОЗНОЙ РЫЧАЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ НА ГРАНИЦЫ НАСТУПЛЕНИЯ СОБЫТИЙ

4.1 Обоснование расчетной схемы

4.2 Структура и обобщенный алгоритм определения положений звеньев рычажной передачи тележки грузового вагона с односторонним нажатием колодок на колеса

4.3 Обоснование расположения основной, местной и вспомогательной систем координат

4.4 Определение положений звеньев механизма ТРП тележки грузового вагона

4.4.1 Определение положений звеньев первого узла подвеска - триангель

4.4.2 Определение положений звеньев узла серьга соединения с мертвой точкой -вертикальный рычаг

4.4.3 Определение положений звеньев второго узла подвеска - триангель

4.4.4 Определение положений звеньев узла вертикальный рычаг - по доеная тяга

4.4.5 Проверка корректности реализованного решения для определения координат звеньев механизма ТРП тележки грузового вагона

4.5 Разработка методики силового анализа рычажной передачи тележки

4.5.1 Определение усилия, приведенного от тормозного цилиндра к рычажной передаче тележки

4.5.2 Определение усилий нажатия колодок на колеса для механизма рычажной передачи тележки

4.6 Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных тормозных нажатий колодок на колеса

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

166

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары»

ВВЕДЕНИЕ

Согласно распоряжению Правительства Российской Федерации от 17.06.2008 №№ 877-р «О Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года» среди прочих к грузовым вагонам нового поколения предъявляется требование увеличения наработки вагона на отказ на 30 - 40 %.

Предъявляемое требование касается увеличения надежности функциональных узлов грузовых вагонов. Тормозная система является одним из основных функциональных узлов грузового вагона, обеспечивающим безопасность движения. Под надежностью тормозной системы подразумевается не только обеспечение работоспособности ее агрегатов в течение заявленного срока межремонтного пробега вагона, но и обеспечение условий эффективного и безъюзового торможения.

Проблемность обеспечения безъюзового торможения обусловлена также большой долей (10-12%) отцепок грузовых вагонов в текущий ремонт вследствие образования на поверхностях катания колесных пар ползунов, выщербин и наваров, являющихся, помимо прочего, следствием различного по продолжительности юза колесной пары.

В эксплуатации на трибосистему колодка-колесо-рельс воздействует множество факторов, ухудшающих условия ее нормальной работы и имеющих различную природу происхождения.

Надежность работы тормозной системы является универсальным показателем, позволяющим охватить факторы с различной природой происхождения. Кроме того, это системный показатель, позволяющий учитывать причинно-следственные связи факторов в эксплуатации. Одним из методов системного анализа является метод построения дерева отказов, позволяющий учесть влияние различных сочетаний факторов на работу тормозной системы. Поэтому на основе дерева отказов возможно выполнить системное обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары.

Степень разработанности темы исследования. В области совершенствования грузовой тормозной техники можно выделить следующие направления проведения научных исследований:

- разработка тормозного оборудования (И.К. Матросов, В.И. Крылов, В.Г. Иноземцев,

A.B. Казаринов и др.);

- совершенствование процессов управления автотормозами грузовых поездов (В.Г. Иноземцев, Б.Л. Карвацкий, C.B. Вершинский, Анисимов П.С. и др.);

- трибология (Буше H.A., Чичинадзе A.B., Крагельский И.В. и др.);

- ремонт и совершенствование узлов и агрегатов тормозных систем (В.Г. Иноземцев,

B.А. Щепетильников, В.Р. Асадченко, В.В. Соломатин, Синицын В.В. и др.)

- оптимизация параметров надежности и безотказности работы приборов тормозной системы (Устич П.А., Карпычев В.А.).

Задача обоснования параметров тормозной системы грузовых вагонов является сложной. Сложность обусловлена не только многофакторностью, но и качественным разнообразием факторов, в частности, приводящих к юзу колесной пары. Поэтому за направление исследований принято направление на основе теории надежности, позволяющее систематизировать и унифицировать анализ неблагоприятных факторов.

Цель и задачи. Обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- анализ имеющихся наработок в выбранном направлении исследований и выбор основы для их проведения;

- анализ влияния структуры связей элементарных событий в дереве отказов на вероятность реализации вершинного события (юз колесной пары) с последующим ранжированием событий по убыванию влияния;

- обоснование выборки элементарных событий, имеющих наибольший приоритет принятия к исследованиям и согласующихся с выбранным направлением исследований;

- переход от событий выборки к параметрам тормозной системы (ТС) посредством формализации условий свершения событий на основе известной методики тормозного расчета автотормоза грузовых вагонов;

- формирование областей свершения событий выборки из сочетаний допускаемых значений параметров ТС;

- обоснование параметров ТС посредством решения задачи о границах событий;

- оценка влияния износа колодок и колес на параметры ТС из условия безъюзового торможения вагона.

Объектом исследований является одноцилиндровая симметричная тормозная система грузовых вагонов, оборудованная композиционными колодками.

Предметом исследований является обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов на основе дерева отказов и из условия недопущения юза колесной пары.

Научная новизна работы заключается в использовании одного из методов системного анализа при решении многофакторной задачи обоснования параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары.

Теоретическая значимость проведенных исследований заключается в том, что:

- разработана методика системного обоснования параметров тормозной системы грузовых вагонов с учетом причинно-следственных связей между событиями, приводящими к возникновению юза колесной пары;

- выполнен переход от событий к параметрам тормозной системы через формализацию условий наступления этих событий;

- введены понятия максимальной вынужденно допускаемой, нештатной (реализуемой) и штатной (расчетной) обезгрузок колесной пары, реализуемых при торможении вагона;

- разработана методика оценки влияния износа колес и колодок на параметры тормозной системы применительно к рычажной передаче грузовой тележки с односторонним нажатием.

Практическая ценность работы состоит в том, что:

- обоснованы параметры тормозной системы грузовых вагонов, как границы фактической области свершения события, учитывающего появление юза колесной пары вследствие ее обезгрузки, что позволяет сформировать условия наблюдения за событием в эксплуатации и позволило обосновать параметры тормозной системы из условия недопущения юза вследствие обезгрузки колесной пары;

- установлены диапазоны и характер изменения тормозных нажатий колодок на колеса, позволяющие судить об устойчивости трибосистемы колодка-колесо-рельс к невозникновению юза колесной пары в процессе эксплуатации.

Методология и методы исследования. В рамках проведенных исследований использованы следующие методы: системного анализа неблагоприятного события на основе построенного дерева отказов; метод типового расчета тормоза грузовых вагонов; метод определения дополнительных вертикальных усилий, действующих на подвижной состав при торможении; метод определения координат точек; метод структурного анализа и синтеза механизмов; уравнения статики; ряд фундаментальных математических положений (тригонометрия, теоремы и пр.).

Положения, выносимые на защиту. Обоснование параметров тормозной системы грузовых вагонов из условия недопущения юза колесной пары с позиций: системного подхода из теории надежности; формализации событий, приводящих к юзу, с последующей количественной оценкой параметров тормозной системы, как границ свершения событий; кинетостатического анализа механизма рычажной передачи.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается экспериментальными данными, проверочными расчетами по разработанным программам, а так же хорошей сходимостью результатов расчетов по разработанным программам с результатами расчетов, полученными по известным методикам.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: VIII и X научно-практических конференциях «Безопасность движения поездов», , научно-техническом совете ОАО «Транспневматика» (2010г.), научно-техническом совете ACTO (2010г.), кафедре «Вагоны и вагонное хозяйство»(2011, 2012г.г.), кафедре «Машиноведение, проектирование, стандартизация и сертификация»(2009, 2012, 2013г.г.).

1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Тенденции развития тормозных систем отечественных грузовых вагонов. Выбор объекта

исследований

Повышение требований грузоотправителей и принцип успешной конкуренции с другими видами транспорта обуславливают тенденцию развития технических показателей вагонов нового поколения посредством увеличения грузоподъемности, скоростей обращения и надежности работы.

Согласно распоряжению Правительства Российской Федерации от 17.06.2008 №№ 877-р «О Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года» наблюдается ужесточение требований к грузовым вагонам нового поколения. Для наглядности в таблицу 1.1 сведены сравнительные данные по техническим характеристикам инвентарных и новых грузовых вагонов [1].

Таблица 1.1 Основные отличия грузовых вагонов по техническим характеристикам

№ Технические параметры Вагоны инвентарного Вагоны нового

п/п парка поколения

1 Грузоподъемность, т 60-70 71...75

2 Статическая нагрузка, т 57,8 62...69

3 Нагрузка на ось,т < 23,25 18...25

4 Продольная сила,т <300 350

5 Конструкционная

скорость, км/ч 120 120...160

6 Допустимая скорость (РФ) 90 110...140

7 Межремонтный 2-после изготовления и 3 или 450 тыс. км.

пробег, год КР 1 - после ДР пробега

8 Средняя частота отказов/ год:

полувагоны 7,78 0,8

крытые 12,56 0,6

цистерны 6,44 0,5

платформы 4,31 0,5

Сравнительный анализ характеристик позволяет выделить тенденцию к увеличению конструкционной скорости на существенную для грузового подвижного состава величину -

40 км/ч, которое подразумевает соответствующую модернизацию ходовых частей из-за изменения динамики движения вагона. Отсюда прослеживается логическая связь с увеличением допустимой скорости на путях России с 90 км/ч до 140 км/ч.

Увеличение скоростей обращения вагонов инициирует возрастание составляющих внешних и внутренних сил (например, сила инерции груза), воздействующих на вагон. В частности в новых требованиях закладывается увеличение продольной составляющей силы с 300 до 350 тонн, что обуславливает не только усиление конструкции кузова и рамы вагона, но и повышение требований к рабочим характеристикам ударно-тяговых приборов. Этот момент увязывается с повышением одной из основных технических характеристик такой, как грузоподъемность на 1+5 тонн.

Увеличение грузоподъемности характеризуется изменением максимально допустимой осевой нагрузкой, возросшей с 23,25 до 25 т/ось. Проблематика увеличения данного параметра касается, в первую очередь, технического соответствия и готовности пути. Необходимо отметить возрастание статической нагрузки на 7+20%, то есть с 57,8 до 62+69 тонн соответственно.

Наиболее принципиальное отличие по требованиям к вагонам инвентарного парка и вагонам нового поколения заложено в критерии средней частоты отказов за год, при чем сделано разделение по основным типам грузовых вагонов:

- для полувагонов заложено снижение числа отказов почти в 10 раз (7,78 против 0,8);

- для крытых - почти в 21 раз (12,56 против 0,6);

- для цистерн - почти в 13 раз (6,44 против 0,5);

- для платформ - почти в 9 раз (4,31 против 0,5).

Снижение числа отказов на фоне увеличения срока межремонтного пробега до 450 тыс. км или срока с 1-2 до 3 лет.

Роль надежности в формах безотказности, долговечности, работоспособности и контролепригодности отдельных узлов и вагона в целом возрастает во много раз в виду того, что большинство предпосылок по увеличению качественных и количественных показателей вагонов нового поколения вытекает именно из данной научно-исследовательской области.

Таким образом, выявлены тенденции развития отечественного вагоностроения в сторону увеличения скоростей движения, увеличения грузоподъемности и ужесточения требований надежности к работе всех узлов вагонов.

Тормозная система вагона является одним из основных узлов и влияет на безопасность движения, а, следовательно, и на технико-экономические показатели работы транспорта в целом.

В процессе эксплуатации тормозные системы, узлы и агрегаты, испытывая параметрические изменения, процессы изнашивания, старения, разрушения, изменения

условий эксплуатации и др. изменяют свои свойства, выходные характеристики и показатели, что влияет, прямо или косвенно, на работу других агрегатов ТС и работоспособность прочих систем вагона в целом.

На сегодняшний день вагоны грузового парка ОАО «РЖД» и других стран СНГ оснащены автоматическими тормозами с различными модификациями воздухораспределителя 483.

Воздухораспределитель 483 был создан в 1970-х годах для грузового подвижного состава, посредством которого достигнуты кардинально новые результаты по ускорению процессов торможения по всей длине состава при ступенях, полном служебном и экстренном режимах торможения. Максимальная скорость тормозной волны достигает 290300 м/с в сочетании с приемлемой эксплуатационной чувствительностью к торможению: при медленной разрядке тормозной магистрали темпом мягкости (до 0,08 - 0,1 МПа в мин.) приборы не срабатывают, что позволяет несколько сгладить остроту вопроса обеспечения герметичности тормозной магистрали. В то же время это улучшило продольную динамику торможения и сократило тормозные пути [2].

Профессор Иноземцев В. Г. в сотрудничестве со своими коллегами и учениками осуществил анализ возможных вариантов создания современной унифицированной отечественной тормозной системы, отвечающей сегодняшним и перспективным требованиям, и в своей статье [3] показал, что эту задачу целесообразно решать путем разработки конструктивного ряда тормозных приборов на базе воздухораспределителя 483 с сохранением его наиболее ценных качеств, таких как быстродействие, неистощимость, многофункциональность по давлению в тормозном цилиндре, ступенчатый и бесступенчатый отпуск и др. При этом отмечается необходимость введения пассажирского и грузового режимов, дополнения ТС ускорителем экстренного торможения и аппаратурой электрического управления для электропневматического тормоза [4,5].

Так как эксплуатируемые тормозные приборы не удовлетворяли международным требованиям предложено решить эту конструктивную задачу путем объединения в один воздухораспределитель двух систем: отечественной на базе ВР 483 и европейской на базе ВР КЕб с переключателем между приборами, в зависимости от территориального нахождения вагона. Данное конструктивное предложение было нацелено на уменьшение времени простоя вагонов на границе и временных затрат на погрузочно-разгрузочные работы, а следовательно сокращало и материальные издержки заинтересованных сторон [6, 7, 8, 9].

Создание конструктивной компановки воздухораспределителя №483М и его модификаций для скоростных короткосоставных грузовых поездов призвано повысить надежность пневматической части тормоза и обеспечить необходимые временные

характеристики работы тормозных систем в условиях не только повышения скоростей движения, но и увеличения грузоподъемности вагонов.

В России, имеющей обширную территорию, добывающей большое количество природных ресурсов и связывающей западную Европу с восточной, вопрос эффективной пропускной способности железнодорожного транспорта всегда был актуален. Этим объясняется развитие направления создания большегрузных вагонов, в частности, восьмиосных цистерн для перевозки нефтепродуктов [10].

Изначально восьмиосные вагоны оборудовались одноцилидровыми тормозными системами. Схема подключения рычажных передач двухосных тележек в четырехосные была последовательной и имела ряд существенных недостатков [11]. Поэтому была предложена схема с параллельной передачей усилий на триангели двухосных тележек. Выявленные недостатки данной схемы обусловили необходимость создания тормозной системы с двумя тормозными цилиндрами (ТЦ), имеющими общую затяжку горизонтальных рычагов.

Позже была предложена двухцилиндровая система, у которой отсутствовала общая затяжка, но затяжки горизонтальных рычагов, соединенные с каждым из ТЦ, имели общую мертвую точку. Основным недостатком таких систем явилось отсутствие стабильности работы.

На следующем этапе развития тормозной техники появились двухцилиндровые тормозные системы с раздельным, потележечным (на каждую четырехосную тележку) торможением. Это позволило уменьшить дополнительное сопротивление при движении восьмиосных вагонов и увеличить КПД рычажной передачи за счет сокращения числа рабочих элементов [12, 13].

С целью улучшения равномености тормозных нажатий по осям вагона идея потележечного торможения перешла и на четырехосные вагоны с добавлением рекомендаций по установке авторежимов (АРЖ) на каждую двухосную тележку и уменьшению диаметров ТЦ до 10-12 дюймов с целью обеспечения безъюзового режима эксплуатации вагонов [14].

Развитие получило направление разработки авторежимов повышенной надежности для увеличенного до 120 мм диапазона прогиба рессорного подвешивания тележек, пневмореле повышенной чувствительности для грузовых вагонов с осевой нагрузкой 25-30 т/ось, пневмоуправляемый авторежим с датчиком веса вагона и выработкой управляющего сигнала для грузовых вагонов, имеющих тележки с буксовым подвешиванием. В качестве основного типа тормоза предлагается дисковый, колодочный классифицируется как вспомогательный. Прорабатываются возможности электрического управления грузовым торможением [1].

Отличия требований к вагонам инвентарного парка и нового поколения в ходовых частях и автотормозном оборудовании для удобства представлены в виде таблицы 1.2 [1, 38,39, 40,41].

Таблица 1.2 Основные отличия ходовых частей и автотормозного оборудования

№ Тележки вагонов

п/п нового поколения

Тележки Международные

Технические параметры вагонов инвентарного парка Стандартные Скоростные

1. Нагрузка на ось, т 23,25 25 18...20 22,5

2. Конструктивная скорость, км/ч 120 120 140...160 120

3. Межремонтный пробег, тыс. км 100 450 450 450

4. Средняя частота отказов 3 0,2 0,2 0,2

5.

Размещение ТЦ На вагоне На тележке На тележке На тележке

6. Тип тормоза Колодочный, пневматический Колодочный, пневматический Колодочный и дисковый, электропневматический Колодочный и тормоз, соответствующий международным требованиям

Сравнительный анализ отличительных особенностей в требованиях к ходовым частям и тормозному оборудованию указывает на же тенденции увеличения грузоподъемности вагонов, их скоростей движения, сроков (расстояний) межремонтного пробега и ужесточение требований к их надежности.

В области тормозных систем грузовых вагонов делается упор на развитие потележечного (раздельного) торможения (многоцилиндровые системы). В качестве основного типа тормоза предлагается оставить колодочный, пневматический. Однако, для скоростного подвижного состава в качестве основного типа тормоза рекомендуется сочетание дисковый - колодочный с электрическими цепями управления процессами торможения. В рамках соответствия отечественных вагонов международным требованиям сформулирована необходимость укомплектованности тормозных систем соответствующим тормозным оборудованием. В качестве основного типа тормоза для последней группы вагонов рекомендован колодочный, пневматический.

В рамках Комплексной программы реорганизации и развития отечественного локомотиво- и вагоностроения с целью координации деятельности предприятий, выпускающих тормозную технику и улучшения связей с железнодорожными предприятиями-потребителями данной продукции в 1997 году создана Ассоциация производителей и потребителей тормозного оборудования (ACTO).

ACTO приняла участие в разработке раздела федеральной программы «Автотормозное оборудование для грузового подвижного состава нового поколения». В данную программу включены следующие положения:

- упрощение тормозной рычажной передачи (ТРП) за счет переноса тормозных цилиндров с кузова на тележки и применение встроенного в тормозной цилиндр авторегулятора ТРП;

- совершенствование конструкции и повышение надежности работы грузового авторежима и автопереключателей грузовых режимов у специализированных грузовых вагонов и цистерн, эксплуатирующихся с полной загрузкой или в порожнем состоянии;

- разработка принципиально новой конструкции компоновки воздухораспределителя №483А с вертикальным перемещением движущихся частей с целью уменьшения их износа и повышения надежности работы;

- унификация тормозных систем грузовых и пассажирских вагонов на базе воздухораспределителя №483М;

- разработка модификации воздухораспределителя №483М для ускоренных короткосоставных грузовых поездов;

- создание электропневматического тормоза для грузовых вагонов [4, 15].

Анализ тенденций развития тормозной техники показывает, что она находится в процессе постоянного совершенствания. Создание тормозных систем с потележечным раздельным торможением является тому подтверждением. Однако, достаточно большое количество унифицированных четырехосных грузовых вагонов инвентарного парка оснащено типовой симметричной одноцилиндровой тормозной системой с односторонним нажатием колодок на колеса. В свете этого актуальной остается оценка параметров работы

данных систем исходя из условий соответствия требованиям к вагонам нового поколения и горизонтов их применения. Поэтому данная одноцилиндровая система выбрана в качестве объекта проведения исследований.

1.2 Выбор основы для проведения оценки параметров тормозной системы грузовых вагонов 1.2.1 Анализ работ, проводившихся в области развития тормозной техники

Преследование цели улучшения технико-экономических показателей работы железнодорожного транспорта обусловливает нахождение его отраслей, в том числе и вагонного хозяйства, в процессе постоянного развития. Одним из основных узлов грузового подвижного состава является тормозная ситема, накладывающая ограничения на условия эксплуатации вагонов с позиций соблюдения безопасности движения.

Основным требованием, предъявляемым к тормозным системам в эксплуатации, является надежное и эффективное обеспечение требуемых функций и показателей протекания рабочих процессов в течение эксплуатационного периода между плановыми видами ремонта. В свете постоянного повышения требований к работе тормозных систем грузовых вагонов оценка параметров тормозной системы грузовых вагонов является актуальной задачей.

С целью конкретизации выбранного направления исследований и выделения основы для их проведения выполняем анализ научных работ, проводимых ранее в области совершенствования тормозной техники.

В работе [16] представлены следующие основные направления проведения научных исследований в области совершенстования тормозной техники:

- газодинамические процессы в тормозной системе поезда и тепловые процессы в узлах трения (Э.Д. Карминский, Е.Т. Бардош, В.Г. Иноземцев, Г.В. Гогричиани, JI.A. Вуколов и др.);

- исследования процессов торможения поездов (П.С Анисимов, В.Ф. Яковлев, Г.И. Солод, М.М. Соколов, З.А. Аюрзанайн, J1.B. Балон и др.);

- повышение качества обслуживания (М.И. Глушко, В.Н. Муртазин и др.);

- совершенствование процессов управления автотормозами грузовых поездов, включая длинносоставные и тяжеловесные (В.Г. Иноземцев, Б.Л. Карвацкий, C.B. Вершинский, В.М. Казаринов, H.A. Панькин, А.Н. Савоськин, В.П. Терещенко, В.В. Крылов, В.Е. Попов и др.);

- разработка автотормозного оборудования (Ф.П. Казанцева, И.К. Матросова, В.И. Крылова, В.Г Иноземцева, Л.В. Козюлина, Е.В. Клыкова, В.В. Крылова, A.B. Казаринова, М.И. Глушко, Г.Б. Никитина, М.Г Погребинского и др);

- совершенствование рычажных передач грузовых вагонов (В .А. Щепетильникова, В.Я. Солодилова, В.А. Юдина, В.А. Гулака, Г.Б. Никитина, М.И. Глушко, В.В Соломатина, A.C. Аввакумова, и др.).

На начальных этапах становления науки о тормозах больше внимания уделялось газодинамике в тормозной системе вагона и поезда в целом. Позже к вопросу газодинамики был сделан подход со стороны изотермических процессов (проф. Д. Э. Карминский), что позволило более четко определить зависимость изменения давления в тормозной магистрали (ТМ). Газодинамические процессы включают в себя и такую область научных исследований, как рассмотрение аэродинамического состояния тормозной магистрали. У В. Г. Иноземцева газодинамика ТМ посредством аналитических методов учитывала влияние объемов, задействованных в тормозной системе вагона, и различного рода потерь из-за неплотностей на скорость и характер протекания рабочих процессов по времени и в пространстве.

Со временем возникла необходимость в изучении протекания переходных процессов при торможении поезда, для этого была составлена и в последующем доработана и уточнена физико-математическая модель (работы А. Ф. Горина), характеризующая означенные процессы.

В свете неуклонного развития и усложнения тормозной технической базы, возникла острая необходимость в появлении не менее действенных методов разработки, совершенствования и контроля тормозного оборудования. Поэтому в 70-е годы особую актуальность приобрел метод прямой аналогии или метод моделирования, основанный на воссоздании процессов и ситуаций, происходящих в узлах исследуемой системы или конструкции (работы В. Е. Попова). На основе многочисленных экспериментов были разработаны математические модели, позволившие структурировать номенклатуру процессов, протекающих в тормозной системе и создать методики их расчета в различных динамических режимах.

Параллельно с исследованием процессов торможения шла разработка систем автоматического управления движением, базирующихся на использовании микропроцессорных и компьютерных технологий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Андреев, Павел Александрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Соколов, А.Б. Разработка и обоснование параметров воздухораспределителей для грузовых вагонов: Дисс... канд. техн. наук: 05.22.07 / Соколов Андрей Борисович. - М., 2006. - 128с.

2. Иноземцев, В.Г. Автоматические тормоза. Учебник для вузов ж.-д. транспорта / В.Г. Иноземцев, В.М. Казаринов, В.Ф. Ясенцев. - М.: Транспорт, 1981. - 464с.

3. Иноземцев, В.Г. Тормозные приборы для локомотивов и вагонов нового поколения / В.Г. Иноземцев // Железнодорожный транспорт. - 2001. - № 10. - С.45-49.

4. Анисимов, П.С. Тормозное оборудование высокоскоростных поездов / П.С. Анисимов // Железнодорожный транспорт. - 2011.- №2.-С.72-77.

5. Анисимов, П.С. Высокоскоростные железнодорожные магистрали и пассажирские поезда: монография / П.С. Анисимов, A.A. Иванов. - М.: ФГОУ УМЦ, 2011. - 542с.

6. Афанасьев, С.И. Тормозным приборам - самое высокое качество / С.И. Афанасьев // Железнодорожный транспорт. - 2004.- №2.-С.50-53.

7. Беляков, И.И. Перспективы развития тормозной техники /И.И. Беляков// Железнодорожный транспорт. - 2001. - № 10. - С.40-42.

8. Егоренков, A.A. Флагман отечественного тормозостроения /A.A. Егоренков// Железнодорожный транспорт. - 2001. - № 10. - С.34-39.

9. Анисимов, П.С. Тормоза подвижного состава / П.С. Анисимов; под ред. Б.А. Левина и П.С. Анисимова // Энциклопедия машиностроения РАН том IV - 23 Подвижной состав железных дорог. - М.: Машиностроение, 2008. - С.308-350.

10. Котуранов, В.Н. 70 лет служения транспорту / В.Н.Котуранов, П.С.Анисимов, М.М.Болотин, Г.И.Петров // Железнодорожный транспорт. - 2001. - № 10. - С.58-63.

11. Болотина, А.Б. Исследование параметров и совершенствование конструкций механической части тормозных систем грузовых вагонов с учетом перспективных условий эксплуатации: Дисс... канд. техн. наук: 05.22.07 / Болотина Александра Борисовна. - М, 2000. - 243с.

12. Гулак, В.А. Рациональные схемы и размеры рычажной передачи большегрузных вагонов: Автореф. дисс... канд. техн. наук: 05.05.01 / Гулак Виктор Алексеевич. - М., 1984-23с.

13. Соломатин, В.В. Совершенствование механической части тормозной системы большегрузных вагонов: Дисс... канд. техн. наук: 05.22.07 / Соломатин Виктор Васильевич. - М., 1992 - 170с.

14. Никитин, Г.Б. Новое в развитии автотормозной техники / Г.Б. Никитин, A.B. Казаринов, И.В. Назаров // Железнодорожный транспорт. - 2008. - № 4. - С.62-64.

15. Анисимов, П.С. Расчет и проектирование пневматической и механической частей тормозов вагонов: учебное пособие для вузов ж.д. транспорта / П.С. Анисимов, В.А. Юдин, А.Н. Шамаков, С.Н. Коржин. - М.: Маршрут, 2005. - 248с.

16. Карпычев, В.А. Разработка метода системного анализа автотормоза грузового подвижного состава: дис. ...д-ра техн. наук: 05.22.07/ Карпычев Владимир Алекесандрович. - М., 2001 - 316с.

17. Крагельский, И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, B.C. Комбалов. - М.: Машиностроение, 1977. - 528с.

18. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / под ред. Чичинадзе A.B. - М.: Машиностроение, 2001. - 664с.

19. Буше, H.A. Трение, износ и усталость в машинах / H.A. Буше. - М.: Транспорт, 1987. -223с.

20. Петров, С.Ю. Закономерности работы трибосистемы колодка-колесо-рельс и пути повышения ее долговечности: дисс. ... д-ра техн. наук: 05.22.07/ Петров Сергей Юрьевич. - М., 2002. - 350с.

21. Асташкевич, Б.М. Исследование эксплуатационных дефектов фрикционного сопряжения тормозной колодки с колесом вагона / Б.М. Асташкевич, С.Г. Иванов, И.Н. Воронин и (др.) // Вестник ВНИИЖТ. - 2004. - № 4. - С.44-48.

22. Вуколов, JI.A. Сравнительные характеристики тормозных колодок различных поставщиков / J1.A. Вуколов, В.А. Жаров // Вестник ВНИИЖТ - 2005. - № 2. - С.16-20.

23. Богданович, П.Н. Оценка триботехнических характеристик композиционных материалов для тормозных колодок при малых скоростях скольжения / П.Н. Богданович, Э.И. Галай // Вестник ВНИИЖТ. - 2005. - № 2. - С.21-24.

24. Крылов, В.В. Методика измерения уровня коэффициента сцепления колес вагонов с рельсами на эксплуатируемых участках дорог / В.В. Крылов, A.B. Казаринов, Б.Г. Максимов и (др.) // Вестник ВНИИЖТ. - 2003. - № 4. - С. 17-23.

25. Коган, А.Я. Взаимодействие колеса и рельса при качении / А.Я. Коган // Вестник ВНИИЖТ. - 2004. - № 5. - С.33-40.

26. Марков, Д.П. Оптимизация колесно-рельсовой трибосистемы / Д.П. Марков // Вестник ВНИИЖТ. - 2004. - № 6. - С.32-38.

27. Казаринов, A.B. Структуризация расчетного коэффициента сцепления колес с рельсами при торможении на основании динамических характеристик экипажа / A.B. Казаринов, Д.Е.Кумпяк, А.В.Белянкин и (др.)// Вестник ВНИИЖТ.- 2009 - №1.- С.9-14.

28. Казаринов, A.B. Измерения коэффициента сцепления колес с рельсами при кратковременных торможениях («уколах») и особенности статистической обработки результатов / A.B. Казаринов, A.B. Белянкин, Г.Н. Горюнов и (др.) // Вестник ВНИИЖТ. - 2009. - № 3. - С.37-42.

29. Гогричиани, Г.В. Основные принципы управления системой противоюзной защиты современного подвижного состава / Г.В. Гогричиани, A.B. Казаринов, В.В. Михеев, С.Б. Курцев // Вестник ВНИИЖТ. - 2003. - № 3. - С. 14-21.

30. Жаров, И.А. Требования к параметрам устройств для борьбы с юзом и боксованием / И.А. Жаров // Вестник ВНИИЖТ. - 2004. - № 2. - С.35-39.

31. Жаров, И.А. Методика обработки результатов испытаний противогазных устройств / И.А. Жаров, A.B. Казаринов, С.Б. Курцев и (др.) // Вестник ВНИИЖТ. - 2007. - № 6. -С.30-36.

32. Гогричиани, Г.В. Повышение точности измерения и регистрации давления сжатого воздуха при испытаниях тормозных систем подвижного состава / Г.В. Гогричиани, A.B. Казаринов // Вестник ВНИИЖТ. - 2003. - № 2. - С.3-6.

33. Соколов, А.Б. Воздухораспределители: настоящее и перспективы / А.Б. Соколов // Железнодорожный транспорт. - 2006. - № 8. - С.73-75.

34. Глушко, М.И. Разработки в области автотормозов / М.И. Глушко, А.Н. Антропов //Железнодорожный транспорт. - 2009. - № 5. - С.41-45.

35. Другаль, С.А. Грузовые регуляторы тормозного нажатия и их совершенствование / С.А. Другаль, М.А. Глушко // Транспорт Урала. - 2007. - №1(12). - С.125-133.

36. Клушанцев, Д.Е. Унифицировать тормозные системы с раздельным торможением / Д.Е. Клушанцев // Вагоны и вагонное хозяйство. - 2009. - №3(19). - С.20-22.

37. Никитин, Г.Б. Тормозная система платформы для перевозок крупнотоннажных контейнеров с максимальной скоростью движения до 140 км/ч / Г.Б. Никитин, И.В. Назаров, Г.Н. Горюнов // Вестник ВНИИЖТ. - 2005. - № 5. - С.23-26.

38. Сендеров, Г.К. Стандартизация вагонов нового поколения. Комплексность и перспективность / Г.К. Сендеров, Е.А. Поздина // Железнодорожный транспорт. - 2002. - № 4. - С.38-41.

39. Цюренко, В.Н. Тираж и технические требования к грузовым вагонам нового поколения / В.Н. Цюренко // Железнодорожный транспорт. - 2003. - № 2. - С.8-13.

40. Калетин, C.B. Грузовые вагоны нового поколения / C.B. Калетин // Железнодорожный транспорт. - 2007. -№ 8. - С. 10-12.

41. Барбарич, С.С. Грузовые и пассажирские вагоны нового поколения/ С.С.Барбарич, А.М.Краснобаев, В.В.Новоселов// Железнодорожный транспорт - 2008 - № 4 - С.57-61.

42. Устич, П.А. Надежность рельсового нетягового подвижного состава/ П.А. Устич, В.А. Карпычев, М.Н. Овечников. - М.: ИГ «Вариант», 1999. - 416с.

43. Комплексный анализ причин отказов деталей и узлов автотормозного оборудования вагонов на сети железных дорог РФ за 12 месяцев 2006 года / В.М. Щегров. - ПКБ ЦВ ОАО «РЖД», 2007. - 59с.

44. Комплексный анализ причин отказов деталей и узлов автотормозного оборудования вагонов на сети железных дорог РФ за 12 месяцев 2007 года / В.М. Щегров. - ПКБ ЦВ ОАО «РЖД», 2008. - 57с.

45. Лукин, В.В. Конструирование и расчет вагонов: учебник для вузов ж.д. трансп. / В.В. Лукин, Л.А. Шадур, В.Н. Котуранов и (др.); под ред. В.В. Лукина. - М.: УМК МПС России, 2000.-731с.

46. Пастухов, И.Ф. Вагоны: Учебник для техникумов ж.-д. трансп. / И.Ф. Пастухов, В.В. Лукин, Н.И. Жуков; под ред. В.В. Лукина. - М.: Транспорт, 1988. - 280с.

47. Устич, П.А. Вагонное хозяйство: учебник для студентов вузов железнодорожного транспорта/ П.А. Устич, И.И. Хаба, В.А. Ивашов и (др.). - М.: «Маршрут», 2003. - 560с.

48. Казаринов, В.М. Автотормоза: Учебник / В.М.Казаринов. - М.: Транспорт, 1974. - 240с.

49. Асадченко, В.Р. Автоматические тормоза подвижного состава: учебное пособие для ВУЗов ж.-д. транспорта / В.Р. Асадченко. М.: Маршрут, 2006. - 392с.

50. Иноземцев, В.Г. Тормоза железнодорожного подвижного состава: Вопросы ответы / В.Г. Иноземцев. - М.: Транспорт, 1987. -207с.

51. Крылов, В.И. Автоматические тормоза подвижного состава:: учебник для техникумов ж.-д. транспорта / В.И. Крылов, В.В. Крылов. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Транспорт, 1977 - 320с.

52. Крылов, В.И. Тормозное оборудование железнодорожного подвижного состава: Справочник/ В.И. Крылов, В.В. Крылов, В.Н. Ефремов, и (др.).- М.: Транспорт, 1989— 487с.

53. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. - М.: Транспорт, 2008. - 184с.

54. Типовой расчет тормоза грузовых и рефрижераторных вагонов.- М.: МПС РФ, 1996-76с.

55. Карпычев, В.А. Качественный анализ структурной схемы неблагоприятных событий, приводящих к юзу колесной пары грузового вагона / В.А. Карпычев, П.А. Андреев // Труды Восьмой научно - практической конференции «Безопасность движения поездов». - М.: МИИТ, 2007. - VI - 21.

56. Карпычев, В.А. Вероятностная модель юза колесной пары / В.А. Карпычев, П.А. Андреев // Мир транспорта. - 2009. - №2(26). - С. 18-22.

57. Инструкция по ремонту тормозного оборудования вагонов ЦВ-ЦЛ-945. / МПС России.

- М.: Трансинфо, 2006. - 128с.

58. Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР: альбом - справочник. - М.: Транспорт, 1989. -176с.

59. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог. ЦТ- ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277. - М.: Транспорт, 2008. - 147с.

60. Юдин, В.А. Обеспеченность вагонов тормозными средствами: учебное пособие / В.А. Юдин, П.С. Анисимов, И.В. Козлов. - М.: МИИТ, 1998. - 60с.

61. Смагин, Б.В. Качественные характеристики механической части тормозов подвижного состава: учебное пособие / Б.В. Смагин, В.А. Юдин. - М.: МИИТ, 2009. - 115с.

62. Андреев, П.А. Факторный анализ вероятности юза / П.А. Андреев // Соискатель (Приложение к журналу Мир транспорта). - 2010. - №2. - С.37-40.

63. Карпычев, В.А. Качественный анализ особенностей влияния уменьшения коэффициента сцепления колеса с рельсом и обезгрузки колесной пары на вероятность появления юза /В.А. Карпычев, П.А. Андреев //Качество и жизнь - 2010 - №4 - С.49-54.

64. Андреев, П.А. Оценка влияния фактора обезгрузки на условие невозникновения юза колесной пары при торможении грузового вагона на уклоне / П.А. Андреев // Труды Десятой научно - практической конференции «Безопасность движения поездов». - М.: МИИТ, 2009.-VII-5.

65. Вершинский, C.B. Динамика вагона: учебник / C.B. Вершинский, В.Н. Данилов, В.Д. Хусидов. - М.: Транспорт, 1991. - 360с.

66. Ефименко, Ю.И., Общий курс железных дорог: учебное пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю.И. Ефименко, М.М. Уздин, В.И. Ковалев и (др.); под ред. Ю.И. Ефименко. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 256с.

67. Амелин, C.B. Путь и путевое хозяйство: учебник / C.B. Амелин, JIM. Дановский. - М.: Транспорт, 1972.-214с.

68. Иноземцев, В.Г. Нормы и методы расчета автотормозов: пособие / В.Г. Иноземцев, П.Т. Гребенюк. - М.: Транспорт, 1971. - 56с.

69. Правила тормозных расчетов: труды ВНИИЖТ / П.Т. Гребенюк - М.: Интекст, 2004-112с.

70. Гарг, В.К. Динамика подвижного состава: пер. с англ. / В.К. Гарг, Р.В. Дуккипати; под ред. H.A. Панькина-М.: Транспорт, 1988. - 391с.

71. Правила тормозных расчетов: труды ВНИИЖТ / П.Т. Гребенюк - М.: Интекст, 2004-112с.

72. Хохлов, A.A. Исследование горизонтальной динамики восьмиосных вагонов: дисс. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Хохлов Александр Алексеевич. - М., 1968. - 215с.

73. Саврухин, A.B. Уточненная оценка напряженно-деформированного состояния корпуса автосцепки и совершенствование его конструкции: дисс. ... канд. техн. наук: 05.22.07 / Саврухин Андрей Викторович. - М., 1990. - 223с.

74. Инструкция по ремонту и обслуживанию автосцепного устройства подвижного состава железных дорог. ЦВ-ВНИИЖТ-494. - М.: Трансинфо, 2006. - 144с.

75. Артоболевский, И.И. Теория механизмов и машин: учеб. для втузов / И.И. Артоболевский.- 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. -640с.

76. Выгодский, М.Я. Справочник по высшей математике / М.Я. Выгодский. - М.: ACT: Астрель, 2006. - 991, [1]с.: ил.

77. Выгодский, Я.Я. Справочник по элементарной математике / Я.Я. Выгодский. - М., 1966.-424с.: ил.

78. Инструкция осмотрщику вагонов. ЦВ-ЦЛ-408. - М.: Транспорт, 2008. - 106с.

79. Писаренко, Г.С. Справочник по сопротивлению материалов / Г.С. Писаренко, А.П. Яковлев, В.В. Матвеев. - Киев: «Наукова думка», 1975. - 704с.

80. Альбом сборочных чертежей двухосной тележки ЦНИИ-ХЗ-0, Н-Тагил, 1967. (Уральский вагоностроительный завод имени Ф.Э. Дзержинского).

81. Альбом сборочных и узловых чертежей полувагона г/п 63 т, объем 70,5 м3, Н-Тагил, 1966.

82. Технические требования на разработку двухосных тележек для перспективных грузовых вагонов повышенной грузоподъемности железных дорог колеи 1520 (1524) мм. - М.:1999. - 15с.

83. Карпычев, В.А., Методика оценки тормозных нажатий / В.А. Карпычев, П.А. Андреев // Мир транспорта. - 2011. - №4(37). - С. 16-20.

84. Голубева, О.В. Теоретическая механика: учебное пособие для ВУЗов / О.В. Голубева. -3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1976. - 350с.

85. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики: учебник для ВУЗов / С.М. Тарг. -11-е изд., испр. - М.: «Высшая школа», 1995. - 416с.

86. Инструкция по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар. ЦВ/3429. - Екатеринбург: УралЮрИздат, 2008. - 64с.

87. Карпычев, В.А. К вопросу оценки и контроля тормозных нажатий колодок на колеса в зависимости от положений рычагов при регулировках рычажной передачи тележки 18100 / В.А. Карпычев, Г.Б. Никитин, П.А. Андреев // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. - 2013. - №5. - С.43-47.