Обоснование перспективных направлений совершенствования ходовых частей вагонов промышленного транспорта САР тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.20, кандидат технических наук Надер Ильяс Джорджос

• Надер Ильяс Джорджос
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Надер Ильяс Джорджос

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА САР.

2. ПУТИ И МЕТОДЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ВАГОНОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАНСПОРТА.

3. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПУТИ И ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАНСПОРТА.

4. РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ОСНОВНЫМ ПАРАМЕТРАМ ХОДОВЫХ ЧАСТЕЙ СПЕЦИАЛЬНЫХ ВАГОНОВ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование перспективных направлений совершенствования ходовых частей вагонов промышленного транспорта САР»

Общая протяженность сети железнодорожного транспорта САР составляет около 2600 км, из них 2175 км с шириной колеи 1435 мм и 325 км имеют ширину 1650 мм, эти дороги построены еще в 19 веке.

В настоящее время железные дороги страны связывают основные крупные города промышленных и сельскохозяйственных центров с портами страны. За последние 10 лет протяженность железнодорожной сети несколько увеличилась при одновременном значительном росте пассажирских и грузовых перевозок. На долю железнодорожного транспорта приходится около 40% всего грузооборота страны.

САР в арабском мире считается одной из самых быстро развивающихся стран. После 1970 года в стране строится значительное количество различных заводов (цементных, деревообрабатывающих, тракторных), бурно развивается сельскохозяйственное производство, в том числе и перерабатывающее. Все это потребовало расширения транспортных связей между различными районами страны, а также их связей с морскими портами. Наиболее широко в транспортных схемах страны представлен автомобильный и железнодорожный транспорт. Объем перевозки грузов всеми видами транспорта в стране к 1989 году достиг 3,25 млн. т, из них на железнодорожный приходится 1,51 млн. т. В транспортном комплексе страны с учетом погрузо-разгрузочных и и складских операций занято около 1/6 части всех трудящихся в сфере материального производства и задействована 1/10 часть основных производственных фондов.

Железнодорожный транспорт САР, как магистральный, так и промышленный (внутризаводской), работает в тяжелых условиях. Значительная грузонапряженность и большая протяженность пути в кривых малых радиусов приводит к интенсивному износу колес и рельсов. В САР затраты на ремонт подвижного состава и пути железных дорог приходится 1/4 часть расходов на ремонт всей транспортной сети страны. В себестоимости единицы готовой продукции доля затрат на транспорт достигает 50%.

Важнейшими задачами в области транспорта САР является расширение транспортно-дорожного строительства и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения во всех видах перевозок. Одним из основных направлений, которое позволяет реализовать все возрастающие грузопотоки, является увеличение скоростей движения. Реализация этих направлений уже была разработана в ряде исследований, в том числе и аспирантами ПГУПСа. Однако на отдельных участках железных дорог САР (в горных районах), из-за наличия большой протяженности пути в кривых малых радиусов, увеличение скоростей движения невозможно. В этом случае наиболее эффективным методом реализации возрастающих грузопотоков является увеличение грузоподъемности вагонов за счет увеличения их осевых нагрузок. Такие участки пути должны иметь замкнутые маршруты, специальные конструкции пути и подвижной состав. Условия эксплуатации таких участков близки к условиям промышленных железных дорог России, поэтому при разработке требований к конструкции пути и ходовых частей вагонов был изучен опыт работы промышленного транспорта. При этом, одной из основных целей данных исследований является обоснование перспективных направлений совершенствования ходовых частей вагонов, предназначенных для эксплуатации на этих участках, в первую очередь по условиям обеспечения безопасности движения и снижения интенсивности износа колес и рельсов.

Для решения поставленных задач был проведен анализ условий эксплуатации железнодорожного транспорта САР; пути и методы совершенствования ходовых частей вагонов промышленного транспорта на примере России и ряда передовых зарубежных стран; обоснована и разработана математическая модель для исследования силовых характеристик взаимодействия

Заключение диссертации по теме «Транспортные системы городов и промышленных центров», Надер Ильяс Джорджос

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Железные дороги САР играют значительную роль в транспортном комплексе страны. Одним из перспективных направлений реализации возрастающего грузопотока в горных районах страны, где невозможно увеличение скоростей движения, является создание специальных участков железных дорог с высокими осевыми нагрузками, условия эксплуатации которых близки к железным дорогам промышленных предприятий России.

2. На основании обзора и анализа выполненных ранее исследований показана эффективность повышения осевых нагрузок для четырехосных грузовых вагонов и рекомендована конструкция верхнего строения пути для специальных участков железных дорог САР.

3. Выполнен анализ основных причин сходов подвижного состава промышленных железных дорог, который показал, что обеспечение безопасности движения подвижного состава на специальных участках железных дорог САР при повышенных осевых нагрузках будет связано со снижением силового воздействия вагонов на железнодорожный путь в кривых.

4. Анализ направлений научно-технического поиска ведущих фирм и организаций России, Англии, Германии, Канады, Франции, США, Японии и ряда других стран, а также перспективных условий эксплуатации специальных участков железных дорог САР показал, что наиболее перспективным для этих участков является подвижной состав на радиальных 2-осных тележках с пассивными системами управления осями.

5. Для исследования основных характеристик вписывания радиальных тележек в кривые участки пути и обоснования параметров тележки разработана математическая модель, учитывающая влияние сил крипа на установку колесной пары в кривой. В предложенной математической модели введены жесткостные характеристики буксового и центрального подвешивания, поперечных связей колесных пар и конусность бандажей, что позволяет варьировать основными параметрами тележки при исследованиях вписывания ее в кривые различных радиусов.

6. Сравнительный анализ экспериментальных и теоретических исследований, выполненный рядом ученых и результатов, полученных на предложенной модели, убедительно доказали достоверность полученных результатов и подтвердили возможность использования предложенной модели для исследования вписывания экипажей в кривые участки пути.

7. Выполненные расчеты позволили рекомендовать для специальных участков железных дорог САР с высокими осевыми нагрузками использовать радиальную тележку со следующими параметрами: осевая нагрузка - 300-500 кН/ось; => база тележки - 1600-2000 мм; => жесткость буксового подвешивания: продольная - 300-600 кН/м поперечная - 300-600 кНУм; жесткость центрального подвешивания: продольная - 5000 кН/м поперечная - < 10000 кН/м; => жесткость диагональных связей > 5000 кН/м; => конусность колес -0,1 -0,25.

8. Использование радиальных тележек с высокими осевыми нагрузками дает значительный экономический эффект. По данным конференции в Монреале, несмотря на то, что эта тележка дороже стандартной на 45%, затраты на тележку окупаются за 2,5 года за счет существенного уменьшения износа колес и рельсов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Надер Ильяс Джорджос, 2000 год

1. Аль-Арадж Модар. Обоснование мощности железных дорог в единой транспортной системе Сирийской Арабской Республики. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук. ПГУПС, СПб, 2000 г.

2. Андреева JI.A. Горизонтальное поперечное воздействие на путь подвижного состава промышленного железнодорожного транспорта в кривых участках. Диссертация канд.техн.наук. Калинин, 1983, 130 с.

3. Армстронг Дж. Прохождение кривых тележками пассажирских вагонов городского транспорта. Железные дороги мира, № 4, М.: Транспорт, 1984, с.14-18.

4. Артамонова Н.Е., Дудкин Е.П. Динамическая модель вписывания вагонов в кривые участки пути промышленных железных дорог. Лен.ин-т ж.-д.трансп.-Л., 1987, 15 с. Деп. вЦНИИТЭИМПС 10.11.88 № 4249.

5. Березовский М.В., Дудкин Е.П., Хаустов Г.Г. Организация перевозок на промышленном транспорте. Учебное пособие. Л., ЛИИЖТ, 1989, 82 с.

6. Блажко Л.С. Интенсивность напряжения остаточных деформаций пути при воздействии вагонов с осевой нагрузкой 250 кН. Диссертация канд.техн.наук. Защищена Л., 1986,185 с.

7. Блейхер А.И., Куценко С.М. Динамика локомотива в кривой с неровностью в плане // Некоторые задачи механики скоростного наземного транспорта. Киев: Наукова думка, 1974, с.44-48.

8. Варава В.И. Прикладная теория амортизации транспортных машин. Л.: из-во Ленингр.ун-та, 1986,188 с.

9. Ю.Вериго М.Ф., Коган А.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава / Под ред. М.Ф. Вериго М.: Транспорт, 1986 - 559 с.

10. П.Вериго М.Ф., Коган А.Я. Об устойчивости движения колеса по рельсу. -Вестник ВНИИЖТ, 1965, № 4, с.3-7.

11. Вершинский C.B., Данилов В.Н., Челноков A.A. Динамика вагонов. Учебник для вузов ж.д. тр-та. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1978 -352 с.

12. Взаимодействие пути и подвижного состава (Е.М. Бромберг, М.Ф. Вериго, В.Н. Данилов, М.А. Фришман) М.: Трансжелдориздат, 1956 - 280 с.

13. Воздействие технологического подвижного состава с большими осевыми нагрузками на железнодорожный путь (Е.П. Дудкин, В.Ф. Яковлев) // Транспорт промышленных предприятий. Межвузовский сб.научн.тр. -Калинин, 1978, с.112-119.

14. Вписывание миксерных чугуновозов в кривые малых радиусов (В.Ф. Яковлев, H.A. Шашков, Е.П. Дудкин) // Вопросы транспорта промышленных предприятий. Межвузовский сб.научн.тр. Калинин, 1976, с.86-95.

15. Гарг В.К., Дуккипати Ф.В. Динамика подвижного состава: пер.с англ. (Под ред. H.A. Панькина) М.: Транспорт, 1988 - 391 с.

16. Годыцкий-Цвирко A.M. Взаимодействие пути и подвижного состава железных дорог. М.: Гострансиздат, 1931 - 215 с.

17. Данилов В.Н. Железнодорожный путь и его взаимодействие с подвижным составом. М., Трансжелдориздат, 1961.

18. Дегтярев В.Н., Копышев И.К., Юндева Г.Ш. Железнодорожный транспорт в промышленности за рубежом. М.: 1973.

19. Динамические испытания взаимодействия миксерных чугуновозов и жел.дор.пути на ЧерМК. Отчет о НИР. Ленингр.ин-т инж.жел.дор.тр-та (ЛИИЖТ): Рук. В.Ф. Яковлев, № ГР Л., 1988 46 с. ил. Отв.исп. Е.П. Дудкин.

20. Дрофман Ю.И., Ромен Ю.С. Расчет динамического вписывания тепловозов в кривые участки пути на электронной цифровой вычислительной машине // Вестник ВНИИЖТ, 1962, № 6, с.52-57.

21. Дудкин Е.П. Выбор и обоснование параметров ходовых частей вагонов промышленного транспорта. Транспорт. Наука. Техника. Управление. ВНИИТИ № 5М, 1990, с.14-18.

22. Дудкин Е.П. Исследование взаимодействия миксерных чугуновозов и жел.дор.пути. Дисс.канд.техн.наук, защищена 12.05.78., JL, 1978 155 с.

23. Дудкин Е.П. Экспериментально-теоретические основы выбора параметров ходовых частей вагонов промышленных железных дорог (по условиям взаимодействия с конструкцией пути). Диссертация на соискание ученой степени докт.техн.наук, ПГУПС, СПб, 1991,- 506 с.

24. Дураченко М.И., Савчук О.М. Испытание вагона с осевыми нагрузками 35 т. Промышленный транспорт, 1973, № 9, с.20-21.

25. Ершков О.П. Построение графиков удельных характеристик и графиков паспортов железнодорожных экипажей (Теоретические основы) // Труды ВНИИЖТ, 1963, вып.268, с.64-124.

26. Ершков О.П. Расчеты поперечных горизонтальных сил в кривых // Труды ВНИИЖТ, 1966, вып.301. 236 с.

27. Ершков О.П. Учет боковой упругости пути при расчетах вписывания железнодорожных экипажей в кривые // Труды ВНИИЖТ, 1971, вып.424, с.4-61.

28. ЗЗ.Зинченко В.И., Мазур М.А. Влияние нелинейности сил псевдоскольжения на движение рельсового экипажа по кривой // Нагруженность, колебания и прочность сложных механических систем. Киев: Наукова думка, 1977, с.104-109.

29. Исследование и разработка грузовых вагонов. Железные дороги мира. М.: Транспорт, №8, 1981, с. 17-22.

30. Калмыков В.Г., Кузнецов А.Г. Вагоны промышленного транспорта М.: Транспорт, 1978, 336 е., ил., табл., библиогр.

31. Камаев В.А. Оптимизация параметров ходовых частей подвижного состава. М.: Машиностроение, 1980 215 е., ил.

32. Козловский М.Ю. Оптимальные параметры рельсовой колеи в кривых малых радиусов железнодорожных путей предприятий черной металлургии: Дисс.канд.техн.наук: защищена 11.06.85, Л., 1985,217 с.

33. Королев К.П. Вписывание паровозов в кривые участки пути. М.: Транс-желдориздат, 1950 - 224 с.

34. Кузнецов А.Г. Основные направления совершенствования вагонов промышленного транспорта. Труды ЦКТП при Госплане СССР, вып. 119, «Направления технического прогресса транспортных средств», М., 1987, с.154-161.

35. Куценко С.М. Динамика установившегося движения локомотивов. -Харьков: Виша школа, 1975 132 с.

36. Лазарян В.А. Динамика вагонов, устойчивость движения и колебания. -М.: Транспорт, 1964,255 с.

37. Лазарян В.А., Мацур М.А., Зинченко В.И. О математической модели рельсового экипажа, движущегося в кривой произвольного очертания // Некоторые задачи скоростного наземного транспорта. Киев: Наукова думка, 1974, с. 13-20.

38. Лурье А.И. Аналитическая механика. М.: Физматгиз, 1961 824 с.

39. Медель В.Б. Боковое давление тележечных экипажей при движении в кривых // Труды МНИТ, 1968, вып.296 160 с.

40. Медель В.Б. Исследование движения железнодорожных экипажей в кривых // Труды Томского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта, 1955, вып.20 208 с.

41. Митропольский А.К. Техника статических вычислений. М.: Наука, 1971.

42. Параскевопуло Ю.Г. Пути повышения технического ресурса ходовых частей передвижных миксеров: Дисс.канд.техн.наук защищена 21.12.89 -182 с.

43. Погорелов A.B. Дифференциальная геометрия. М.: Наука, 1974 -176 с.

44. Поллард М.Г. Разработка тележек с диагональными связями для грузовых вагонов. Железные дороги мира, № 2, М.: Транспорт, 1981, с.3-21.

45. Половинкин А.И. ЭВМ и техническое творчество. Общество «Знание», Лат.ССР, Рига, 1976-29 с.

46. Пономарев Б.В. К вопросу о составлении дифференциальных уравнений криволинейного движения рельсовых экипажей в неинерциальных системах отсчета // Некоторые задачи механики скоростного наземного транспорта. Киев: Наукова думка, 1974, с.34-38.

47. Правила технической эксплуатации железнодорожного транспорта предприятиями системы министерства черной металлургии СССР Киев: Техника, 1987, с.79-80.

48. Промышленный транспорт /Под ред. A.C. Гельмана, С.Д. Чубарова, 3-е изд. перераб.и доп. -М.: Стройиздат, 1984,415 с.

49. Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог // В.Ф. Яковлев, Б.А. Евдокимов, В.Е. Парунакян, А.И. Перцев. Под ред В.Ф. Яковлева. М.: Транспорт, 1990 314 с.

50. Редько С.Ф., Ушкалов В.Ф., Яковлев В.П. Идентификация механических систем. Определение динамических характеристик и параметров. Киев: Наукова думка, 1985 216 с.

51. Романовский A.B. Особенность эксплуатации кривых малых радиусов в условиях открытых горных разработок // Труды ЛИИЖТ, 1975, вып.380, с.49-54.

52. Ромен Ю.С. Вход в кривую железнодорожного экипажа // Вестник ВНИ-ИЖТ, 1966, №7, с.29-32.

53. Ромен Ю.С. О нелинейных колебаниях железнодорожного экипажа в кривых произвольного очертания // Труды ВНИИЖТ, 1967, вып.347, с.5-26.

54. Севастьянов B.C. Исследование безопасности движения поездов в условиях открытых горных разработок. Дисс.канд.техн.наук Л., 1981 - 236 с.

55. Тибилов Т.А., Чащинов В.И. Математическая модель железнодорожного экипажа с изношенными поверхностями катания колес, движущегося с постоянной скоростью в пути произвольного очертания в плане // Труды РИИЖТ, 1972, вып.87, с.50-59.

56. Уманов Н.И., Цыганенко В.В. Определение величины горизонтальных поперечных сил, действующих на путь при вписывании в кривые экипажей с несочлененными многоосными тележками // Труды ДИИТ, 1977, вып. 196, с.102-107.

57. Фрадкин П.Я. Взаимодействие пути и подвижного состава в кривых малых радиусов при усилении их контррельсами. Дисс.канд.техн.наук защищена 24.04.90, Л., 1990 - 200 с.

58. Хейман X. Направление железнодорожных экипажей рельсовой колеей // Пер.с нем. Под ред. К.П. Королева М.: Трансжелдориздат, 1957, 416 с.

59. Холл Дж., Уат Дж. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений М.: Мир, 1979 - 312 с.

60. Шеффель Г. Влияние подвешивания на устойчивость подвижного состава при извилистом движении. Железные дороги мира, № 5. М.: Транспорт, 1981, с.10-32.

61. Яковлев В.Ф. Проблемы устойчивости подвижного состава и пути. Транспорт. Наука. Техника. Управление. М., ВИНИТИ, 1990, с.2-11.

62. Tandy David William/ Rail vehide bogil The Standart Railway Wagon Co.Ltd. Англ. Заявка, пл. B7L, (B61F3100), № 2030944, заявл. 29.09.78, № 7838609, опубл. 16.04.80.

63. Bogie a longerons articules. Pawlowski Daniel; Sol.de. DJETRJCH & CJE. Заявка 2488204, Франция, заявлено 22.05.80, № 804752, опубл. 12.02.82, МКИ B61F5/22,3/02.

64. Drehgestell fur Schienenfalirzeuge. Schindehutte Manfred; Wegmann und Co Gmb H. Заявка 3439616, ФРГ, заявл 30.10.84, № p 34396160, опубл. 30.04.86, МКИ В 61f5/00.

65. Armstrong John H. Trucks and suspension system "Railway Age" 1980, 181, № 17, 30-31, 33, 36-37, 40-41, 44, 48.

66. Haruo Sakamoto, Miyuki Iamamoto. The Hunting and Curving Behaviour of Cross-Braced Tracks. JSME International Journal, vol 30, № 263,1987.

67. Bogic pour vehicule ferroviaire. Boisser Pierre; Usines et acieries de sambre et meuse. Заявка 2565924, Франция, заявл. 15.06.84 № 8409412, опубл. 20.12.85, МКИ B61F5/52.

68. Trucks for wheeled vehieles. Elmaraghy Waguih H. Boyce Kenneth E., Do-fasco Ine. Пат. 1138259, Канада, заявл. 02.02.81, № 369861, опубл. 28.12.82, MKHB61F5/52 НКИ 105-61.

69. Railwaytruck; pivotal connection. Sobolewsky 6; Urban Transportation Development. Corp.Ltd. Пат. 1167701, Канада, заявл 4.10.82, № 413458, опубл. 22.05.84, МКИ B11F5/00, НКИ 105-61.