Повышение надежности опорно-поворотных устройств на основе принципа построения адаптивных систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Павлицкий Борис Игоревич

• Павлицкий Борис Игоревич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Павлицкий Борис Игоревич

Введение

1 Анализ априорной информации и формулировка задачи исследования

1.1 Опорно-поворотное устройство в промышленности, назначение, классификация, конструкции

1.2 Смазочные материалы для опорно-поворотных устройств

1.3 Особенности реализации адаптивных регуляторов в механических системах

1.4 Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования

2 Синтез параметрической модели ОПУ с адаптивным регулятором рабочих характеристик

2.1 Теоретическое обоснование и выбор методики синтеза

2.2 Первый этап. Выбор и анализ прототипа узла «пятник-подпятник»

2.3 Второй этап. Анализ структуры контактных поверхностей (рабочая модель №2)

2.4 Третий этап. Анализ структуры контактных поверхностей (рабочая модель №3)

2.5 Выводы по главе 2. Выбор рабочей модели

3 Теоретическое исследование опорно-поворотного узла с адаптивным регулятором

3.1 Особенности работы опорно-поворотного узла с системой адаптивного регулирования

3.2 Синтез адаптивного регулятора узла «пятник-подпятник»

3.3 Исследование взаимосвязи параметров внешнего воздействия с параметрами состояния управления

3.4 Теоретическое определение эффективности управления адаптивного регулятора опорно-поворотного узла

3.5 Выводы по главе

4 Экспериментальное определение параметров системы «пятник-подпятник»

4.1 Метод определения триботехнических параметров на основе модельного эксперимента

4.2 Результаты экспериментальных исследований

4.3 Выводы по главе

5 Эксплуатационное обоснование проекта для опорно-поворотного узла

5.1 Эксплуатационные испытания модернизированного промежуточного элемента узла «пятник-подпятник»

5.2 Выводы по главе

Общие выводы, рекомендации, заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение надежности опорно-поворотных устройств на основе принципа построения адаптивных систем»

ВВЕДЕНИЕ

В современной промышленности одним из сложных и ответственных узлов является опорно-поворотное устройство (ОПУ), которое в различных вариациях и исполнениях применяется в: стреловых поворотных кранах; автопоездах (тягачах); тяговом и не тяговом железнодорожном подвижном составе; одноковшовых, валочно-пакетирующих и валочно-трелевочных машинах. Тяжелые условия работы узла (передача высоких нагрузок; реверсивный режим работы; неравномерное распределение напряжений -опрокидывание) приводят к быстрому износу, а как следствие снижение работоспособности ОПУ.

На железнодорожном транспорте опорно-поворотное устройство грузового вагона «пятник-подпятник» работает в крайне тяжелых статических и динамических условиях.

Ужесточение условий эксплуатации железных дорог - естественный процесс развития цивилизации. В результате при эксплуатации подвижного состава происходит постепенное изменение факторов, оказывающих влияние на износ и контактную стойкость элементов тяжело-нагруженных узлов, что особенно явно проявилось в увеличении скорости изнашивания гребней колёс и боковой поверхности рельсов.

Движение подвижного состава в кривых участках пути сопровождается интенсивным трением гребня колеса с боковыми гранями наружных рельсов. Интенсивность износа колес имеет прямую зависимость от величины износа рельсов по причине снижения площадки контакта между колесом и рельсом. Возникает угроза безопасности движения, увеличивается сопротивляемость движению, энерозатраты на тягу, и, как следствие, растут эксплуатационные расходы. Значительное влияние на вписывание оказывает момент сопротивления, возникающий в тяжело-нагруженном узле «пятник-подпятник» грузового вагона.

В настоящее время замена существующих тележек на более совершенные не представляется возможной, так как только в России замене будут подлежать около 2 млн. тележек старого образца. На процесс замены может уйти не одно десятилетие, поэтому рациональным является только путь модернизации.

До настоящего времени изучению узла «пятник-подпятник» в его эксплуатационном состоянии не уделяется должного внимания. Актуальность данного вопроса обусловлена тем фактом, что значительная доля повреждений надрессорных балок связана именно с износом поверхности подпятника и скользунов. Восстановление изношенных поверхностей - трудоемкая и дорогостоящая операция, выполняемая только в условиях депо.

АКТУАЛЬНОСТЬ: В настоящее время в промышленности одним из сложных и ответственных узлов кранов, экскаваторов, автоприцепов, тягового и не тягового железнодорожного подвижного состава является тяжелонагруженные узлы трения - опорно-поворотные устройства (ОПУ).

Тяжелые условия работы узла (передача высоких нагрузок; реверсивный режим работы; неравномерное распределение напряжений, опрокидывание) приводят к быстрому износу, и, как следствие, снижению работоспособности ОПУ.

В настоящее время среди известных опорно-поворотных устройств в наиболее тяжелых статических и динамических условиях работает ОПУ на грузовом железнодорожном транспорте (узел «пятник-подпятник»), поэтому выбор выше указанного узла в качестве объекта исследования открывает возможности решения проблемы аналогичных устройств.

В последнее время одним из направлений повышения работоспособности ОПУ, получившие широкое промышленное применение, является использование промежуточного элемента. Однако существующие конструкции таких устройств не обеспечивают систематическую подачу смазочного материала в течении всего межремонтного цикла, в результате

чего узел работает большую часть времени в условиях недостатка, или даже полного отсутствия смазочного материала.

Таким образом, разработка ОПУ с управляемой подачей смазочного материала без принципиального изменения конструкции является актуальным. Кроме того, такой подход, обеспечивая повышение надежности и безопасности эксплуатации, упрощает промышленное внедрение таких систем.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Повышение надежности тележки грузового вагона за счет увеличения долговечности тяжело нагруженных опорно-поворотных устройств. Реализация поставленной цели диссертационной работы требует решение таких задач как:

- теоретическое обоснование и выбор наиболее ответственного узла грузового вагона и определение направление решения проблемы повышения надежности опорно-поворотных устройств;

- выбор методики синтеза узла «пятник-подпятник» с адаптивным регулятором для получения параметрической модели;

- выбор и анализ прототипа узла «пятник-подпятник» с учетом контактных напряжений;

- теоретическое исследование работы опорно-поворотного устройства грузового вагона с адаптивным принципом подачи смазочного материала в зону контакта;

- теоретическое исследование взаимосвязи параметров внешнего воздействия с параметрами адаптивного регулятора ОПУ грузового вагона, синтез узла «пятник-подпятник».

- исследование триботехнических характеристик ОПУ на основе модельного эксперимента.

- изготовление опытного образца ОПУ, проведение промышленных испытаний.

- подготовка практических рекомендаций для внедрения в Вагонных ремонтных компаниях (ВРК-1, 2, 3).

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: опорно-поворотное устройство железнодорожного грузового вагона «пятник-подпятник».

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:

1. Теоретически обоснована возможность использования в опорно-поворотных устройствах адаптивного принципа подачи смазочного материала в зону контакта.

2. Разработана параметрическая модель адаптивного регулятора опорно-поворотного устройства, с учетом действия внешних сил и геометрической конфигурации.

3. Разработана функциональная схема адаптивного регулятора опорно-поворотного устройства, позволяющая определить параметр включения и отключения процесса подачи смазочного материала.

4. На основе теоретических исследований рассчитан комплексный показатель, связывающий функциональные и конструктивно-технологические параметры, позволяющие обеспечить рациональный режим эксплуатации грузового вагона.

5. Определен диапазон значений комплексного показателя адаптивного регулятора, позволяющий определить область устойчивой работы опорно -поворотного устройства, сроки эксплуатации и предельный износ, при котором требуются ремонтные работы.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:

1. В результате исследований разработана конструкция ОПУ, позволяющая снизить интенсивность износа опорных поверхностей узла «пятника-подпятника» и произвести модернизацию опорного узла ОПУ.

2. Производственные испытания и эксплуатация модернизированного ОПУ в течении 6 месяцев показали увеличение межремонтного пробега до 40%.

3. По результатам модельных испытаний, по схеме «диск-колодочка», получена зависимость влияние нагрузочно-скоростного режима на изменение

интенсивности износа и коэффициента трения в виде уравнений регрессии и графической интерпретации.

4. По результатам эксплуатационных испытаний, промежуточного элемента с адаптивным регулятором на тележке грузового вагона модели 18100, даны рекомендации ремонтным депо (компаниям) по модернизации и внедрению существующей конструкции узла «пятник-подпятник». МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: Аналитическое исследование проводилось на основе обобщение известных научных и технических результатов. При разработке параметрической модели тяжело нагруженного узла грузового вагона использован принцип агрегатных индексов комплексного метода «адаптивного синтеза механических систем». Аналитическим методом, основанным на условии касания поверхностей при различном характере статических и динамических эпюр давлений, сформирована функционально-структурная схема узла «пятник-подпятник». При определении зависимости нагрузочно-скоростного режима на изменение интенсивности износа и коэффициента трения использован метод физико-математического моделирования и планирования эксперимента. Экспериментальное исследование промежуточного элемента ОПУ организовано на грузовом железнодорожном вагоне.

ДОСТОВЕРНОСТЬ РАЗРАБОТАННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ подтверждена практикой конструирования ОПУ грузового вагона «пятник-подпятник»; решением аналитических задач и их сопоставлением с экспериментальными данными; испытаниями на стендах; пилотными испытаниями; апробацией на научных конференциях; публикациями в отраслевых и железнодорожных журналах, рекомендованных ВАКом; а так же решением первого заместителя начальника Северо-Кавказской железной дороги по экономике, финансам и корпоративной координации о внедрении.

АПРОБАЦИЯ: Основные положения и результаты работы были представлены в трудах:

- Конкурс «Инновационных проектов Северо-Кавказской железной дороги» под председательством заместителя начальника Северо-Кавказской железной дороги;

- Всероссийский конкурс научных работ среди аспирантов по «Транспортной проблематике»;

- Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития и эффективность функционирования транспортного комплекса Юга России»;

- Всероссийская научно-практическая конференция «Транспорт», ФГБОУ ВПО РГУПС 2012, 2013, 2014 г.

ПУБЛИКАЦИИ: Основные результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 9 (девяти) научных публикациях, в том числе в 6 (шести) журналах, входящих в «Перечень ведущих научных журналов и изданий», рекомендуемых ВАКом, а также в 4 (четырех) патентах на изобретение.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Методика синтеза узла «пятник-подпятник» с регулятором, реализующим адаптивный принцип подачи смазочного материала.

2. Параметрическая модель промежуточного элемента узла «пятник-подпятник» грузового вагона.

3. Функциональная модель тяжело-нагруженных опорно-поворотных узлов трения, реализующих адаптивный принцип подачи смазочного материала в зону контакта.

4. Методика расчета комплексного показателя, связывающего функциональные и конструктивно-технологические параметры, позволяющие обеспечить рациональный режим эксплуатации грузового вагона.

5. Экспериментальное определение комплексного показателя при организации модельных испытаний.

6. Показатели эффективности модернизации промежуточного элемента тяжело нагруженного опорно-поворотного узла грузового вагона.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ:

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений. Общий объем научной работы - 138 страниц, содержащий 23 таблицы; 41 рисунок; список использованных источников из 147 наименований; 2 приложения на 4 листах.

1. АНАЛИЗ АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ И ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Опорно-поворотное устройство в промышленности, назначение, классификация, конструкции

В промышленности опорно-поворотное устройство (ОПУ) обеспечивает связь между поворотной и неповоротной частью машин и механизмов таких как: кран, экскаватор, автоприцеп, тяговый и не тяговый железнодорожный подвижной состав. ОПУ различают по назначению:

- опорно-сцепные устройства;

- опорно-возвращающие устройства.

К поворотной части машины относятся [18, 95]:

- поворотная платформа;

- манипулятор;

- автоприцеп тягача (автопоезда);

- кузов тягового и не тягового железнодорожного подвижного состава.

К неповоротной части относятся [12]:

- выносная опора (аутригер);

- отвал для промышленных машин;

- седельно-сцепное устройство тягача (автопоезда);

- пятник-подпятник тележки железнодорожного подвижного состава.

В крановой, автомобильной, экскаваторной и железнодорожной промышленности применяются ОПУ с вертикальным и горизонтальным размещением опор.

Опоры в вертикальной плоскости применяются в мачтовых и башенных кранах. В горизонтальной плоскости опоры нашли применение в башенных, гусеничных, пневмоколесных, автомобильных, железнодорожных кранах [18, 23, 58].

ОПУ с опорами в горизонтальной плоскости адаптированы как к положительным, так и к отрицательным нагрузкам. В промышленности данные ОПУ изготовляют в виде:

- подшипника радиально-упорного шарикового;

- однорядных или двухрядных роликовых подшипников качения;

- катковых устройств [95].

ОПУ с опорами в вертикальной плоскости нашли применения в кранах большой грузоподъемности, а в подшипников исполнении, хорошо центруют поворотную часть крана относительно неповоротной.

В результате, можно сделать вывод, что конструкция опорно-поворотных устройств (ОПУ) и опорно-поворотных кругов (ОПК) идентичны тем, что на ходовой раме (основании) устанавливается платформа, которая вращается вокруг собственной оси.

Опорные конструкции ОПУ, в зависимости от воспринимаемой нагрузки, имеют различное конструктивное исполнение [13, 95]. Классификация опорных конструкций и ОПУ приведена на рисунке 1.1, 1.2.

Рисунок 1.1 - Классификация опорных конструкций

В результате изучения литературных источников и патентного поиска был найден ряд конструкций ОПУ и ОПК применяемых в крановой и экскаваторной промышленности.

Рисунок 1.2 - Классификация опорно-поворотных устройств

Большинство отечественных экскаваторов оснащены нормализованными роликовыми ОПК (рисунок 1.3), шариковые круги заменены на роликовые, которые меньше по размеру и весу.

Рисунок 1.3 - Роликовый опорно-поворотный круг: 1 - верхняя обойма; 2 - нижняя обойма; 3 - зубчатый венец; 4 - прокладка; 5 - ролики.

В авторском свидетельстве № 958308 [119] предложен опорно-поворотный круг (ОПК), который состоит из поворотных и неповоротных колец с беговыми дорожками. Снижение максимальных нагрузок и равномерного их распределения по периметру круга поворотных колец достигнуто за счет проточек, выполненных перпендикулярно к беговым дорожкам.

В авторском свидетельстве № 1043096 [136] опорная рама крана, состоит из перекрестных балок, которые связанны с базовым элементом ОПУ. Надежность и долговечность достигнута путем равномерного распределения нагрузки по периметру базового элемента рамы за счет цилиндрической трубки 1 и листа 3 (рисунок 1.4), а базовый элемент ОПУ выполнен в виде усеченного конуса 2, направленного меньшим основанием вниз. Перекрестные балки жестко связаны с цилиндрической трубой.

Рисунок 1.4 - Опорно-поворотное устройство: 1 - труба; 2 - конусный модуль; 3 - верхний лист

В авторском свидетельстве № 226791 [4] предложено основание поворотного устройства экскаватора. Равномерное распределение нагрузки от ОПУ на раму реализовано за счет поворотного круга на шасси, с основанием в виде усеченного конуса с переменным наклоном. Благодаря этому в основании конуса образован многоугольник, соответствующий форме и размерам опорной рамы круга [4].

В патенте № 2167515 [14] предложено ОПУ (рисунок 1.5) манипулятора лесозаготовительной машины. Конструктивное исполнение повышает жесткость конструкции, снижает динамические нагрузки, повышает долговечность путем перераспределения нагрузки через рычаги с передней части машины на заднюю.

Рассматривая опорно-возвращающее устройство в общем виде, можно сделать вывод, что узел имеет широкое применение во многих отраслях промышленности. Тяжелые условия работы узла (передача высоких нагрузок; работа в реверсивном режиме; неравномерное распределение напряжений -опрокидывание) приводят к быстрому износу, а как следствие снижение работоспособности ОПУ.

Рисунок 1.5 - Опорно-поворотное устройство: 1, 8 - кронштейн; 2, 9 -двуплечий рычаг; 3 - стойка; 4 - упорный подшипник; 5 - кольцом; 6 - звено; 7 - ролик; 10 - верхнее и нижнее положение; 1 1 - шарик

На железнодорожном транспорте одним из ответственных и быстро изнашивающихся узлов трения тележки грузового вагона является пятниковый узел. На подвижном составе связь между кузовом и тележкой осуществляется через центральный узел «пятник-подпятник», который является составной частью надрессорной балки. Типовая конструкция представляет собой опорную поверхность, наружные и внутренние бурты, а также отверстие под шкворень (рисунок 1.6, 1.7, 1,8) [20, 21, 39, 65, 142, 144].

Одной из основных причин бокового износа гребней колёсных пар и боковой части головки рельсов является снижение работоспособности узла «пятник-подпятник» тележек грузовых вагонов модели 18-100, вследствие чего происходит рост угла набегания колеса на рельс [17, 19, 22, 36, 74, 75, 76, 78, 80, 117].

Условия работы пятникового узла грузового вагона крайне не благоприятные. Это объясняется тем, что в нем одновременно происходит передача вертикальных, продольных, поперечных нагрузок в условиях реверсивного движения [27. 140, 141].

Рисунок 1.6 - Опорно-поворотное устройство типа «пятник-подпятник» грузового железнодорожного вагона

Рисунок 1.7 - Разузлование тележки грузового вагона 18-100 с опорно-поворотным устройством типа «пятник-подпятник»

Рисунок 1.8 - Тяжелонагруженные и фрикционные узлы тележки грузового вагона 18-100

В научных работах Ромена и Богданова рассмотрен вопрос влияния технического состояния тяжелонагруженного узла опирания грузового вагона на силу сопротивления при повороте тележки в кривых участках пути. Исследования проводились при таких начальных условиях как: порожний или груженый грузовой вагон, широкий диапазон зазоров в скользунах, различная степень износа пятникового узла. Из приведенных реализаций момента сопротивления М и угла поворота надрессорной балки тележки (рг видно, что

началу ее поворота предшествует плавное нарастание момента сопротивления до определенной величины, после превышения которой происходит «срыв» подпятника относительно пятника (амплитудный всплеск М = 2,5 кН • м, при

скорости 11 м / с) (рисунок 1.9) [43, 124].

Рисунок 1.9 - Осциллограмма момента сопротивления повороту М и угла поворота (г относительно кузова надрессорной балки 2-осной тележки с нагрузкой на ось 231 кН, со смазанным подпятниковым узлом, имеющим допускаемые износы, и разомкнутыми скользунами.

В результате было установлено, что в 2-х осных тележках порожнего грузового вагона момент сопротивления лежит в диапазоне от 0,9 до 16 кН • м, а под нагрузкой, в зависимости от степени износа подпятника, может иметь величину от 2,4 до 33 кН • м. Наличие смазочного материала в узле снижает момент сопротивления в 5 раз, а для грузового вагона, при длительном времени отстоя и отсутствии смазочного материала в пятниковом узле, момент сопротивления лежит в диапазоне от 1,4 раза [43, 124].

Следует отметить, что в процессе работы на узел воздействуют факторы внешней среды: перемена температуры от - 50 °С зимой до + 50 °С летом;

влажность, повышенное содержание пыли (отсутствие защиты узла трения от абразивных частиц) [47, 56, 139].

В процессе эксплуатации кузов грузового вагона неравномерно нагружает скользуны, вследствие чего из-за «открытости» конструкции узла «пятник-подпятник» смазочный материал выдавливается, а процесс взаимодействия между сопрягаемыми поверхностями характеризуется сухим трением. В результате происходит интенсивный неравномерный износ трущихся поверхностей, и как следствие, изменению величины суммарных зазоров по скользунам. При краевом опирании пятника на подпятник, из-за высокого удельного давления (удельное давление при поперечных колебаниях кузова составляет 200...250 МПа), в месте контакта образуется кромочный

(односторонний) износ, что приводит к осаживанию кузова на скользуны по одной стороне вагона [26, 51, 60]. Анализ конфигурации износов показал, что опорная поверхность пятника по мере износа из плоской пяты превращается в сферическую поверхность. Аналогично изнашивается и подпятник, причем больший износ концентрируется на кольцевом приливе в поперечном и продольном направлении (рисунок 1.10) [26, 47, 51, 56, 60, 139].

В научных трудах Коротенко М.Л. установлено, что у гружёных полувагонов при скорости движения 30 м / с и наличии зазоров в скользунах

горизонтальные поперечные силы в 1,3 раза больше, чем при отсутствии

зазоров в скользунах (55 кН против 41 кН). Перевалка кузова на узле

«пятник-подпятник» дестабилизирует движение грузового вагона [62, 63].

В исследовательских трудах Соколиным В.Ф. установлено, что продукты износа тяжелонагруженного узла трения самоудаляются у пятников с конической и сферической формой, и не самоудаляются у пятников с плоской поверхностью [51, 132].

Фзеи

Рисунок 1.10 - Основные дефекты подпятника: 1 - трещины; 2 - износ упорной поверхности; 3 - износ опорной поверхности; 4 - износ отверстия под шкворень.

Выше рассмотренные факторы влияют на эксплуатационные показатели грузового вагона, которые напрямую зависят количества подрезов гребней и остроконечного наката колесных пар, ползунов, чрезмерных износов букс, опорных поверхностей боковых рам и надрессорных балок, фрикционных клиньев [27, 43, 140, 141]. Следовательно, проведение модернизации тележки модели 18-100 грузовых вагонов является актуальной задачей.

Данные условия работы приводят к быстрой потери заданных параметров, которые определяют возникновение [44, 51, 125]:

- сухого трения в узле «пятник-подпятник» вследствие выдавливания смазочного материала при перевалке кузова;

- кромочного (одностороннего) износа при краевом опирании пятника на подпятник;

- абразивного износа узла «пятник-подпятник» из-за открытости конструкции узла;

- роста коэффициента трения вследствие процесса «схватывания» поверхности пятника и подпятника при длительном времени отстоя.

На основании расчётов по математической модели [49] отмечается, что существует диапазон величин момента трения в скользунах и в подпятнике, вне которого тележка и колёсные пары по-разному разворачиваются, уменьшая или увеличивая угол набегания. При отсутствии смазочного материала диапазон моментов равен 20...70 кН• м. Если момент трения на скользунах и в подпятнике более 70 кН • м, то тележка разворачивается таким образом, что углы набегания и нормальные нагрузки растут, приводя к повышенной интенсивности изнашивания боковой поверхности рельсов и гребней колёс, особенно первой колёсной пары. Если этот момент менее 20 кН • м , то поворот боковых рам тележки относительно надрессорной балки происходит в направлении, уменьшающем углы набегания.

Проблема повышения долговечности элементов узла «пятник-подпятник» можно реализовать двумя направлениями:

1. Изменение конструкции узла:

- увеличение диаметра опорной поверхности с 300 мм до 711 мм [110] с целью уменьшения удельных нагрузок и увеличения плеча парирующей силы при крене кузова;

- применение скользунов, постоянно контактирующих с опорами кузова для ликвидации перевалки; [115].

- увеличение диаметра опорной поверхности до 450 мм с заменой плоского поверхности на плоско-сферическое или плоско-коническое;

- применение более совершенных амортизационных устройств, закалка и специальная термическая обработка контактирующих поверхностей [8].

2. Применение сменных изнашиваемых прокладок, разделяющих трущиеся поверхности пятника и подпятника:

- тонкая стальная прокладка из высокопрочной марганцовистой стали [9, 113, 146];

- полимерная композиционная вставка [108, 109, 112, 116].

Форма и геометрия подпятника зависит от конструкции кузова и от условий действия скручивающих моментов относительно продольной оси. Для конструкции кузова коробчатого типа, например, полувагон, рационально применять плоский подпятник, так как кузов данного типа не воспринимают скручивающих моментов по продольной оси, вследствие чего вагонный подпятник работает по всей опорной площади и предотвращает возможность поперечных колебаний [5].

Стоит отметить, что максимальное значение контактных напряжений по площади сопряжения имеют место для пятниковой опоры существующей конструкции и наименьшие - для сферической. Применение сферической опоры уменьшает горизонтальные силы, действующие на колёсную пару и повышает ее устойчивость [5].

В научных трудах [142, 144] при проведении лабораторных испытаний имитировалось относительное вращение пятника и подпятника с применением различных типов смазочного материала и различных значениях вертикальной нагрузки. Целью работы было исследование возникающего момента силы трения. Анализ результатов испытаний позволил сделать следующие выводы:

- смазочный материал необработанных пятников и подпятников уменьшает коэффициент трения между ними с 0,34 до 0,06. При нагрузке 245 кН момент трения уменьшался с 9,4 до 1,8 кН • м;

- смазывание механически обработанных поверхностей пятника и подпятника уменьшило коэффициент трения с 0,12 до 0,11, а момент трения с 3,3 до 3,0 кН ■ м;

- на несмазанных обработанных поверхностях получались задиры, увеличивался износ, что делало пятник и подпятник не пригодными к эксплуатации.

Твердый смазочный материал в узле «пятник-подпятник» создает положительный и долговременный эффект в отличии от жидкого [1]. Вкладыши из высокопрочной бронзы и неметаллических материалов в тяжелонагруженных узлах также приемлемы. Применение стальных накладок твёрдостью 325 НВ показало неудовлетворительные результаты (наличие задир).

Анализируя результаты научного труда [1], следует отметить, что использование полимерных прокладок допустимо при полном отсутствии зазоров по боковым опорам кузова на тележку. Наличие больших зазоров по скользунам, или большая асимметрия их, при перевалке кузова разрушает полимерную прокладку и, как показали исследования ВНИИЖТ и ВНИТИ, росту моментов сил сопротивления повороту, что в свою очередь вызывает увеличение:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Павлицкий Борис Игоревич, 2018 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Center plates get added attention. - Railway Locomotives and Cars, 1965, №1, 9.

2 Cyr W.H. C N measures center plate friction. - Railway Locomotives and Cars, 1961, №12, 24-25.

3 Cyr W.H. Measurements of center plate friction on freight cars. - Paper. Amer. Soc. Mech. Engrs., 1961, N-WA-239,5 pp.

4 Hudec Ludek, Mackerle Zdenek, Uhnavy TomaS, Bustin Jan. Nosna spojovaci konstrukce horni stayby dobyva.cich a nakladacich stroju s podvozkem (Основание поворотного устройства экскаватора). Авт. свид. № 226791, ЧССР. Бюл. изобр. 1985, №33.

5 Kereszty P. Role of the center plate and side bearing in the safe riding of rail vehicles. «Acta techn. Acad. sci. hung», 1974, №1-2, 129-152.

6 Narendra K.S., Valavani L.S. Stable adaptive controller design-direct control // IEEE Trans. on Automat. Control. - 1978. - Vol. 23, No. 4. - P. 570-583.

7 Parks, P.C. Lyapunov redesign of model reference adaptive control system // IEEE Trans on Autom. Control. - 1966. Vol. 11. No. 3. - P. 362-367.

8 Авторское свидетельство №1135683 Шкворневой узел вагона / Пранов А.А., Нейжмак С.Н., Шихалев В.А.; Заявл. 07.09.83., бюл. № 3.

9 Авторское свидетельство №1425118 пятниковый узел вагона / Болотин М.М., Алексюткин Б.А., Волков Л.Г.; Заявл. 02.06.1986, бюл. № 35.

10 Ададуров С.Е., Гапанович В.А., Лябах Н.Н., Шабельников А.Н. Железнодорожный транспорт: на пути к интеллектуальному управлению. Монография. - Ростов-на-Дону: ЮНЦРАН. - 2009. - С. 322.

11 Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы / А.Г. Александров. - М.: Высшая школа,1989. - 263с.

12 Александров В.А. Моделирование технологических процессов лесных машин: Учебник для вузов. - М.: Экология, 1995. - 256 с.

13 Багаутдинов И.Н. ОПУ манипуляторов лесозаготовительных машин / Багаутдинов И.Н., Шестаков Я.И. // Современные проблемы лесопромышленного комплекса Волго-Вятского региона. Вып. 1. -Йошкар-Ола: МарГТУ, 1998. - С. 27-30.

14 Багаутдинов И.Н., Шестаков Я.И. Опорно-поворотное устройство манипуляторной лесозаготовительной машины. Заявка на патент № 2001111606 / 20 (012127) от 26.04.2001 г.

15 Балашов Е.П. Эволюционный синтез систем. М.: Радио и связь, 1985. 290 с.

16 Барсов И.П. Строительные машины и оборудование: Учеб. для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 510 c.

17 Безценный В.И. Технология вагоностроения и ремонта вагонов. Учебник для вузов железнодорожного транспорта / Под ред. В.И. Безценного. - М.: Транспорт, 1976. - 432 с.

18 Беркман И.Л. Одноковшовые строительные экскаваторы: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. - 510 с.

19 Бобровская И.И. Технология ремонта вагонов. Учебное пособие, - Т.: ТашИИТ, 2008. - 117 с.

20 Быков Б.В. Конструкция и техническое обслуживание грузовых вагонов. - М.: Желдориздат «Трансинфо», 2006. - 125 с.

21 Быков Б.В. Конструкция тележек грузовых и пассажирских вагонов. -М.: Маршрут, 2004. - 36 с.

22 Быков Б.В., Пигарев В.Е. Технология ремонта вагонов: Учебник для средних специальных учебных заведений ж.-д. трансп. - М.: Желдориздат, 2001. - 559 с.

23 Вайнсон A.A. Подъемно транспортные машины: Учеб. для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1975. - 431 с.

24 Веников В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Высшая школа, 1976. - 320 с.

25 Вериго М.Ф. Динамика вагона / М.Ф. Вериго. - М.: ВЗИИТ, 1971. - 227 с.

26 Вериго М.Ф. Причины роста интенсивности бокового износа рельсов и гребней колес / ЦП ВНТО железнодорожников и транспортных строителей. - М.: Транспорт, 1992. - 46 с.

27 Вершинский С.В. и др. Динамика вагона. Учебник для вузов железнодорожного транспорта. - М.: Транспорт, 1991. - 360 с.

28 Вершинский С.В., Данилов В.Н. Динамика вагона / С.В. Вершинский. -М.: Транспорт, 1971. - 176 с.

29 Виноградов Ю.М. Износостойкие материалы в химическом машиностроении: справочник. - Л.: Машиностроение, 1977. - 254 с.

30 Воронин B.C. Интеллектуальные системы на железнодорожном транспорте // Железнодорожный транспорт, №3, 2009.

31 Восстановление износостойкой автоматической наплавкой пятника грузовых вагонов с последующей механической обработкой ТИ-ТНП/2001. Утверждено Департаментом вагонного хозяйства МПС РФ 25.04.2001.

32 Гапанович В.А., Поплавский А.А. Интеллектуальные железнодорожные системы: состояние и направления развития // Железнодорожный транспорт, №11, 2009.

33 Гапанович В.А., Розенберг И.Н. Основные направления развития интеллектуального железнодорожного транспорта // Железнодорожный транспорт, №4, 2011, С. 5-12

34 Гаркунов Д.Н. Повышение износостойкости на основе избирательного переноса / Д.Н. Гаркунов, А.А. Поляков, Л.М. Рыбакова; ред. Д.Н. Гаркунов. - М.: Машиностроение, 1977. - 214 с.

35 Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность): учебник / Д.Н. Гаркунов - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: МСХА, 2001 - 616 с.

36 Герасимов В.С. Технология вагоностроения и ремонта вагонов: Учебник для вузов / В.С. Герасимов, И.Ф. Скиба, Б.М. Кернич. - М.: Транспорт, 1988. - 381 с.

37 Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по деповскому ремонту (УТВ МПС РФ 21.08.1998 № ЦВ-587)

38 Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520. Руководство по деповскому ремонту. Утвержден Советом по ЖДТ государств-участников Содружества, протокол №54 от 18-19 мая 2011 года

39 Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР. Альбом -справочник. - М.: Транспорт, 1989. - 172 с.

40 Демьянов А.А. Адаптивный синтез фрикционно-механических систем. / А.А. Демьянов, Ал.А. Демьянов // Труды международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса» / РГУПС - 2009. С.44-45.

41 Демьянов А.А. Количественная оценка эволюционного синтеза механических систем // Повышение износостойкости деталей машин: Межвуз. сб. научн. тр. РГУПС. Ростов н/Д. 1999. С. 99-101.

42 Демьянов А.А. Метод адаптивного синтеза фрикционных систем / А.А. Демьянов, Ал.А. Демьянов. - М.: Энциклопедия Машиностроения,

2008. - С.72-74.

43 Досов Л.Г. Разработка и применение композиционных материалов в тяжелонагруженных опорных трибосопряжениях железнодорожного подвижного состава: дис. канд. тех. наук: 05.02.04 / Л.Г. Досов; Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения». - Ростов-на-Дону, 2005. - 177 с.

44 Дубинин В.М. Анализ износостойкости и разработка предложений по повышению надежности пятниковых узлов грузовых вагонов (ЧИПС -филиал УрГУПС, г. Челябинск, РФ).

45 Дулин С.К., Розенберг И.Н. Построение нечетких графовых моделей на основе геоинформационных систем // Сборник научных трудов V-ой Международной научно-практической конференции «Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте». Коломна.

2009.

46 Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. М.: Наука, 1980. 228 с.

47 Евстафьев Б.С., Чебоненко В.М., Юдин В.А., Францев А.Н. О механизме износа пятникового узла / Б.С. Естафьев. // Труды МИИТ. -Москва, 1974. - № 453.

48 Елизаветин М.А. Повышение надежности машин. Изд. 2-е переработ, и доп. М., «Машиностроение», 1973, 430 с

49 Жаров И.А., Захаров СМ., Конькова Т.Е. О влиянии состояния тележки грузового вагона на параметры, определяющие изнашивание гребней колёс и боковой поверхности головки рельсов при движении в кривых малого радиуса. - Вестник ВНИИЖТ, 1999, №4, С. 9-15.

50 Житенев Ю.А. - Будущее отрасли, интеллектуальный транспорт, по материалам IV Московского международного Конгресса по интеллектуальным транспортным системам.

51 Заверталюк А.В. Взаимодействие с рельсовой колеёй тележки грузового вагона при износах узлов опирания: дис. канд. тех. наук: 05.22.07 / А.В. Заверталюк; Министерство путей сообщения Российской федерации государственное унитарное предприятие Всероссийский научно -исследовательский институт железнодорожного транспорт. - Москва, 2002. - 121 с.

52 Ивашкин Ю.А. Теория и практика агентного моделирования «живых» систем // Труды Конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям, 2-9 сентября, 2010 года, Т.1. - Москва: Физматлит, 2010.

53 Ильин В.И., Колесников В.И., Майба И.А., Чёрный B.C., Шаповалов В.В., Щербак П.Н. Физическое моделирование фрикционных систем. Ростов н/Д. Изд-во СКНЦ ВШ, 2000. 128 с

54 Инструкция по техническому обслуживанию вагонов в эксплуатации. Распоряжение ОАО «РЖД» № 1794Р от 31 августа 2009 года

55 Интеллектуальные транспортные системы: перспективы развития // Железнодорожный транспорт, №5, 2009.

56 Камаев А.А., Сороко М.И. Влияние сил трения в опорах кузова на вписывание экипажа в кривые / А.А. Камаев // Труды БИТМ. - Брянск, 1964. - № 20. - С. 65-75.

57 Ковалев С.М. Модели представления и выявления нечетких темпоральных знаний в базах данных временных рядов / Нечеткие системы и мягкие вычисления: сборник научных трудов Второй всероссийской научной конференции с международным участием. -Ульяновск: УлГТУ, Т1, с. 3-13.

58 Коган И.Я. Строительные башенные краны. Конструкция и расчет. - М.: Машгиз, 1958. - 306 c.

59 Колясов К.М. Анализ нагруженности и совершенствование конструкции шкворневого узла трамвайного вагона: дис. канд. тех. наук: 05.22.07 / К.М. Колясов; Федеральное агентство железнодорожного транспорта Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный университет путей сообщения» (УрГУПС). - Екатеренбург, 2005. - 138 с.

60 Кононов B.C., Сороко М.И. Влияние момента трения в опорах на ходовые качества полувагона при движении в кривых. - Динамика подвижного состава железных дорог. Тула, 1976, С. 126-132.

61 Конюшая Ю.П. Открытия советских ученых - Москва: Московский рабочий, 1979 - 688 с.

62 Коротенко М.Л. Влияние качки на пяте на устойчивость невозмущенного движения четырёхосного полувагона. - Тр. ДИИТ, 1973, в. 143, С. 42-47.

63 Коротенко М.Л., Данович В.Д., Малышева И.Ю. Выбор параметров упруго-диссипативных элементов ходовых частей грузовых вагонов. / Труды ДИИТ. вып. 220/28. Днепропетровск, 1981. С. 47-51.

64 Кудрин Б.И. Классика технических ценозов. Общая и прикладная ценология. Вып. 31. «Ценологические исследования». Томск: ТГУ -Центр системных исследований, 2006. - 220 с.

65 Кузьмич Л.Д. Вагоны (Проектирование, устройство и методы испытаний). - М.: Машиностроение, 1978. - 376 с.

66 Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. Учебник для металлургических специальностей. - 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1983. - 359 с.

67 Левков Г.В., Подбелло A.M., Тененбаум Б.Я. Установление рациональных параметров упруго-диссипативных связей кузова грузового вагона с тележкой. - Тр. ЛРШЖТ, 1977, в.403, С. 30-37.

68 Лищинский Л.Ю. Структурный и параметрический синтез гибких производственных систем. М.: Машиностроение, 1990. 312 с.

69 Локомотивы и моторвагонный подвижной состав. Инструкция по применению смазочных материалов. 01ДК.421457.001 И

70 Мартынов Р. Удаленный доступ: ученые создали интеллектуальные системы управления движением поездов // Гудок, 17 апреля 2009, №68.

71 Мастаченко В.Н. Применение методов искусственного интеллекта в решении строительных задач: Учебное пособие для ВУЗов ж. -д. тр-та. -М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2007. - 308 с.

72 Махутов Н.А. Конструкционная прочность, ресурс и техногенная безопасность: в 2-хч. Ч.1: Критерии прочности и ресурса. Новосибирск: Наука, 2005. 493 с.

73 Методика контроля узла «пятник-подпятник» при проведении деповского ремонта грузовых вагонов РД 32 ЦВ 067-2008. Утвержден Советом по ЖДТ государств-участников Содружества, протокол №48 от 29-30 мая 2008 года

74 Михалевич М.П. Технология производства и ремонта вагонов. -Издательство: ДВГУПС, 2004. - 40 с.

75 Мотовилов В.С. Технология производства и ремонта вагонов. - М.: Маршрут, 2003. - 382 с.

76 Мотовилов К.В., Лукашук В.С., Криворудченко В.Ф., Петров А.А Технология производства и ремонта вагонов. - М.: Маршрут, 2003 -382с.

77 Неживляк А.Е. Методы и средства восстановления соединительной балки восьмиосной цистерны: дис. канд. тех. наук: 05.03.06 / А.Е. Неживляк; кафедра «Машиностроительные технологии и материалы» Иркутского государственного технического университета. - Иркутск, 2004. - 209 с.

78 Павлицкий Б.И. Анализ способов повышения долговечности системы «колесо-рельс / Б.И. Павлицкий // Альманах современной науки и образования. - 2012. - №2. - С. 49-51.

79 Павлицкий Б.И. Взаимосвязи внешнего воздействия с адаптивной системой шкворневого узла / Б.И. Павлицкий, А.А. Демьянов // Мир Транспорта. - 2014. - №5(54). - С. 52-58.

80 Павлицкий Б.И. Новое решение проблемы износа в системе колесо-рельс / Б.И. Павлицкий // Железнодорожный транспорт. - 2012. - №11. -С. 68-69.

81 Павлицкий Б.И. Новое решение проблемы износа элементов опорно -возвращающих устройств - Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт 2013», ФГБОУ ВПО РГУПС, 2013;

82 Павлицкий Б.И. Новое решение проблемы износа элементов опорно-возвращающих устройств / Б.И. Павлицкий, А.А. Демьянов // Наука и техника транспорта. - 2014. - №2. - С. 21-24.

83 Павлицкий Б.И. Новое решение проблемы повышения надежности и долговечности опорно-возвращающих устройств - Всероссийский конкурс научных работ среди студентов и аспирантов по транспортной проблематике «Обеспечение безопасности подвижного состава на магистрали». Научный руководитель д.т.н., профессор А.А. Демьянов.

84 Павлицкий Б.И. Особенности адаптивного управления подачей смазки в шкворневом узле / Б.И. Павлицкий // Вагоны и вагонное хозяйство. -2013. - №3 (35). - С. 48.

85 Павлицкий Б.И. Повышение работоспособности опорно-поворотных узлов подвижного состава / Б.И. Павлицкий, Демьянов А.А., Демьянов Ал.А. // Вестник ВЭЛНИИ, ТРАНСМАШХОЛДИНГ. - 2015. - № 1(69). - С. 145-155.

86 Павлицкий Б.И. Повышение работоспособности узла «пятник-подпятник» путем совершенствования конструкции - Конкурс «Инновационных проектов Северо-Кавказской железной дороги» под председательством главного инженера СКЖД;

87 Павлицкий Б.И. Повышение ресурса механической системы путем реализации принципов самоорганизаций - Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт 2012», ФГБОУ ВПО РГУПС, 2012;

88 Павлицкий Б.И. Повышение эффективности эксплуатации шкворневого узла путем совершенствования конструкции - Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт 2014», ФГБОУ ВПО РГУПС, 2014;

89 Павлицкий Б.И. Синтез адаптивного регулятора шкворневого узла / Б.И. Павлицкий, А.А. Шапшал, С.А. Шапшал // Инженерный вестник Дона. -2013. - №4 (27). - С. 16.

90 Павлицкий Б.И. Теоретическое исследование работы шкворневого узла с адаптивным регулятором / Б.И. Павлицкий // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2013. - №2 (23). -С. 72-76.

91 Павлицкий Б.И. Шкворневая система с адаптивной подачей смазочного материала / Б.И. Павлицкий, А.А. Демьянов, В.Н. Аксенов // Железнодорожный транспорт. - 2015. - № 8. - С. 52-54.

92 Павлицкий Б.И., Демьянов А.А. Повышение износостойкости пятниковых узлов вагонов - Трибология-Машиностроению. Программа Всероссийской научно-практической конференции с участием иностранных специалистов, Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, 2014;

93 Павлицкий Б.И., Демьянов А.А. Повышение эффективности эксплуатации шкворневого узла путем совершенствования конструкции - Молодежный инновационный конвент Ростовской области.

94 Павлицкий Б.И., Демьянов А.А. Шкворневая система с адаптивной подачей смазочного материала - Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития и эффективность функционирования транспортного комплекса Юга России», ФГБОУ ВПО РГУПС, 2014;

95 Панкратов С.А. Конструкция и основы расчета главных узлов экскаваторов и кранов. - М.: Машгиз, 1962. - 540 с.

96 Патент № 2030505 Способ определения положения железнодорожного пути в плане в круговых кривых / Кашников В.Н., Рубан В.М.; опубл. 10.03.95. бюл. №7

97 Патент № 20616110 Способ определения параметра, характеризующего системы колесо-рельс и устройство для его осуществления / Кашников В.П., Рубан В.М.; опубл. 10.06.1996, бюл. №16

98 Патент № 2127683 Конструкция подпятникового узла тележки грузового вагона / Коробов Ю.С.; Попов С.И.; Луканин В.Л.; опубл. 20.03.1999.

99 Патент № 2465161 Пятниковый узел опоры кузова на тележку грузового вагона / Чаркин В.В., Березин В.В., Панин Ю.А.; опубл. 27.10.12., бюл. № 30.

100 Патент № 2466892 Пятниковый узел опоры кузова на тележку грузового вагона / Чаркин В.В., Березин В.В., Панин Ю.А.; опубл. 20.11.2012., бюл. № 32.

101 Патент № 4275661 Конструкция пятникового узла опоры кузова на тележку грузового вагона / Kenneth L. Mowles; опубл. 30.06.1981.

102 Патент № 5443015 Конструкция пятникового узла опоры кузова на тележку грузового вагона / John W. Rudibaugh, Charles L. Van Auken; опубл. 22.08.1995.

103 Патент №2393969 Колесо подъемно-транспортного средства / Демьянов А.А., Демьянов Ал.А.; опубл. 10.07.2010, Бюл. №19

104 Патент №2513093 Шкворневая система / Демьянов А.А., Павлицкий Б.И., Демьянов Ал.А.; опубл. 11.10.2012, Бюл. №11

105 Патент №2521503 Система колесо-рельс / Демьянов А.А., Павлицкий Б.И., Демьянов Ал.А.; опубл. 27.06.2014, Бюл. №18

106 Патент №2538840 Скользун тележки железнодорожного вагона / Демьянов А.А., Павлицкий Б.И., Демьянов Ал.А.; опубл. 10.01.2015, Бюл. №1

107 Патент №2538857 Фрикционная передача / Демьянов А.А., Павлицкий Б.И., Демьянов Ал.А.; опубл. 10.01.2015, Бюл. №1

108 Патент Англия №1446550

109 Патент США №3264215

110 Патент США №3582166

111 Патент США №3986752

112 Патент США №4075951

113 Патент США №4175200

114 Патент США №4182182

115 Патент США №4188888

116 Патент Франция №2272307

117 Погорелый Б.Г., Козлов Г.И. Устройство и ремонт вагонов. -Издательство: Транспорт, 1982. - 250 с.

118 Программа развитию интеллектуальных железных дорог, по материалам 12-ой конференции Международного союза железных дорог (МСЖД).

119 Проломов А.М., Кирин В.Н., Казанский А.М., Палатник А.И. Опорно-поворотный круг крана. Авт. СВИД. № 958308 // Бюл. изобр. - 1982. -№ 34.

120 Проников А.С., Надежность машин / А.С. Проников. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

121 РД 32 ЦВ-056-97. Грузовые вагоны железных дорог колеи 1520 мм. Руководство по текущему отцепочному ремонту

122 Речкалов А.И., Тененбаум Б.Л. Опыт эксплуатации вагонов с упруго-диссипативными устройствами. - Железнодорожный транспорт, 1983, № 12, С. 44-45.

123 Розенберг Е.Н., д.т.н., профессор, Современные технологии для перехода к интеллектуальному железнодорожному транспорту, по материалам XII Всемирный электротехнический конгресс

124 Ромен Ю.С. Влияние технического состояния узлов опирания грузовых вагонов на сопротивление повороту тележек / Ю.С. Ромен, В.М. Богданов, Л.К. Добрынин // Вестник ВНИИЖТ. - М., 2000. - № 3, - С. 9-12

125 Ромен Ю.С., Богданов В.М., Добрынин Л.К., Коссов B.C., Коваль В.А., Пузанов В.А., Заверталюк A.B. Влияние технического состояния узлов опирания грузовых вагонов на сопротивление повороту тележек. -Вестник ВНИИЖТ, 2000, №3, С. 9-12.

126 Руководящий документ. Ремонт тележек грузовых вагонов модели 18100 с установкой износостойких элементов в узлах трения РД 32 ЦВ 072-2009. Утвержден Советом по ЖДТ СНГ от 27 января 2010 года.

127 Руководящий документ. Ремонт тележек грузовых вагонов РД 32 ЦВ 052-2005. Утвержден ОАО «РЖД» от 31 декабря 2005 года.

128 Рыбакова Л.М., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металла.

- М.: Машиностроение, 1982. - 212 с.

129 Сарьян А.Н. Системы поддержки интеллектуального функционирования на сортировочной станции: дис. канд. тех. наук: 05.13.06 / А.Н. Сарьян; РОСЖЕЛДОР Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (РГУПС). - Ростов-на-Дону, 2010. - 171 с.

130 Сарьян А.С, Гапоненко В.Н. Интеллектуализация системы поддержки принятия решений многофункционального холдинга // Сборник трудов международной конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований» - Одесса, 2010.

131 Смазки. Производство, применение, свойства. Справочник Редакторы Т. Манг, У. Дрезель издательство Профессия (2010), 956 с.

132 Соколин В.Ф. Влияние конструкции пятниковой опоры на её износ и устойчивость кузова вагона. Тр. ОМИИТ, 1968, том 67, С.51-55.

133 Стратегия инновационного развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 года (Белая книга ОАО «РЖД») (утв. ОАО «РЖД»)

134 Сычев А.П., Кравченко В.Н. Повышение ресурса съемных дисков «пятник-подпятник» грузового вагона / А.П. Сычев, В.Н. Кравченко, В.В. Авилов, В.А. Пронин // Труды Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт 2012». - Ростов-на-Дону, 2012.

- С. 340-341.

135 Тертычный-Даури В.Ю. Адаптивная механика. М.: Наука. Физматлит, 1998. 480 с.

136 Тотолин П.Е., Ряхин В.А., Панкрашкин П.В., Клименко В.В., Мошкарев Г.Н., Андреев Э.И., Ильченко О.П. Опорная рама грузоподъемного крана. Авт. свид. № 1043096. Бюл. изобр. - 1983. -№35.

137 Трение, изнашивание и смазка Справочник в 2-х книгах под редакцией И.В. Крагельского, В.В. Алисина Москва, «Машиностроение», 1978 г, С 400

138 Уманский В.И. Презентация «Безопасность и эффективность - две взаимосвязанные задачи развития интеллектуальных транспортных систем». - Москва: НИИАС, 2010.

139 Федяева Е.А., Ольшевский А.А. Моделирование износа пятникового узла грузового вагона, Вестник Брянского государственного технического университета. 2009. № 3(23).

140 Хромов С.А. Динамика вагона. - Т.: ТашИИТ, 2005. - 26 с.

141 Хусидов В.В. Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ / Под ред. А.А. Хохлова. - М.: МИИТ, 2001. -160с.

142 Цыган Б.Г., Цыган А.Б. Вагоностроительные конструкции (изготовление, модернизация, ремонт). / Под ред. Б.Г. Цыгана. - К.: Кременчуг, 2005. - 752 с.

143 Чичинадзе А.В. Основы трибологии (трение, износ, смазка) / А.В. Чичинадзе, Э.Д. Браун, Н.А. Буше; Под общ. ред. А.В. Чичинадзе: Учебник для технических вузов. - 2- изд., переработ. и доп. - М.: Машиностроение, 2001. - 664 с.

144 Шадур Л.А. Вагоны. Конструкция, теория и расчет. - Издательство: Транспорт,1980. - 439 с.

145 Шкворневая система устройства, перемещающегося по рельсам: патент 2389627 Рос. Федерации: 6 В6№ 5/00 / А.А. Демьянов. - № 2008101712/11; заявл. 16.01.2008; опубл. 20.05.2010, Бюл. № 14 - 7 с.

146 Шульга А.С., Кучеренко В.Ф. Новое в ремонте пятниковых узлов думпкаров. Промышленный транспорт, 1980, №3, 23 с.

147 Щедрин А.В. канд. техн. наук (МГМУ «МАМИ»), А.О. Поляков, А.Ю. Козлов (ООО Машиностроительный завод «Тонар»), С.А. Гаврилов (ОАО НПП «РЕСПИРАТОР») - Самоорганизация контактных процессов - перспективное направление в трибологии. Вестник Машиностроения, 2013 №3

Приложение 1

/

УТВЕРЖДАЮ: Ммщкщ. Ш№т Аш» гужп »«РЖД»

2013 г.

о проведении испытаний пятникового узла на железнодорожном транспорте

На основании программы реализации стратегических направлений научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги», одним из базовых положений которого является разработка проектов, связанных с интеллектуальными (адаптивными) системами управления были проведены опытные испытания изобретения «Шкворневая система» на тележки грузового вагона модели 18-100.

Суть изобретения: в шкворневую систему устройства между пятником и подпятником устанавливается съемный элемент, имеющего форму диска на котором выполнены несквозные отверстия, заполненные твердыми смазочным материалом. В диске имеется отверстие под шкворень (Приложение 1).

Съемный элемент, имеющий форму диска, был установлен в один из двух шкворневых узлов грузового вагона при деповском ремонте. Несквозные отверстия диска были заполнены эпоксидной смолой холодного отверждения (смола и наполнитель типа графит (дисульфид молибдена) в пропорции 1:2). Глубина опорной поверхности подпятника составляет 30 мм. Согласно настоящему положению по ремонту грузовых вагонов в ОАО «Российские железные дороги» для решения проблемы износа узла «пятник-подпятник» используют прокладку, сделанную по чертежу М1698.01.005СБ из низколегированной стали 30 ХГСА и твердостью 320...400 НВ. Толщина прокладки составляет 6 мм, наружный диаметр 294 мм, вес 3 кг. В результате

диск с адаптивным регулятором толщиной 10 мм можно устанавливать, не изменяя конструкцию подпятника. При монтировании была отмечена несложность установки съемочного элемента, что позволяет использовать труд неквалифицированного персонала. Для анализа и сравнения результатов, в шкворневой узел второй тележки был установлен такой же диск, только не имеющий отверстия. Перед установкой опорную поверхность подпятникого места смазывают солидолом по ГОСТ 1033-79 или ТУ 0254-045-00148843, или рельсовым покрытием РП по ТУ 32 ЦТ 2133-92. Оба диска сделаны из конструкционной углеродистой стали типа СтЗ (Ст5).

Принцип работы: При скольжении пятника относительно подпятника по мере изнашивания промежуточного элемента, за счет того, что он имеет меньшую твердость, в зону контакта будет попадать смазка, которая покроет поверхности трения и снизит интенсивность износа.

Выводы: При проведении 6 месячных испытаниях были получены следующие сравнительные результаты:

- при разборке модернизированного шкворневого узла, в системе имелся смазочный материал, создающий пленку между пятником и подпятником;

- суммарный вертикальный износ элементов модернизированного шкворневого узла составил менее 0,12 мм при том, что износ диска без глухих отверстий узла составил 0,25 мм;

- съемный элемент, при незначительной деформации и износе сохранил свою работоспособность при том, что диск без глухих отверстий имел зазубрины, заусенцы, а так же неравномернный износ по всей поверхности;

- при эксплуатации в основном происходил износ съемного элемента.

Представители СКЖД

7/Г А/У^^У/

должность

ФИО

ж ¿/у*,/«*? $$

должность Сфйо

/Ш'

¿л. ¿е^ганаи //3

Приложение 2

КАЛЬКУЛЯЦИЯ на типовой ремонт узла «пятник-подпятник» грузового вагона модели 18-100

№ п/п Статьи затрат Стоимость ремонта одного узла, руб Стоимость ремонта одного грузового вагона, руб Стоимость годовой программы ремонта, руб*

1. Материалы 380,09 760,18 2592214

1.1 Проволока Св-08А 263,89 527,78 1799730

1.2 Флюс АН-348А 116,2 232,4 792484

2. Энергоресурсы 108,05 216,1 736901

3. Заработная плата сварщика 4 разряда 105,11 210,22 716850,2

3.1 Оплата работы 80,61 161,22 549760,2

3.2 Налоги и взносы с ФОТ 24,50 49 167090

ИТОГО 593,25 1186,5 4 045 965

*Справочно:

- Количество вагонов по типовой годовой программе ремонта узла «пятник-подпятник» - 3410 ед.

КАЛЬКУЛЯЦИЯ на ремонт модернизированного узла «пятник-подпятник» грузового вагона модели 18-100

№ п/п Статьи затрат Стоимость ремонта одного узла, руб Стоимость ремонта одного грузового вагона, руб Стоимость годовой программы ремонта, руб*

1. Материалы 380,09 760,18 1296106,9

1.1 Проволока Св-08А 263,89 527,78 899864,9

1.2 Флюс АН-348А 116,2 232,4 396242

2. Энергоресурсы 108,05 216,1 368450,5

3. Заработная плата сварщика 4 разряда 105,11 210,22 358425,1

3.1 Оплата работы 80,61 161,22 274880,1

3.2 Налоги и взносы с ФОТ 24,5 49 83545

4. Заработная плата слесаря 3 уровня 10 разряда 341,13 682,26 1163253,3

4.1 Оплата работы 261,6 523,2 892056

4.2 Налоги и взносы с ФОТ 79,53 159,06 271197,3

ИТОГО 934,38 1868,76 3 186 235,8

*Справочно:

- Количество вагонов по модернизированной годовой программе ремонта узла «пятник-подпятник» - 1705 ед.